教育研究方法综述范文

教育研究方法综述范文第1篇

(西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032)

摘

要：超超临界火力发电是现阶段技术上最成熟、技术经济性最好的已经实现商业运行的火电技术，在最近数十年将有广阔的应用前景。由于蒸汽温度和压力的提高对关键部件的抗蠕变、疲劳、高温氧化与腐蚀等性能都提出了更苛刻的要求，耐热材料的开发及其应用是发展超超临界发电技术的最重要的基础。本文对国际上各阶段的研究计划及其中的材料研究内容进行了简要介绍。并对超超临界发电机组中各关键部件采用的耐热材料的发展进行了回顾。国内近已有数台超超临界机组开始投入建设，超超临界火电技术在我国有着非常广阔的发展前景。但国内目前机组的建设只能立足于材料的国际采购，对于新型耐热材料还需要进行大量的加工工艺研究和服役特性研究，以保障机组顺利建设和安全可靠运行。本文同时对现阶段超超临界火力发电机组所采用的几种典型新型耐热钢的性能进行了归纳和介绍，并根据机组的不同参数对锅炉部件材料的选择进行了分析和讨论。

关键词：超超临界火电厂;耐热钢;性能;选材

1 前言

火力发电行业目前面临两方面的压力，首先市场竞争的加剧需要降低发电成本，另一方面人们对全球环境问题日益关注，要求电厂降低SOX、NOx、CO2的排放，满足严格的环保要求。发展洁净煤发电技术是解决这些问题的关键，就目前以及将来一段时间内，在众多的洁净煤发电技术中超超临界发电技术的继承性和可行性最高，同时具有较高的效率和最低的建设成本。

除了上世纪50、60年代投运的几台超超临界机组外，从90年代初到目前为止全世界已经新建超超临界机组超过60台，其参数还在不断地提高。我国也正积极发展超超临界燃煤发电技术，已经有几座超超临界电厂正在建设之中。

2 材料技术在超超临界发电中的作用

超超临界机组相对超临界机组蒸汽温度和压力参数的提高对电站关键部件材料带来了更高和更新的要求,尤其是材料的热强性能、抗高温腐蚀和氧化能力、冷加工和热加工性能等，因此材料和制造技术成为发展先进机组的技术核心。

国际上已经在运营或在设计建设阶段的超超临界机组温度参数大多在566-620℃，压力则分为25MPa、27MPa和30-31MPa三个级别。高的蒸汽参数对电站用钢提出了更苛刻的要求，对锅炉来说具体表现在：

高温强度 对于主蒸汽管道、过热器/再热器管、联箱和水冷壁材料都必须有与高蒸汽参数相适应的高温持久强度。

高温腐蚀 烟气侧的腐蚀是影响过热器、再热器、水冷壁寿命的一个重要因素，当金属温度提高，烟气腐蚀将大幅度上升，因此超超临界机组中腐蚀问题更加突出。

蒸汽侧的氧化 运行温度的提高加剧了过热器、再热器甚至包括联箱和管道等蒸汽通流部件的蒸汽侧氧化，这将导致三种后果：氧化层的绝热作用引起金属超温;氧化层的剥落在弯头等处堵塞引起超温爆管以及阀门泄漏;剥落的氧化物颗粒对汽机前级叶片的冲蚀。因此在过热器、再热器等材料选择中应充分考虑到抗蒸汽氧化及氧化层剥落性能。

32 热疲劳性能 由于机组启停、变负荷和煤质波动引起的热应力，对于主蒸汽管道、联箱、阀门等厚壁部件，材料的抗热疲劳性能是与高温强度同等重要的指标，应在保证强度的前提下尽可能选择热导率高和热膨胀系数低的铁素体耐热钢。

对汽机而言，其中的转子、叶片以及其它旋转部件承受巨大的离心力，运行参数的提高对耐热钢的热强性能提出了更高要求，而汽缸、阀门等由于温度和压力的提高也需要更好的热强性能，高温紧固件需要有更高的拉伸屈服强度和蠕变松弛强度、在蒸汽环境下的抗应力腐蚀能力以及足够的韧性、塑性以避免蠕变裂纹形成。机组的启停、变负荷与煤质的波动要求厚壁部件如转子、缸体、阀门材料有低的热疲劳和蠕变疲劳敏感性。对再热蒸汽温度高于593℃的低压转子还必须考虑材料在该温度范围内的回火脆性。

3 国外耐热钢开发计划

历史上曾经在50-60年代投运了几台USC机组，包括美国Philo 6(125MW，31MPa/621℃/565℃/538℃)、Eddystone 1(325MW，34.5MPa，649℃/566℃/566℃)、英国的Drakelow 1

2###(375MW，24MPa/593℃)、联邦德国Hüls化工厂的自备电厂1机(85MW，29.4MPa，600℃/560℃/650℃)等。但由于技术和经济原因，美国和德国的机组都只能降低参数运行，如Eddystone 1大多数时间是在32.4MPa/605℃的参数下运行，制造和运行中出现的多数的问题都是材料问题，受当时的材料技术水平限制，厚壁部件采用奥氏体耐热钢，奥氏体钢的低导热系数和高热膨胀系数引起高温热应力和疲劳开裂。考虑到建设成本和可用率，后来新建的机组退回到了亚临界参数。直到70年代中期能源危机的出现及随后的燃料价格攀升才使人们重新考虑高参数发电技术，促成了一系列发展超临界和超超临界发电技术的合作研究计划。由于已充分认识到耐热材料对成功实现高参数机组建造和可靠运行的决定作用，这些研发项目都把耐热材料的研究和应用作为主要内容，其研究结果构成了目前超超临界机组的材料技术基础。目前还在进行新一轮研究计划为今后20-30年提供发电技术，如欧盟的Thermie AD700和COST

