ARGUS煤粉固定珠阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的应用

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圆顶阀AI智能控制器在粉煤灰气力输送系统中的应用

圆顶阀AI智能控制器在粉煤灰气力输送系统中的应用

圆顶阀AI智能控制器在粉煤灰气力输送系统中的应用气力输送系统中主要设备圆顶阀,通常其就地控制箱因气动部分与电控部分物理分离、阀门状态信号采集不够,导致圆顶阀开环控制,使得使用寿命降低,故障处理难度大;使用圆顶阀AI智能控制器后,可实现圆顶阀的气电控集成化、AI智能控制及阀门状态的实时监控,便于现场调试和后期维护,大大延长了圆顶阀的使用寿命,充分保障了气力输送系统的可靠稳定运行。

标签:圆顶阀人工智能控制器;气动单元;控制单元;操作显示单元;凸轮轴;气力输送系统1 简介与概况国华三河有限公司一期2×350MW机组与二期2×310MW机组、新疆华电红雁池电厂二期2×200MW机组、华电旺亭电厂1×600MW机组的气力输送系统原采用德国穆勒和英国克莱德圆顶阀,原有的就地控制箱因气动系统裸露在外、阀门状态信号采集不够,导致气动系统被腐蚀、密封圈频繁被挤破或磨损、阀体被冲刷等,故障频繁,严重影响到气力输送系统的正常运行。

将原有的就地控制箱拆掉,换上圆顶阀控制器,将阀门的全开、全关反馈信号引入到控制回路里、气电控部分进行集成化处理,并加装操作显示单元等,从而实现了圆顶阀的AI智能控制、阀门故障迅速定位等功能;物理上将气动部分外部恶劣的工况隔离开,尽可能延长圆顶阀的使用寿命。

因此根据现场出现的实际问题,西北电力设计院有限公司和陕西诚冠电力环保发展有限公司合作研制出一种圆顶阀控制器(已申请专利),解决了圆顶阀就地控制箱对圆顶阀的开环控制、气电控分散布置等问题。

经过现场安装调试,密封圈破损率明显降低,故障定位准确,有效延长了圆顶阀的使用寿命,充分保障了气力输送系统的可靠稳定运行。

控制器具备以下四种功能:(1)信号锁存利用研发的一体化凸轮轴,自带弹簧卡扣机构,可实现开关信号的牢固锁存。

(2)AI智能控制将阀门的“开、关反馈”信号及“密封圈压力”信号引入控制回路内,通过控制单元内集成电路实现对圆顶阀的AI智能控制。

干煤粉气化工艺煤粉输送系统优化

干煤粉气化工艺煤粉输送系统优化

摘要针对干煤粉输送系统工艺存在的问题,优化了煤粉输送系统工艺和顺控。

工艺优化主要包括:增加清理备煤纤维分离器频次、增加煤粉锁斗泄压阀旁路、加固给料容器射源套管、前移煤粉锁斗高压氮气管线压力测点、增加流化盘中心轴密封性能;顺控优化主要包括:改进煤粉锁斗破拱程序、优化煤粉锁斗平衡阀开启条件、完善锁斗泄压程序、优化减压过滤器清灰程序。

通过对干煤粉加压气化工艺煤粉输送系统的工艺改进和顺控优化,其安全性、经济性、稳定性得到了很大的改善,同时也提高了其自动化程度,降低了劳动强度。

关键词干煤粉气化,煤粉,输送,优化,煤锁斗,顺控文章编号:1005-9598(2018)-S1-0045-03中图分类号:TQ545;TQ051.2文献标识码:B干煤粉气化工艺煤粉输送系统优化杨会军,张庆龙,王国梁(神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油分公司,宁夏银川750411)收稿日期:2018-04-29作者简介:杨会军(1987—),男,宁夏银川,助理工程师,硕士,2010年本科毕业于宁夏大学化学工程与工艺专业,主要从事煤气化相关工作,E-mail :nternet2007@ 。

