時間：2023-10-07 08:41:18
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1 前言
在飛機研制設計方案初期，由機初步設計方案的參數需要經常調整，而通過風洞試驗和數值計算獲取飛機氣動力參數比較耗時，難以在較短時間內跟上參數調整的步伐，工程估算方法能夠快速得出飛機不同氣動布局的主要氣動特性，以便通過反復迭代來對方案進行優化設計，因此工程估算在這期間占有比較重要的地位。然而，當前使用的工程估算的計算方法已經嚴重落后，沒有最大限度展現出它在飛機方案設計階段所具有的優勢，其中主要問題在于：
1.1 目前采用的工程估算方法耗費的時間太長：工程估算的計算公式主要來源于大量風洞試驗結果和前人經驗總結，大部分屬于半經驗公式，計算過程中很多的氣動參數要查閱圖表，根據目前型號飛機的工程估算來看，提供一套完整的飛機氣動導數，至少要查300個左右的圖表，一個熟練的設計人員將近75%的時間耗費在查圖取數上面，極大浪費了人力。
1.2 計算的結果累積誤差較大：查表取數的過程中，圖表網格稀疏，數據取值存在誤差，并且不同設計人員從圖上讀到的數據也存在差異，而飛機的氣動導數是相互聯系相互影響的，前面導數的計算誤差對后續導數的計算有很大的影響，這種誤差的積累造成計算結果精度較差。
1.3 計算結果重復性不高：一方面，由于計算公式沒有固化，因而同一總體參數下不同期的計算結果可能存在差異，另一方面，同一設計人員在不同時間的查圖所得數據也存在差異。
出現這些問題的根源就是沒有形成一套完整的自動化處理軟件或者計算程序，結合目前的實際情況，文章基于Matlab等一些工程應用軟件，提出一種方便、有效、快速實現對飛機氣動力工程估算自動處理的方法。
2 實現工程估算程序化處理的方案流程
計劃方案如圖1。
圖1 工程估算程序化處理方案的流程示意圖
方案流程說明：第一步，建立整體方案的標準化庫，由于整個方案實現的子程序和涉及的飛機氣動力參數很多，為了便于設計人員相互協作并且使程序調用參數方便，在方案實施開始階段要統一規定數據存儲方式、各全局變量符號的定義、功能函數的命名方式等。第二步，開始對所有的曲線圖表數字化，每條曲線存儲為二維數組，同一圖表的曲線統一存儲在一個結構變量名下，最后根據命名規則存儲為數據文件。第三步，編寫查圖所需參數的子函數，調用圖表數據文件并根據曲線形態編寫插值函數，然后存儲為標準的M文件；然后根據飛機氣動特性分類，根據參考公式和適用范圍，編寫每部分的子函數。第四步，對主程序的主要部分分別定義，做到計算狀態、參數輸入、計算方式的定義都通俗易懂，然后對程序各部分調試，驗證程序運行無誤并且沒有沖突。第五步，對結果輸出格式進行描述，調用曲線繪圖等功能。第六步，后期處理工作，主要是編寫可視化界面，方便結果的輸入和輸出，對飛機的氣動特性有更直觀的描述。
3 實現過程
3.1 圖表曲線的數據化處理
由于工程估算需要查閱大量圖表，因此首先解決的是聯合getdata、Excel、Matlab軟件的功能實現圖表曲線的數據化過程：利用getdata軟件主要利用它的自動取點功能，Excel可以將取到的數據點進行單調排序，利用Matlab讀取數據并存儲統一格式。以飛機機翼零升阻力估算時的升力面修正因子的經驗曲線為例，它是馬赫數和機翼最大厚度線后掠角的函數，數據化建模的過程如下：
3.1.1 把圖像保存為.BMP位圖文件，然后導入getdata軟件，利用getdata軟件定義好縱橫坐標，利用它的自動取點功能把每條曲線轉化成二維數組。得到的二維數組一定保證X坐標為單調函數（可以借助EXCEL的升序排列功能）。
3.1.2 在Matlab中建立圖表數據的結構變量，例如：curve（M1，M2，M3，M4），假設M1， M2， M3， M4分別表示M1=0.25，M2=0.6，M3=0.8，M4=0.9的四條曲線，通過把取點得到的四個二維數組分別賦值給curve.M1，curve.M2，curve.M3，curve.M4。
3.1.3 利用Matlab的SAVE功能將結構變量存儲為數據文件，例如：save curveXXX.mat curve（具體運用時可根據圖表編號來命名，方便查找）以便以后的程序直接調用取值。
3.2 建立曲線取值的子函數
建立圖表數據庫后，還要從數據庫中準確查找所對應的參數，才能達到精確取值的目的，根據2.1節建立的數據文件，如果給出最大厚度線后掠角？撰t/c，max和馬赫數M，這就需要從curveXXX.mat文件中檢索出所對應的RLS值。由于原始圖表里面只有四條曲線，相對應只有四個二維數組，如果要查找任意馬赫數下的RLS，那么唯一的辦法就是插值，插值的具體方法可以用兩點線性插值，三點線性插值或者非線性插值，選用什么方法根據曲線形態來決定。如果這些都寫到主程序，那么會造成不易修改而且容易出錯，為避免程序臃腫，可以使用Matlab的特色功能，建立一個曲線取值的功能函數。這個功能函數（M文件）可以供任何子函數調用。
3.3 創建分塊函數
根據飛機氣動力工程估算主要內容，可以根據飛機的氣動特性分類建立分塊函數，如升力特性、阻力特性、俯仰力矩特性等；也可以根據飛機部件來定義，例如機翼氣動特性、機身氣動特性、尾身組合體氣動特性等。分塊函數是互不干擾，可以互相調用彼此結果。以升力特性計算為例，其創建過程為：
3.3.1 定義函數function[Cy0，Cymax，C■■，？琢0，…]=ShengLiTeXing（bA，l，S，…），其中括號里面Cy0，Cymax，C■■，？琢0表示函數返回值，也就是要計算的氣動導數方面輸出，可根據需要進行添加；小括號里面bA，l，S表示變量名，也就是需要輸入的飛機總體參數。
3.3.2 編寫各氣動導數的計算過程，例如需要查圖1的曲線數值，那么可以直接調用子函數RLS=curve（M，？撰t/c，max）讀取數據。
3.3.3 將計算的各參數結果統一存在規定格式的文件中，方便其它函數調用數據。
3.4 主程序運行示意圖
前面建立很多各部分子函數和分塊函數，其主要目的是簡化主程序行數，方便輸入，方便讀寫，復雜部分均寫成了函數，讓沒有使用過Matlab的設計人員也能夠嫻熟調用函數并進行計算，以圖2為例，主程序僅包含四個部分內容：
3.4.1 標號1部分的主要功能是進行計算空間的內存清理和所有計算方法的來源（參考資料），這部分不需要改動，僅供分析計算結果時參考；
3.4.2 標號2部分是計算狀態輸入和說明，包含飛行馬赫數、飛行高度、大氣運動粘性系數等，和所要計算的飛機飛行狀態密切相關；
3.4.3 標號3部分主要是飛機主要幾何參數輸入，例如機翼形狀參數，機身外形參數以及尾翼外形參數等，此處要求參數盡可能簡化，中間參數不需要輸入，具體輸入參數需求根據計算內容而定。
3.4.4 標號4部分為主要的計算內容，根據需要計算的氣動導數來調用相關函數，也可以在此對所需要的氣動導數進行輸出。例如，需要查看全機的C■■，那么僅需要輸入C■■即可在Matlab主程序的運行狀態欄即可看到C■■的輸出結果。
4 界面可視化
根據前三節實現了氣動力工程估算的自動處理的整個過程，并且程序也能夠被不熟悉Matlab的人員操作使用，但存在參數輸入不方便，容易對總體參數的輸入產生錯誤，并且輸出結果不便查找（需要對照符號表查找計算的導數符號）數值，輸出不直觀等問題。因而，需要對整個方案進行后期的可視化封裝，這不僅使界面明了清晰，并且還可以對計算結果進行特定處理，更加直觀體現飛機的氣動特性。
4.1 參數輸入功能：建立參數輸入對話界面，通過中文文字說明，參數輸入過程將不再需要和符號一一對應，這不僅減小了人為的輸入錯誤，也提高了效率。
4.2 計算與數據輸出： 參數輸入完成以后，即可點擊開始計算，默認狀態下時將把可能計算的所有氣動導數完全計算，實際編寫程序時可加入對特定的導數進行計算。計算完成后可以將計算結果按已設定好的數據格式進行輸出。
5 結束語
飛機氣動力工程估算是飛機氣動布局設計的一項重要工作，它的發展關系飛機氣動布局設計的時間和成本。文章通過Matlab軟件，提供了一種飛機氣動力工程估算程序化自動處理方法，對存在的主要技術問題提供了解決的辦法。這種工程估算程序化自動處理方法在XXX飛機氣動力工程估算的過程中實現部分應用，體現出了高效、快捷的特點，并且計算結果的重復性精度很高。不足之處是功能還不是很強大。參考國內外同行在這方面的經驗，基于文章基礎，可以在后續工作將逐步加入結果分析、參數優化設計等功能，為設計人員提供一個較為完善的計算處理軟件。
參考文獻
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正彎靜葉和直葉靜葉透平級氣動性能的對比分析王建錄 孔祥林 劉網扣 崔琦 張兆鶴 (5)
300MW機組低壓轉子葉片斷裂的故障診斷及振動分析范春生 (10)
彎葉片對壓氣機靜葉根部間隙泄漏流動的影響杜鑫 王松濤 王仲奇 (16)
自動控制與監測診斷
直接型自適應模糊控制器的設計及其在汽溫控制中的應用牛培峰 孟凡東 陳貴林 馬巨海 王懷寶 張君 竇春霞 (22)
鍋爐燃燒系統的自適應預測函數控制王文蘭 趙永艷 (27)
循環流化床鍋爐汽溫自抗擾控制器的優化設計王子杰 黃宇 韓璞 王東風 (31)
無
環保型火電機組與創新型環保裝備研討會征文 (30)
投稿須知 (F0003)
賀信陸燕蓀 (I0001)
書法作品 (I0002)
熱烈祝賀《動力工程學報》出版發行 (I0003)
環境科學
石灰漿液荷電霧化脫硫的化學反應動力學研究陳匯龍 李慶利 鄭捷慶 趙英春 王貞濤 陳萍 (36)
介質阻擋放電中煙氣相對濕度對脫硫脫硝的影響尹水娥 孫保民 高旭東 肖海平 (41)
石灰石煅燒及其產物碳酸化特性的試驗研究尚建宇 宋春常 王春波 盧廣 王松嶺 (47)
