热分解过程(共9篇)
热分解过程 篇1
1 引言
硝酸铵是现代工业和农业生产中一种重要的化学物质, 它的热稳定性对其安全生产、储存、运输和使用具有重要意义。国内外已发生过多起火灾与爆炸事故[1,2], 引起重大人员伤亡和财产损失, 如:1998年陕西某化工集团公司, 就曾发生过硝铵装置的爆炸事故, 死亡22人, 重伤6人, 轻伤52人, 直接经济损失约7000万元。因此, 对硝酸铵热分解特性及其影响因素进行研究, 对于预防此类灾害性事故具有重要意义。虽然国内外很多专家学者对硝酸铵的热分解过程进行了大量的研究, 但很多工作是在密闭条件下进行的, 如有学者采用DSC对硝酸铵热分解进行了研究[3,4,5], 而实际生产过程中, 硝酸铵往往是处于敞开气氛, 很少出现密闭的情况。因此, 研究敞开气氛中硝酸铵的热分解危险特性, 具有重要的现实意义和应用价值。本文运用差热分析技术, 利用差热扫描仪CRY-32进行了实验研究, 研究了敞开气氛中混有杂质的硝酸铵的热分解过程, 以及杂质对硝酸铵的热分解特性的影响, 并分析了各种情况下硝酸铵的危险特性。
2 实验设计
2.1 差热分析法
差热分析 (Differential thermal analysis, DTA) 是在程序控制温度下, 测量试样与参比物 (一种在测量温度范围内不发生任何热效应的物质) 只见的温度差与温度关系的一种技术。在实验过程中, 可将试样与参比物的温差作为温度或时间的函数连续记录下来。
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绘制DTA曲线 (温度为横坐标的差热曲线) , 根据峰变化趋势进行分析, 向上和向下的峰分别反映了试样的放热、吸热过程。
2.2 实验仪器
2.2.1 差热分析仪
本实验使用的是CRY-32P高温差热分析仪。CRY-32P高温差热分析仪主要由加热炉、主机、计算机、打印机等组成, 辅之以气氛和冷却水通道, 测量结果由计算机数据处理系统处理。
2.2.2 实验精度
为了保证实验的精度要求, 差热分析仪 (DTA) 程序升温速率在5~10℃/min范围内, 控温精度为±2℃, 温差或功率差的大小在记录仪上能达到40%~95%满刻度偏离。在实验中运用两点校准法及一点校准法观察校准物质的相转变温度进行仪器校准, 两点校准法采用锡、铅作为校准物质, 一点校准法采用铋作为校准物质[6]。
2.3 实验药品
实验药品的情况见表1。
2.4 实验方案
本实验中使用的硝酸铵样品为白色结晶体, 分别研究了硝酸铵与一种杂质混合体系试样, 硝酸铵与两种杂质混合体系试样的情况。各个实验试样研究体系及其配比如表2~表3所示。
3 实验结果及分析
3.1 酸对硝酸铵的影响
图1为硝酸铵和H3PO4混合的体系样品热分解实验的DTA图。在温度较低的区域DTA曲线都较平缓, 造成这一现象的原因可能是添加H3PO4的量相对较大, 在H+的作用下, 硝酸铵在较低温度下已经发生一定的反应, 并不断加速, 放出的热量掩盖了低温阶段的晶变热和熔化热。酸对硝酸铵分解的催化机理一般认为是[7,8]:
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因此酸能够加速硝酸铵的分解。
3.2 KCl对硝酸铵热分解的影响的实验
图2为纯硝酸铵和KCl混合的体系样品热分解实验的DTA图。从图中可以看出该条曲线在180℃前出现的三个吸热峰与纯硝酸铵热分解的这部分基本吻合, 然而没有第一个吸热峰, 由此推断, 在KCl的作用下, 硝酸铵可能不出现β→γ晶型转变。而后面大约在300℃左右都在两个吸热峰之间出现了一个放热峰, 这说明, 在300℃左右混有KCl的硝酸铵有可能发生放热分解反应, 即存在一定的危险性。
Oxley[9]综述前人的研究成果, 得出氯化物促进硝酸铵分解关键的一步是:
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并且有过量的酸 (来自于硝酸铵的自分解) 用来形成NO+2、NO2和Cl自由基是反应的中间体。卤化物对硝酸铵热分解的促进作用按酸性增强的顺序增强。但按照格拉兹洛娃的观点, 热分解时金属是催化作用的主要承担者, 那么KCl的催化机理可以表示为:
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形成的二氧化氮随后与氨反应。格拉兹洛娃提出, 硝酸铵在热分解时催化剂的作用是加快氨氧化反应。
3.3 一种有机物对硝酸铵热分解影响的实验研究结果及分析
3.3.1 石蜡对硝酸铵热分解的影响的实验
图3为硝酸铵和石蜡混合的体系样品热分解实验的DTA图。从图中可以看出, 在190℃前出现的四个吸热峰与纯硝酸铵热分解的这部分基本吻合。在263℃左右都出现了一个较小的放热峰, 随后, 在306℃左右又出现了第二个放热峰, 此峰较高, 亦即放出热量较大, 硝酸铵中混入了石蜡后在306℃左右会分解且放出较多热量。306℃的放热峰峰型较陡, 说明放热比较突然, 有发生爆炸的危险。
3.3.2 蔗糖对硝酸铵热分解的影响
图4为硝酸铵和蔗糖混合的体系样品热分解实验的DTA图。从图中可以看出, 在较低温度时也出现了吸热峰, 但是峰高较矮, 即吸热量较少, 说明晶型转变热效应较小, 这种有机添加剂, 对硝酸铵起到了晶型稳定的作用[10]。在200℃左右又出现了一个放热峰, 放出较多热量, 说明蔗糖不仅可以使硝酸铵热分解放出较多热量, 而且放热峰温度较低, 即使硝酸铵热分解的温度降低, 使其危险性显著增加。
硝酸铵-蔗糖体系的DTA曲线与石蜡相比, 蔗糖对硝酸铵的热稳定性降低幅度更大。由于蔗糖分子的组成固定, 所以硝酸铵-蔗糖体系的放热峰比较规整[11]。总的放热量接近硝酸铵-有机物完全反应时的放热量, 可见硝酸铵-蔗糖混合体系的氧化反应进行得较完全。
随着研究体系中蔗糖含量的增加, 放热峰的高度变矮。此消彼长, 硝酸铵的含量减少, 而放热峰的高度变矮, 这两个情况刚好吻合, 由此推断, 加入蔗糖的硝酸铵的热分解反应进行得确实比较完全。
3.4 一种有机物和一种无机物对硝酸铵热分解的影响
图5是硝酸铵中混有蔗糖和KCl这两种杂质的研究体系的热分解DTA图, 即混有一种有机物和一种无机物的研究体系。从图中可以看出该试样进行热分解处于较低温度时DTA曲线较平缓, 基本上没有出现吸热峰, 这可能是由于结构稳定的蔗糖抑制了硝酸铵的晶变而引起的, 而在160.29℃时的吸热峰可能是硝酸铵熔化吸热造成的。该试样在201.98℃、251.22℃和288.56℃时分别出现了三个吸热峰, 即热分解放出热量。
通过与图5和图2的比较可以看出, 有机物蔗糖和氯化物KCl共同对硝酸铵发生作用, 反应更加剧烈, 放出更多的热量, 说明若在硝酸铵的生产和储运过程中若混入了这两种物质是比较危险的。
3.6 两种无机物对硝酸铵热分解的影响的实验
图6是硝酸铵中混有KCl和H3PO4这两种无机杂质的研究体系的热分解DTA图。从图中可以看出该试样进行热分解处于较低温度时DTA曲线较平缓, 基本上没有出现吸热峰, 这与图2的较低温度时的DTA曲线比较相似, 因此推断这是由于硝酸铵和KCl分别与H+作用放出热量, 与硝酸铵晶变吸收的热量相抵消造成的。该试样在267.86℃时出现了一个吸热峰, 即热分解放出热量。
通过与图2和图3的比较可以看到, 与混有一种无机物杂质的硝酸铵相比较, 含有这两种无机物杂质的硝酸铵, 即存在氯化物和H+的硝酸铵热分解时的放热峰更加陡峭, 温度更低, 且放出的热量更多, 即其发生危险的可能性较大。
3.7 两种有机物对硝酸铵热分解的影响的实验
图7是硝酸铵中混有石蜡和蔗糖这两种有机物杂质的研究体系的热分解的DTA图。从图中可以看到两个较明显的吸热峰, 可能是由于晶变β→γ和硝酸铵溶化时吸热引起的, 在218.34℃和261.66℃时出现了两个吸热峰, 即热分解放出热量。通过与图4和图5的比较可以推测, 第一个放热峰温度较低, 可能是由于蔗糖的作用, 而第二个放热峰与石蜡对硝酸铵作用的放热温度较接近, 因此推测是石蜡对硝酸铵的作用。与混有一种有机物杂质的硝酸铵相比较, 可以看出含有两种有机物杂质的硝酸铵热分解有两个放热峰, 且放出的热量更多, 即其发生危险的可能性较大。
4 结论
通过敞开气氛中硝酸铵热分解实验研究, 可以得到以下结论:
(1) 不同的杂质对硝酸铵的热分解过程有着不同的影响。
①H+会促进硝酸铵分解成硝酸和氨, 所以硝酸铵中混入酸性物质会加速硝酸铵的热分解。在敞开气氛中, H3PO4使硝酸铵热分解时放出少量热量, 反应较平缓, 危险性较小;
②KCl对硝酸铵有很强的催化作用, 使在此实验条件下的硝酸铵热分解放出少量热量, 具有热活性, 具有一定的危险性;
③有机物会降低硝酸铵的热稳定度, 促进硝酸铵的热分解, 与石蜡相比, 蔗糖对硝酸铵热稳定性降低影响更大, 分解放出的热量更多, 危险性更大;
④与一种杂质相比, 混有两种杂质的硝酸铵热分解放出的热量更大, 危险性更高。石蜡与蔗糖两种杂质增加硝酸铵的热活性, 放出大量热量, 放热速率增加, 具有一定的危险性;蔗糖与KCl两种杂质使硝酸铵热分解放出大量热量, 且放热温度大大提前, 放热速率增加, 具有较大的危险性;存在氯化物和H+的硝酸铵热分解时放热速率增加, 温度较低, 且放出的热量较多, 即其发生危险的可能性较大。
(2) 针对上述杂质对硝酸铵热分解过程的影响, 建议在以后的硝酸铵生产、储存和运输过程中采取以下安全措施:
①严格按照操作规程作业, 在工业生产的各个步骤, 含硝酸铵物质的酸度及成品硝酸铵游离酸含量应符合工艺标准;
②要特别防止氯离子的混入, 氯离子和酸的协同作用, 使硝酸铵分解的速率急剧升高, 从而可能引起爆炸;
③应避免混入纸张、木屑等含有纤维素的有机物而降低硝酸铵的热稳定性;
④加强对职工的安全教育和培训, 提高全员的专业技术水平和应变能力, 建立健全安全生产规章制度, 制定紧急处理预案, 切实避免硝酸铵分解爆炸的重大事故的发生。
参考文献
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热分解过程 篇2
作分解
(管理人员版)
主讲人/盛斌子老师
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面对竞争激烈的区域市场,你有方向感吗?你是否懂得根据自己公司的政策和有限资源制定一套区域规划作战方案?去进行区域市场开发、管理与提升,做到有计划的推广。
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营销政策难以执行,产品陈列面越来越小,每月销量上不去,客户信心起不来,叫我如何是好?