神华宁夏煤业集团公司煤制油项目气化项目采用干粉煤密相气力输送工艺,低压煤粉通过2个交替运行的锁斗连续进入煤粉给料罐。

煤粉输送系统的主要设备包括低压粉煤仓、煤仓过滤器、煤粉锁斗、减压过滤器、给料容器以及至组合烧嘴的4根煤粉管线,煤粉输送系统的主要任务是为气化炉提供稳定的煤粉[1-2]。

开车阶段,煤粉输送系统的稳定性较差,容易波动,下料比较困难,因此煤粉输送系统需要1个员工单独操作。

1煤粉输送系统工艺存在的问题低压煤粉来自备煤装置,其温度控制在105℃左右,粒度和水分在要求的范围内。

来自备煤的煤粉以切线的角度进入气化装置煤粉仓,在初始的切线速度和自身重力作用下,煤粉均匀分配到煤粉仓的2个锥形隔室中,隔室底部分别对应2个煤粉锁斗。

锁斗装满煤粉后,高压N 2、CO 2作为载体,依次进入给料容器。

浅谈神华煤制油厂煤气化中心磨煤机的仪表控制与维护

浅谈神华煤制油厂煤气化中心磨煤机的仪表控制与维护

手 动设定 来 调节 , 无 法 远程控 制 。 磨煤 机加 载 系统 主要 由高压油 泵站 、 油 管路 、 电磁换 向阀 、 溢流 阀 、 液 动换 向 阀、 比例 液流 阀 、 加 载 油缸 以及 蓄 能器 等 部 件 组成 。其 功 能包 括 : 为 磨 辊施加 合适 的碾 磨 压 力 , 加 载压 力 由 比例溢 流 阀根据 4~ 2 0 m A指令 信号 来 控制 , 磨 辊所 需 的碾 磨 压力 由液 压 系 统 提 供 , 同步 升 起 和 落 下 磨 辊 。 加 压系统 包 括 3个 油 缸 和 蓄能 器 , 蓄 能 器 内有 橡 胶气 囊 , 内充 氮气 , 蓄能器 的充 油侧 直接 与油 缸 的 活 塞杆侧 连接 , 3个油 缸 连 接在 公共 供 油 管路 上 。 高 压油泵 站 安装 在 靠 近 磨煤 机 的基 础 上 , 加 载油 缸 和蓄能 器 安 装 在磨 煤 机 上 , 3个 带 蓄 能器 的油 缸 由高压 油泵 站提供 动力 。笔 者 主要 对磨 煤 机加 载 系统组 成部 分和 动作 过程进 行 了分析 。
气 化 中心 的 4台磨 煤 机组 就地 控制 柜上 均采 用 了
西 门子 S 7 - 3 0 0型 可 编 程 逻 辑 控 制 器 ( P L C) , P L C
的C P U模 块 、 通信模块、 电源 模 块 均 采用 1 : 1冗 余 。C P U模 块 采用 C P U 3 1 3 C . 2 D P , 是 一个 用 于
收 稿 日期 : 2 0 1 2 - 0 4 - 2 5
1 l 4