氣相沉積制備V2O5-WO3/TiO2催化劑及其脫硝性能的研究楊眉 劉清才 薛屺 王小紅 高英 (52)
基于鐵礦石載氧體加壓煤化學鏈燃燒的試驗研究楊一超 肖睿 宋啟磊 鄭文廣 (56)
新能源
1MW塔式太陽能電站換熱網絡的動態模擬李顯 朱天宇 徐小韻 (63)
能源系統工程
三電平變頻器水冷散熱器溫度場的計算與分析石書華 李守法 張海燕 逯乾鵬 梁安江 李建功 (68)
基于結構理論的燃料價格波動對火電機組熱經濟性的影響研究王文歡 潘衛國 張寞 胡國新 (73)
材料科學
核級管道異種鋼焊接缺陷的性質、成因及解決對策
（火用）分析與鍋爐設計董厚忱 (1)
鄒縣發電廠6號鍋爐再熱器熱偏差的改造措施劉恩生 吳安 胡興勝 曹漢鼎 (6)
中儲式制粉系統鍋爐摻燒褐煤技術的研究馬金鳳 吳景興 鄒天舒 冷杰 陳海耿 (14)
鍋爐燃燒調整對NOx排放和鍋爐效率影響的試驗研究王學棟 欒濤 程林 胡志宏 (19)
循環流化床鍋爐3種典型布風板風帽阻力特性的試驗馮冰瀟 繆正清 潘家泉 于忠義 張民 鄭殿斌 (24)
褲衩腿結構循環流化床鍋爐床料不平衡現象的數值模擬李金晶 李燕 劉樹清 岳光溪 李政 (28)
鍋爐在線燃燒優化技術的開發及應用梁紹華 李秋白 黃磊 魯松林 趙恒斌 岑可法 (33)
通過煤粉濃縮預熱低NOx燃燒器實現高溫空氣燃燒技術的研究張海 賈臻 毛健雄 呂俊復 劉青 (36)
兩類過熱器壁溫分布特性的仿真研究初云濤 周懷春 梁倩 (40)
富集型燃燒器的原理與應用楊定華 呂俊復 張海 岳光溪 徐秀清 (45)
基于機組負荷-壓力動態模型的燃煤發熱量實時計算方法劉鑫屏 田亮 曾德良 劉吉臻 (50)
一種多層輻射能信號融合處理的新算法楊超 周懷春 (54)
無
《動力工程》2007年第6期Ei收錄論文 (27)
中國動力工程學會透平專委會2008年度學術研討會征文 (63)
中國動力工程學會第四屆青年學術年會征文 (116)
中國動力工程學會第八屆三次編輯出版工作委員會代表工作會議在哈爾濱舉行 (141)
中國動力工程學會編輯出版工作委員會 期刊聯合征訂 (168)
投稿須知 (F0003)
《動力工程》 (F0004)
汽輪機和燃氣輪機
跨音軸流壓氣機動葉的三維彎掠設計研究毛明明 宋彥萍 王仲奇 (58)
噴霧增濕法在直接空冷系統中的應用趙文升 王松嶺 荊有印 陳繼軍 張繼斌 (64)
大直徑負壓排汽管道系統內流場的數值模擬石磊 石祥彬 李星 周云山 (68)
微型燃氣輪機向心透平的設計和研究沈景鳳 姚福生 王志遠 (71)
自動控制與監測診斷
基于Rough Set理論的典型振動故障診斷李建蘭 黃樹紅 張燕平 (76)
提高傳感器故障檢測能力的研究邱天 劉吉臻 (80)
工程熱物理
自然樣條型彎葉片生成方法及其在冷卻風扇中的應用王企鯤 陳康民 (84)
基于高速立體視覺系統的粒子三維運動研究張強 王飛 黃群星 嚴建華 池涌 岑可法 (90)
垂直管密相輸送的數值模擬蒲文灝 趙長遂 熊源泉 梁財 陳曉平 鹿鵬 范春雷 (95)
采用不等徑結構自激振蕩流熱管實現強化傳熱商福民 劉登瀛 冼海珍 楊勇平 杜小澤 陳國華 (100)
輔機技術
自然風對空冷凝汽器換熱效率影響的數值模擬周蘭欣 白中華 李衛華 張學鐳 李慧君 (104)
加裝導流裝置的凝汽器喉部流場的三維數值模擬曹麗華 李勇 張仲彬 孟芳群 曹祖慶 (108)
環境科學
臭氧氧化結合化學吸收同時脫硫脫硝的研究——石灰石漿液吸收特性理論分析魏林生 周俊虎 王智化 岑可法 (112)
基于鈣基吸收劑的循環煅燒／碳酸化反應吸收CO2的試驗研究李英杰 趙長遂 (117)
煤粉再燃過程對煤焦異相還原NO的影響盧平 徐生榮 祝秀明 (122)
高堿灰渣燒結反應的化學熱力學平衡計算俞海淼 曹欣玉 周俊虎 岑可法 (128)
直流雙陽極等離子體特性的研究潘新潮 嚴建華 馬增益 屠昕 岑可法 (132)
濕法煙氣脫硫存在SO3^2-時石灰石的活性研究郭瑞堂 高翔 丁紅蕾 駱仲泱 倪明江 岑可法 (137)
選擇性催化還原煙氣脫硝反應器的變工況運行分析董建勛 李永華 馮兆興 王松嶺 李辰飛 (142)
能源系統工程
世界與中國發電量和裝機容量的預測模型史清 姚秀平 (147)
整體煤氣化聯合循環系統中采用獨立或整體化空氣分離裝置的探討高健 倪維斗 李政 (152)
通過聯產甲醇提高整體煤氣化聯合循環系統的變負荷性能馮靜 倪維斗 李政 (157)
樺甸油頁巖及半焦孔結構的特性分析孫佰仲 王擎 李少華 王海剛 孫保民 (163)
含表面裂紋T型葉根應力強度因子的數值計算王立清 蓋秉政 (169)
600MW機組排汽管道內濕蒸汽的數值模擬石磊 張東黎 陳俊麗 李國棟 (172)
額定功率下抽汽壓損對機組熱經濟性的影響郭民臣 劉強 芮新紅 (176)
汽輪機排汽焓動態在線計算模型的研究閆順林 徐鴻 李永華 王俊有 (181)
扇形噴孔氣膜冷卻流場的大渦模擬郭婷婷 鄒曉輝 劉建紅 李少華 (185)
高速旋轉光滑面迷宮密封內流動和傳熱特性的研究晏鑫 李軍 豐鎮平 (190)
微型燃氣輪機向心透平的性能試驗鄧清華 倪平 豐鎮平 (195)
微型燃氣輪機表面式回熱器的應力分析張冬潔 王軍偉 梁紅俠 曾敏 王秋旺 (200)
鍋爐技術
大容量余熱鍋爐汽包水位的建模分析王強 曹小玲 蘇明 (205)
新型內直流外旋流燃燒器流場特性的研究周懷春 魏新利 (210)
汽包鍋爐蓄熱系數的定量分析劉鑫屏 田亮 趙征 劉吉臻 (216)
吹灰對鍋爐對流受熱面傳熱熵產影響的試驗研究朱予東 閻維平 張婷 (221)
自動控制與監測診斷
電站設備易損件壽命評定與壽命管理技術的研究 史進淵 鄒軍 沈海華 李偉農 孫堅 鄧志成 楊宇 (225)
ALSTOM氣化爐的模糊增益調度預測控制吳科 呂劍虹 向文國 (229)
應用諧振腔微擾法在線測量發電機的氫氣濕度田松峰 張倩 韓中合 楊昆 (238)
激光數碼全息技術在兩相流三維空間速度測量中的應用浦興國 浦世亮 袁鎮福 岑可法 (242)
應用電容層析成像法測量煤粉濃度的研究孫猛 劉石 雷兢 劉靖 (246)
無
中國動力工程學會鍋爐專委會2008年度學術研討會征文 (237)
《動力工程》 (F0004)
工程熱物理
油頁巖流化燃燒過程中表面特性的變化孫佰仲 周明正 劉洪鵬 王擎 關曉輝 李少華 (250)
高溫緊湊板翅式換熱器穩態和動態性能的研究王禮進 張會生 翁史烈 (255)
神華煤中含鐵礦物質及其在煤粉燃燒過程中的轉化李意 盛昌棟 (259)
環境科學
溫度及氧含量對煤氣再燃還原NOx的影響孫紹增 錢琳 王志強 曹華麗 秦裕琨 (265)
電廠除塵器的改造方案原永濤 齊立強 張欒英 劉金榮 劉靖 (270)
濕法煙氣脫硫系統氣-氣換熱器的結垢分析鐘毅 高翔 霍旺 王惠挺 駱仲泱 倪明江 岑可法 (275)
低氧再燃條件下煤粉均相著火溫度的測量肖佳元 章明川 齊永鋒 (279)
垃圾焚燒飛灰的熔融固化實驗潘新潮 嚴建華 馬增益 屠昕 王勤 岑可法 (284)
填料塔內相變凝結促進燃燒源超細顆粒的脫除顏金培 楊林軍 張霞 孫露娟 張宇 沈湘林 (288)
灰分變化對城市固體垃圾燃燒過程的影響梁立剛 孫銳 吳少華 代魁 劉翔 姚娜 (292)
文丘里洗滌器脫除燃燒源PM2．5的實驗研究張宇 楊林軍 張霞 孫露娟 顏金培 沈湘林 (297)
鍋爐容量對汞富集規律的影響楊立國 段鈺鋒 王運軍 江貽滿 楊祥花 趙長遂 (302)
循環流化床內污泥與煤混燒時汞的濃度和形態分布吳成軍 段鈺鋒 趙長遂 王運軍 王乾 江貽滿 (308)
能源系統工程
整體煤氣化聯合循環系統的可靠性分析與設計李政 曹江 何芬 黃河 倪維斗 (314)
基于統一基準的整體煤氣化聯合循環系統效率分析劉廣建 李政 倪維斗 (321)
采用串聯液相甲醇合成的多聯產系統變負荷性能的分析馮靜 倪維斗 黃河 李政 (326)
超臨界直流鍋爐爐膛水冷壁布置型式的比較俞谷穎 張富祥 陳端雨 朱才廣 楊宗煊 (333)
600MW超臨界循環流化床鍋爐水冷壁的選型及水動力研究張彥軍 楊冬 于輝 陳聽寬 高翔 駱仲泱 (339)
鍋爐飛灰采樣裝置結露堵灰的原因分析及其對策閻維平 李鈞 李加護 劉峰 (345)
采用選擇性非催化還原脫硝技術的600MW超超臨界鍋爐爐內過程的數值模擬曹慶喜 吳少華 劉輝 (349)
一種低NOx旋流燃燒器流場特性的研究林正春 范衛東 李友誼 李月華 康凱 屈昌文 章明川 (355)
燃煤鍋爐高效、低NOx運行策略的研究魏輝 陸方 羅永浩 蔣欣軍 (361)
130t／h高溫、高壓煤泥水煤漿鍋爐的設計和調試程軍 周俊虎 黃鎮宇 劉建忠 楊衛娟 岑可法 (367)
棉稈循環流化床稀相區傳熱系數的試驗研究孫志翱 金保升 章名耀 劉仁平 張華鋼 (371)
汽輪機與燃氣輪機
汽輪機轉子系統穩態熱振動特性的研究朱向哲 袁惠群 張連祥 (377)
直接空冷凝汽器仿真模型的研究閻秦 徐二樹 楊勇平 馬良玉 王兵樹 (381)
空冷平臺外部流場的數值模擬周蘭欣 白中華 張淑俠 王統彬 (386)
環境風對直接空冷系統塔下熱回流影響的試驗研究趙萬里 劉沛清 (390)
電廠直接空冷系統熱風回流的數值模擬段會申 劉沛清 趙萬里 (395)
考慮進氣預旋的離心壓縮機流動的數值分析肖軍 谷傳綱 高闖 舒信偉 (400)
自動控制與監測診斷
火電站多目標負荷調度及其算法的研究馮士剛 艾芊 (404)
轉子振動信號同步整周期重采樣方法的研究胡勁松 楊世錫 (408)
利用電容層析成像法測量氣力輸送中的煤粉流量孫猛 劉石 雷兢 李志宏 (411)
工程熱物理
氣化爐液池內單個高溫氣泡傳熱、傳質的數值模擬吳晅 李鐵 袁竹林 (415)
環境科學
富氧型高活性吸收劑同時脫硫脫硝脫汞的實驗研究劉松濤 趙毅 汪黎東 藏振遠 (420)