渠道冲突八成与厂家营销政策执行有关,可又有几个销售经理真正发挥好公司政策和把准客户的赢利模式?大多销售经理无法与客户平等沟通,用笨拙方法压销售任务,窜货冲突处理犹如“鸡同鸭讲”。
尤其销售人员频繁变动,回款、乱价、窜货等渠道历史问题不断累积,客户怨声四起,客户怎么管控?大牌客户很牛,常常狮子大开口; 【课程收益】
1.学习区域市场规划的关键要素与步骤。学会渠道规划与网点布局的具体方法。2.在招商方法用滥的今天,学习盛老师用三位一体招商方法,大规模开发客户 3.学会利用增量模型诊断区域市场,发现核心问题,查缺补漏,快速提升区域市场销售
4.学会对区域市场销售人员的过程管理,落实的到动作分解的程度,快速复制 5.分析各种销售政策的利弊,学习在不同市场开发阶段,不同竞争的情况下,如何制定针对客户的销售政策?如何帮助客户制定针对零售终端的政策? 6.学习如何掌控客户的各种手段,同一区域多家客户的如何管理?分析互联网时代库存、窜货、乱价等原因,并掌握妥善处理渠道冲突的方法。
7.学会对客户进行有效评估与问题改善,学会与不合格客户安全“分手”的技巧。8.解剖20个热点品牌成败案例,掌握30套先进营销管理工具,和至少30个实操方法。培训结束后,找到解决实际市场问题的药方,带回一套适合自己公司的渠道营销体系。
第一讲:区域市场规划篇
一、你有以下三大难题吗?
1.难题一:“市场开发屡不成功” 2.难题二:“开发成功没有销量” 3.难题三:“有销量却没有利润”
二、如何做好你的区域市场规划? 1.学会SWOT分析。2.领会公司的渠道战略。3.区域经理市场规划六步法。4.如何快速打造出一个样板市场?
5.面对通街同质化的品牌,如何做好渠道创新与规划? 6.如何制定一份有竞争力的《营销方案与作战地图》?
作业:根据盛老师原创工具,设计一份市场分析报告。
盛斌子老师原创点评:
第二讲:团队管理提升篇
一、销售团队管理核心工具一:员工工作要固定
1.曝光真相:一半以上的终端业代在“放羊” 2.不承认业代在“放羊”?对着镜子自己照照 3.国际公司的终端业代为啥就不会“放羊”呢 4.如何管理行踪“飘忽不定”的“野羊”
二、销售团队管理核心工具二:标准化管理
1.一样的月光,为什么表现(执行力)就是不一样 2.标准化管理的推行原则
三、销售团队管理核心工具三:检核
1.抛开“检核”谈“战略”,就是“光屁股扎领带” 2.让很多学员感到大脑缺氧的问题:检核什么 3.“抓坏人”--谁是需要被重点检核的员工 4.“挖地雷”--哪里是最容易查出问题的终端网点 5.终端检核流程五步骤
6.公司全面建立“逐级检核”机制的推广步骤
四、销售团队管理核心工具四:考核奖罚“绞肉机”
1.考核锁喉术:缩短考核结算周期 2.三个奖罚“绞肉”工具 3.两个考核“绞肉”工具
4.“绞肉机”管理的步骤和常见故障排除
五、销售团队管理核心工具五:早会
1.偷窥一下业务早会的“真身本尊”
2.开场道一声“早上好”,然后找个人“骂一顿” 3.树正气、追绩效,防止“虾球转”
4.态度“残忍”,语气温柔,菩萨低眉也能显金刚手段 5.死了都要爱,不追出结果不痛快
6.多提建议,少提意见,“倒霉蛋”死给大家看 7.命令要“滴水不漏”,再加上一句--懂了没 8.开会不是硬道理,推进业绩才是硬道理 9.吸星大法、采阴补阳
10.“纸上得来终觉浅,恳请老师画重点”&送大家上路
早会背后的功夫:打通任督二脉,再快也得一年时间 作业:根据盛老师原创工具,设计一份“四轮驱动模型”
盛斌子老师原创点评:
第三讲:数字化时代的创新“三位一体”立体多维市场开发
(原创独家经典)
一、市场开发准备
1.网络地图
2.准客户资料库收集12招 3.市场开发准备
二、市场开发落地
1.如何玩转精准营销:微信加粉、短信群发、网络免费推广、话题事件营销一夜成名、社交软件互动、微博、SNS平台推广、电话沟通话术 2.集中作业与联合舰队模式
电话营销 微信群发 微信加粉 团队PK 晨会、例会 过程管理 现场沟通话术 3.产品推介会的12大绝招
三、市场开发驻守
1.样板市场如何打造?
市场诊断 团队管理模式 产品管理模式 分销管理模式 经营管理模式 市场推广模式 店面管理模式
如何二次低成本市场开发?
作业:根据盛老师原创工具,设计一份集中作业流程图。
盛斌子老师原创点评:
第四讲:有效管理客户的六大系统一、客户有效管理六大系统:
①选择 ②培育 ③激励 ④协调 ⑤评估 ⑥调整
二、客户的培训与辅导
1、“教客户销售”的时代到来了!
2、如何成为客户生意发展的贴心伙伴?
3、用培训取代喝酒:培训传播品牌、培训提升技能、培训创造忠诚
三、激励客户的积极性
——销售型激励 1.销售返点 2.台阶返利 3.模糊返利 4.消库补差 5.实物奖励 6.福利激励 7.会议激励 8.渠道开发奖 ——市场提升激励 1.新品推广 2.店面陈列 3.团队培训 4.终端促销 5.O2O精准促销 6.市场秩序 7.广告或物料支持 8.管理对接
四、用协调法处理棘手的老问题
1、有效防止回款风险
2、客户乱价与窜货的严惩处理
3、有效处理客户退货与质量事故的公关技巧
4、劝酒五法摆平难题:用喝酒来解决“甲地盘乙关系”的窜货问题
5、建立定期的客户沟通机制,有效解决渠道冲突问题
●案例分析:联想“四个一工程”,有效解决渠道冲突难题,持续提升渠道动力。
五、做好客户的动态评估
1、不评估就没有渠道持续增长
2、照搬大公司的KPI指标害惨人
3、实施客户年/季考核与评估管理
4、经常要去查看店面陈列与库存状况
5、用PDCA法与5W1H工具改善渠道中的常见问题
六、如何优化你的区域市场?