536、美国的Vision 21和日本的New Sunshine计划等。 3.1 欧洲的超超临界机组材料研究 3.1.1 COST 501计划

欧洲超超临界电站材料的研发主要在COST(Cooperation in Science & Technology)计划的支持下完成。1983-1997年期间进行的COST 501计划主要开发化石燃料电厂部件用先进材料，研究范围非常广，几乎包括了耐热钢、高温合金、ODS合金、陶瓷等各种材料的开发和性能研究。在汽轮机发电技术中，COST 501计划的目标是建立29.4MPa/600℃/600℃和29.4MPa/600℃/620℃的机组，其中包括高N和含硼铁素体钢的开发、联箱及管接头的整体粉末冶金制备等。在COST 501中由来自欧盟各国的汽轮机和锅炉制造商、钢铁生产企业、电力公司参与研究和开发，并与VGB、Brite-Euram、Marcko、ECCC等机构和项目紧密结合。整个项目分为三个阶段进行：第一阶段有12个国家参与，共104个项目，总经费1500万欧元;第二阶段14个国家参与，共210个项目，总经费4800万欧元;第三阶段集中于开发高效低排放系统所需的材料，共16个国家参与，有超过200个项目。在COST 501中开发出了E911锅炉管和高温蒸汽管道材料以及COST E、COST F和COST B等汽轮机转子材料、G-X12CrMoWVNbN9 1和G-X12CrMoWVNbN 10 1 1铸钢等，同时对P9

1、E911等材料的加工工艺和性能进行了全面的研究。

#33 3.1.2 COST 522计划

COST 522计划是欧洲在先进发电技术领域的一项新的举措，即“21世纪的发电：高效率、低污染的发电厂”，它是在以往的COST计划特别是COST501计划成功的基础上的继续。该计划1998年8月开始，到2003年结束。其中有16个欧盟国家的70个不同机构参与，共有100多个研究项目。计划开发合适的材料、涂层和表面处理以满足：

 最高入口蒸汽温度650℃的蒸汽轮机电厂;

 燃烧室温度1450℃、NOx排放小于10ppm的燃气轮机的需要。

在蒸汽轮机项目中，将应用铁素体钢建造蒸汽参数为29.4MPa/620℃/650℃的超超临界机组，效率达到50%左右。同时还将改善寿命预测的方法，建立描述蠕变和低周疲劳行为的材料模型，并改善电厂模拟技术和运行状态的监测。分为锅炉和汽轮机两个子项目，图1是COST 522蒸汽轮机发电项目组的组织图。

图1 COST 522蒸汽轮机发电项目组的组织

表1 AD700项目的时间表

3.1.3 Thermie AD700项目

欧盟还启动了最新一轮的研发计划-Thermie AD700 PF Power Plant(兆卡计划-先进的700℃燃煤电厂)，即在今后20年实现37.5MPa/700℃参数运行，效率达到55%的目标，Thermie计划由40多个欧洲公司资助，预计于2015年完成。其中关键部件将采用Ni基高温合金,材料研究工作集中于高温长期运行部件的蠕变性能、烟气和蒸汽腐蚀氧化、热疲劳性能

34 和厚壁部件的生产、焊接能力等。例如他们正计划用改良Inconel 617(54Ni-22Cr-1.2Co- 9Mo-1Al-0.3Ti)制造用于高温出口部件的锅炉大口径管。作为过热器管这种材料的750℃/10h持久强度要达到100MPa，作为其它高温区域用的大口径管道700℃的强度达到100MPa。但是制造改良Inconel大口径管的工艺还有待开发。

Thermie计划是围绕两个主题进行组织的：更清洁的能源系统包括可再生能源;有助于提高欧盟竞争力的经济高效的能源系统。AD 700项目共分6个阶段(表1)。 3.1.4 COST 536计划

即“环境友好电厂的关键部件合金的开发”

通过前期的COST501和522项目开发出了一系列的9-12%Cr钢，部分已经应用取得了良好的效益，目前最先进的火电机组参数在600-620℃，通过对这类材料进行改进可使蒸汽温度提高到640-650℃，获得2-3%的效率增益，而成本却不明显提高。COST 536与前面两个项目相比，主要从三个层次集中于一些新的技术领域：

在纳米尺度(合金开发和组织稳定性)的计算机辅助合金设计和模拟;

在介观尺度(力学和氧化性能测试)解决同时获得高的高温强度与抗氧化性能所面临的挑战，通常需要开发涂层材料;

在宏观尺度(部件制造和测试)解决实际部件与实验室试制材料之间的性能差异，以及常规无损检测技术在新材料应用中的局限性。

在该项目之前已经启动了Komet650、Supercoat以及AD700等项目。正在执行的AD700面向的是700℃电厂的材料开发和设计以及示范电厂的建设，需要采用镍基高温合金并导致建设成本的大幅度增加。本项目将支持和补充AD700项目：

能用于640-650℃的改良钢种将减少价格贵的多的镍基合金的数量从而降低成本; 减少镍基合金的数量还有助于提高机组的运行灵活性。

COST 501和522是两个比较成功的项目，COST536是前两个项目的继续，前二者通过经验和半经验方法进行材料研究，本项目通过借助计算机辅助合金成分设计程序、组织稳定性和特定组织的蠕变性能预测的计算机模拟、试验数据的神经网络分析等一系列理论性更强的方法进行。

本项目为期五年，有欧盟14个国家参与，研究经费约13000万欧元。

除此之外，在欧洲各国还有自己的耐热材料研究项目，如德国的MARKCO和VGB1

58、英国洁净煤技术项目等。 3.2 日本的新材料研究

日本的钢铁生产企业如住友金属、NKK、新日铁、神户制钢和锅炉、汽机制造商如三菱、东芝等都投入了大量的力量开发用于先进的燃煤发电机组用的新型耐热材料，比较成功的有新日铁的NF616(T/P92)、住友金属的HCM2S、HCM12A、Super304H、TP347HFG、HR3C等锅炉部件用钢和TMK1和TMK2等转子用钢。 80年代初，日本启动了超超临界发电技术的研究计划，由电源开发公司(EPDC)领衔，钢铁、锅炉、汽机制造厂和研究机构参加。由于日本当时已经开发出了一系列的9-12Cr%铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢，其蠕变强度和耐腐蚀性能都很好，因此日本对超超临界机组的研究主要集中于这些耐热材料在现场应用中的性能数据和可靠性。第一阶段(1981-1993年)

35 的研究内容包括材料基础性试验、593℃和649℃下锅炉、汽机的单元试验、高温转子试验和超高温汽轮机运行验证试验等，其目标是开发应用9-12%Cr铁素体耐热钢的31.4MPa/593℃/593℃/593℃以及应用奥氏体钢的34.3MPa/649℃/649℃/649℃的两次再热机组;第二阶段(1994-2000年)的目标是开发应用铁素体钢的30MPa/630℃/630℃的一次再热机组。