酸性NaClO2溶液同時脫硫、脫硝的試驗研究劉鳳 趙毅 王亞君 汪黎東 (425)
濕法煙氣脫硫系統中石灰石活性的評價郭瑞堂 高翔 王君 駱仲泱 岑可法 (430)
煙氣脫硫吸收塔反應過程的數值模擬及試驗研究展錦程 冉景煜 孫圖星 (433)
不同反應氣氛下燃料氮的析出規律董小瑞 劉漢濤 張翼 王永征 路春美 (438)
循環流化床鍋爐選擇性非催化還原技術及其脫硝系統的研究羅朝暉 王恩祿 (442)
O2／CO2氣氛下煤粉燃燒反應動力學的試驗研究李慶釗 趙長遂 武衛芳 李英杰 段倫博 (447)
生物質半焦高溫水蒸汽氣化反應動力學的研究趙輝 周勁松 曹小偉 段玉燕 駱仲泱 岑可法 (453)
蜂窩狀催化劑的制備及其性能評價朱崇兵 金保升 仲兆平 李鋒 翟俊霞 (459)
能源系統工程
基于Zn／ZnO的新型近零排放潔凈煤能源利用系統呂明 周俊虎 周志軍 楊衛娟 劉建忠 岑可法 (465)
IGCC系統關鍵部件的選擇及其對電廠整體性能的影響——（3）氣化爐合成氣冷卻器與余熱鍋爐的匹配高健 倪維斗 李政 椙下秀昭 (471)
IGCC電廠的工程設計、采購和施工成本的估算模型黃河 何芬 李政 倪維斗 何建坤 張希良 麻林巍 (475)
火電機組回熱系統的通用物理模型及其汽水分布方程的解閆順林 胡三高 徐鴻 李庚生 李永華 (480)
平板V型小翼各參數對風力機功率系數的影響汪建文 韓煒 閆建校 韓曉亮 曲立群 吳克啟 (483)
部分痕量元素在油頁巖中的富集特性及揮發行為柏靜儒 王擎 陳艷 李春雨 關曉輝 李術元 (487)
核科學技術
核電站電氣貫穿芯棒熱老化壽命評定技術的研究黃定忠 李國平 (493)
國產首臺百萬千瓦超超臨界鍋爐的啟動調試和運行樊險峰 張志倫 吳少華 (497)
900MW超臨界鍋爐機組節能方略初探李道林 徐洪海 虞美萍 戴岳 林英紅 (502)
循環流化床二次風射流穿透規律的試驗研究楊建華 楊海瑞 岳光溪 (509)
Z型和U型集箱并聯管組流動特性的實驗研究韋曉麗 繆正清 (514)
汽輪機和燃氣輪機
裂紋參數對葉片固有頻率影響的研究葛永慶 安連鎖 (519)
不同翼刀高度控制渦輪靜葉柵二次流的數值模擬李軍 蘇明 (523)
橢圓形突片氣膜冷卻效率的試驗研究李建華 楊衛華 陳偉 宋雙文 張靖周 (528)
自動控制與監測診斷
大機組實現快速甩負荷的現實性和技術分析馮偉忠 (532)
大型風力發電機組的前饋模糊-PI變槳距控制高峰 徐大平 呂躍剛 (537)
基于過程的旋轉機械振動故障定量診斷方法陳非 黃樹紅 張燕平 高偉 (543)
采用主成分分析法綜合評價電站機組的運行狀態付忠廣 王麗平 戈志華 靳濤 張光 (548)
電站機組數據倉庫的建設及其關鍵技術蹇浪 付忠廣 劉剛 中鵬飛 鄭玲 (552)
撞擊式火焰噪聲信號的分形特性分析顏世森 郭慶華 梁欽鋒 于廣鎖 于遵宏 (555)
工程熱物理
冷卻風扇變密流型扭葉片設計方法及其氣動特性的數值研究王企鯤 陳康民 (560)
考慮進水溫度的蒸汽噴射泵一維理論模型李剛 袁益超 劉聿拯 黃惠蘭 (565)
雙排管外空氣流動和傳熱性能的數值研究石磊 邢蒼 李國棟 陳俊麗 (569)
輔機技術
600MW汽輪機組再熱主汽閥門閥桿的熱脹及其影響時兵 金燁 (573)
溫度和壓力對旋風分離器內氣相流場的綜合影響萬古軍 孫國剛 魏耀東 時銘顯 (579)
一種新型空氣預熱器及其性能分析李建鋒 郝峰 郝繼紅 齊娜 冀慧敏 楊迪 (585)
橫向風對直接空冷系統影響的數值模擬呂燕 熊揚恒 李坤 (589)
間接空冷系統空冷散熱器運行特性的數值模擬楊立軍 杜小澤 楊勇平 (594)
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減壓管狀態對混流式水輪機流場的影響梁武科 董彥同 趙道利 馬薇 石峯 劉曉峰 王慶永 (600)
環境科學
循環流化床O2／CO2燃燒技術的最新進展段倫博 趙長遂 屈成銳 周騖 盧駿營 (605)
海水煙氣脫硫技術及其在電站上的工程應用楊志忠 (612)
應用差分光譜吸收法監測SO2的固定污染源連續排放監測系統許利華 李俊峰 蔡小舒 沈建琪 蘇明旭 唐榮山 歐陽新 (616)
溶膠凝膠法制備CuO／γ-Al2O3催化劑及其脫硝活性的研究趙清森 孫路石 石金明 殷慶棟 胡松 向軍 (620)
N2氣氛下活性炭的汞吸附性能周勁松 王巖 胡長興 何勝 駱仲泱 倪明江 岑可法 (625)
準格爾煤灰特性對其從電除塵器中逃逸的影響齊立強 原永濤 閻維平 張為堂 (629)
能源系統工程
中國整體煤氣化聯合循環電廠的經濟性估算模型黃河 何芬 李政 倪維斗 何建坤 張希良 麻林巍 (633)
工程機械產品具有多品種、小批量的特點，面對用戶群體小而雜，受市場需求波動影響很大。研發投入了可能不會有回報，制造質量及庫存積壓等問題進一步加劇了工程機械制造企業的經營風險。產品的研發和制造風險比較集中。另外目前應收賬款居高不下已然成為工程機械制造企業需要面對的一大問題。從2013年至今，市場一直低迷不振，工程機械行業將現在處于低速增長時期，信用銷售實際違約率已經達到了20%以上，工程機械制造企業的財務風險尤為突出，又會因財務風險引發采購、人力資源和研發制造等一系列風險。由此可以看出，工程機械制造企業的運營風險內部具有一定的關聯性和相互影響。
二、風險管理的內容和方法
風險管理是指如何在項目或者企業一個肯定有風險的環境里把風險減至最低的管理過程。風險管理當中包括了對風險的識別、評估和監督和控制風險。作為工程機械制造企業就是針對工程機械多品種小批量的特點，通過對運營風險進行科學歸納和分析的基礎上，有效規劃、識別、評估、監督、 應對和監控風險，使工程機械制造企業的產品研發、制造和銷售等環節中的風險降到最低水平，為企業的可持續發展保駕護航。
三、企業風險規劃
對該類企業的風險的規劃建立在風險管理方法的基礎上。首先，企業應建立一支由管理、技術、市場、知識產權等領域專家組成風險管理委員會。其次由專家組進行運營風險的調研、歸納、總結，形成運營風險集。風險集要盡量完整，包含已經發生過和可能發生的風險，但不應為追求完善而停留在規劃階段?？呻S著風險管理的活動和經驗的增多，不斷完善風險集。
四、企業風險評估
工程機械制造企業按照項目風險管理的概念將運營風險分解成小的項目單元，對子風險的等級、危害等進行評估形成一套完整有效的風險評估策略，才能有效在企業的運營管理中進行實施。1.風險評估數學模型參照國內外研究和相關管理經驗，采用三參數模型來描述企業運營中的子風險大小。式中Rs是企業總的運營風險，Ri為子風險的量化評估值，如技術風險、市場風險、采購風險、生產風險等，ai為各個風險之間相互影響的因子，該因子的取得將在下面一節中進行總結。2.風險評估各參數量化方法(1)風險事件可能性量化方法風險事件的可能性是用來描述風險發生機會多少的，通常用概率進行描述。在本文中采用五級分法進行量化處理：頻發發生對應概率為81~100%；經常性發生對應61~80%；一般性發生對應41~60%；不經常發生對應21~40%；一般不發生對應0~20%。(2)風險影響值量化方法風險的影響值是用來描述風險一旦發生所造成的損失或失敗的。這里采用五級分法進行量化處理。量化等級劃分見表2：(3)風險可控度指數量化方法風險可控度講的是當風險出現時的可解決程度，可解決的程度越高則可控度越高，反之在現有的條件下無法解決，則表明不能控制、風險很大。風險可控值的確定需采用專家打分，并取平均值來確定，并根據所在區間確定可控指數?？煽囟戎笖岛涂煽囟鹊燃墑澐忠姳?：(4)風險相關因子計算方法風險相關因子是用于表示有相互關聯關系的子風險之間的相互作用程度而確定在風險綜合值計算中的重要性占比，值得范圍為0-1。單項風險之間相關因子計算首先對子風險之間的相互影響進行量化。其中相互影響極大為5，相關有很大影響為4，有影響為3，有一定影響為2，有較少影響為1，無影響為0.相互影響打分矩陣如表4所示。矩陣中單項風險的重要度是由專家組評估給出，只表示風險重要程度，不體現相互關系?；静恢匾?，重要度值為1；一般重要，重要度值為2；重要，重要度值為3；非常重要，重要度值為4；至關重要，重要度值為5。
五、企業風險管理流程和風險管理對象庫的構建
為有效對工程機械制造企業進行風險管理，需要企業建立高效的風險管控機制和風險管理庫，保證風險管理方法的實施。風險管理的流程起點是風險規劃，形成已規劃的風險管理序列R_LIST1，這是企業進行風險管理的基礎，是標準庫。工程機械制造企業針對自身的特點對風險管理庫進行分析識別，將不會發生的風險剔除出去，形成風險管理庫R_LIST2，對經過識別的風險進行評估，確定風險和總體風險綜合值。確定了應對優先級的風險需企業管理者或風險管控人員進行風險應對，應對目標是將較高等級的風險處理為較低等級的風險，將等級值較低的風險進行規避或轉移，將風險消滅于萌芽狀態。經過應對而無法規避的風險或無法應對的風險過程風險管理對象庫R_LIST3，是企業的核心風險，對核心風險要進行風險監控。風險管理流程圖見右圖。
二、項目風險識別與分析
在項目的前期，需要對項目中的風險進行識別和分析。在這個過程中，需要考慮風險發生的全員性、系統性、動態性、信息性和綜合性，根據類似的案例歷史資料以及項目的制約因素和假設條件對風險進行全方位的識別。在充分識別風險之后，要對風險進行分析，以便后續規劃應對措施
1.風險的規劃識別
E公司新一代智慧風機平臺開發項目的特點是涵蓋專業面廣泛，中間環節眾多。因此，為了更好地進行風險規劃與識別，項目組進行了如下工作：
（1）確定風險管理目標：對各個中間環節有可能造成項目延期或影響后續工作的風險點進行標注；
（2）確定風險管理組織：按不同專業領域進行分組，各專業組組長對本組內風險負責；
（3）收集資料：以各專業組為單位進行WBS工作分解和頭腦風暴，統計風險點；