1、区域市场客户优化八大策略。
2、按部就班,不要把“砍”字挂在嘴边。
3、客户调整与分手的六项注意与三个“秘笈”。
4、年轻人要记住古训:“做人留一线,日后好相见”。
●案例分析:杭州××大客户不满品牌厂家办事处人员调整,令品牌厂家损失一千万。
作业:根据盛老师原创工具,设计一份客户激励政策
盛斌子老师原创点评:
第五讲:帮助客户提升终端销量
一、客户门店赢利模式有竞争力吗?
1、赢利模式=销售方式+组织构成+持续创新
2、如何帮助代理商/加盟商找到适合自己的门店赢利模式?
3、终端门店最有效的七种赢利模式
二、快速提升零售终端销量五大纬度
1、宣传推广—让品牌“仙女”在终端“下凡”。
2、氛围营造—让氛围成为一种“有毒气体”。
3、销售服务—“只有钻石才能切割钻石”。
4、隐性渠道—“一枝开五花,结果自然成”。
5、促销活动—促销是拉动终端的“风火轮”。
三、如何提升零售终端忠诚度
1、得终端者得天下 构建“1+N”式终端布局
2、提升零售终端忠诚度的十大方法 ①增加客户跳槽成本六方法 ②选择“铁杆”店员的五个标准 ③培养“铁杆”店员的四个有效技巧 小组研讨与发表:提升忠诚度的十大方法
3、零售终端客情关系建立与巩固的标准动作
4、做好客情关系与客户信用风险动态管理
●案例分析:××著名建材连锁品牌帮助加盟商成为经营高手的“群商联盟计划”。
作业:根据盛老师原创工具,设计一份客户“设局”场景。
盛斌子老师原创点评:
第六讲:区域市场目标管理篇
一、目标分解方法
1.分解到人头:公司(营销部门)总体目标定下来后,首先分解到每片区域/每个人(基本上是一个人负责一个区域)。
2.分解到各层级市场单元:每个省多少,每个市,每个县承担多少任务?哪些是重点区域,哪些是次要区域,心里要有数。存量区域承担多少?增量市场开发多少,分多少量?需要明细。
3.分解到客户:各层级代理商,分别分多少?老客户在去年基础上增降多少?新客户增加多少个?每个大概可以承担多少量?同时考虑客户结构问题:大客户多少?中、小客户多少?各自占多少个百分比?所有数据必须明确。4.到渠道类型
5.分解到产品:去年各类产品的销售占比数据有没有做过统计?如果没有,赶紧做!今年重点推广的产品清单是?核心战略大品的目标额有没有先设定出来?新产品的销量有没有预估?每个客户的处方情况?要求必须结构明确、数据目标清晰!怎么实现?(你天天在市场上跑,还问我?找抽!)6.分解到季/月度
二、目标分解流程 1.第一步:底层自定
底层销售人员根据去年个人业绩贡献与目标完成情况、责任市场具体情况,制定个人月度、季度、目标,并明确每个客户、每类产品的业绩目标,提交给上级。需要考虑的要素上面已经有详细介绍。2.第二步:逐级汇总
销售管理人员根据下属人员各人提交的情况进行分析,合理修正目标,逐级汇总,最后统一汇总到销售总监手上。3.第三步:目标敲定
根据获得的信息资料,总体分析目标是否合理,是否符合公司的增长率要求,是否达到公司的战略目标,如果存在差异,做全面调整,并呈报总经理审核批准。4.第四步:目标下达
将最终确定的目标下达下去,让每级、每个销售人员签订任务承诺书,正式认领个人销售目标。
作业:根据盛老师原创工具,设计一份客户目标分解表格。
盛斌子老师原创点评:
第七讲:区域市场增量模型
一、基础管理增量模型
1.人员日常管理增量 2.人员考核增量 3.专项奖励增量 4.数据追踪增量
二、区域市场策略管理增量模型
1.产品线管理
2.通路利润管理增量模型 3.产品渠道优势管理增量模型
三、客户、分销商通路管理增量模型
1.客户选择质量 2.管理客户的实力投入 3.占用客户的更多资金 4.提高客户利润 5.管理客户的库存
6.管理客户的异常出货价格、促销执行 7.管理客户的终端服务和终端客诉 8.避免客户主劳臣逸 9.管理客户的业绩数据 10.提高客户的人员管理水平
四、延伸网络、细化渠道起销量
1.网络延伸 2.渠道精耕
五、终端管理增量模型
1.终端网点宽度 2.终端网点深度 3.重点终端样板 4.生动化增量模型
六、商业模式增量模型
1.众筹 2.股份 3.合伙 4.联锁 5.事业部 6.分红 7.股权激励 8.四专型分销
热分解过程 篇3
关键特性(key characteristics,KC)是指材料、零件、装配体、装备或系统的某些重要属性或特征(尺寸、规范),它们的波动会显著影响产品的安装、性能、使用寿命和可制造性[1,2]。当关键特性超出其目标值时,会严重影响产品的装配质量,甚至出现产品无法正常使用的现象[3]。
质量管理学中“少数重要和多数不重要”的原则以及Pareto原理中“80/20比例关系”规则等,都说明少数关键的产品特性即满足大部分用户需求[4]。在产品开发、设计、制造、装配中,对每个特性都进行控制是困难的,也是没有必要的,因此,需要从众多特性中鉴别与分解出关键特性。魏丽等[5]论述了关键特性的分类、分解和传递的原则和方法,提出采用风险分析方法对可选的关键特性集合进行定量分析,但没有给出详细过程;冯子明等[3]根据基准传递链分析装配过程中的误差积累路线,采用误差均方根法计算出的误差值与成功装配所预期的数值进行比较,当差距较大时,视为关键装配特性,但没有具体的判断依据,可能导致关键装配特性的多选或漏选;Mathieu等[6]基于装配有向图模型得到了影响关键特性的因素,但没有进一步区分这些因素。
本文基于装配有向图研究了零部件特性的波动传递路线,构建潜在下层关键特性集合,并引入决策试验和评价试验(decision making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)方法对潜在下层特性进行量化分析,根据其结果对潜在下层特性集进行因果分类、重要度排序和权重确定,实现了该层关键特性鉴别与分解的量化描述。最后通过实例验证了所提理论和方法的可行性和有效性。
1 基于装配有向图的波动传递链
产品设计是一个自上而下的设计过程,因此关键特性也可伴随着产品开发自上而下进行分解并传递,即关键特性可分为多个层次,最高层是产品关键特性,逐渐分解成部件、零件关键特性。通常按照一定的规则沿产品树逐级分解传递,即上级关键特性需要由下层关键特性来保证[7],分解直到零件级,最后形成关键特性树的层次关系。
本文采用装配有向图(assembly oriented graph,AOG)反映装配体中关键特性波动信息流,通过对关键特性波动的分析,可以获得影响该关键特性的下层特性因素。AOG是采用圆、弧线、虚线等来表达装配体几何构成信息的图,该图不仅能够表达装配体结构/组成信息,而且能表达零件及其表面的装配定位约束关系,即能表达出装配体中几何变动信息流[8]。
图1为某组件装配体及其装配有向图,图中只标识出对该组件关键特性有影响的一系列关键零件和下层特性等信息。图中每个大圆代表一个零件,大圆内的小圆代表该零件上的特征面;有向弧线的箭头指向被定位的零件,每条有向弧线代表一个装配定位节点,这一系列带箭头的弧线表达了零件在装配中的定位过程。
图1中,关键特性KC为零件P1和P6之间的距离要求,该距离的波动将影响组件内部的零件间相对位置准确度和组件间相对位置准确度。这个距离的波动是通过零件P1、P2、P3、P4和P6的尺寸误差波动和装配误差波动的累积传递而产生的,其中包括零件内部的传递与零件间的传递两部分[9]。零件内部的传递通过零件特征-特征之间的几何尺寸实现,即零件特征间的尺寸约束关系;零件间的传递通过零件间的配合约束关系实现,即零件间的配合约束关系。
为保证产品质量,通过装配有向图建立的波动传递链分析关键特性波动积累路线,查找到影响关键特性KC的一系列下层零件和特征因素,将这一系列零件和特征因素组成为潜在下层特性集合,简称为潜在集。
2 潜在集中关键特性的分解方法
通过装配有向图中的波动传递链确定出潜在集后,采用DEMATEL方法并结合模糊理论,对潜在集进行定量分析来判定哪些特性属于关键特性。
DEMATEL方法是由Fontela等[10]提出的一种系统化分析决策方法。该方法利用图论与矩阵工具进行系统要素分析,通过矩阵理论计算每个因素对其他因素的影响度以及被影响度,从而计算出每个因素的中心度和原因度,因此可以确定因素间的原因和结果的影响关系,以及每个因素在系统中的重要性,是一种有效的系统化的解决复杂群体问题的方法论。
基于模糊理论的DEMATEL方法的步骤如下:
(1)由于关键特性KC的波动是由下层潜在特性的尺寸误差波动和装配误差波动的传递而产生的,故将引起该关键特性波动的各潜在特性作为DEMATEL中的因素,记为C1,C2,…,Cm。