表2 低合金耐热钢的化学成分

1997年起日本国立金属研究所(NRIM)启动了一项用于35MPa/650℃参数级别的超超临界机组大口径管道和联箱的高级铁素体耐热钢的研究计划。目前日本还在进行所谓的“新阳光(New Sunshine)”的发电技术研究计划，建立运行温度700℃的发电机组，该项目由日本电力(即以前的电源开发公司)牵头，得到了日本通产省的大力支持，目前正对所需材料进行研究。

3.3 美国的研究计划

美国电科院(Electrical Power Research Institute，EPRI)早在1978-1980年间就开始了一些基础研究，1986年EPRI又组织了包括美国、日本和欧洲锅炉汽机制造厂参与的RP1403项目，为期八年，对电站锅炉厚截面部件用钢、材料的标准化、现场试用等进行研究。该项目研究结果证实NF616(P92)和HCM12A(P122)钢是制造锅炉厚截面部件的合适材料。

2000年美国能源部启动了一项 “Vision 21”计划，为15以后建立能使用煤、天然气、石油焦、生活垃圾等多种原料且能生产电能、液体燃料、化工品、氢或者生产供热等多种产品的工厂提供技术支持，且要求实现零排放，蒸汽参数达到760℃，可能的话进一步达到870℃。

尽管欧洲和日本均将下一步的开发目标定在700℃，但对美国市场，700℃不是最佳的选择，因为在这个温度下，锅炉管烟气侧的腐蚀仍然非常严重。烟气侧的腐蚀与煤的性能密切相关，且对美国某些烟煤特别严重。大量的实验室研究表明液态碱金属硫酸铁引起烟气侧腐蚀的温度与合金有一定关系，对于高耐蚀合金(>25%Cr)为600-650℃，对低耐蚀合金(<20%Cr)为650-700℃。但所有实验室工作都证实在750℃或以上烟气侧的腐蚀绝大多数都消失了。研究表明最严重的腐蚀出现在600-675℃，在725℃以上腐蚀大幅度降低。

因此对于美国市场新一代的锅炉设计必须是过热器/再热器温度超过烟气腐蚀最严重的范围，760℃的设计目标看来是比较合适的。这种锅炉设计与其它地方的相比无论从整体上还是满足美国市场的特殊性方面都有很大的优势。目前为止提供用于5年期材料研究的经费为2100万美元，其中包括高温热交换器材料、耐火材料、氢分离薄膜材料等。

4 耐热材料的发展

36 4.1低合金(1-3%Cr)钢

低合金钢在火电厂锅炉中作为压力部件得到了大量应用，特别是过热器、再热器的低温区域以及水冷壁，在联箱和管道中应用也比较普遍。其关键的性能要求包括：  450℃以下良好的抗拉强度(120MPa);  550℃以下的持久强度;

 无需焊后热处理的优异焊接性能;  良好的蒸汽氧化性能;

 通过堆焊或喷涂获得优异的抗烟气腐蚀性能。

长期以来这类钢中的主力钢种包括锅炉材料P

11、P22以及12Cr1MoV等和汽轮机材料1CrMoV(表2)。随后住友金属开发了T/P23，通过在T22基础成分中以W取代部分Mo并添加Nb、V提高蠕变强度，降低了C提高焊接性能，同时加入微量B提高淬透性以获得完全的贝氏体组织。与此同时，欧洲开发了T24/P24，其合金化特点是通过V、Ti、B的多元微合金化提高蠕变性能。T23在550℃的许用应力接近T91，600℃的蠕变强度比T22高93%，T24的高温强度还要略高一些。这两种钢具有优异的焊接性能，无需焊后热处理即可将接头硬度控制在350-360HV10以下，因此适合作为超超临界机组的水冷壁材料，也可取代10CrMo9

10、12Cr1MoV等材料作为亚临界机组的高温管道和联箱，降低壁厚。 4.2 9-12%Cr马氏体钢

9-12%Cr马氏体钢是电厂中重要的一类材料，用于锅炉和汽轮机的许多部件，包括锅炉管、联箱、管道、转子、汽缸等。

对于锅炉用9-12%Cr钢，主要的要求包括蠕变强度和运行温度下的组织稳定性、高的AC1温度、良好的焊接性能和低的IV型裂纹敏感性、抗蒸汽氧化能力、疲劳性能等。图2是锅炉用9-12%Cr钢的发展过程。其中的T/P91钢是美国在80年代开发的一种综合性能优异的9%Cr钢，目前在我国的亚临界和超临界机组中得到了广泛的应用。在P91的基础上通过以W取代

图2 9-12%Cr钢的发展

37 部分Mo获得了T/P92和E911(T/P911)两种新型钢种。在12%Cr钢中通过相同的合金化思想开发了P122，只是为了避免出现δ铁素体，其中还加入了1%Cu。这三种钢高温强度比P91都有不同程度的提高，是目前阶段的超超临界机组(蒸汽温度<620℃)的联箱和高温蒸汽管道的主要材料。下一代的9-12%Cr马氏体钢是在这三种钢的基础上进一步增加W含量并添加Co，即NF12和SAVE12等，预计可以用到650℃。

在汽轮机的转子、叶片、汽缸和阀体中对这类材料的性能要求包括：低周疲劳性能、蠕变强度、低的应力腐蚀敏感性、铸造性能等等。

普通的12Cr%钢作为565℃以下汽机转子锻件具有足够的持久强度和抗热疲劳性能以及韧性等。9-12Cr%汽机用钢的合金强化趋势与锅炉钢是类似的。英国的12Cr0.5MoVNbN(H46)是发展的基础。美国

五、六十年代在H46的基础上降低Nb含量来降低固溶处理温度和保证韧性，并减少Cr含量抑制δ-铁素体得到10.5Cr1MoVNbN(GE)以及GE调整型，同时还在12CrMoV基础上开发含W的12Cr%转子用钢AISI 422，这些钢与1.0CrMoV相比具有更好的性能，其中GE钢在565℃的超临界机组成功应用了25年。日本在H46基础上添加B开发了10.5Cr1.5MoVNbB(TAF)用于燃气轮机涡轮盘和小型汽机转子。但在运行在595℃和650℃的超临界和超超临界机组中上述钢种的蠕变强度尚不足。日本70年代开发了12Cr-MoVNb系列593℃级别的TR1100(TMK1)和TOS101和12Cr-MoVNbWN系列620℃级别的TR1150(TMK2)和TOS107，更高合金含量的12Cr-MoVNbW 系列钢TR1200和12Cr-MoVNbWCoB系列钢TOS110则用于入口温度高于630℃的转子，其中TMK1和TMK2已被用于日本593℃以上的超临界机组。