自 动 化

仪 表
第4 0卷
接 排 到油箱 , 磨 辊 则无 法 抬 升 。加 载 系统 电磁 换

盘阀在煤气化装置中的应用

盘阀在煤气化装置中的应用
4 盘 阀在 气化 装置 中的应用
该公 司 甲醇装 置 在 煤 加 压进 料 、 除渣 、 除灰 工 段 中将 l 6台气 化锁 斗 阀改造 为 双盘 阀 。 4 . 1 改 造前情 况 该项 目气 化 锁 斗 阀 在 改 造 前 主 要 存 在 以 下
问题 :
稿 件 收 到 日期 :2 0 1 3 — 0 6 —2 8 , 修 改 稿收 到 日期 :2 0 1 3 — 1 2 — 3 0 。
要求。
关键词 : 盘 阀 工作原理 应用 改造
中图分类号 : T H1 3 8
文献标志码 : B
文章编号 :1 0 0 7 — 7 3 2 4 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 6 7 — 0 2
河南 煤业化工集 团中原大化公司煤 化 T . 5 0 0 k t / a
甲醇项 目气 化 锁斗 阀原 先采 用 进 口 F l o w s e r v e 浮 动
1 ) 在 煤加 压进 料 、 除渣、 除灰 工段 的 实际运 行 中, 进 口球 阀作 为锁 斗 阀经 常 出 现憋 压 、 卡死 现 象 以及在 煤粉 的输 送 中 , 煤 粉 由于硬 度 高 的原 因 , 球 容 易被 煤粉 包 裹 , 且 频 繁 地 开 启 容 易破 坏 金 属 密 封, 导 致 泄漏 等 问题 的 出现 。此 时 , 在 高 压差 情 况 下, 阀体及 密封 面极 易 被 冲蚀 , 所 以一 般 的球 阀使 用 寿命 非常 短 。据 了解采用 国内 的硬 密 封球 阀 , 最
又允许 阀盘在 密封 面 的垂 直方 向上 有 位 移 , 这 有助
尤其是超细煤/ 灰粉的堆积, 也会导致阀门的损坏。 3 ) 在 介 质为 飞灰 时 , 由于球 阀 的结 构 特点 , 易 造 成 阀腔积 灰过 多 , 使 阀芯 动 作 时 摩擦 力 增 大 , 阀

神华宁煤GSP气化炉控制系统改造概述

神华宁煤GSP气化炉控制系统改造概述

第26卷 第6期2019年6月仪器仪表用户INSTRUMENTATIONVol.262019 No.6神华宁煤GSP气化炉控制系统改造概述张 冰(神华宁夏煤业集团 烯烃一分公司,银川 750411)摘 要:神华宁煤集团煤基烯烃项目采用了西门子GSP气化炉,是GSP气化技术在世界上的首次工业化应用。

该技术设计有很多优点,但工程应用中出现了很多问题,装置开车进行了大量改造,从气化炉控制方面介绍了其中主要问题及解决办法,为GSP气化技术的工程应用提供了实践经验。

关键词:GSP;干煤粉气化;气化炉控制中图分类号:TQ545 文献标志码:AThe Control System Modification Overview ofSNCG GSP GasifierZhang Bing(Shenhua Ningxia Coal Group Olefin Company,Yinchuan,750411,China)Abstract:The Coal to Propylene Plant of SNCG adopts Siemens GSP gasifier, which is the world’s first industrial application of GSP gasification technology. The technology design has many advantages, but lots of problems arise in industrial applications. Therefore, there are a lot of modifications for the plant start-up. This text introduces the main problems and solutions from the gasifier control, providing practical experience for the engineering application of the GSP gasification technology. Key words:GSP;dry pulverized coal gasification;gasifier control收稿日期:2019-03-27作者简介:张冰(1975-),男,宁夏石嘴山人,硕士,工程师,副总工程师,研究方向:煤化工。