(2)建立各潜在特性之间的直接相互影响关系矩阵,以模糊语义变量来表示各潜在特性之间的相互影响度,如ES(极其强烈影响),VS(强烈影响),MS(中等程度影响),LS(微弱影响)和NS(无影响)。根据影响关系构建潜在特性的邻接模糊矩阵A:
式中,ai j为Ci对Cj的直接影响度,ai j∈[ali j,aui j],i≠j,ali j和aui j分别表示直接影响度的上下界。
ai j为所有专家建立的初始模糊矩阵中相同元素的平均值;主对角线上的元素全部设置为
(3)对直接影响矩阵A进行规范化处理,得到规范化直接影响矩阵N:
即规范化直接影响矩阵N中的元素
(4)依据马尔可夫矩阵吸收性,规范化直接影响矩阵N满足以下特性:
根据上述两个特性,得到潜在特性之间的间接影响矩阵B:
(5)结合各潜在特性间的直接影响矩阵和间接影响矩阵,可得出潜在特性间的综合影响矩阵T:
(6)分别对矩阵T的行元素和列元素进行求和,计算各项潜在特性的影响度和被影响度。对T中的每行元素进行加和得到Ci的影响度Fi:
对T中的每列元素进行加和得到Ci的被影响度Ei:
(7)计算各项潜在特性的中心度与原因度。将Ci的影响度和被影响度相加得到中心度Zi=Fi+Ei,中心度表示某因素在整个因素体系中所起作用的大小,Zi越大,Ci与其他因素的关联越强,反之越弱。而将Ci的影响度和被影响度相减得到原因度Yi=Fi-Ei,原因度表示某因素是影响其他因素还是受其他因素影响,当Yi>0,表明因素Ci对其他因素的影响大,属于原因型因素;当Yi<0,表明因素Ci受其他因素的影响大,属于结果型因素。
(8)由于中心度相当于Ci的绝对重要度,原因度相当于Ci的隐含重要度,故可根据中心度和原因度确定出完善的Ci重要度:
本文的潜在集的构建是基于AOG的零件特征间的尺寸约束关系和零件间装配约束关系的引导作用获得的,这些潜在集合中的特性仅是产品级特性。其他特性(如设计级特性、制造级特性和装配级特性等[11])的分解与识别需要结合实际生产中的具体制造、装配工艺过程进行分析。
3 实例分析
根据某缝纫机生产企业客户质量反馈,某型号平缝机出现缝线剪不断的情况。该剪线装置由旋梭架、动刀、弹簧片、定刀、动刀杆等9个零部件组成,如图2所示。当动刀勾住线后向定刀靠拢,并利用动刀与定刀的互挤压摩擦而剪断面线和底线。现有的问题是底线能剪断而面线剪不断,通过分析其原因主要是动刀勾不到面线,因此,将动刀勾线尖与送布牙针孔轴心的距离定义为关键特性,并利用前文论述的方法实现对该关键特性的解析。
对与该关键特性密切相关的剪线装置的5个零部件(分别为旋梭架P1、刀架P2、旋梭P3、送布牙P4、动刀P5)进行解析,解析模型如图3所示,图中F表示零部件特征,其解析数据如表1所示,方向一栏表示形成装配关系或尺寸约束的X、Y、Z方向,关系一栏表示特征与特征之间的装配关系或对应的几何尺寸关系,如特征F7与F12之间存在装配距离约束关系,在Z方向上装配距离为1mm,特征F10与F11之间在X方向存在尺寸约束关系,大小为3.93mm,特征F15与F17之间存在尺寸约束关系,两者所夹角度为38°。
根据解析得到装配模型,构建出装配模型的AOG, 如图4所示, 图中虚线表示两特征之间的尺寸约束关系,单向箭头表示两个零部件特征之间的装配约束关系。根据AOG可得到影响该关键特性的波动传递链:F19-F15-F6-F5-F2-F1-F8-F9-F10。则潜在特性集合C={C1,C2,…,C8)的元素分别为:56.5mm(F19和F15的尺寸约束关系);2mm(F15和F6的可调整距离);15mm(F6和F5的尺寸约束关系);同心(F5和F2的装配关系);60.5mm(F2和F1的尺寸约束关系);同心(F1和F8的装配关系);17.15mm(F8和F9的尺寸约束关系);1mm(F9和F10的限制距离)。
利用上述方法对8项潜在特性间的直接相互影响关系作出评价,将专家给出的潜在特性间邻接模糊矩阵A的语言信息转化为分值,即ES∈(0.75,1),VS∈(0.5,0.75),MS=(0.25,0.5),LS∈(0,0.25)和NS=0。表2为潜在特性间的区间模糊评价表。由式(2)~式(5)计算可得综合影响矩阵T。根据式(6)、式(7)求得各潜在特性的中心度Zi和原因度Yi,并进一步计算得到潜在特性的重要度ωi,如表3所示,潜在特性因素按其重要度值由大到小的排序为:C1、C8、C2、C5、C4、C6、C3、C7,其中C1、C2、C3和C6为原因型因素,C4、C5、C7和C8为结果型因素。以Zi和Yi构建笛卡儿坐标系,得到潜在特性影响关联图,如图5所示。由图可知,C2的原因度最高,在动刀勾线过程中,特征F15和F6距离的调节会直接影响勾线、剪线效果。图6为当距离调整到极限位置1mm和-1mm时,动刀与送布牙针孔的位置关系图,从图中可看出,当特征F15和F6距离不同时,动刀弯钩尖与送布牙针孔之间的距离出入较大。
(a)F15-F6:距离1mm (b)F15-F6:距离-1mm
由图5可知,C1的中心度最高,即动刀后弯钩的尺寸约束特征与其他潜在特性的关联最强,该特性影响绝大部分其他特性,同时该特性的权重是最高的,在整个因素体系中所起的作用最大。在整机装配中心检验过程中,发现前弯钩尖和后弯钩尖经过送布牙针孔轴线的距离不一致,即同轴转动时,动刀前弯钩尖与后弯钩尖的转动半径有偏差,最大偏差值达0.83mm,导致剪线质量很不稳定,这与分析结论是一致的。
4 结语
针对关键特性显著影响产品性能的特点,本文构建了基于装配有向图的波动传递链,从而推导出潜在下层特性的集合,并采用基于模糊的DEMATEL方法对潜在特性进行量化分析和重要度排序,从而得到对上层关键特性影响最大的下层关键特性,为关键特性识别提供了一种科学方法。
最后以剪线装置为例,应用本文所提理论和方法得到影响剪线效果的关键特性,从而验证了本文方法的有效性。
摘要:由于产品关键特性的识别有利于提高产品的质量,故研究了基于装配有向图的关键特性波动传递链,并构建了潜在下层关键特性集合,然后利用基于模糊理论的DEMATEL方法对该集合的因素进行定量分析,根据量化结果对潜在下层特性进行因果分类和重要度排序,根据重要度值大小实现该层关键特性的鉴别。最后以剪线装置为实例,验证了所提理论和方法的可行性和有效性。
关键词:识别,分解,装配有向图,DEMATEL
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热分解过程 篇4
采用DSC方法研究了GAP模拟贫氧推进剂的.常压热分解特性,同时考察了TMO催化剂对GAP模拟贫氧推进剂热分解特性的影响。实验结果表明,TMO催化剂对GAP、AP和KP的催化作用不同,复配催化剂可能是GAP贫氧推进剂系统中催化效果较好的催化剂。
作 者:张炜 朱慧 王春华 仝玉社 ZHANG Wei ZHU Hui WANG Chun-hua TONG Yu-she 作者单位:国防科技大学航天与材料工程学院, 刊 名:固体火箭技术 ISTIC EI PKU英文刊名:JOURNAL OF SOLID ROCKET TECHNOLOGY 年,卷(期): 24(1) 分类号:V512 关键词:贫氧富燃料推进剂 GAP+ 催化剂 催化
热分解过程 篇5
我们先和相关的航运公司配合, 对已培训学生的GMDSS操作能力进行调查。从调查及航运公司的反馈情况看, 常遇到的问题有以下几种: (1) 对如何进行交接班, 如何检查、登记、保管各种证书、文件、资料, 如何确认设备自检的结果及状态较不熟练。 (2) 当没有说明具体的通信手段或通信设备时, 常不能用最合适的方法来完成船长交给的通信任务。 (3) 对设备的日常安全检查及安全记录不到位, 所以一旦遇到船舶的港口国监控 (PSC) 检查, 常存在不应有的缺陷项目。 (4) 对于如何参与其他船舶的遇险、紧急通信很不熟练, 特别是当地面无线电通信报警系统 (DSC) 收到遇险报警后, 很多时候不知如何展开随后的遇险通信。