在欧洲也在COST 501下开发了9.5Cr-MoVNbB(COST“B”)、10.5Cr-MoVNbWN(COST“E”)和10.2Cr-MoVNbN(COST“F”)等一系列转子用钢，这些钢的原型锻件已被用于理化分析和短时和长时力学性能测试，其中COST“F”和COST“E”已应用于欧洲的超超临界机组。除了转子用钢，日本还开发了593℃使用的汽缸材料9.5Cr1MoVNbN(TOS 301)以及更高温度使用的9.5Cr0.5Mo2WVNbN(TOS 302)和9.5Cr0.5Mo2WVNbNB3.0Co(TOS 303)。欧洲相应地开发了G-X12CrMoWVNbN9 1和G-X12CrMoWVNbN 10 1 1两种铸钢材料。 4.3 奥氏体耐热钢

奥氏体钢主要用于过热器、再热器，所有奥氏体钢可以看作是由18Cr8Ni(AISI 302)基础上发展起来的，分为15Cr%、18Cr%、20-25Cr%和高Cr-高Ni四类。15Cr%系列奥氏体钢尽管强度很高但抗腐蚀性能差应用较少。目前在普通蒸汽条件下使用的18Cr%钢有TP304H、TP321H、TP316H和TP347H，其中TP347H具有最高的强度，通过热处理使其晶粒细化到8级以上即得到TP347HFG细晶钢，提高了蠕变强度和抗蒸汽氧化能力，对于提高过热器管的稳定性起着重要的作用，在国外许多超超临界机组中得到了大量应用。在TP304H基础上通过Cu、Ni、N合金化得到18Cr10NiNbTi(Tempaloy A-1)和18Cr9NiCuNbN(Super304H)，强度得到了提高，经济性很好。20-25Cr%钢和高Cr-高Ni钢抗腐蚀和蒸汽氧化性能很好，但相对于强度来说价格过于昂贵限制了其使用。但新近开发的20-25Cr%钢具有优异的高温强度和相对低廉的成本，包括25Cr20NiNbN(TP310NbN)、20Cr25NiMoNbTi(NF709)、22Cr15NiNbN(Tempaloy A-3)和更高强度级别的22.5Cr18.5NiWCuNbN(SAVE 25)，这些钢通过奥氏体稳定元素N、Cu取代Ni来降低成本。

38 4.4 Ni基高温合金

高温合金早已用于航空领域，在目前的蒸汽发电机组中仅限用于叶片和紧固件材料。在电力行业只有采用先进的高温度设计才会对这类材料产生兴趣。如果蒸汽参数提高到700℃以上，机组的许多部件将只能采用高温合金。包括定向凝固和单晶合金在内的Ni基合金正在进行评估应用在汽轮机中。

通常认为蒸汽温度700℃左右的超临界锅炉设计中将要求联箱和主蒸汽管道在最高750℃下工作，这远远超出了铁素体钢的能力，而奥氏体钢的热疲劳问题也使得它们用于此厚壁部件不太可能。尽管蠕变强度的要求对Ni基高温合金来说不过分，但其它要求如焊接性能、成形性能和抗腐蚀性能不容易达到。在美国和欧洲的最新研发计划中都在对高温合金的工艺性能、力学性能进行评估。

5 机组关键部件的选材分析

在超超临界机组中，关键的部件包括水冷壁、高温过热器/再热器及其出口联箱、主汽和再热汽管道、汽轮机高中压转子、叶片、汽缸等。在前面已经对这些部件材料的性能要求和相应的材料进行了简要的介绍，下面对锅炉部件材料选择进行介绍，因为这些部件选材是否合理对机组的可用率影响最大，在国外目前已投运的超超临界机组中这些部件出现的材料问题相对较多。 5.1 水冷壁

考虑到膜式水冷壁安装和检修的操作条件，膜式水冷壁制造材料需要采用焊后不需热处理的钢材，受此限制，尽管水冷壁的温度与其它高温部件相比不是太高，由于材料的选择范围非常有限，水冷壁也机组是向高参数过渡的关键部件之一。

超超临界机组主蒸汽压力和炉膛热负荷的升高会提高水冷壁的温度。例如在32.5MPa/620℃的蒸汽参数下出口端的汽水温度达到475℃左右，投运初期的管壁中央温度为497℃，垢层增厚后可提高到513℃左右，热负荷最高区域的管子外壁温度可达到524℃，最高的瞬时温度可达到539℃。此时需要合金含量更高、耐热性能更好的材料。图1是一些水冷壁候选材料的持久强度。 丹麦的Konvoj 1&2机组(29MPa/582℃/580℃/580℃，199

7、1998年投运)选用了熟悉#的13CrMo44作为水冷壁材料，该材料焊后不需热处理。按照外径38mm、壁厚6.3mm计算其最大允许汽温435℃，即使增加壁厚也仅为450℃。13CrMo44是当时最好的成熟水冷壁材料，业主当时不愿承担采用未经考验的新钢种的风险。 在T22基础上开发了两种新钢种HCM2S(T23)和7CrMoVTiB10 10(T24)焊接性能都很好，焊后硬度低于360HV10，不需要进行焊前预热和焊后热处理，许用金属壁温达到545℃和560℃，是主蒸汽温度620℃以下锅炉水冷壁的最佳候选材料。对于更高的蒸汽参数，三菱开发的HCM12是一种选择，该钢种也无需焊后热处理(但需要焊前预热)，而蠕变性能更佳，但高的δ-铁素体含量(30%)使得加工困难，长期性能还需进一步考证。同时三菱还试图在T23中添加稀土进一步提高性能。 为了降低NOX的排放，现代的锅炉还采用分段燃烧的技术，这对水冷壁是一个严峻的考验，因为考虑到成本和焊接性能，水冷壁材料的合金含量尤其是Cr含量并不太高，其抗腐蚀能力