GSP气化煤粉制备系统中煤粉水分的控制与操作

GSP气化煤粉制备系统中煤粉水分的控制与操作
专业管理
GSP 气化煤粉制备系统中煤粉水分的控制与操作
赵元琪 国金华 闫波(神华宁夏煤业集团有限责任公司煤制油分公司,宁夏 银川 750041)
摘要:宁东煤内水含量 8%左右,全水分 20%左右,而 GSP 气 化工艺要求煤粉水分控制在 5%以下,为煤粉制备装置煤粉水分 的控制带来了挑战,通过控制提高热风炉的负荷、提高磨机出 口温度、控制循环气放空量、稀释风的加入、热氮气的补入等方 法,提高了备煤装置稳定运行能力,为气化炉提供合格煤粉。
4 结语
煤粉干燥之后燃料的热值会有一定程度的提高,这意味着 当需要等量热量的时候可以节省煤粉的用量,降低气化炉的热 损,产气效率也会有所提高,当煤粉水分降低到 5.0%以下后,气 化炉在实际运行中更加平稳。但是,针对宁东煤高水分的这一 特点,对备煤的工艺操作和完善又提高了要求。因此,通过设 备改造和工艺控制来完善煤粉水分的控制,是一个艰难而长远 的过程,通过不断努力和探索,将煤粉水分控制到更低应该可 以实现。
关键词:GSP 气化;煤粉制备;水分;控制 神宁集团 50 万吨/年煤基烯烃项目备煤装置设计 8 条磨煤 生产线,正常运行为 6 开 2 备,为气化炉提供合格煤粉。制粉系 统采用 ZGM-133N 中速辊盘式磨煤机一次风正压直吹式系统, 配备 8 台中速磨,每台磨机生产能力为 67t/h 原煤,煤粉水分控 制在 5.0%以下,保证气化炉的平稳运行。 宁东煤主要为变质程度较低的长焰煤,并且煤质变化较 大,全水含量范围在 10-24%之间[1],内水含量在 6-9%之间。宁 东矿区大部分煤种因水分含量高、煤粉可磨指数高等原因,大 部分煤种适合干煤粉气化技术,但由于煤种内水含量高,给备 煤装置煤粉水分控制带来了极大困难,一旦煤粉水分含量大于 5%,煤粉密相输送系统运行不稳定,煤粉偏差大,容易引发气化 炉跳车。

神华包头煤化工气化装置技改概况总结

神华包头煤化工气化装置技改概况总结

神华包头煤化工气化装置技改概况总结朴东哲【摘要】神华包头煤化工GE水煤浆气化装置于2010年5月30日气化3#炉投料成功到2011年1月1日商业化运行至今,气化装置经过近3年多运行过程中出现了许多生产难题,经过三次装置年度大检修和技改项目实施,基本解决了生产中出现的难题和瓶颈问题.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】3页(P50-52)【关键词】水煤浆;气化;德士古烧嘴;炉砖;水系统结垢【作者】朴东哲【作者单位】神华包头煤化工分公司,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TQ51神华包头煤化工分公司气化装置采用GE水煤浆加压气化技术,由煤浆制备、气化框架、渣水处理等工序组成。

有6台Φ4300×6000棒磨机、7台Φ3200×3800气化炉、7套闪蒸系统(高闪、低闪、二级真空闪蒸),设计磨机5开1备,气化炉5开2备,闪蒸系统5开2备,每小时产合成气53×104 Nm3(CO+H2),每台气化炉消耗原煤(干基)1500t/d,年运行时间8000h,1000(CO+H2)Nm3消耗原煤(干基)612kg,消耗纯氧377.8Nm3。

气化装置于2010年5月30日3#炉投料成功到2011年1月1日商业化运行至今有3年多,在气化装置运行过程中出现了许多生产难题,例如高压煤浆泵出口电磁流量计波动造成气化炉氧煤比高跳车,气化炉烧嘴冷却水盘管与烧嘴头部焊接处焊缝漏,气化炉拱顶容易超温被迫减负荷停车,气化炉渣口砖磨损严重造成激冷环及项环烧损,水系统结垢严重,气化炉下降管与上升管环隙结渣造成合成气偏流气化炉液位过高被迫停车倒炉等一系列严重问题。

针对以上出现问题现象,气化装置技术人员认真分析,有针对性进行了一系列技改。

1 煤浆电磁流量计波动处理对策2010年6月到2011年1月1日期间气化装置因煤浆电磁流量计波动造成氧煤比高高停车5次,氧煤比高停车1次,煤浆流量低低停车4次,严重威胁着气化装置安全稳定运行,针对煤浆电磁流量计波动采取了多种处理措施。

ARGUS煤粉固定球阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的应用

ARGUS煤粉固定球阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的应用

ARGUS煤粉固定球阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的应用【摘要】本文介绍了神华鄂尔多斯煤制油分公司煤气化装置煤粉是如何输送,以及ARGUS煤粉固定球阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的使用情况、解决方案。

【关键词】ARGUS SHELL;固定球阀;煤气化;粉煤输送系统一、前言神华鄂尔多斯煤制油分公司煤气化工序是由五环科技公司、SHELL公司负责设计,任务主要是为煤液化装置和加氢改质等装置提供氢气,同时还为轻烃回收装置提供冷冻量。