对此, 我们组织了航运公司的通信人员与我院教师开展了研讨, 认为这与学生在接受GMDSS通用操作员适任培训中的课程安排与课程内容选择不适应职业现实有很大的关系。由于适任证书实操评估是按不同设备完成某一通信任务来进行学生实操能力评估的, 因此, 在实操训练教学中, 基本上都是按各种船用设备的独立操作对学员进行训练的, 这种训练应该说是必不可少的, 但在实际应用中常常不能以最好的方式和设备以最省的费用去完成日常通信任务;不能以最合适、有效的方式去完成其他紧急安全通信, 其实际适应性是很差的。另外, 在现行的评估与考试内容中对该部分要求比较低, 在教学中没有得到应有的强化, 特别是如何交接班, 如何进行开航前的通导设备的安全、适航性检查, 如何管理文件、证书, 如何做好完整有效的电台日志记录和其他安全检查记录等。
现在这种按评估大纲编列方式进行的设备实操训练方式, 强调的是通信设备的独立使用而忽视了通信设备的整体配合, 与通信的实际情况不吻合;强调的是设备的操作而忽视了电台管理与检查, 与实际工作不相适应, 不利于职业适用能力的培养。
根据典型工作任务设计学习任务和学习情境
根据学生反馈的情况, 笔者结合多年实操教学的经验及在海上参加通信工作的经历, 在广泛征求具有丰富海上通信经验的人员意见后, 将独立的设备操作任务与实际通信工作相结合, 归纳出通信全过程的典型任务, 按照工作过程导向式课程开发模式的程序, 以任务驱动重构综合业务的课程内容与设备实操的训练模块, 按典型任务把海上通信过程进行分解, 确定了以下六个主要环节, 并以此设定不同的学习环境和具体的学习任务。
(一) 航海通信全过程的六大环节及主要任务
电台管理规定与交接班制度
主要任务是掌握电台的日常管理、交接班的注意事项及资料、文件的整理登记, 特别是电台日志的记录方法, 通信资料及文件的保管与登记。
航前准备与通导设备适航检查与设置
主要任务是掌握开航前通信设备的适航性安全检查及出现问题时的应对措施。主要有适航性检查的项目, 开航检查记录及报告;根据航线来设定海上安全信息 (MSI) 的自动接收参数;查阅并登记本航次常用的电台资料如海岸电台通信频率、识别号、有关岸站的识别码等;在各种通信设备上登记常用的通信联络对象的通信资料, 如电传号码、电话号码、传真号码、电子信箱等。
卫星通信系统和地面频率通信系统的日常电传、电话、传真、数据通信操作
也就是海上通信任务中最多的常规通信, 主要的训练任务是如何根据航线及船位, 选择最佳的通信设备和通信路由完成各种电传、电话、传真、数据通信;要求学生能理解并掌握选择的原则与方法, 对自己的选择应能说明理由。
紧急、安全通信及MSI的相关业务
主要任务是根据航线及所在海区, 设定好航行电传接收机、EGC设备, 使所接收的海上安全信息既完整又适用于本船的需要;当因故漏收了有用的MSI时, 应如何利用其它设备进行补收;如何在共同洋区中调整登录洋区以便利用EGC正确、有效接收相关区域的MSI, 以确保航行安全;对重要的MSI应如何进行登记、保管, 以及如何处理过期的MSI。
遇险通信, 参与遇险通信及本船遇险通信的开展
遇险通信在实际通信中虽然很少遇到但却是最重要的, 主要任务是做好遇险通信相关的准备, 包括海上安全报文播发系结及其接收设备 (EPIRB) 的设置安装、数字选择性呼叫 (DSC) 值守机的设置, MES的遇险报警测试等。当然, 最重要的是如何在船长的同意下利用各种设备 (按照设备使用指南的要求) 进行有效、可靠、迅速的遇险报警, 并在相应的设备上开展遇险协调、现场、搜救现场通信及寻位。同时, 训练学生参与其他船遇险报警后的各种遇险通信, 特别是如何正确处理好DSC遇险报警及参与遇险通信。
GMDSS设备的安全检查、记录及PSC的要求
主要任务是应对GMDSS的PSC。如何在日常工作中做好各种与PSC相关的安全检查及记录, 了解GMDSS在PSC检查的主要项目及内容, 包括证书、文件及资料的检查、设备性能的检查、操作性检查三方面应如何做好准备以应对, 减少不应有的缺陷项, 确保通过检查。
(二) 根据不同的工作环节所要完成的任务, 重构课程内容与结构, 以不同的方式设定不同的实操情境进行训练
电台管理与文件资料的交接
在编辑实操训练手册时, 第一模块是交接班及开航前的准备, 设定如下任务。按给定的航线, 要求学生根据所掌握的电台管理的规定: (1) 记录好《GMDSS LOG BOOK》 (GMDSS记录簿) 的A/B/C三个部分, 并登记好船舶电台配备的通信资料及业务文件资料。 (2) 查找相关的通信资料后, 设置好海上安全报文播发系结及其接收设备 (NAVTEX) 使其能接收相关航线上必需的MSI。 (3) 将应急无线电示位标按说明书的要求安装好, 同时, 按要求做好电台日记和安全检查记录。
日常通信的开展
相同功能的不同设备的综合应用, 将不同设备中用于同一通信用途的功能进行组合, 设定与实际工作相一致的情境, 要求学生灵活地应用不同设备来完成相同的通信任务。在实操手册的第三模块“常规电传通信”中, 我们将窄带直接印字电报 (NBDP) 、移动地球站 (MES-C/B) 中的电传通信功能进行组合, 设定如下任务。给学生几份不同内容的电传电文, 分别是给代理、船东和某一船舶, 设定联络对象 (不同的岸台或岸站) 和用户 (如船东、代理、租家、供应商) , 要求学生根据通信的急缓程度、联络的频度、不同设备的功能, 做好如下工作: (1) 查出常用联络对象的通信资料并进行存贮。 (2) 把用户电传号码在不同的设备中进行存贮。 (3) 按电传电文规定的格式, 编存好与各个用户的身份相适应的电传电文。 (4) 采用不同的通信设备完成电传通信。 (5) 对各种设备的通信及操作方式进行比较。
根据不同的工作环节, 设定通信情境
在实操手册的第四模块“紧急通信”中, 我们将DSC与NBDP、单边带无线电话 (R/T) 重构成一个训练单元, 设定了这样一个通信情境:本船发现一漂浮集装箱严重威胁船舶航行安全, 船长要把这一紧急情况用电传的方式 (或电话方式) 向所有的船岸台进行通报。要求据此情境完成以下通信任务: (1) 编存好符合规定的紧急通告。 (2) 利用DSC进行紧急呼叫, 并说明为什么要先用DSC对所有电台在2MHz (8MHz) 进行紧急DSC呼叫。 (3) 选择有效而正确的安全频率上进行电文 (或电话) 发送, 并说明选择通信频率的原则。通过这样的情境实操训练, 让学生理解DSC与NBDP、R/T这三个以前是独立讲解的设备间的关系及实际应用。在实操手册的第五模块“遇险通信”中, 在学生掌握了各个通信设备的基本操作后, 进行联机综合实操。教师的角色为搜救中心 (RCC) , 而学生则分别扮演遇险船台、海岸电台、搜救单位及其他参与遇险通信的电台等角色;按遇险搜救的通信程序及遇险通信的有关规定, 展开遇险报警、遇险确认、遇险转发、遇险呼叫、遇险报告、协调通信、现场通信、寻位、遇险管制、遇险通信中止全过程的模拟通信实操。通过设定的遇险情况, 让学生在完成各种通信的过程中, 掌握遇险通信的全过程及相关的业务规定。遇险通信虽然在实际工作中并不常见, 但这种能力是通用操作员必须具有的重要的操作技能。这种训练对学生全面掌握各种船用通信设备, 提高综合应用设备的能力是相当重要的。
以实际工作情境进行模拟训练
在实操训练时除了有实操手册外, 还配有相应的电台日志, 要求学生不仅要做好实操内容记录, 还要学会如何查找通信资料、完成通信并做好电台日志的记录。总之, 在整个实操训练中应以实际工作的情境进行模拟训练, 而不仅是单独的设备实操训练, 应是一种综合训练模式。
基于工作过程分解的实操训练效果及注意事项
基于工作过程分解的实操训练有利于学生系统地理解通信业务及设备原理的知识, 有利于学生提高综合应用通信英语、通信业务、设备实操的能力, 可提高学生的职业适应性, 有利于学生加深对各种设备的功能及原理的理解, 有利于提高学生综合应用通信设备的能力。改变以往实操培训只为考试评估而训练的现象。可加强实操训练的实用性与实践性, 促进学生职业行动能力的提升。
基于工作过程分解的实操训练要开展充分的职业调查与工作过程分析, 总结出典型的工作任务。这是利用工作过程导向式课程开发模式进行课程重构与建设的关键, 是决定课程建设成败的基础。要转变课堂教学中“教师为主导”为情境教学中“学生为主体”, 培养学生的自我开发、自我行动、自我发展的能力, 以提高职业适应性。
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热分解过程 篇6
纵观预分解窑全系统, 反映在工艺线上的控制参数中, 大多数都可以划分为检测参数 (窑系统的检测参数主要表现在温度、 压力、电流、气体监测等方面) 。在日常生产过程中, 需要重点监控的主要工艺检测参数及相应的调节与控制为:
1) 系统的烧成带温度:预分解窑系统的烧成带温度就是处在烧成带的物料温度, 温度的高低, 直接影响到熟料的质量、窑系统的热耗和窑系统的长期安全运转, 一般情况下, 若发现窑温过高, 应减燃料量。使物料温度转为正常。
2) 系统的窑尾废气氮氧化物 (NOx) 浓度:预分解窑系统的窑尾废气氮氧化物 (NOx) 含量的高低与所用的原 (燃) 材料中的氮的含量、煅烧温度的高低和使用的燃料品种有关, 由环境保护部和国家质量监督检验检疫总局与2013-12-27共同发布, 并于2014-03-01实施的《水泥工业大气污染物排放标准》 (GB 4915 -2013) 对水泥窑及窑尾余热利用系统规定氮氧化物 (以NO2计) 不得超过400 mg/m3, 因此对预分解窑系统的窑尾废气氮氧化物 (NOx) 浓度的测量, 除了掌握其含量, 使其达到水泥工业大气污染物排放标准要求外, 还在于系统生产情况及空气消耗比例一定情况下, 水泥窑及窑尾余热利用系统规定氮氧化物 (以NO2计) 的浓度同烧成带火焰温度有非常密切的关系, 烧成带温度高, NOx浓度相对增加。因此, 可将此同其它参数一起, 综合判断烧成带情况。
3) 系统的窑尾气体温度:窑尾气体温度是预分解窑系统的重要参数之一, 结合烧成带温度的高低可以体现窑内各温带热强度分布状况, 而与最上一级旋风筒出口气体温度又能表征预热器、、分解炉的热强度分布状况。应根据尾温升高或降低的程度, 合理平衡风、煤、料三者之间的关系, 使窑尾温度纳入正常的波动范围内。一般尾温变化的调节范围在900~1050℃。
4) 窑尾、分解炉出口或预热器出口气体成分:系统一般都是通过设置在各相应部位的气体成分分析装置检测窑尾、分解炉出口或预热器出口气体 (O2) 的成分, 通过 (O2) 和CO的含量多少, 表明窑内、分解炉内或全窑系统燃料燃烧情况及通风情况。 一般, O2含量高, 说明空气过剩或有地方漏风;实际生产中分解炉出口烟气中O2含量控制在3.0%以下, 窑尾O2含量一般控制在1.0~1.5%;而CO的存在只能说明风量不足。
5) 分解炉、窑尾和各旋风筒出口气体温度:分解炉、窑尾和各旋风筒出口气体温度。生产实际中各部位的温度基本控制在: 窑尾气体温度1000~1150℃、分解炉出口气体温度850~950℃、 C1出口气体温度330~390℃、C2出口气体温度550~600℃、 C3出口气体温度710~750℃、C4出口气体温度850~900℃, 保证在各区段的温度在一定的范围, 从而使整个系统热工制度稳定。
6) 系统的窑头负压:在实际生产控制中往往会出现抽取二次风的量大于冷却机的供风量, 使窑头负压增大。窑头负压一般保持在-20±5.0Pa, 决不允许窑头形成正压, 否则窑内细粒熟料飞出。
7) 窑筒体温度:燃料产生的热量有以下几个直接作用, 其中之一就是筒体表面散热损失即预分解窑筒体温度。一般情况下窑筒体温度﹤350℃。一般采用扫描温度仪测量, 通过动态扫描窑筒体各局部温度跟踪判断窑内烧成状况, 适时增减燃料, 保持窑温变动在合理范围。
二、调节参数及其调节与控制
预分解窑系统检测参数的调节与控制是通过对调节参数 (变量) 的调节与控制来实现的。现如今, 大多数水泥生产企业都将生料的下料量、窑筒体的转速、窑头和窑尾配煤量、风机转速等作为调节参数:
1) 生料的下料量及其调节与控制:熟料煅烧工艺是多因素相互作用相互影响的工艺过程, 尽量稳定生料的下料量, 相对减少一个变量或者缩小变动范围, 保障生料连续、均匀地通过预分解系统。
2) 窑速及其调节与控制:比较先进的测量窑速方法是是以计算机和图像处理相结合, 动态连续的跟踪对窑速检测, 正常窑速控制在3.8~4.2r/min。同时应依据薄料快转的原则。
3) 喷煤量 (窑头、窑尾) 及调节和控制:窑头和窑尾配煤量不能简单地视为加点煤减点煤的问题, 要全面观察窑尾温度、窑前温度、窑头和窑尾的负压、窑尾的气体成分及含量的变化等等, 及时合理增减配煤量, 一般预分解窑煅烧用煤质量要求灰分A≤30%, 挥发分V在18%~30%, 发热量QDW≥5000kcal/kg, 煤粉细度要求控制在8%~15%, 适度调整增加窑尾分解炉用煤量和降低窑头喷煤量, 其比例控制在6:4左右。
4) 风机转速及合理用风:系统的热工制度能够稳定运行, 其中系统用风至关重要, 一是为燃料的充分燃烧供应足够的氧气; 二是使物料运动中的风量风速;三是利用熟料冷却热交换后的高温空气回窑和助分解炉燃。在生产中可根据实际情况, 及时调整各风量参数。
三、结语
保持预分解窑系统能均衡稳定运转的关键在于在实际生产过程中能及时正确的对系统生产过程参数调节、控制, 使系统内风、煤、料的合理定比配合、流场分布, 是体现生产状态良好的重要标志。
因此, 调节控制参数的目的就是要使窑系统经常保持最佳的热工制度, 力求较充分地发挥窑的煅烧能力, 在保证熟料质量的前提下, 最大限度地提高窑的运转率。
摘要:20世纪70年代末期, 一种新型的水泥煅烧设备即水泥预分解窑在我国逐步兴起, 至今已成为我国水泥生产企业占主流的水泥煅烧设备。与传统的回转窑相比较, 预分解窑系统生产过程中需要控制的参数增多, 其过程控制及调节也比较复杂。文章在总结笔者多年调研类似工艺企业实际过程控制经验基础上, 对涉及预分解窑系统生产过程中的主要参数及调节与控制, 提出自己的观点。
关键词:预分解窑,参数,调节与控制
参考文献
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热分解过程 篇7
磷矿石是生产化肥及磷化工产品的重要原料, SiO2测定是黄磷生产、磷矿石采选的常测项目。目前磷矿石中SiO2的测定方法国内通行的方法为重量法、容量法[2]和X-荧光分析法。
1.1 重量法
各分析方法对样品的前期处理各有不同, 重量法的样品分解主要以氢氟酸 (HF) 为基础, 辅以硫酸 (H2SO4) 、盐酸 (HCl) 、高氯酸 (HClO4) , 按处理的方法不同, 分为一次脱水和二次脱水重量法。重量法虽分析结果准确可靠, 是SiO2分析测定的仲裁方法, 但该方法分析周期长, 试剂消耗量大, 需使用铂金坩埚等贵重物品, 且实验过程中加入大量H2SO4、 HF 、HClO4, 需反复浓缩、蒸发等步骤, 易产生大量有害气体, 对操作人员的健康及实验环境造成影响。一般需3个工作日才能完成一个批次2个样的样品检验, 不能满足日常生产控制要求;只作为必要时的仲裁保留方法。
1.2 X-荧光分析法
X-荧光分析作为物理分析方法, 具有简便、快捷、使用化学试剂量少, 节能环保的优势, 但因仪器昂贵, 使用要求较高 (基体效应干扰严重, 需建立多种标准曲线数据库) , 一般应用普及率较低, 目前磷矿石分析方法尚未制订统一的标准方法。
1.3 氟硅酸钾容量法
一般黄磷生产、磷矿采选企业对SiO2的分析测定, 普遍采用氟硅酸钾容量法。氟硅酸钾容量法在分析流程上有所简化, 相比重量法在分析速度上有了大幅度的提高, 但一直存在分析结果准确度、稳定性、方法重现性较差, 操作过程繁琐等问题。其主要原因是, 用KOH熔融浸取样品, 熔融物流体易沿坩埚壁渗出, 熔融物不易洗净等影响测定结果的准确性;文献[1]用HF- HNO3体系分解样品时, 样品中的Ca、Mg、Fe、Al及稀土元素与HF形成络合物, 降低了HF的酸解能力, 对样品分解速度和效果影响较大, 从而影响分析结果的准确度。
1.4 本文方法
为寻求一个简便快捷的样品分解测定方法, 本报告以HF-HNO3体系为基础, 通过大量实验对比, 建立了HNO3-HF-SSA混合溶剂分解磷矿石样品的最佳溶解体系。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
调温电炉 (500W) 或控温电热板 (高、中、低档可调) ;聚四氟乙烯坩埚:30mL;氢氟酸;水杨酸 (SA) 溶液:60g·L-1;黄基水杨酸 (SSA) 溶液:60g·L-1;实验方法 (2.2) 中的其它试剂见文献[2] ;试剂及溶液无特别说明均为AR级;水为三级纯水。
2.2 实验方法
2.2.1 准确称取0.1~0.15g试样 (-0.1mm) 于聚四氟乙烯坩埚中, 加入2mLSSA溶液, 4mLHNO3, 10 mLHF, 摇匀。置于调温电炉或电热板上, 在<250℃下加热至溶液有少量蒸汽或小气泡, 继续溶解约20min, 取下冷却。