39 有限，在炉膛的下部的还原性气氛将会导致严重的水冷壁管减薄(1-3mm/年)，在使用高硫煤时必须考虑这一点，采用Cr含量稍高的钢种、表面喷涂处理甚至采用共挤复合管子。 5.2 汽水分离器

直流锅炉的汽水分离器容积较大，在40-100%负荷之间汽水分离器仅仅作为蒸汽流通部件，而在更低的负荷时，水冷壁出口的工质是汽水两相流，汽水分离器将其中的水从饱和蒸汽中分离出来送回锅炉给水，蒸汽送至过热器。在启停过程中汽水分离器经历从湿态到干态运行的转换，承受严重的热疲劳应力。在超超临界机组中主蒸汽压力的提高、水冷壁出口介质温度的升高，对汽水分离器材料的蠕变性能要求也有所提高。可供选择的材料包括P

12、P

22、P

23、X20CrMoV121以及P91等，低强度的材料会使壁厚增加，影响启停速率和运行灵活性。但可以增加分离器的数量来减少所需的壁厚。 5.3 联箱与管道

末级过热器、再热器出口联箱与主蒸汽、再热蒸汽管道位于炉膛外边，不需要考虑烟气腐蚀问题，由于没有烟气加热，可以认为其蒸汽温度即为金属温度。两者对材料的要求基本一致，主要是高温蠕变强度和热疲劳性能、抗蒸汽氧化能力等。不同之处是联箱材料的选择需要考虑到与过热器、再热器和出口连接管之间的焊接问题。

联箱与管道的首选材料是铁素体耐热钢，因为低的热膨胀系数和高的热导率可以允许较高的启停速率而不会导致这些部件严重的热疲劳损伤。超超临界机组的蒸汽温度通常高于566℃，目前采用的联箱和管道用钢主要有P9

1、P9

2、P122和E911。

P91在国内已经有10余年的使用经验，在日本P91钢最高使用温度超过了600℃，但在欧洲，根据欧洲蠕变合作委员会(ECCC)的建议，P91的设计许用应力比美国和日本低10%，认为P91只能用于25MPa/593℃或30MPa/580℃以下的蒸汽参数。建议在我国的机组中使用温度不超过580℃。

P92和E911是在P91的基础上添加的1.8%和1.0%的W并适当降低Mo，P122的W含量与P92相近，但Cr含量由9%提高到了12%，同时添加了1.0%Cu以抑制δ-铁素体的析出。这三种钢可用于34MPa/620℃以下的蒸汽参数。

在ASME标准的数据中，P122和P92在600℃的许用应力要比P91高30%左右，E911只比P91高10%，但根据欧洲的最新测试结果表明，P92和P122的长期蠕变性能实际并没有那么大的优势。

由于W含量较高，P92和P122在高温下运行的组织稳定性低于P91，脆化倾向较大，高温强度降低明显，而E911介于其中。P122由于Cr含量高，抗蒸汽氧化能力更好。所有这些钢作为厚壁部件时焊接接头有Ⅳ型断裂的倾向，即在临近母材的HAZ细晶区发生的蠕变强度低于母材的断裂，在强度设计时必须考虑到这点。

对580℃的蒸汽温度，P91可以满足强度要求，且在国内已经有较多的使用和加工经验;对600℃左右的蒸汽温度，P92和E911有一定优势，如果汽温进一步提高到620℃左右，建议采用12%Cr的P122等材料，因为600℃以上9%Cr钢的蒸汽氧化性能略显不足。

从供货来源上考虑，P92目前有3家生产厂，E911和P122各只有一家，对应的焊接材料P92有4家生产厂，其余两种新材料也只有一家。

新近开发的NF12和SAVE12以及最近Fuijita刚报道的NF12改良型期望能用于650℃，

40 但这些材料尚不成熟，缺乏足够的性能数据。欧洲的COST计划也在寻求开发在620℃以上蠕变强度和抗蒸汽氧化能力更高的12%Cr钢。

尽管奥氏体钢有热膨胀系数高、导热性差、价格昂贵等不足，选择奥氏体钢作为联箱、管道材料仍然在人们的考虑当中，因为这些缺点在一定程度上可以通过某些方式得到补偿，或者当温度进一步升高时，这种选择是不得以的事情。首先由于蒸汽管道、联箱的温度对奥氏体钢来说不是太高，可以选择合金含量低一些的钢种，如X3CrNiMoN1713，成本可以降低。同时奥氏体钢的高强度可以使壁厚降低从而提高容许温升速率，如600℃、30MPa下P91钢的联箱容许温升速率仅为X3CrNiMoN1713联箱的一半。除此之外，还可以从采取结构设计措施来避免奥氏体钢的不足，如增加平行的小尺寸的蒸汽通道的数量、设置末级前的中间联箱等都可以减薄壁厚。通过这些措施X3CrNiMoN1713可以用到35MPa/620℃或25MPa/650℃以下的场合。目前已经有4家德国电站决定大量采用该钢种，其中包括Lippendorf 两台800MW的机组R、S和Boxberg 4机组(440MW)。 5.4 过热器/再热器

过热器/再热器管在锅炉中是服役条件最为复杂、恶劣的部件，需要同时满足蠕变强度、烟气侧抗腐蚀和飞灰冲蚀性能、蒸汽侧抗氧化性能等。同时还需有较好的加工性能和经济性。

受到烟气侧腐蚀的限制，除非燃煤的含S量极低，一般蒸汽温度566℃以上的过热器/再热器管需要采用奥氏体耐热钢。在常规的奥氏体不锈钢中，TP304H、TP321H、TP316H和TP347H等这些钢在蒸汽温度620℃以下的超超临界机组作为高温过热器/再热器时抗烟气腐蚀性也是足够的，蠕变强度偏低但通过增加壁厚可以满足要求。欧洲早期一些蒸汽参数为580℃的超超临界机组就选用了TP321等常规不锈钢。但在USC机组的SH/RH选材中，蒸汽侧的氧化性能是一个至关重要的指标，常规的奥氏体不锈钢难以满足要求，上述欧洲机组在运行一段时间后即因氧化皮剥落造成机组停机，最后降低参数运行。