煤气化装置分为第一、第二煤制氢装置两套,是煤直接液化项目的重要生产装置之一,两套煤制氢装置具有完全相同的制氢设计能力:287t/d,平行布置,以利节约建设时间和便于操作管理维修。

二、SHELL煤粉输送系统介绍如图1所示。

从磨煤(CMD)装置来的煤粉连续输送到一个低压存储容器V-1201A/B。

当容器V-1204A/B清空后,其底部的阀门以及高压均衡阀就关闭,通过减压阀将压力降低到S-1201A/B的压力,和低压煤存储容器V-1201A/B达到压力平衡。

V-1201A/B底部的阀门开启,对容器V-1204A/B进行装填。

当容器V-1204A/B 装满时,该容器顶部的入口阀门关闭。

图1通过其高压氮气线对该容器加压。

当压力接近容器V-1205A/B的压力并且两者达到平衡后,高压均衡阀开启。

煤燃烧器的进料线从容器V-1205A/B底部以稳定的流量抽出,容器V-1205A/B中的料位降低到一个确定的高度之下,容器V-1204A/B底部的阀门就开启,向V-1205A/B补充煤粉。

当容器V-1204A/B 清空后,循环回上面的步骤。

从煤粉给料仓(V-1205 A/B)出来的煤粉与输送煤粉用的高压氮气,一起进入煤烧嘴A-1301 A/B/C/D。

来自空分装置的氧气经氧气预热器(E-1309)加热到180℃后,与少量中压过热蒸汽混合进入煤烧嘴。

经四个工艺煤烧嘴喷入的煤粉与氧气、蒸汽在气化炉内发生部分氧化反应。

煤粉制备装置气力输送控制系统的优化

煤粉制备装置气力输送控制系统的优化

煤粉制备装置气力输送控制系统的优化刘经纬;呼宏安;李国庭【摘要】针对某煤基烯烃项目中因气力输送系统硬件和软件存在缺陷导致装置停车的问题,对干煤粉气力输送系统的故障原因进行了分析,给出气力输送控制系统优化改造的实施解决方案。

【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P1276-1278)【关键词】气力输送系统;DCS;优化改造方案【作者】刘经纬;呼宏安;李国庭【作者单位】神华宁夏煤业集团煤化工分公司,银川750411;神华宁夏煤业集团煤化工分公司,银川750411;神华宁夏煤业集团煤化工分公司,银川750411【正文语种】中文【中图分类】TH862在神华宁夏煤业集团煤化工分公司煤基烯烃项目中,采用GSP干煤粉气化工艺,设有5台GSP气化炉(四开一备),每台气化炉正常运行时消耗煤粉约70t/h,日均消耗合格干煤粉6 720t。

气化装置所需的干煤粉由煤粉制备单元(CMD)经气力输送系统输送至GSP气化炉的煤粉仓。

气力输送系统为成套设备(PU单元)的控制系统,采用两套S7-400 PLC来实现冗余,由RS485通信电缆实现PLC与DCS之间的通信,工艺操作人员通过DCS操作界面来控制整个气力输送系统。

但是由于气力输送系统在设计时其硬件配置与软件设计存在缺陷,导致多次因主备CPU同步异常而引起CPU停运,且PLC与DCS之间的通信中断导致气力输送系统发生故障,因此GSP气化炉无法获得CMD单元生产的合格煤粉而被迫将气化装置手动停车。

为此,笔者对导致系统故障停车的原因进行分析,提出了气力输送控制系统优化改造的实施解决方案。

气力输送系统PLC的两套CPU和卡件均接收并控制现场同一信号,两套CPU之间通过同步光纤进行数据实时同步,但由于信号传递存在时间差和信号失真,且PLC软、硬件设计不合理,导致两套CPU同步故障,主备CPU先后停运,PLC 与DCS通信故障。