（4）確定風險管理計劃：將可能發生的風險分為三級風險因子，初步制定風險管理的WBS，采用專家調查法和頭腦風暴法得出風險點，并提出風險量化標準。以周為單位對風險進行循環評估，并制定獎勵制度。
（5）預估風險形勢：根據統計出的風險點的范圍和比例，預估出項目的形勢。在新一代智慧風機平臺開發項目初期，不同的專業小組根據WBS項目內容分解圖，利用專家調查法和頭腦風暴法，對項目中的各種風險進行了識別。
2.風險的評價分析
用主觀概率法對新一代智慧風機平臺項目的風險進行評估。對風險發生的可能性的高低和風險對新一代智慧風機平臺項目影響程度進行定性和定量的評估后，依據評估的結果繪制風險圖，其中橫軸為風險發生的概率，縱軸為風險級別。從圖中可以看出該項目面臨的風險特點如下：
（1）發生概率高的風險較少；
（2）危害極高的風險發生概率極低；
（3）危害高的風險雖然發生概率低，但是數量較多，需要重點控制；
（4）項目中的風險的危害程度和發生概率基本成反比；由風險圖的四個區域可知，該新一代智慧風機平臺研發項目大部分風險集中在Ⅱ區，總體上來說屬于中等風險項目。
三、項目風險應對與監控
1.風險的應對措施
對于新一代智慧風機平臺開發項目來說，我們已對其26小類的風險從風險的性質和后果以及風險發生的概率進行了量化的評價和打分，并在其基礎上提出六類風險規避和應對策略：預防發生、轉移風險、回避風險、減輕后果、接受后果。
（1）從五類一級風險因子來看，技術類風險應重點關注技術復雜性和系統集成類風險因子；制造類風險應重點關注質量保障類風險因子；進度類風險應重點關注跨部門配合類風險因子；經費類風險應重點關注技術變更類風險因子；不可控類風險應重點關注天氣類風險因子。
（2）從一級風險因子互相之間的關系上來看，需要特別關注技術類風險，因為一旦技術方案變更，必將使樣機重復制造，造成生產風險提高，且經費支出增長。同時也要關注跨部門的配合問題，需要使跨部門的工作流暢進行，減少因為管理不善造成的信息不平衡和進度滯后。
（3）新一代智慧風機平臺開發項目是一個龐大的系統開發和集成，風險的發生越接近源頭，對下游工作的影響就越大，需要重點管控；同時要對經費的使用進行實時追蹤，盡量減少不必要的重復投入。
2.風險的實時監控
在項目的實施過程中，公司將對項目風險進行實時的監控，并制定風險監視單，對項目風險進行跟蹤。新一代智慧風機平臺開發項目中控制部分的主控軟件風險監視單樣。公司對各級風險因子都制定了詳細的風險監視單，以組為單位，周為周期，對風險進行持續的監控和評估，實時調整，并不斷在工作中補充可能發生的風險內容。風險監視單通過SVN進行版本管理，每周由組長負責更新，并在每周三的智能風機例會的風險管控環節中進行討論。
基金項目：四川省教育廳重點科研項目（13ZA0067）；核廢物與環境安全國防重點學科實驗室開放基金項目（10zxnk01）；放射性地質與勘探技術國防重點學科實驗室開放基金項目（2011RGET022）；貴州省教育廳科技項目（2011010）；國家自然科學基金項目（41273031）。
在壓水堆反應堆運行初期，堆內有很大的剩余反應性和局部不均勻性[1]。一般都需要在冷卻劑水中添加硼元素，或者在某些燃料組件中放置毒物棒[2]，來抵消初期的剩余反應性。這于對反應堆安全運行和功率展平具有重要意義。除此之外，當中子能量低于4eV時，中子與原子核的碰撞將會受到原子熱運動以及相鄰原子的影響。此時中子與靶核發生彈性碰撞，靶核不能被當作靜止，此時的碰撞有可能使出射的中子能量大于入射中子。這種情況叫做熱能區中子向上散射現象[3]。在壓水堆中，能有效與核燃料發生裂變反應的主要是熱中子，堆芯的輕水（既是冷卻劑又是慢化劑）的平均溫度在300攝氏度以上，此時輕水中的氫原子振動較為劇烈，故其對熱中子的彈性散射截面與常溫有所不同，該差異影響輕水對中子的慢化效果，導致堆芯的臨界特性出現變化。故在模擬中須考慮冷卻劑溫度的影響。MCNP的S（α，β）熱修復較為可靠[4]，可以模擬該功能[5]。
1 構建模型
本文的壓水堆堆芯模型采用157組結構上完全相同的17×17型先進燃料組件，分三個區放置在堆芯，其中235U富集度為3.10%的52個組件放置在堆芯的最，稱為3區（外區）；235U富集度2.40%的52個組件和235U富集度為1.80%的53個組件按照棋盤式交錯分布在2區（中區）和1區（內區）[7]。入水口水溫300℃，出水口水溫330℃。在模擬中，考慮了化學補償，即在冷卻劑水中加入硼元素。其中硼10質量分數為0.027286%，硼11為0.103144%。
燃料棒包殼外直徑為9.5mm，包殼厚度0.57mm，UO2陶瓷芯塊直徑8.19mm。模型構建過程中為了簡化步驟，故將整個燃料棒芯塊設計成一個長棒，忽略每個小芯塊的碗碟形部分，總長度為365.76cm，如圖1所示。圖1中，左圖為燃料棒橫截面圖，中心的淡綠色的圓柱截面代表燃料棒活性部分，活性部分頂端以及緊貼燃料棒外部的很窄紅色部分代表燃料棒活性部分與包殼的間隙（充有氦氣）。再往外的橙色部分代表Zr-4合金的包殼部分[8]，包殼外面藍色部分為水。右圖為其軸向側面圖。圖2為邊長為21.25cm，高405.86cm的燃料組件，由1個中子測量管與24個導向管外加264根燃料棒組成。
圖 3 反應堆完全結構
圖3為堆芯的完全結構。圍欄為水層和壓力殼，至于反應堆內的許多控制裝置，考慮到其對堆芯內的中子通量影響較小，故做簡化處理，忽略不計。至此，堆芯的模型構建完畢。堆芯內各主要部件的參數，見表1。
表1 堆芯內各主要部件參數
2 運行結果及分析
2.1 堆芯中子能譜
根據MCNP5及其記錄卡的運行結果，在初始的材料和結構下，反應堆中各組件不同能量段中子份額平均值如表2所示。
表2 反應堆內各能量段中子份額
根據表2的數據，我們可以清晰的看出，在157組件的壓水堆運行初期，能量低于0.625eV的熱中子通量比其他的較高能量的中子（中能中子與快中子）要大2到3個數量級，能量大于1MeV的中子份額僅次于能量低于0.625eV的熱中子。由此可見157組件壓水堆內中子能譜較軟，熱中子占絕大多數。由此也說明，壓水堆中的核素的平均裂變中子數v（E′）用核素對熱中子的平均裂變中子數v來近似是合理的。
2.2 臨界特性
在壓水堆運行中，入水口水溫與出水口水溫差別不大，所以在模擬中，我們忽略堆芯軸向水溫變化所帶來的密度變化。并且，為了更好的比較溫度對熱中子彈性散射截面的影響。我們設定了600K溫度下的輕水與常溫的輕水密度相同，如表3所示。
表3 堆芯臨界特性比較
以上差別表明，在熱中子能譜的反應堆中，冷卻劑溫度對整個反應堆的臨界特性影響較大。因為600K溫度下的輕水中的氫原子的振動比常溫下輕水中的氫原子振動更為劇烈，使得其對中子彈性散射截面與常溫不同，從而導致輕水對中子的慢化能力出現差異，進而使堆芯臨界特性出現差別。因此，在對壓水堆模擬時，冷卻劑溫度的影響將不可忽略。
2.3 堆芯軸向熱中子通量密度分布
為方便分析，我們將157組件按平面坐標（x， y）進行編號。我們將中心的位置設為（0， 0），其左相鄰的位置設為（-1， 0），右相鄰為（1， 0），上相鄰為（0， 1），下相鄰為（0， -1）……。以此類推，將放入其中的組件也依此編號。在不考慮燃料毒物與燃料棒的情況下，以MCNP的F2記錄卡和FS
功能卡分24段記錄燃料棒軸向通量。以堆芯中心組件的為例，其軸向中子通量如圖4所示。
圖 4 軸向中子通量分布
由圖4可見，在無燃料棒和燃料毒物的情況下，壓水反應堆內燃料棒的軸向中子通量分布以燃料棒中部為對稱點，首尾對稱。中部中子通量最高，兩端最低。最高的中子通量接近最低值的10倍，這樣的結果是顯而易見的。因此，在設計燃料棒時，可以在燃料棒兩端添加中子反射材料，以展平燃料棒軸向中子通量，提高燃料棒的燃耗。
2.4 堆芯徑向熱中子通量密度
現以俯視堆芯的角度，忽略單個組件內部各燃料棒間中子通量差異，以MCNP5中的F4記錄卡與FM乘子卡提供的核素微觀裂變截面與平均裂變數來記錄每個燃料組件的燃料棒內平均中子通量[10]，得到各組件的歸一化中子通量的等高線圖，結果如圖5所示。
由圖5可以看出，整個壓水反應堆初始運行，達到臨界時，其反應堆內部各個組件的熱中子通量并不是相同的。并且，通量最高處的數值接近通量最低處的數值的兩倍。根據（4）式，這種差異會導致堆芯功率在徑向分布不均。堆芯的中心區，235U富集度最低，并且在中子慢化過程中較高濃度的238U對中子有共振吸收的作用，從而使中心處熱中子通量較低。沿半徑向外中子通量逐漸升高，到2區時會有個高峰，繼續向外略有降低。但在邊緣的3區的某些組件仍會有峰值，這是因為3區初始放置的燃料組件235U富集度最高，以及外側水層對中子的反射與慢化。毫無疑問，這樣的情況會使得堆芯有較大的熱管因子，這對反應堆的輸出功率會造成較大的影響。因此，可根據反應堆初始運行的熱中子通量分布來選擇將那些通量較高的組件放入燃料毒物棒或者適當下插控制棒，以抵消反應堆剩余反應性，達到展平軸向通量分布，提高輸出熱功率的目的。
圖5 中子通量的平面分布
3 結論
本文研究了157組以UO2陶瓷燃料為組件的壓水堆在常溫和300攝氏度冷卻劑下的臨界特性以及在只考慮化學補償的反應堆運行初期的堆芯內中子和功率分布特性，得到如下結論。
1 根據各能量段中子份額來看，157組件的壓水堆運行初期穩態時堆內中子能譜以熱中子為主。且能量大于1MeV的中子所占份額僅次于熱中子。
2 在熱堆中，冷卻劑的溫度會影響冷卻劑核素對能量低于4eV的中子的彈性散射截面，進而影響中子的慢化。這種影響，也會體現在堆芯的臨界特性上。