过热器、再热器材料抗蒸汽侧的氧化性能也是选择时考虑因素之一，运行温度的提高加剧了过热器、再热器的蒸汽氧化，这将导致三种后果：内侧氧化层的绝热作用引起金属超温;氧化层的剥落在弯头等处堵塞引起超温爆管;蒸汽流中的氧化物颗粒对汽机前级叶片的冲蚀。9%Cr钢的蒸汽氧化速率限制其使用温度不高于600℃，12%Cr铁素体钢抗蒸汽氧化能力稍高一些。

管子内壁镀Cr是一种有效的蒸汽氧化控制方法，对300系列不锈钢进行内表面喷丸处理也很有效，但工程上没有得到大量应用。新开发的TP347HFG、Super30

4、HR3C是目前主要的USC机组末级过热器/再热器材料。

Super304H是在TP304H的基础上添加了3.0%Cu并以Nb、N合金化，通过析出富Cu相对基体进行强化。Super304H的600-700℃的持久强度比TP347H至少提高了20%。在保证晶粒细小的前提下，蒸汽氧化性能得到提高。焊接性能优于TP347H。

TP347HFG是对TP347H的热加工工艺进行调整，使晶粒度由ASTM4-5#提高到8#以上，这种细晶粒的材料可以有效促进Cr的扩散，在蒸汽环境下形成保护性的Cr2O3，蒸汽氧化速率降低一个数量级以上。600℃的蠕变强度比粗晶粒TP347H高20-30%。焊接性能优于TP347H。

HR3C是在25%Cr的TP310基础上添加了Nb、N，运行过程中析出NbCrN相，使强度得到大幅度提高。由于Cr含量的增加，抗蒸汽氧化性能也较好。但这种钢最初是作为垃圾焚烧电#

41 站用抗腐蚀材料开发的，在超超临界机组中的运行时间偏短。

三种材料都能满足蒸汽温度620℃以下的超超临界锅炉中过热器、再热器管的强度要求，但订货时需要对组织提出要求以保证良好的氧化性能。三种钢种均已经开发出相应的焊接材料。

国内近几年开始研究超超临界机组的相关技术，并有数台机组开始投入建设，由于煤电将在很长时间内在我国占主导地位，超超临界火电技术在我国有着非常广阔的发展前景。

然而近几十年来国内的电站新材料开发几乎处于完全停滞状态，目前超临界和超超临界机组甚至包括部分亚临界机组的关键材料或部件几乎完全依赖进口，这种状态在短期内还无法改变;从国外购买先进材料是发展超超临界技术的最现实的途径。

另一方面，国内对于现阶段超超临界机组所需各种新材料的加工工艺和服役特性研究也刚起步，缺乏足够的材料加工和使用经验，为了保证机组的顺利建设和将来长期安全可靠的运行还需要进行大量工作。

6 结束语

超超临界发电是一种前景广阔的洁净煤发电技术。在超超临界蒸汽参数条件下，对机组一些关键部件都提出了更高的性能要求，合理选材是保证机组安全可靠的基础。目前国际上的成熟材料可以满足34MPa/620℃参数条件的要求，国外还在开发650-760℃参数下机组的高温材料。国内目前发展超超临界发电技术只能完全依靠国外的新型耐热材料，并有许多材料研究工作亟待进行。

参考文献：

[1] R. Viswanathan et al, Materials for Ultrasupercritical Coal Power Plants-Boilers Materials：Part 1，JMEPEG (2001)10:81-95. [2] R. Viswanathan et al, Materials for Ultrasupercritical Coal Power Plants-Turbine Materials：Part 2 ibid, 96-101. [3] Cleaner Coal Technology Programme technology status report 018: Review of status of advanced materials for power generation. [4] 国内外超超临界机组材料及焊接研究资料汇编，西安热工研究院有限公司.

______________________ 作者简介：

周荣灿(1971-),工学博士，主要研究方向为新型电站材料的服役特性。

教育研究方法综述范文第2篇

1 常用的边坡稳定分析方法

边坡稳定分析的刚体极限平衡方法原理。

刚体极限平衡方法原理的三大要点[1]。

(1) 刚体条件:在分析滑坡的受力和变形过程中, 忽略滑体的内部变形, 认为滑体为不可变形的刚体。

(2) 极限强度条件:假定滑体处于极限强度状态。

(3) 力的平衡条件:在考虑安全系数后, 滑体在所受各种力的作用下处于平衡状态。

1.1 瑞典条分法

如图1所实示, 瑞典条分法的安全系数Fs的一般计算公式表达为:

式中:Wi为土条重力;θi为土条底部中点与滑弧中心连线垂直夹角;抗剪强度指标c、ϕ值是为总应力指标, 也可采用有效应力指标。工程中常用的替代重度法进行计算, 即公式中分子的容重在浸润线以上部分采用天然容重, 以下采用浮容重;分母中浸润线以上部分采用天然容重, 以下采用饱和容重, 这种方法既考虑了稳定渗流对土坡稳定性的影响, 又方便了计算, 其精度也能较好地满足工程需要, 因此在实际工程中得到广泛应用。

1.2 毕肖普法[2]

毕肖普 (Bishop) 考虑了土条两边的侧向力的不平衡, 土条上的受力有重力iW, 滑面上的法向力Ni, 切向抗滑力Ti, 两侧面法向力Ei和Ei+1 (水平向) , 切向力Yi和Yi+1 (竖向) , 如图2所示。它们是平衡的, 形成的封闭力多边形。根据竖向力平衡条件, 有

式中, ∆Yi=Yi-Yi+1, 抗滑力Ti是抗剪强度τf提供的。对于有一定安全性的土坡, 抗剪强度并没有全部发挥, 仅仅发挥了1sF。毕肖普定义安全系数sF为土的实际抗剪强度与保持平衡 (指总体平衡) 所须要的强度之比。即sF=τfτ, 安全系数Fs是对整个土坡而言的, 对各土条均取这一相同的值, 意味着假定滑动体各部分强度的发挥程度是一致的。

将其代入式 (2) 整理后求出Ni, 再将Ni代入式 (3) 得:

式中iilb=cosα, 为土条宽。

对滑动体建立整体力矩平衡方程, 各土条间的侧向力成了内力, 在整体方程中不出现, 法向力Ni通过圆心, 又不引起力矩, 故总体力矩平衡方程为ΣWiai-ΣTiR=0