一旦PLC与DCS通信出现故障,工艺人员便无法操作控制整个气力输送系统。

盘阀在壳牌煤气化装置煤粉输送系统的应用

盘阀在壳牌煤气化装置煤粉输送系统的应用

盘阀在壳牌煤气化装置煤粉输送系统的应用侯刘涛;张彦民【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2012(050)006【摘要】Author has briefly described the process flow of Shell coal gasification plant and the process principle of pulverized coal conveying system; has analyzed the existing problems and its reason for hard sealed and floated ball valve adopted in the pulverized coal conveying unit;has proposed the technical reformation measures for hard sealed / floated ball valve replaced by the two-way disc valve. Result indicates that since starting to try to use the disc valve on April in 2011 in B series of pulverized coal conveying unit, no fault and also no inner leakage occur up to now.%简述了壳牌煤气化装置的工艺流程和煤粉输送系统的工艺原理;分析了煤粉输送单元采用的硬密封浮动球阀存在的问题及其原因;提出了以双向盘阀替代硬密封浮动球阀的技改措施。

结果表明,2011年4月在煤粉输送单元B系列开始试用盘阀,至今未发生故障和内漏现象。

【总页数】2页(P36-37)【作者】侯刘涛;张彦民【作者单位】河南煤业化工集团永煤公司,河南永城476600;河南煤业化工集团永煤公司,河南永城476600【正文语种】中文【中图分类】TQ545【相关文献】1.壳牌煤气化装置中煤粉输送系统特种阀的故障分析及其国产化进展 [J], 成雷2.ARGUS煤粉固定球阀在神华煤制油煤气化煤粉输送系统中的应用 [J], 蔡波3.壳牌煤气化技术煤粉输送管道的设计 [J], 郑学锋4.多孔板充气锥在壳牌煤气化煤粉输送系统的应用 [J], 武喜阳;袁志峰;武志峰5.壳牌煤气化煤粉输送的设计特点 [J], 楚明哲;董学慧;赵占彪因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

煤化工用金属密封球阀的选型及应用

煤化工用金属密封球阀的选型及应用
( 7) 碟簧 选用碟形结构弹簧,材料为 Inconel718。碟簧的主要作用是为阀座和球体施加一 个预紧力,保证球体与阀座紧密结合。当球体、阀 座受到热胀发生位移时可有效回缩,防止球体与阀 座发生卡塞现象。碟簧后阀座腔倒角处理 ( 角度 经流体动力学计算) ,使固体颗粒不易堆积在阀座 后面而影响阀座的有效退让 ( 图 3) 。
Class600 ~ 1 500 的常温 ( - 29 ~ 200℃ ) 耐磨 ( 300 ~ 510℃ ) 耐磨球阀阀体材料为 A182 F22 或
球阀,阀体材料为 ASTM A105 碳钢锻制球阀,其 A182 F347 不锈钢锻钢,球体选用 Inconel718。阀
球体选 用 ASTM A182 F304。对 于 有 强 腐 蚀 工 况 杆采用沉淀硬化不锈钢 17 - 4PH ( 表 2) 或 A638
气 ( CO 和 H2 ) ,再经过费 - 托合成可制得优质燃料 ( 汽油、柴油和航空燃料) 和化工原料。合成条件
断 等 功 能。 阀 门 口 径 大 ( 一 般 为 DN300 ~ DN450) 、启闭频繁且速度快 ( 30min 动作一次,5
较温 和,反 应 压 力 2. 0 ~ 3. 0MPa,反 应 温 度 低 于 ~ 10s / 次) ,要求阀门密封性能好,可靠性高。目
1. 球体 2. 阀座 3. 弹簧
图 3 耐磨球球体与阀座结构
( 8) 阀杆 阀杆材料选用 17 - 4PH 或 A638 - 660。阀杆设计为双密封并有轴肩防飞出结构, 带弹簧预紧的填料压盖结构。阀杆设置有金属密封 轴承和填料双重密封 ( 图 4) 。
图 4 MOGAS 耐磨球阀填料及填料压盖结构
金属密封浮动球球阀和固定球球阀的结构特性和选型及应用。