3 在不插入控制棒與毒物棒的情況下，燃料棒軸向中子通量分布以燃料棒中心對稱，中間高，兩端低。對于徑向中子通量分布和功率分布，本文則給出平面分布圖。結果堆芯中心最低，向外逐漸升高，到2區時有峰值，再向外降低，至3區時又有峰值。3區出現峰值，是其較高的235U富集度與外側的水層對中子的進一步慢化與反射共同導致。對于這樣的分布，在反應堆運行初期需要在圖示的高中子通量的組件里添加燃料毒物棒或者適當下插控制棒。以抵消反應堆的剩余反應性，展應堆徑向功率密度，使得反應堆能有效提高熱功率的輸出。
4 以上的研究并未考慮燃耗與中子分布特性的關系。而隨著燃耗加深，壓水堆內軸向和徑向的中子分布與功率分布會出現新的變化，這將是我們以后要繼續探究的問題。
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汞作為重點控制的重金屬之一，其主要排放來源于化石燃料的燃燒，尤其是煤炭的燃燒，使得燃煤電廠成為向大氣中排放汞的最大源頭。由于汞及其衍生物有機汞在環境中具有持久性、易遷移性、高度的生物富集性和高生物毒性等特點，嚴重影響生態環境及人類健康。江蘇省在燃煤電廠數量上在全國占有重要比例，因此我省燃煤電廠汞排放水平的研究具有重要的意義。
1江蘇省燃煤電廠煙氣中汞排放總量核算
本課題對10家燃煤電廠煙氣中的汞排放情況進行了研究，為了對我省裝機容量30萬千瓦以上燃煤電廠汞排放的總體情況進行判定，采用已有的10家電廠機組年汞排放量的數據和相關研究結論進行評估核算。江蘇省目前裝機容量30萬千瓦以上燃煤電廠共有133臺機組，其中單機容量30萬千瓦以上機組105臺。
本研究采用美國研究燃煤汞排放的燃煤電站汞排放量預測模型進行估算：
式中，Mcoal：煤消耗量（t/年）；CHg：煤中汞含量（mg/kg）；ccf：煤清潔系數；ΠEMFi：各個有效修正因子EMF的乘積；MHg：汞的年排放量（t/年）。
由于機組負荷的不同會對汞排放量造成一定的影響，為了更準確的評估我省30萬千瓦以上燃煤機組年汞排放總量，根據所研究的10個電廠的基礎數據，對30萬千瓦以上電廠不同機組容量機組的年汞排放量，采用公式（1）估算模型進行分級估算，從而計算出我省裝機容量30萬千瓦以上燃煤電廠年汞排放水平。
由于本次測試所采集煤樣為入爐前煤粉，因此模型計算時煤清潔系數（cff）為1。江蘇省30萬千瓦以電廠均采用靜電除塵設施，靜電除塵器對汞排放的影響因子采用美國EPA 研究結果0.760。通過本研究，南京化工園熱電脫硫入口煙氣中汞含量兩組測量數據分別為4.26ug/m3（均值），經脫硫設施后汞含量在1.96ug/m3（均值），汞去除率為54%；銅山華潤電廠脫硫入口煙氣汞排放水平為16ug/m3（均值），經脫硫島后汞去除率為81%，煙囪入口汞含量降低至3.04ug/m3（均值）。由汞去除率結果可知，江蘇省燃煤電廠脫硫設施對汞排放的影響因子約為0.675，為了提高燃煤電廠年汞排放量準確性，計算中采用本研究結果。通過對江蘇省境內燃煤電廠年運行時間進行統計，機組年平均運行時間約為5500小時。通過計算可以得出表2的結果。
由表2可以看出江蘇省2102年裝機容量30萬千瓦以上燃煤電廠煙氣中汞排放總量為7.541噸，比2008年的9.89噸有所下降。這主要與最近幾年各個電廠加大各項環保設施的投運力度及關停小機組、電廠安裝煙氣脫硫、脫硝等一系列措施有關，另外還有部分總裝機容量不足30萬千萬燃煤電廠的汞排放量沒有納入本次統計結果，對數據的降低也有一定的貢獻。
2江蘇省燃煤電廠汞排放區域特征分析
為了能充分反應江蘇省區域范圍內不同燃煤電廠機組容量分布情況和汞釋放具體分布情況，對我省各市不同燃煤電廠機組和汞釋放進行了分析。結果見表3。
由于汞的釋放對生態環境和人類健康存在著一定的潛在威脅，對汞釋放及擴散進行評價和研究能為燃煤電廠汞排放控制提供明確的依據，從而提高汞釋放控制的效果。為此，本研究利用“等距權重模型”對江蘇省境內各市燃煤電廠年汞排放量進行空間插值，從而對江蘇省燃煤機組汞釋放大致分布、以及可能的擴散情況及空間影響進行了直觀的分析，具體結果如圖1。
由圖1，從整體上看江蘇省燃煤電廠年汞釋放情況，西部明顯高于東部，蘇中和除徐州市以外的蘇北各市年汞釋放量相對較低。從各市燃煤電廠汞釋放情況來看，徐州、南京、蘇州和無錫明顯較高，這主要是在這幾個市工業相對較為發達、人口密度較大，用電量量較大，相應的發電機組較多造成的。燃煤電廠汞釋放進入空氣后，會擴散到周邊區域，由圖1可以發現，蘇北、蘇中地區年汞釋放和擴散對周邊區域造成的潛在威脅明顯小于蘇南地區。由于影響汞擴散的因素較多，本圖只能粗略的對汞擴散情況和區域影響進行評價，但分析結果對江蘇省未來燃煤電廠汞排放控制仍具有一定的指導作用。
3結論
通過對江蘇省燃煤電廠汞排放水平的研究發現，江蘇省2102年裝機容量30萬千瓦以上燃煤電廠煙氣中汞排放總量為7.541噸。從江蘇省燃煤電廠年汞釋放情況看，西部明顯高于東部，蘇中和除徐州市以外的蘇北各市年汞釋放量相對較低。工業發達、人口密度較大的城市汞釋放量明顯較高。
參考文獻
汽車排放出的有害氣體，不斷威脅著人類生存的環境。為了達到節能減排并且滿足發動機動力性能需要的目的，尋找適合的內燃機替代燃料已經成為當今的研究熱點。天然氣燃料是一種清潔能源，主要成分是甲烷。其具有排放污染小、價格低、安全可靠等優點，但是也存在著燃燒速率低、發動機動力性能低于常規發動機等不足。因此，國內外研究人員針對改善天然氣燃燒特性問題，進行了大量的研究工作，提出了多種解決方案[1-7]，天然氣摻混氫氣是改善天然氣發動機燃燒性能的方法之一。
基于2013年北京工業大學國家級大學生創新創業訓練計劃項目的研究成果，本文采用OpenFOAM軟件，建立了基于定容燃燒彈的甲烷摻氫燃燒模型，對比實驗結果與仿真計算結果，分析了摻氫對甲烷燃燒特性參數的影響規律。
1 定容燃燒彈系統
本實驗使用的定容燃燒彈系統主要由燃燒彈彈體、混合氣配氣系統、點火控制系統、溫度控制系統、壓力采集系統、同步控制系統、火焰圖片采集系統等組成。圖1所示為定容燃燒實驗系統圖[8]。
實驗時，首先通過混合氣配氣系統配氣，在預混罐中充分攪拌直至均勻；然后把均勻的混合氣充入燃燒彈中；利用溫度控制系統使初始溫度達到預定結果；當數據采集系統、同步控制系統及火焰圖片采集系統均進入工作預備狀態之后，執行點火；燃燒過程中，將圖片采集及壓力數據完整保存；實驗結束后，開啟真空泵，將管路及彈體進行抽真空處理，從而恢復到初始實驗狀態。
2 燃燒特性研究
2.1 仿真模型的建立
在OpenFOAM中根據實際定容燃燒彈彈體的尺寸和特點設定幾何模型的尺寸和邊界條件，建立定容燃燒彈（CVCB）幾何模型并劃分網格（如圖2所示）。
OpenFOAM中含有燃燒機理方面研究的燃燒求解器“reactingFOAM”，其原程序基于部分攪拌的可壓縮化學反應，因此可在該求解器原程序基礎上進行修改[9]。由于需要仿真定容燃燒彈彈體中的混合氣燃燒，故在“reactingFOAM”原程序中添加點火燃燒程序。所添加的點火程序原理為在點火范圍內向單元網格施加一定焓值，累計施加至混合器可自行燃燒，即跳出累加循環轉至化學反應階段。
之后，在OpenFOAM中對點火以及燃燒所需的參數進行編譯，使計算時程序可以正確地識別參數標識并進行數據計算。需要添加的文件為combustionProperties，相應參數為點火直徑、點火能量、點火持續期、時間步長等幾個重要的參數。此外，還添加了燃燒以及化學反應相應必要的程序，如化學反應屬性、燃燒屬性、反應機理等各個參數的讀取程序，計算結果反饋和數據輸出等程序。
2.2 摻氫比對燃燒特性的影響
2.2.1 仿真結果對實驗結果的對比分析
仿真結果和實驗數據的對比校核如圖3和圖4所示。圖3為摻氫比為10%時仿真火焰半徑R和實驗所得紋影圖像的對比。在摻氫比10%，初始壓力0.1 MPa，初始溫度290 K，當量比為1.0時，從對比圖中可明顯看出實驗從火核點火開始，火焰前鋒面發展并非圓形，豎軸半徑大于橫軸半徑，點火針在點火初期對火核發展的影響較大。點火針的間距影響火焰前鋒面向外擴散并呈球形發展，于兩側點火針端面出現了擠壓火焰前峰面的現象，這使火球的縱向發展不受阻礙，形成了實驗圖像所示的效果。而由于仿真中未設置點火針，因此沒有出現實驗中的現象。由于網格劃分的密度狀況，使得火焰前鋒面在4個方向上有突出現象。由于實驗中會有各種因素，導致實驗值和仿真值之間存在一些誤差，但誤差在所允許范圍內，因此仿真中所設置的參數基本合理。
2.2.2 摻氫比對燃燒溫度和燃燒壓力的影響
圖5a為不同摻氫比下的燃燒溫度對比曲線。從圖5a中可以看出，燃燒溫度T隨著摻氫比的增加而提高。圖5b為不同摻氫比下的燃燒壓力對比曲線。在摻氫比為25%時，燃燒壓力P在點火后0.01 s時快速增加，遠大于摻氫比為10%和不摻氫時。
2.2.3 摻氫比對燃燒速度的影響
圖6為不同摻氫比下，初始壓力0.1 MPa，初始溫度300 K，當量比為1.0時，火焰發展圖像隨時間的變化。由圖可見，隨著摻氫比的增加，火焰半徑逐漸增大，摻氫使得混合氣的燃燒速度有所增加。
2.3 活化能和指前因子對燃燒特性的影響
根據OpenFOAM中的甲烷-氫氣混合機理，在不同摻氫比下基元反應動力學參數并不完全相同，所以有必要針對基元反應動力學參數對甲烷摻氫燃燒計算結果的影響程度進行分析討論。本文只討論指前因子和活化能對甲烷摻氫燃燒特性的影響。
計算方案如下：初始溫度分別為290 K，340 K，390 K，摻氫比為20%，初始壓力為0.1 MPa，當量比為1.0。
指前因子和活化能的取值分為三組，分別為E1，E2，E3，詳見表1。
2.3.1 指前因子對燃燒特性的影響
在燃燒反應的初期，對表1中E2，E3兩組進行計算，當反應初始溫度為290 K時，指前因子對燃燒溫度T的影響情況如圖7所示。0.004 s之后（即化學反應階段），E2組對應的燃燒溫度數值略大于E3組，二者的燃燒溫度差值隨時間變化呈遞增趨勢，但最高差值只有40 K。由此可知，在一定的初始燃燒溫度下，指前因子對燃燒溫度影響并不明顯。