将式 (4) 代入, 整理后可得

1.3 杨布法

杨布 (Janbu) 沿用了毕肖普关于安全系数的定义, 以及土条的竖向力平衡的公式, 因此式 (2) 至式 (4) 照用。杨布补充了土条水平力的平衡方程补充了土条的力矩平衡方程, 为了力矩平衡方程的简化, 将土条宽度取得很小, 不用b而用∆x来表示, 它与土条高度相比是微量。这样对土条底面中心取力矩平衡, 并略去高阶微量, 可得

杨布假定土条侧向力作用位置在土条高的1/3处, 将条土条侧向力作点连成一线, 叫推力线。上式中hi为推力线与滑面线之间的竖向距离, α1i为推力线在各土条的仰角, 它不同于滑面仰角αi。

与毕肖普法的所不同的是, 杨布法不是建立总体力矩平衡方程, 而是建立总体水平向力的平衡方程, =Σ∆0iE。由式 (6) 得

由式 (2) , 将Ni用Ti表示, 代入式 (7) , 再将式 (4) 代入可得

由于没有用整体力矩平衡方程, 因此滑动面不须要假定为圆弧面, 可以是任意形状的面, 这也是与前两种方法不同的。当土层软硬变化使滑动面不成圆弧状时, 这种方法显现其优越性。

2 结语

本文简要介绍了几种边坡稳定分析的方法, 及各种方法的适用性。

摘要：介绍了土坡稳定分析常用的瑞典法、毕肖普法和杨布法安全系数的定义方法, 对土坡稳定分析有一定的指导意义。

关键词：边坡,稳定,安全系数

参考文献

[1] 冯守中.公路软基处理新技术[M].北京:人民交通出版社, 2008.

教育研究方法综述范文第3篇

1 智力资本的整体测量方法

整体测量方法包括市场/账面价值, Tobin’s Q值法, 无形资产评估法 (CIV) 、经济增加值法 (EVA) , 智力资本推算法、智力资本增值系数法 (VAIC法) 等。

1.1 托宾Q值 (Tobin’s Q值法)

托宾Q值方法是由诺贝尔奖获得者的经济学家詹姆斯?托宾提出。这种方法在某种程度上弥补了市场/账面价值法受到会计政策和股价波动等因素的影响。与市场/账面价值法不同, 这种方法将账面价值换成了有形资产的重置价值, 因为有形资产重置价值与会计政策没有明显的相关关系, 托宾Q值法就克服了市场/账面价值法的缺陷, 因此可以在同行业的不同企业之间进行比较。Szewczyk等学者的研究结果表明, 托宾Q值越高的公司, 增加研发费用公告和托宾Q值呈正相关[2]。Linderberg等提出, 托宾Q值越大, 商誉价值越高, 管理能力强的管理者越多, 或者成长机会越大, 而这些正是公司隐含的智力资本[3]。用它来衡量智力资本, Q值越高, 代表企业拥有更多的智力资本。不过, 在重置成本难以计算的情况下, 这种方法自然失效了。

1.2 市场/账面价值法

市场/账面价值法就是公司的市场价值扣除公司的账面价值, 差额就是公司的智力资本。市场价值=企业股票的市价流通股数, 反映的是公司持续经营能力。账面价值就是会计报表上的价值, 反映的是历史成本。这种方法计算非常简单, 但由于影响公司市值的非经济因素较多, 在各种因素的影响之下, 公司的市场价值可能远远大于公司的账面价值, 在这样情况下会高估企业智力资本, 而且因为股价波动、会计政策等原因导致市场价值不稳定, 企业之间价值的可比性就大大降低。

1.3 经济增加值法 (Economic Value Added, EVA) 经济附加值法

Stewart提出此EVA方法, 以帮助企业寻求最佳财务路径, 使得股东价值最大化[4]。经济增加值的计算公式是:EVA=销售收入营运费用税收资金成本。

智力资本的有效管理可以增加企业的经济增加值。一些学者同意把EVA评价指标作为智力资本评价的替代指标, 将EVA值看作智力资本收益率指标[5]。EVA通过评价长期投资项目的方法来计算智力资本的价值。对传统会计方法多处进行了调整, 以弥补其不足。但总体来说这种方法还是从财务角度进行评价, 只是对传统财务指标进行了一定程度的修正。EVA法使用历史成本进行计算, 显然对智力资本的核算不太适合。另外, EVA法假设仅以股东的价值为前提, 但这一观点尚处有争议, 并且缺乏从知识管理的角度对智力资本进行评价。

1.4 无形资产评估法 (Calculated Intangible Value, CIV)

无形资产评估法也称ROA法 (资产报酬率法) , 这种方法是美国西北大学商学院的NCI研究中心提出。主要是为了解决银行投资者不易评估高科技企业的价值。这种方法认为, 公司的市场价值所反映的不仅仅是有形资产, 应该还同时反映无形资产的价值, 而这些无形资产的价值应当是一家企业胜过拥有类似资产公司的能力。为此, 他们将用来计算商标权的算法进行调整得出无形资产定价法。

这种方法的计算过程是: (1) 计算企业前三年的税前盈利; (2) 计算资产负债表中三年的平均年终有形资产价值; (3) 计算公司的资产报酬率; (4) 计算三年的行业平均资产报酬率; (5) 计算盈余报酬, 将行业的平均资产报酬率乘上企业的平均有形资产产值=X, 表示公司在有形资产上的获利, 再将 (1) 值减去X即盈余报酬, 代表公司高于同业的平均资产报酬额。 (6) 计算税后盈利=盈余报酬前三年的平均所得税率乘上盈余报酬, 它是无形资产的报酬额, 代表一家公司运用无形资产超过同行业的能力。

这种方法的优点是容易计算, 所有的信息都可以从财务报表上获得, 较为客观, 可以进行同行业的比较。缺点是, 和所有的单一指标测量法一样, 过于简单, 依据其指标无法进行有效管理。而且CIV的计算过程较为繁琐, 并且财务资料必须齐全才能进行计算, 若公司的资产报酬率低于同业平均值则CIV的方法失效。

1.5 智力增值系数法 (Value added intellectualcoefficient, VAIC)