煤粉输送系统调试成功

煤粉输送系统调试成功

煤粉输送系统调试成功
施健民
【期刊名称】《磁流体发电情报》
【年(卷),期】1989(000)038
【总页数】2页(P9-10)
【作者】施健民
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM621.2
【相关文献】
1.料封泵在煤粉输送中的成功应用 [J], 尹殊勇
2.干煤粉气化工艺煤粉输送系统优化 [J], 杨会军;张庆龙;王国梁
3.面向煤粉燃烧器一次风煤粉输送管道的运动状态分析 [J], 吴树辉; 胡志勇
4.干煤粉气化工艺煤粉输送载气的选择 [J], 王光友;胡四斌;刘庆亮;孔秋生;章卫星
5.湖南衡阳盐矿成品库自动堆包输送系统调试成功 [J], 孙小平
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V 、V 、V 的辐 值 应 完全 相 等 , 这 说 明 弹 丸 正 好 对 准 了 目标 。此 时 有 :
( V A +V B ) 一( v ( +V ) =O ( V ^ +V 。 ) 一( V +V c ) =0 ( 1 ) ( 2 )
低 、使 用 方 便 等 优 点 , 因 而 被 广 泛 应 用 于 武 器 装 备 中 。 激 光 半 主 动 寻 的 制 导 武 器 核 心 器 件 是 激 光 导 引 头 ,导 引 头 由 位 于 前 端 的 光 学 系 统 收 集 激 光 反 射 的 回波 ,利 用 四 象 限探 测 器 作 为 光 电探 测 器 件 进 行 制 导 。 通 常 情 况 下 , 目标 信 号 经 光 学 系 统 后 在 四 象 限 探 测 器 靶 面 上 形 成 一 定 大小 的光斑 ,通 过分析 光斑覆 盖在 探测器4 个 不 同 区 域 的 面 积 来 判 断 目标 的方 位 。 鉴 于 激 光半 主 动 寻 的 制 导 方 式 在 导 弹 、 炮 弹 等 大 型 武 器 中 的 成 功 使 用 和 良好 效 果 。 如 何 将 其 小 型 化 , 并 应 用 在 小 口径 武 器 己成 为 当 今 研 究 的 热 点 。 文 章 根 据 四 象 限 探 测 器 目标 方 位 探 测 的 工 作 原理 , 对 目标 信 号 经 过 光 学 系 统 产
通 过 图3 ( a ) 中视场角为0 。 、1 。 、1 . 5 。 、2 。 的 像 差 特 性 分 布 曲 线 , 可 以看 出 通 过 光 学 系 统 所 形 成的弥散斑 中心像差为零 ,远 离弥散斑 中心 的像 差 分 布 曲线 关 于 中 心 对 称 。 调 节 探 测 器 距 离 厚 透 镜 的 距 离 可 以 改 变 弥 散 斑 在 探 测 器 上 的 成 像 直 径 ,根 据 经 验 一 般 取 弥 散 斑 的 直 径 D 为: D = R 。 即光 斑 直 径 为探 测 器 直 径 的 一 半 。 通过 图3 ( b ) 中 视场 角 为 0 。 、1 。 、1 . 5 。 、2 。 的 光 线 点 列 图 ,可 以看 出 通 过 光 学 系 统 所 形 成 的 弥 散 斑 成 像 情 况 。 由此 可 知 ,在 接 收视 场 2 6 0 为 2 。 的时 候 ,该 光 学 系 统满 足 探 测 器 的要 求 。 弥散斑 半径及 其成像 质量 ( 弥 散 斑 能 量分 布情况 ) 可 以 满 足 激 光 半 主 动 寻 的 制 导 引 头的使用要求 。 4 . 结 论 从 导 引 头 的 工 作 机 理 和 结 构 特 点 出发 , 以 满 足 探 测 器 的 性 能 要 求 为 目标 , 结 合 已有 导 引 头 光 学 系 统 结 构 , 设 计 了 一 套 满 足 探 测 器 各 项 参 量 要 求 、 具有 较 高 成 像 质量 的 光 学 系 统 。 同 时 , 该 系 统 具有 光 学 元 件 少 、 结 构 简 单 、 装 配 容 易 、 体 积 小 等 优 点 。 文 中 的分 析 设 计 结 果 , 较 好 的 满 足 了拟 定 设 计 要 求 , 对 今 后 半 主 动 激 光 制 导 导 引头 光 学 系 统 的微 型 化 设 计 具 有 一 定 的参 考 价值 。