2.2.2 用少量水将分解液转移至300 mL塑料杯中, 控制总体积50~70 mL, 加入10 mLHNO3, 分次加入约5gKCl, 充分搅拌至有少量KCl晶体未溶, 置于冰箱或室温 (冷水) 放置20 min以上。
注:当室温大于20℃时, 最好置于冰箱或冰水浴中。
2.2.3 将沉淀及溶液用垫有纸浆的塑料漏斗过滤 (漏斗颈部用海棉球或聚胺脂泡塑球衬垫) , 并用KCl-EtOH (乙醇) 洗液洗涤塑杯及漏斗各3~4次, 将沉淀及纸浆转移至原塑料杯中 (转移量约2/3) 。
2.2.4 按文献[2]滴定步骤进行滴定, 根据消耗标准溶液的体积计算SiO2的含量。
3 结果与讨论
3.1 溶剂选择实验
以磷矿石 (GBW07212) 标准试样, 1.0mg/mL SiO2标准溶液加标回收作为测定对象, 分别考察溶剂HNO3-HF、HNO3-HF-SA及HNO3-HF-SSA的溶解效果, 加热时间分为20、30min比较其溶解效果。实验结果表明, 选择HNO3-HF-SSA作为混合溶剂, 分解效果最好, 可达 99.80~100.05 %的回收率, 见表1。
注1:A—HNO-HF体系;B—HNO3-HF-SA体系;C—HNO3-HF-SSA体系。注2:溶样时间分别为20min, 30min两个时段, 同一试样在每个时间段分别测定2次.注3:标准溶液浓度c (NaOH) =0.1209mol·L-1。
3.2 SA、SSA两种络合掩蔽剂的作用机理比较
据文献[3]查阅, 其两种试剂的化学性质见表2。
3.2.1 根据两种试剂的作用, 结合3.1的实验结论证明:表1中的A、B两种体系的样品分解液呈浑浊, 说明SA不与Ca2+作用, 其浑浊及大量的沉淀物是溶剂中的HF与磷矿石中的大量Ca反应, 生成CaF2沉淀;
3.2.2 在HNO3-HF-SSA体系中, SSA络合了大量的Ca2+, 从而提高了HF的酸解能力, 有利于H2SiF6的生成;另一方面, SSA本身具有催化作用, 能迅速提高溶液的温度, 降低了HF的沸点, 从而加快样品的分解速度。
3.2.3 磷矿石中含有大量的Ca2+, 是形成再生沉淀的主要原因, 样品分解过程中可以通过加入一定量的SSA, 能有效抑制CaF2的生成及矿样中的其它组分如Mg、Fe、Al的氟化物生成。
3.3 正交实验选择最佳的溶剂体系
以磷矿石内管样NCS (2005) -2 (SiO2 17.35%) 为测定对象, 分别加入不同量的HF、HNO3、SSA试剂, 进行正交试验, 确定最佳的溶剂体系, 控制溶样时间为20min, 实验条件及结果见表3。
根据正交试验结果和实验成本可选择的最佳试剂用量组合为:A2B2C2或A3B1C1两组, 即HF-HNO3-SSA的用量体积比为:10+4+4或15+2+2 (mL) 。从实验成本及实验室环境考虑, HF的用量10ml较为合理, SSA的用量根据试样中Ca2+含量的高低, 可在2~4mL增减。
3.4 方法的精密度
在选定的最佳溶剂条件下, 分别对两个内部管理样品NCS (2005) -1、NCS (2005) -2进行了8次平行测定, 其最大绝对误差值分别为0.23和0.26, 均小于国标规定的要求 (0.40) 。
4 结论
在 上 述 选定的实 验条 件下, 通过对实 际 样 品和标准 样品的 实 际 测定, 实 验 所 选 定 的溶 样 方法的准确度及精密度 (重现性) 均符合或优于国标GB/T1873—1995所规定的允许差。溶样时间仅为20min, 溶样器具简单, 用一般的可调温电炉、电热板即可, 操作简便易行, 实现快速测定, 降低试剂消耗, 单位样品测定时间可控制在2.5h, 与原分解处理方法相比, 分析速度提高了40%。
另本法还适用于硅石中高含量SiO2的测定, 以及硅酸盐矿物类SiO2的测定, 均可得到准确的结果。
参考文献
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〔2〕国家技术监督局.磷矿石和磷精矿中Si O2的测定 (容量法) , GB/T1873—1995
热分解过程 篇8
铸造充型过程被认为是一个不可压缩流的非定常流动现象, 其液态金属流动时所遵循的质量守恒定律和牛顿第二定律采用连续性方程、动量方程描述。目前求解Navier-Stokes方程的主要方法有SIMPLE法、MAC法和SOLA法等。SOLA法是最常用的方法, 但求解压力场和速度场时, 需要在连续性方程和动量方程之间进行多次迭代, 计算效率不高[1-4]。
本文为提高计算效率, 采用近似因子分解法进行压力场和速度场的计算, 由于这一过程的每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程, 所以计算简单, 计算效率较高。建立了基于有限差分法 (FDM) 的流动场数值模拟程序, 采用重力砂型铸造, 铸件材质为纯铝, 针对Benchmark件进行充型过程流动场数值模拟, 并将模拟结果与实验结果进行比对, 验证了数学模型的正确性。
1理论分析
铸造充型过程的守恒型控制方程如下[5?8]:
式中, u、v、w分别为三个坐标轴方向的速度分量;t为时间;ρ为流体的密度;p为压力;gx、gy、gz分别为重力加速度在三个坐标轴方向上的分量;τxx、τyy、τzz为正应力;τxy、 τxz、τyx、τyz、τzx、τzy分别为不同方向上的切应力。
根据梯形法则及式 (1) , 通过第n个时间段和第n+1个时间段的平均, 建立如下隐式差分方程:
式 (2) 是一个非线性差分方程, 根据Beam- Warming方法[5]将其线性化, 具体过程如下:
由于ρ、gx、gy和gz保持不变, 故有Jn+1=Jn。引入单位矩阵, 式 (6) 可以写为
进一步分析式 (7) 可知, 等号右边全都是第n个时间段上的已知量, 所有的未知量均出现在等号的左边, 由于方程左边出现了x方向、y方向和z方向的导数, 就需要包含七个点的有限差分方程模型来满足差分格式。式 (7) 左边出现的七个未知量分别是构成了七对角矩阵, 求解这一方程组的计算量非常巨大。
本文采用近似因子分解法解决以上问题, 这种方法本质上是将式 (1) 所描述的非定常三维问题在每个时间步上分解为三个独立的一维问题:第一步是在时间段n+1/3上计算出与x方向导数有关的未知量, 得到容易求解的三对角方程;第二步是在中间时间段n+2/3上计算出与y方向导数有关的未知量, 也可得到容易求解的三对角方程;第三步是在第n+1时间段上计算出与z方向导数有关的未知量, 同样求解的也是三对角方程。在从第n时间段推进到第n+1时间段的过程中, 通过三次求解三对角方程来解决问题, 具体过程如下。
根据Beam-Warming方法, 将式 (7) 表达为因子形式, 即
如果将式 (8) 左右两边的两个因子相乘, 将会发现式 (8) 与式 (7) 并不完全相同, 多出的项包含因子 (Δt) 3, 不影响式 (7) 所具有的二阶精度, 于是我们用式 (8) 替代式 (7) , 在式 (8) 中出现的因子形式称为近似因子分解。
引入记号ΔUn≡Un+1-Un, 则式 (8) 可写为
式 (9) 为增量形式, 通过求解式 (9) , 得到ΔUn, 然后由Un+1=ΔUn+Un得到下一时间段上Un+1的值。具体过程如下:
综上所述, 通过求解式 (10) , 得到ΔU, 由于式 (10) 中仅包含关于x的导数, 采用中心差分格式, 将得到关于 ΔU的三对角方程组, 利用托马斯算法求解;将 ΔU代入式 (11) , 由于式 (11) 中仅包含关于y的导数, 采用中心差分格式, 将得到关于 ΔU的三对角方程组, 易求得 ΔU;将 ΔU代入式 (12) , 由于式 (12) 中仅包含关于z的导数, 采用中心差分格式, 将得到关于ΔUn的三对角方程组;最后, 将 ΔUn代入式 (13) , 求得Un+1。这一过程的优点在于每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程, 计算简单, 可有效提高计算效率。
2算例分析与验证
构造铸件三维实体模型如图1所示, 投影图如图2所示, 网格剖分图 (网格尺寸:2.0mm×2.0mm×2.0mm) 如图3所示[9,10,11]。铸件材质为纯铝, 重力砂型铸造, 浇注速度为0.7m/s, 浇注温度为700℃, 其他参数见表1。计算效率见表2。
铸件充型过程数值模拟结果与实验结果对比如图4~图7所示。