2.3.2 活化能對燃燒特性的影響
在反應體系中只有少數具有一定能量水平的分子（即活化分子）才能引起反應。活化分子的平均能量與所有分子的平均能量之差稱為活化能。要使反應發生，分子碰撞后獲得的動能必須大于活化能?；罨茉酱?，反應對溫度變化越敏感。活化能對化學反應的影響集中在燃燒初期，一旦化學鏈完全形成，則活化能的影響便會減弱。
在燃燒初期，以摻氫比20%，初始壓力0.1 MPa，當量比1.0，初始溫度340 K和390 K為計算條件，表1中E1和E3組所對應的計算結果如圖9所示，初始溫度升高，燃燒溫度會呈現上升的趨勢，但是不同的活化能對燃燒溫度影響不明顯。
由圖10中可以看出，初始溫度對燃燒壓力有較大影響，初始溫度越高，燃燒壓力越大。在初始溫度為340 K時，E1和E3組所對應的燃燒壓力值較為接近；而在初始溫度為390 K時，E1組對應的燃燒壓力值與E3組對應的燃燒壓力值相比偏小，且隨時間的推移這種差異越來越大。由此可見，活化能的增加會使化學反應速率變慢，使得化學反應困難。換言之，活化能的增加導致反應速率對溫度敏感性上升。
3 結束語
通過對比實驗結果和仿真結果，驗證了在OpenFOAM中建立定容燃燒彈內甲烷摻氫燃燒模型的合理性和可靠性。在本文實驗與仿真條件下，得到以下結論：
（1）混合氣的燃燒溫度隨摻氫比的增加而提高；
（2）混合氣的燃燒壓力隨摻氫比的增加而提升；
（3）提高摻氫比可以提升混合氣的燃燒速度；
（4）基元反應動力學參數中指前因子對燃燒壓力影響不明顯，而活化能的增加會導致反應速率對溫度敏感性上升。
參考文獻
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關鍵詞： SLIM；貝葉斯方法；權重；模糊集；任務等級
Key words: SLIM；Bayesian approach；weight；fuzzy set；task level
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）04-0177-02
0引言
人的可靠性是可靠性學科的重要分支。據統計，國內核工業事故中約有70%與人有關[1]。因此，人因可靠性引起了人們的高度重視。在人的可靠性分析中，常用的分析方法有：THREP（Technique of Human Error Rate Prediction，人的失誤率預測技術）、HCR（Human Cognitive Reliability，人的認知可靠性模型）、SLIM（Success Likelihood Index Method，成功似然指數法）、ATHEANA（A Technique for Human Event Analysis）、CREAM（Cognitive Reliability and Error Analysis Method）等。這些方法分別在不同的場合有很好的應用，但也都存在不足，因此對其進行完善是很有必要的。其中SLIM不需要將任務分解的很細，而是就任務以較高的或整體的水平來量化人因可靠性。在具體應用中，當人因失誤的數據比較缺乏時該方法可以簡便的給出比較可信的結果。但是SLIM中行為形成因子的選取和權重都由專家判斷給出，具有一定的不確定性。因此就非常有必要改進此方法，使其結果能夠更加可信、應用到更大的范圍。
1SLIM簡介
SLIM（Success Likelihood Index Method）于1984年由Embrey首先提出，他認為，人完成某項任務的可靠性極大地依賴于當時的行為形成因子（PSF）的作用。因此，只要能計算出這些行為形成因子對人行為的影響程度即可計算出人員完成該任務可能失敗的概率[1]。
SLIM應用時主要分成以下步驟[2]：首先，在準確定義情景和任務集合的基礎上選定行為形成因子；第二，對行為形成因子進行權重賦值，在賦值的同時檢查各形成因子的相關性；第三，確定任務等級；第四，計算成功似然指數（SLI）；最后把SLI值換算成失效概率。這些步驟中最重要的是確定每一個行為形成因子的權重和在此行為形成因子條件下不同任務的等級。該兩項因子確定以后，就可以根據成功似然權重指數的表達式進行SLI的計算。
SLI=ωiRi
式中：SLI―某項任務的成功似然因子；ωi―i因素在任務完成中的權重值，顯示該行為形成因子對人員可靠性影響和貢獻的大小；Ri―第i種行為形成因子影響下的任務等級因子。然后就可以采用對數形式將每項任務的成功似然因子轉換為概率值。但是由于該方法過分依賴于專家判斷，所以在PSA中較少直接使用，但可以用來幫助確認重要的行為形成因子[1]。
2SLIM改進
根據上面的介紹可以看到SLIM有很多的特點，為了充分利用它的優點并且使其結果更加準確、可信，在人員可靠性相關數據取得方面發揮更大的作用，本文對該方法進行以下幾個方面的改進：使用CREAM支持行為形成因子的確定；貝葉斯方法修正專家對行為形成因子權重的判斷；模糊集幫助確定任務等級。
2.1 SLIM中行為形成因子的確定CREAM對HRA作了深刻的變革，特別是對行為形成因子如何影響行為進行了深入研究。它強調人在生產活動中的績效輸出不是孤立的隨機，還要依賴于人完成任務時所處的情景環境。情景環境通過影響人的認知控制模式決定人的響應行為。起決定作用的外界影響因素在CREAM中被歸納成九大因素,統稱為共同績效條件（CPC）[3]。SLIM也同樣重視外界的背景因素對人可靠性的影響。SLIM中的定量化計算，就是在明確知道影響操縱員響應的各種行為形成因子的條件下才進行的。但是在某些情況下這些因素很難獲得，因此只能依靠專家的估計[2] [9]。
基于這個共同的認識，CREAM共同績效條件的確定對SLIM影響因子的確定有很強的指導意義?？梢钥紤]SLIM影響因子的確定從CREAM的共同績效條件找到解決方法。由于CREAM是把外界對人可靠性有影響的因素進行了歸納和總結，因而其模型具有先進性，所以在SLIM行為形成因子的確定中可以直接用這九個共同績效條件作為確定的行為形成因子。CREAM歸納的共同績效條件：有組織的完善性、工作條件、人機界面（MMI）與運行支持的完善性、規程/計劃的可用性、同時出現的目標數量、可用時間、值班時間區（生理節奏）、培訓和經驗的充分性、班組成員的合作質量九種[4]。由于這些條件具有很強的概括性，在SLIM計算時只需要根據具體環境對涉及到的行為形成因子的影響程度分類然后做出準確的判斷。利用CREAM中具有代表性的共同績效條件來代替SLIM的行為形成因子，既能避免專家判斷的不全面和主觀又能利用到CREAM對外界背景條件的歸納的優點。
2.2 SLIM中行為形成因子權重的確定專家在判斷權重時有很大的主觀性，由此也導致計算得到的結果有很大的偏差。因此，使各個行為形成因子被賦予的權重更合適、更精確也是非常重要的。這里采取的方式是：在專家判斷的基礎上利用貝葉斯方法對先驗權重加以修正，得到修正后的權重[5]。這樣的結果不僅更加接近事實而且也更能令人信服。這種后驗權重是對先驗權重的客觀準確度所做出的相應變化與調整，能夠讓專家判斷揚長避短，使決策的結果更加準確、科學、合理。
貝葉斯理論方法的核心內容主要是貝葉斯公式：設事件A1，A2，…，An構成一個完備事件組，概率P（Ai）>0，i=1，2，…，n，對于任何事件B，若P（B）>0，有：
P（Ai/B）== （1）
事件A1，A2，…，An看作是導致事件B發生的“因素”，P（Ai）是在獲得事件B發生的信息之前Ai的概率，通常稱為先驗概率。公式給出的P（Ai/B）是在經過試驗獲得事件B已經發生的這個條件下事件Ai的概率，稱為后驗概率。
在SLIM中按照一定的賦權方法，假設專家們對每一項行為形成因子賦予的先驗權重分別為：P（A1），P（A2），…，P（An），顯然這n個專家的判斷可以看成一個完備事件組。行為形成因子對人的可靠性的影響可以為提升、不明顯或者是退化。因此設行為形成因子對人的可靠性的影響為Bj，j=1、2、3，與上述三種情況對應，并且其概率評價別P（Bj/Ai）。由此可以建立起對應關系，根據貝葉斯公式可知：
P（Ai/Bj）= （2）
P（Ai/Bj）是在事件B的評價時專家的后驗權重。它是獲得方案B的初步信息后，對先驗權重進行的修正[5]。經過修正后的權重與事實更加接近，從而使得結果更加可靠。
關于行為形成因子的相關性，一些HRA方法考慮到了，但是在SLIM中沒有涉及，這也是該方法存在的一個很大問題。有的文獻中提出了操縱員動作相關性的確定方法，并且起到了很好的效果[6]。本文的解決方法是在確定行為形成因子權重的過程中適當考慮行為形成因子的相關性情況，最后與權重結合在一起進行修正，以盡可能的減少相關性的影響。
2.3 SLIM中任務等級的確定CREAM把人的行為按照認知功能分為觀察、解釋、計劃、執行四類[4]。并且認為人在生產活動中的績效輸出要依賴于其完成任務時所處的情景環境。并且將人克服或者適應環境必須付出的努力稱為控制模式,根據情景環境條件的不同共劃分為4種模式：混亂型、機會型、戰術型、戰略型。通過對共同績效條件的評定可以確定屬于哪一種控制模式，而后在相應的控制模式中確定人的可靠性[7]。
在SLIM任務等級的確定中同樣要依靠專家判斷，因此也存在主觀成分過多造成的不確定性問題。而模糊集在描述不確定方面存在明顯優勢，因此考慮用模糊集來確定任務等級。文獻[8]中提出用模糊方法對CREAM進行控制模式的分類。這種想法可以應用到SLIM任務等級的確定中，用CREAM的控制模式劃分來支持任務等級的確定。在SLIM應用中可以像劃分控制模式一樣區別不同的任務等級，當操縱人員處于相應的控制模式時就對應相應的任務等級從而縮小專家判斷的范圍。專家判斷的不確定性就會大大減少，從而使任務等級的確定更加準確。