生 的 光 斑 提 出要 求 ,结 合 像 差 对 光 斑 能 量 分 布 的影响 ,利用Z E M A X J  ̄ a J E 行 系 统 设 计 。然 后 提 出
若 弹 丸 未 对 准 目标 , { J i 4 个 象 限输 出 的 电 压 幅 值 不 相 等 ,进 而 ( 1 ) 、( 2 ) 式 不 成 立 。利 用 此 偏 差 信 号 驱 动 弹 丸 的 舵 面 做 出 调 整 ,直 至 激 光 光 斑 落 在 探 测 器 中 心 ,此 时 , 弹 丸 轴 线 正 对 目标 飞行 。 2 光 学 系统 设 计 拟 定光 学 系 统 设 计 指 标 为 : a ) 波 长 :9 4 0 n m ; b) 接 收透 镜 通 光 口径 : 0 1 0 m m ; c ) 接 收视 场 2∞: ±2 。: d) 探测器 : 4 。 根 据 系 统 设 计 指 标 ,考 虑 到 国 内 已有 导 引
王惠源
【摘 要 】 文 章 从 半 主 动 激 光 制 导 武 器 的 探 测 原 理 出发 , 得 出 了导 引 头 光 学 系 统 应 满 足 的 要 求 。 结 合 现 有 工 艺 和 技 术 设 计 了 一 套微 型 半 主 动 激 光 制 导 光 学 系 统 , 并 通 过
引 言 激光 半主 动寻 的制 导武 器 ( L S S G W S ) 具 有 制 导 精 度 高 、抗 干 扰 能 力 强 、 结构 简 单 、 成 本
头 的结 构 形 式 ,微 型 化 的 导 引头 光 学系 统 采 用 如 图2 所 示 的 形 式 , 该 结 构 源 于 卡 塞 格 伦 系 统 将将校 正透 镜变为 整流 罩, 即 做 矫 正 之 用 又 能 承 受 弹 丸 飞 行 高 速 运 动 的 风 阻 。 再 者 ,通 过 在 厚 透 镜 两 侧 镀 反 射 膜 ,减 少 了 反 射 镜 的个 数 , 简 化 了结 构 的 复 杂 性 ,体 积 小 、 结 构 紧 凑 、 易 于装配,容易满足微型化要求 。 3 光 学 系 统 设 计 结 果 与 分 析 3 . 1 设 计 结 果 通过Z E M A X 光 学辅 助 设 计 软 件 , 设 计 了 一
图 3( b )1 千 米 的 视 场 点 列 图
评 价 设 计 结 果 的 方 法 , 对 激 光 半 主 动 寻 的制 导 光 学 系 统 的微 型化 设 计 具 有 一 定 的 参 考 作 用 。 1 . 四象 限探 测 器 原理 四象 限探测器 的原理 如 图1 所 示 。 目标 反 射 的激 光 信 号 通 过 制 导 武 器 前 端 的 光 学 系 统 在 四象 限探 测 器 表 面 形 成一 个 激 光 光 斑 。
I 一 婴筮 …………………………一
半主动 激光制 导导 引头 光学 系统微 型化设计 与分析
中北 大学 刘雪松
ZE MAX光 学设 计 软件 进 行 了分 析 和 仿 真 ,实 验 结 果 表 明 ,该 系 统 满 足 各 项 参 量 要 求 ,对 导 引头 小 型 化 的 研 究 具 有 一 定 的 参 考 价 值 。 【关键 词 】 光 学 系 统 设计 ; 半 主 动 寻 的 制 导 ;激 光 导 引 头
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