对比图4~ 图7发现, 模拟结果与实验观察结果基本吻合, 说明本文所开发的基于FDM充型过程流动场数值模拟程序是正确的。由表2可知, 由于计算过程中每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程, 计算简单, 所需计算时间较短。
3结语
应用近似因子分解法进行速度场和压力场的计算, 将式 (1) 所描述的非定常三维问题在每个时间步上分解为三个独立的一维问题, 由于过程的每一步均可采用托马斯算法求解三对角方程, 所以计算简单, 可有效提高计算效率。
本文建立了基于有限差分法的流动场数值模拟程序, 为验证计算模型的正确性, 采用重力砂型铸造, 铸件材质为纯铝, 针对Benchmark件进行充型过程流动场数值模拟, 并将模拟结果与实验结果进行比对, 发现模拟结果与实验观察结果基本吻合, 说明本文所开发的基于FDM充型过程流动场数值模拟程序是正确的。
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热分解过程 篇9
高压断路器是电力系统中最主要的控制、保护元件, 500kv超高压断路器对电网的安全运行更是起着至关重要的作用。断路器本身的运行状况决定着断路器是否安全可靠, 如果断路器出现故障, 轻者影响正常供电, 重者造成大面积停电。随着科学工艺的提高, 断路器在正常工作状态下, 其可靠性、稳定性很高。但在进行故障电流切断后, 断路器的内部情况变化很大, 断路器的触头存在电磨损及内部产生破坏性气体, 这些都直接影响着断路器后期的安全运行。下面结合五邑站500kv阳五甲线开关动作情况及气体分析报告, 说明产生的气体成份、气体危害, 并从运行角度提出对策。
1 电弧产生过程
当用断路器断开电流时, 如果电压不低于10~20伏, 电流不小于80~100m A, 断路器的触头间便会产生电弧。电弧的形成是触头间中性质子 (分子和原子) 被游离的过程。开关触头分离时, 触头间距离很小, 电场强度E很高 (E=U/d) 。当电场强度超过3×10-6V/m时, 阴极表面的电子就会被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。这种游离方式的强电场发射而产生电弧。
触头间电弧燃烧的间隙称为弧隙。电弧形成后, 弧隙间的高温使阴极表面的电子获得足够的能量而向外发射, 形成热电场发射。同时在高温的作用下 (电弧中心部分维持的温度可达10000℃以上) , 气体中性质点的不规则热运动速度增加。当具有足够动能的中性质点相互碰撞时, 将被游离而形成电子和正离子, 这种现象称为热游离。
随着触头分开的距离增大, 触头间的电场强度E逐渐减小, 这时电弧的燃烧主要是依靠热游离维持的。
2 SF6气体的产生
SF6其自身的分解温度>500℃, 在正常运行的情况下分解物极少。当SF6设备中发生绝缘故障时, 放电产生的高温电弧使SF6气体发生分解反应, 生成SF4、SF3、SF2、和S2F10等多种低氟硫化物。如果是纯净的SF6气体, 上述分解物将随着温度降低会很快复合、还原为SF6气体。实际上使用中的SF气体总含有一定量的空气、水分, 由于上述分解生成的多种低氟硫化物很活泼, 即与SF6气体中的微量水分和氧气等发生反应。
多年来的检测数据表明, SF6电气设备中断路器正常开断产生的分解产物微乎其微。SF6电气设备内断路器非正常开断的气体分解产物主要有:CF4, SOF2, SO2F2, S2OF10, SO2, H2S, CO, CO2, HF。现阶段我们在对SF6断路器进行气体分析时, 我们主要分析SO2, H2S, CO, H2O四项指标。
检测四项指标目的:
二氧化硫SO2 (SOF2) :SO2是SF6电气设备故障时分解的主要特征组分, 正常运行的设备中SO2的含量极少。若发生故障时, SO2会增长10倍以上。
氟化硫H2S (HF) :SF6气体在电弧下会分解氟硫离子, 若水分含量较高下会产生HF或H2S。
一氧化碳CO和二氧化碳CO2:当设备内电弧 (或过热) 灼伤固体绝缘部件时, 会产生CO和CO2。
湿度H2O:湿度是影响SF6气体形成水解氟化物的重要因素, 在设备中的气体湿度会影响设备的绝缘强度。
3 案例分析
2013年8月14日13:39至14:33, 五邑站500kv阳五甲线5063开关A相开断故障短路电流达6次, 开关B相开断故障短路电流2次, 开关C相开断故障短路电流达6次, 故障相电流均在5k A至8k A范围内, 当天检查开关本体、SF6气压、储能等无异常现象, 抄录的开关动作次数数据显示动作相符。2013年8月19日试验研究所化学班抽取频繁动作的5052、5062、5053、5063开关SF6气体进行化学试验。
根据跳闸情况我们对500kv阳五甲线5063开关进行风险分析:
3.1 从苏州AREVAGL317X型SF6操作手册中开关触头的电磨损的限值对应公式为:
其曲线如下:
按本次开断短路电流值最大8k A计算, 可开断437次, 其中开断次数最多为5063开关A相与C相, 均为6次, 远少于理论值, 同时一次外观检查、红外测温并无异常。
3.2 从化学班检测结果判断5052、5053、5062、5063开关三相的SF6气体中湿度H2O一项符合电力设备预防性试验规程规定:运行中≤300。但SO2, H2S, CO, H2O含有量已明显多于正常运行开关数值。
六氟化硫 (SF6) 气体是惰性非燃烧气体, 但由于生产工艺上不能保证100%无水分及杂质, 故在开断较大的故障电流时, 经电晕、火花和放电作用, 便分解产生各种有毒或腐蚀性气体。这些分解物含有SO2、H2S、CO等产物。分解物含量的增加会降低六氟化硫 (SF6) 气体耐电强度。如没有及时关注该设备, 长此以往将造成开关灭弧能力大大下降, 随时有开关爆炸的风险存在, 威胁设备与运行人员的安全。
4 提出对策
经过多次分断大故障电流, 五邑站5063开关运行状况数据明显差于未进行故障电流切断的开关。为了更好地掌握此开关运行情况, 保证开关设备安全运行, 避免人身事故的发生。五邑站提出了以下几点控制对策:
4.1将设备异常情况反馈全站运行人员, 同时告知设备主人, 每月跟踪设备消缺情况, 按停电计划或采样的报告情况, 制定相应的停送电运维方案。
4.2密切留意试验研究所化学班反馈的详细分析报告, 应视设备的具体情况缩短检测周期, 跟踪分解物的变化情况, 以策安全, 有必要时进行停电大修或返厂检修。
4.3丰富SF6气体成分检测手段, 应使用性能优异, 检测成分多样, 量程精准的测试仪器, 及时、准确发现5062、5063开关运行的异常, 超前防控事故的发生, 提高设备的可靠性, 保证电网的安全与稳定。
4.4 日常巡视需重点注意开关SF6气体压力是否在正常范围, 是否有异常声响, 由于抽气较频繁还需注意塞子是否拧紧。
4.5 恶劣天气巡视该开关时需两人以上进行, 先远观再听声后近看。
4.6 开关停送电远控操作前需检查现场人员远离开关位置, 检查分合闸位置需先远观再听声后近看。
4.7由于H2S等属有毒气体, 采样过程应防止由于泄漏导致试验人员中毒, 必要时应佩戴防毒面具、防护服和手套;当发生泄漏事故发生时, 污染区的人员应迅速撤离至上风侧, 进入污染区抢救人员时必须佩戴正压自给式空气呼吸器, 并须有监护人员看护, 从上风处进入现场使患者脱离现场至空气新鲜处, 进行心肺复苏抢救。
5 结束语
通过对断路器开端过程电弧的产生原理、SF6气体分解物的产生原因分析了解, 让运行人员对SF6气体分解物危害、断路器设备状态评价有了深一步的认识和把握。运行人员通过对断路器切断故障电流后试验数据的分析, 判断断路器性能状态, 进行风险分析, 从设备安全运行、避免人身事故角度出发, 提出相对应的运行管控措施, 并落实执行, 真正做到设备主人的职责, 保障电网安全运行, 确保避免大面积停电等社会责任事件出现。
摘要:文章通过对500kv高压断路器分闸过程电弧的产生和相关分解物的分析, 了解开关切断故障电流内在的变化情况, 结合500kv五邑站500kv开关在台风期间的开关动作情况、开关气体化学分析报告, 了解开关动作过程产生分解物的危害, 并从变电站运行人员的安全角度分析采取对策, 提高500kv开关安全运行的可靠性。
关键词:断路器,电弧,分解物
参考文献
[1]高压断路器运行规程[Z].电供 (1991) 30号.