上面已經涉及，在SLIM中利用CREAM所歸納的共同績效條件來表征任務環境。這里通過對同樣的CPC進行打分就可以實現對任務環境的量化。共同績效條件對人因可靠度的影響中：提升作用對應于1，退化作用對應于-1，無關緊要則對應于0。首先對單個共同績效條件打分，然后綜合所有單個分值獲取總分值。參考文獻[8]中的方法，模糊集也分為混亂型、機會型、戰術型、戰略型四個。
共同績效條件總分值與相應的模糊集類別確定之后,接下來需要確定共同績效條件分值與四種不同控制模式之間的隸屬關系[8]。此處采用領域專家和操縱人員匿名打分的形式來確定。綜合各位專家和操縱人員的打分情況之后,得到最終的專家打分表。接下來,通過多項式擬合與回歸分析來確定分值與隸屬度之間的關系,得到具體的隸屬函數。通過隸屬函數就能夠計算出某項任務對四個任務等級的隸屬度，隸屬度最高的就作為該項任務的任務等級。
3總結
SLIM確定的人員可靠性一般可以很快得到結果，對人的可靠性的評價有很好的應用效果。在人的可靠性定量數據難以取得的今天，是較為簡便、易行、可信的。但是由于這個結果是通過專家組來完成定量化任務的，所以其結果只能是相對定量評估。許多文獻都嘗試對該方法進行改進。本文中通過上面的改進既保留了SLIM原有的簡便、易行、可信的優點，而且使得結果更加接近事實，彌補了該方法存在的一些缺陷?？梢允刮覀冊讷@取HRA數據方面使SLIM得到更好的利用。
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【P鍵詞】核電廠；中長期項目；計劃
【Keywords】nuclear power plant ； medium-term and long-term project ； plan
【中圖分類號】F272 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0003-02
1 引言
大修重大項目需根據機組設備狀況和維修大綱的要求，結合工程改造項目，從一個相對長的時間段內來進行整體優化，以制定合理的大修中長期規劃。另外，一般性的大修項目單獨考慮可能不會影響大修工期、劑量和資源分配，但這些項目如果組合安排不當，則可能產生一定影響，而且可能會造成執行部門工作量的不均衡、其他相關部門的工作量增加、維修成本增加，等等，所以也需要不斷地對這些項目進行優化，特別是閥門、電氣盤、在役檢查等，制定出各專業中長期計劃。
2 各專業大修中長期項目的選擇
核電廠中長期規劃是指大修中長期人員根據電廠的預防性維修大綱、在役檢查大綱、性能試驗大綱、土建和防腐大綱、定期試驗監督大綱、燃料循環長度、非預防性大修項目、中長期發電計劃、預防性維修項目等效單，從而制定出核電廠大修中長期規劃。大修中長期人員，大修十年大綱數據庫管理人員、設備管理、各執行專業參與，基于大修中長期規劃、大修十年大綱數據庫、機組運行狀況和以前的大修反饋，討論確定下次大修預防性維修項目（包括在役檢查、性能試驗、土建防腐等），以采購大修備品備件，出版下次大修的大修預防性維修項目十年大綱和年度大綱、匯總包括遺留項、工程改造、糾正性維修在內的大修主要項目，初步制定大修關鍵路徑水位圖，確定大修工期，移交給大修項目組啟動大修準備。
各專業內的大修中長期項目除了大修中長期項目之外，還包括受資源或技術條件限制的項目。因此，各專業大修中長期項目的選擇主要考慮如下因素：影響大修工期的項目；成本比較高的項目；劑量比較高的項目；受場地、吊裝設備、備件、工具、自有和承包商專業技術人員的數量、外部協作等資源或技術條件限制的項目。
3 大修項目的優化原則和策略
①對于維修大綱中要求在大修中執行的項目，不是必須在大修中才能執行的工作，不安排在大修中實施。
②由同一專業執行的項目，具有相同隔離要求的項目應盡可能合并，以提高整個工作過程的效率。如主設備項目和附屬設備項目合并。
③同一專業的重要檢修活動數量，需參考該輪大修類型作安排，在考慮現有資源的條件下，以不影響大修關鍵路徑為原則，對大修工期無影響的活動盡量均勻分配在歷次大修中實施。
④對于同類設備，應充分考慮檢修所需的資源是否足夠，包括人員、工具、場地以及相鄰作業現場的影響等。如兩臺RRA泵組的全面檢查不宜安排在同一次大修中進行；RT檢查對相鄰設備的檢修工作的影響等。
⑤對于某些QSR設備，還應該考慮可能因檢修缺陷造成的共摸故障對安全重要系統的影響，如不宜同時對兩組穩壓器SEBIM閥，或兩組RRA的SEBIM閥進行全檢工作；不宜在同一條VVP管線上同時對3個以上的安全閥進行全檢工作。
⑥不同專業的相關項目應同時安排。如同一設備或設備組上涉及不同專業的全面檢查以及在役檢查工作應盡可能地安排在同一次大修中進行，減少設備解體的頻度，節省資源和成本；安排安全殼貫穿件閥門的本體或氣動頭全面檢查項目時以及閥門盤根、密封墊更換時應安排檢修后對應的貫穿件試驗[1]。
⑦對于大綱中沒有要求，但由專業部門提出的重要設備預測性檢查項目或工程改造項目，安排時應考慮盡量減少對工期的影響，如果工期需求較長，且設備狀況能夠維持可靠運行，則應安排在工期較長的正常大修或十年大修中進行。
⑧對于重要的防腐工程和土建項目，應充分考慮其實施窗口對工期的影響，對于可預見的項目，應進行長遠的規劃，將項目安排在合適的大修中進行。
4 大修中長期規劃主要策略和注意事項
大修規劃是整個大修管理流程中最重要的環節，大修規劃能力是大修管理能力的最重要組成部分和集中體現，為確保短大修目標實現，大修規劃應著力做好以下幾個方面的工作：
①實施長-短交替安排的大修中長期規劃策，優化大修重要項目的安排，利用長大修盡可能消除設備缺陷和隱患，將機組狀態調整到最佳，為下一輪短大修打下堅實基礎。
②合理規劃大修窗口，為實施短大修創造條件，具體注意以下事項：
避開夏季高溫、臺風季節；
北方地區避開極寒季節；
啟動并網時段避開電網用電低谷；
因大修啟動階段涉及核安全監管當局的審查，避開法定假期；
維修高峰階段避開春節等傳統假期。
③大修前期準備階段對大修重大項目開展預準備，集中采購大修備件，及時發現項目風險，評估對短大修的影響，采取糾正措施[2]。
④充分考慮資源配置情況（業主和承包商維修隊伍、專用工具等），合理控制大修業務當量，將大修重疊次數控制在資源允許水平。
5 總結
核電廠大修中長期規劃，為大修確定清晰的工作范圍和目標，并進行必要的前期技術準備，避免大修準備時間不足，如備品備件采購，需要中長期研究確定的技術問題等，以移交給大修項目組啟動大修準備，提高大修準備的效率和質量。核電廠的換料大修是一項非常復雜的工作，涉及方方面面，如何在確保安全質量的前提下，持續規劃好大修，能縮短工期，提升大修業績，是對核電廠管理和技術能力的巨大挑戰。卓越的大修規劃，不僅能為核電廠帶來可觀的經濟效益和巨大聲望，而且能以此為契機，推動核電廠的管理和技術創新，持續提升大修業績。
中圖分類號：O414文獻標識碼： A 文章編號：
鍋爐的運行工況在很大程度上是故障診斷以及操作指導的基礎，該項指標是實現性能監測的優化運行和發展的重要環節。影響著鍋爐的運行水平。當前鍋爐運行目標工況定義模糊，其目標工況的實現方式也并不完善，由此，在熱力機組的優化運行過程中，要實現優化調整機組的運行模式，應從電站的綜合效益出發，建立起以實力推理技術為基礎的實時檢索模式，建立當前鍋爐運行的目標工況，實際證明，該優化調整方式能實時反映當前熱力機組的運行工況，并最終實現優化調整，降低熱力機組的能量消耗。
一、基于案例推理的決策支持系統
CBR是通過問題數據庫處理新的問題，實現人工智能方法的負責，CBR系統通過使用具體以及經歷過的實例實現知識的表達，在CBR系統當中，新問題的解決是通過發現過去相似的案例，使該案例在新的環境中得以充分利用，從而能在醫學診斷、機械設計以及廢水處理等控制領域都有成功的應用。案例推理的應用成功在很大程度上具有領域上的依賴性。也就是如何表示案例以及合適的相似性和案例修改測量應根據實際的需要進行具體的研究。典型的案例問題應從檢索、重用、修正和表保留等幾個方面進行設計。
二、建立熱力機組的運行工況的模式
使用有效的特征量實現CBR系統運行工作狀況運行良好的工作基礎，熱力機組的性能評價是針對系統的穩定形態，與熱力試驗的標準評價標準為參照，同時以大量的數據穩定態，以熱力試驗標準要求為依據，通過瀏覽大量的數據可了解到，對于閉式的循環機組，循環水的入口溫度在熱力機組經過運行工況變化的點或者其他的操作之后具有較長的過渡時間。并且也是熱力機組計算過程中的關鍵模量。由此，通過將循環水溫度以及熱力機組負荷在較長的時間段內保持在測量誤差范圍內的運行工況實際上為性能評價的有效工況。下圖所示為600MW機組在( 400±3)MW負荷、( 25±0.2) ℃循環水溫下的有效工況的采集點，每一個點簇則是一個具體的工況實例，由相應的數據可了解到，其呈現正態分布
三、相似工況檢索
CBR系統中的成功的關鍵在于相似性的定義，雖然相似性定義為兩個案例的共同熱特征量的共同屬性特征量函數，而實際的檢索過程如何以較小的特征量表達出最大的相似程度，而忽略其中大量的潛在描述屬性是一個難以解決的難題，應根據實際的工程應用進行深入的探討。熱力機組的實際運行過程為連續的動態發展過程，也就是系統的狀態參量為連續的時間序列。通過將這些參量作為相似度量將在很大程度上造成誤差，也無法揭示系統的本質狀況，通過在對對象特性的分析基礎之上，以流體力學中兩流動現象的幾何相似、運動相似和動力相似等定義，明確了汽輪機冷端、汽輪機入口和鍋爐出口等三個主要的環節。當確定了這三個點的工作狀態，則能整體把握系統的整體性能。而對于汽輪機入口而言，調節閥的方式、調節級的有效流通面積和蒸汽流量是確定此環節運行效率的主要因素，而有效通流面積則能使用調節級后壓力與調節門前壓力的比值能實現較好的近似。而鍋爐側的效率，現代大型過論在正常的運行條件下能保持相對穩定的性能。主要考慮鍋爐側能量的最大損失。由此鍋爐的出口氧量、排煙量以及排煙的溫度都被用作相似性度量的特征量。在正常的工況之下，煙氣量以及蒸汽量都近似于機組的負荷數值，然而上述的三個環節的局部相似程度則是使用負荷值代替了煙氣量以及蒸汽量。
四、修改案例
CBR系統當中，都是通過檢索得出相似實例，本質上是由問題當前的部分信息或者說是特征量近似從而給出了問題的有效解答。而針對當前新的需求應經過適當的修改才能應用。相似性的判斷核心在于環節點的動力學狀態相似。而在預設的系統無故障的前提之下，搜索到的相似工況是當前系統未受到任何干預時，在經過足夠長的時間則可達到穩定的工作狀況，也就是所有的熱力機組的工作狀況將逼近相似工作狀況而進入穩定態，這是下一步決策調整的基礎。
五、搜索最佳目標實例
當系統搜索到相似實例性能指標處于優化區間時，不需要對當前的工況進行調整，即使在線實時性能計算指標偏高也啊很大程度上是由于熱力過程，保持系統的穩定運行，當相似的實例不處于優化區間時說明需要調整當前工況，當僅僅通過調整后在搜索相似實例則無法達到實時決策的指導效果。并且能給出一個明確的參考標準以及決策的優先級。案例的修改包括特征量的替換、轉換以及生成式的修改，并且幾乎處于具體領域問題的針對方法。通過以替換為主要方式，在實例修改過程中引入能耗率指標等因素，當前的能耗率指標無法代表真實的穩定態性能，由此無法直接參與系統性能的判斷，通常汽車輪機冷端狀態量的過渡時間較長并且具有較差的可操作性，由此應將系統冷端相似并且能耗率最優的實例作為了最佳的參照實例。也就是將鍋爐出口、汽輪機入口和汽輪機冷端的權值系統設置為0、0、1，通過二次搜索得出最佳的參照實例。而后得出決策因子。為熱力機組的優化調整運行提供決策的方式。
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中圖分類號：TM623 文章編號：1009-2374（2015）29-0189-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.093
在核電工程項目建設過程中，進度控制是其中極為重要的一項內容，極具復雜性。及早實現項目進度目標，有利于實現投資效益的充分發揮，更好地維持經濟秩序，從而使建設企業創造出更多經濟效益與社會效益。進度控制管理覆蓋工程建設全過程，我們應著眼于前期設計、施工、設備采購以及調試等各項工作，嚴密、科學地做好進度編制工作?，F階段，核電設備采購工作進展由項目工程師負責，主要取決于工程師給出的定性分析。然而為了掌握項目總體進展，通常情況下需要投入大量人力逐次統計并層層匯報，從各環節乃至各個細部逐一匯總，最終得出整體性項目進展報告。本文筆者結合工程建設實踐經驗，發現在核電設備采購管理中實施進度量化管理模式，能夠快速獲取并掌握項目建設的總體進展，從而提供更精確的指導與參考。
1 核電設備采購進度的影響因素
1.1 設計招標環節
就核電設備采購工作而言，前期主要以設計輸入信息設備招投標為采購進度控制管理的主要影響因素。相對于采購計劃而言，設計輸入是其開展的起點，同時也為設備招投標創造了必要的前提。啟動采購工作后，包括技術條件、規格書以及設計圖紙在內的各類設計文件輸入延誤、變更或者缺省均會導致設備招標工作滯后或者導致招標環節技術澄清所需時間延長，若設計變更量較大則會導致后續采購工作難以有效開展。
在采購進度控制中，設備招投標是首要環節，我國于2012年開始實施《中華人民共和國招投標法實施條例》，詳細規定了招投標各環節，并予以更嚴格的監管。能否高效率編制招標文件、合理招標信息、招標時限是否符合既定要求、開評標與定標操作是否符合規范等均會在很大程度上影響招標進度，導致整個采購進度受到影響。
1.2 設備制造環節
現階段核電設備采購按照技術輸入方式不同共分為兩種，即圖紙采購以及規格書采購，其中圖紙采購僅僅是按照招標設備圖紙進行加工制造，而規格書采購則要求供應商結合設備接口信息以及技術規格書自行設計設備圖紙，然后由設計院負責審查。供應商在這兩種采購模式下均需要在前期消化技術信息，提交采購技術文件、質保文件和各類工藝文件，遵循核電設備設計要求制造相關設備，并符合核電設備質保體系。采購方應對上述文件進行嚴格審查，確認合格無誤后方可開工制造。在此過程中，供應商能否高效率提交文件并確保質量、采購方能否高效率審查文件都將對設備開工制造時間產生重要影響。
設備制造環節對于采購進度和采購計劃是否相符具有最為重要的影響。核電設備制造工作對原材料要求極高，其制造過程應嚴格遵循并接受既定質保體系控制，應使用具備可追溯性的材料。倘若未能及時察覺某一環節中潛藏的問題，一旦暴露，則后續處理將是一個漫長的過程，并且對設備采購進度造成較大影響。筆者總結該環節延誤的主要影響因素包括原材料未及時到貨、技術儲備以及制造裝備不足、制造過程不符合項的出現以及產能制約等。
1.3 運輸環節
設備制造完成需要經過運輸、現場交貨后方可應用于工程建設，而未按照要求包裝設備、缺乏超限設備運輸路徑、天氣影響而導致海運設備延誤、進口設備報關延誤等因素均會對設備運輸造成不良影響。
2 核電設備采購進度管理體系
核電工程采購進度管理體系采取分級管理模式，逐級漸進明細，一般情況下包括采購二級進度計劃以及三級進度計劃，同時由專門機構負責日常跟蹤管理。為確保采購計劃得到高效執行，還應制定相關會議制度以及管理制度，確保管理模式能夠正常運轉；應組建領導與決策團隊負責各級指揮與協調；建立跟蹤監督機制并不斷予以完善；及時搜集工程統計信息，形成全面準確的統計報告，以支持進度控制系統，使之反應更為迅捷、計劃更趨于周密；對內應采取進度控制責任制，合理設定月進度控制點以及年度里程碑。
執行采購進度管理計劃時往往會遇到不少實際問題，回顧以往核電項目建設經驗，其通常以加大資源投入或者加強協調力度的方法來解決此類問題，這固然為后續項目建設提供了有效的指導和經驗借鑒，但此類經驗大部分屬于關鍵節點的強化管理，而對于過程管理的討論則相對較少。以進度計劃為例，其中通常會對采購設備合同簽訂時間、產品出廠時間以及安裝時間等一些重要時間節點予以確定；而設備制造環節則以跟蹤管理為主，在人工支持下利用三級制造進度計劃展開有效的跟蹤管理。
3 核電設備采購中量化信息系統的應用
3.1 采購包量化
制定進度計劃后，采購進度工程師負責對招投標環節加以量化處理，并在系統中收錄該環節的相關監控點。此類監控點設計技術規格書出版、發/收標以及簽訂合同等內容，并在采購啟動會上規劃詳細進度安排。然后在深入調研分析的基礎上將上述三個關鍵節點予以保留，為項目管理層提供必要的信息支持，采購工程師則負責在實際工作中落實節點間工作。在與供應商協商并規劃設備制造進度后，工程師即可開始對采購包執行環節進行量化處理，在此過程中應對如下因素予以重點考慮：（1）有可能對設備最終交貨產生影響的過程點，如原材料進廠、制造關鍵工序、合同移交、接換、試驗檢測以及設備出廠等；（2）經驗反饋：已完成項目中造成設備延誤的相關關鍵工序，其中包括分包商零部件到貨等；（3）采購包內任意一臺設備必須設點，其中大宗材料、閥門、儀表以及小三箱等物件應按照批次設點；（4）采購包中相關設備信息應囊括全部關鍵設備。此外在實際執行過程中，一旦進度計劃出現變化或需要做出調整，則應交由進度管理部門負責審批，然后對監控點計劃予以及時更新。
3.2 監控點進展記錄和總體進展分析評估
工程師應將采購包執行以及進展情況及時予以錄入，其內容涉及監控點設計完成日期、實際完成日期、綜合評估采購進展等。在填報監控點進展時務必保持及時和準確，確保能夠將最新進展情況及時反映出來。倘若某些監控點未按時完成，則應結合實際執行情況來預判監控點完成日期，然后將預計日期如實填報。在評估進度量化進展中，準確填報完成日期是一項基礎性工作。此外工程師還應從總體上評估采購包執行進度，得出主觀評價，內容涉及當前進展描述、主要制約因素、需要管理層重視的問題、延誤原因和所采取措施等。執行工程師對于采購包執行情況所做出的總體評價可通過總體進展評估得到反映，由于在實際操作中可能有各類因素對進度造成影響，所以總體進展評估可對監控點難以反映的問題做出相應的補充與完善。
3.3 進度預警
系統在計劃完成日期、預計完成日期以及實際完成日期的基礎上能夠計算采購包計劃完成率、預計完成率以及實際完成率，并對現階段進展計劃的超前以及延誤天數做出評估，然后由系統結合這一評估結果設置“預警燈”，以便于對計劃進度實施預警。值得注意的是，系統自動計算所得結果表現出較強的客觀性，但依然會受到監控點設置的制約，因此系統計算結果可能不符合實際情況而存在各類偏差，此時需要工程師負責手動修改或者維護。
招評標環節進展預警：（1）黃燈：提示已造成合同簽訂延誤或者存在此種可能的采購包；（2）紅燈：提示已存在合同簽訂延誤問題，對設備制造周期已造成不良影響；（3）紫燈：提示設備到貨出現問題，無法滿足現場設備引入需求。
合同執行環節進展預警：（1）黃燈：提示生產商制造進度出現延誤，有可能影響到貨；（2）紅燈：提示對合同規定的設備到貨要求已產生影響；（3）紫燈：提示對現場設備引入需求造成影響或與二、三級進度不符。
對于無延誤部分則以綠燈標識，管理者在設置預警燈以后能夠對采購包情況予以明晰掌握，并且重點關注“紅燈”以及“紫燈”采購包。
3.4 郵件提醒與報表功能
系統還具備郵件提醒功能，確保工程師能夠及時將進展情況錄入。此外，在管理需求的基礎上可由單個或者采購包自動生成報表，亦可將項目進展總結生成報表。
4 結語
在核電工程項目建設工作中，設備采購進度量化管理是極為重要的一環，管理者在此模式下能夠充分分析并把握相關影響因素，從而更好地控制采購進度，同時能夠對風險因素加以識別、完善檢查監督手段，糾正發生偏離的進度計劃并制定相應的預警措施，為采購任務順利完成提供必要的保障。
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