前面几种方法中, 市场/账面价值法、托宾Q值法和智力资本推算法计算的是智力资本的价值和比率, 而由Ante Public提出的智力资本增值系数法 (VAIC法) 主要研究智力资本和财务资本的增值潜力。VAIC是一种全面的指标, 揭示企业创造价值的能力, 以及企业在知识经济里的效率表现[6]。奥地利智力资本研究中心 (AICRC) 采用此种方法对智力资本进行测量。Ante Public认为公司是由物质资本和智力资本构成, 因此, 企业的绩效取决于物质资本和智力资本的增值效率两部分, 分别用物质资本增值系数和智力资本增值系数来衡量, 运用物质资本和智力资本进行增值的能力称为智力能力, 用智力增值系数来表示。

具体计算过程是:

首先计算企业增值VA, 它等于企业的产出和投入之差。

其中, OUT为企业产出, IN为企业投入。

然后计算财务资本增值系数VACA和智力资本增值系VAIP。

其中, CA为财务资本总和, IP为智力资本潜力即员工工资总额。

这种方法所有的数据来自于企业的资产负债表, 数据容易收集, 指标和计算简单明了, 因此降低年报提供者与关系人额外的成本。另外, VAIC是直观的方法, 因此它所提供的是分析公司效率的一个简易、客观的方法, 胜过以往ROA、EVA等未考虑员工所创造的附加价值的传统分析工具。但该方法用工资总费用来代表人力资本不一定妥当, 会影响到计算结果的准确性。

智力资本整体测量的方法是从总体的角度对智力资本进行测量, 有一个整体和宏观的把握和了解, 但仅仅求出智力资本的总量指标, 并且数值较为粗略, 没有计算智力资本各单项的数值, 对于企业实际的管理操作并无太大的帮助。

2 智力资本的单项测量

2.1 平衡记分卡 (Balanced Scorecard)

Kaplan和Norton对多个美国企业研究后于1996年提出平衡记分卡方法。他们认为以往对企业业绩的评价多为从财务角度, 企业需要有一套多维度的评价系统来指导他们的决策, 所以他们系统的提出了对企业业绩和未来发展有重要影响的非财务指标评价体系。平衡记分卡从四个维度:财务、内部流程、客户、学习和发展, 把战略转化为行动[7]。

虽然平衡记分卡不是针对智力资本的测量方法, 但Allee认为, 二者都提供了除财务测量外, 对企业动态和非财务测量的认识。但平衡记分卡是基于平衡模式, 智力资本则采用动态模式以增加知识资本的积累[8]。Bukh认为, 平衡记分卡和智力资本都是围绕企业发展战略, 都可以整合进入绩效管理系统。智力资本可以促进企业的知识管理活动, 平衡记分卡则可监督这些活动的变化, 两者结合起来将互为补充[9]。

平衡记分卡方法改变了以往单纯从财务角度评价企业经营状况的做法, 提出了财务和非财务结合的多维度评价方法, 同时使智力资本测量与企业长期战略相结合。平衡记分卡方法使企业能在了解财务结果的同时, 对自己在增强未来发展能力方面的进展有所把握和监督[10]。但是, Bontis对平衡记分卡提出批评, 认为这种方法过于教条, 可能会遗漏一些重要的企业价值创造因素[11]。

2.2 Skandia模型

Edvinsson等学者在1997年提出。从公司众多业务要素中寻找关键要素, 把这些要素分解成若干指标, 分别从财务、客户资本、人力资本、流程资本、创新资本等五个方面进行测量[12]。

整个评估体系中指标较多, 财务和非财务指标共有164个。这些指标简化后可以分为货币类和百分比两类。从货币类指标中可以得出智力资本价值基值C, 从百分比指标中得出智力资本效率I, 则企业智力资本价值=C*I。大多数研究者认为, Skandia模型突破了传统仅使用财务指标评价企业价值的视角, 具有开创性的意义。该模型还提供了度量结构资本的指标, 这些都是以前研究者未曾尝试的[13]。但该模型指标众多, 计算有些繁, 不利于动态监测以及企业之间的相互比较, 并且其指标体系过于强调量化指标却没有测量智力资本的一些重要内容, 如企业学习、企业文化、员工创造力等。另外, 它选取的是相对指标, 不能计算智力资本的实际价值。而且, 模型的一些假设并不妥当, 如员工的平均年龄小并不一定代表公司就有活力、富有创造力。企业计算机数量也并不意味着员工坐在计算机旁就是在创造能转化成企业竞争力的知识[14]。

3 结语

智力资本整体测量方法测量企业智力资本的整体价值, 满足外界了解企业状况和企业本身把握智力资本总体变动的需要, 但是它未测量智力资本内部各要素的价值大小, 难以满足智力资本测量的精度要求, 不便于进行有针对性的分类管理。而智力资本单项测量方法恰恰弥补了这一点, 便于企业对各类智力资本的监控和管理, 并且使用财务和非财务相结合的方法进行测量, 考虑的因素更加全面, 但是一般来说, 它需要测量的指标太多, 计算较为繁杂, 还有就是缺乏从总体上把握企业智力资本的整体价值, 不便于企业之间智力资本的比较。总之, 两种方法各有优劣。此外由于智力资本的复杂性、动态性和多样性等特点, 导致智力资本测量方面还没有一套公认的、普遍适用的测量方法。

摘要：20世纪90年代后, 随着知识经济的发展, 智力资本在经济生活中的作用日渐凸现。国内外学者纷纷展开对智力资本的研究。智力资本测量是智力资本研究中的环节之一, 能测量的才能进行评估, 根据评估的结果才能有针对性的进行管理。通过对企业智力资本诸多测量方法进行分析、比较、归纳和提炼, 力求为相关研究的深入提供科学依据。

关键词：智力资本,测量,评估

参考文献

[1] Arthur Anderson, Knowledge Measur ement, Next Generation Research Gro up Paper, 1998:99～129.

[2] Szewczyk, S.H., Tsetsekos, G.P.and Z antout, Z. (1996) .The valuation of cor porate R&D expenditures:evidence f rom investment opportunities and free cash flow[J].Financial Management, 25 (Spring) :105～111.

[3] Linderberg, E.B.and Ross, S.A.Tobin’q ratio and industrial organization[J].Jo urnal of Business, January1981:1～32.

[4] Stewart III.G.B.EVA:Fact and Fan tasy.Journal of Applied Corporate Fi nance (Summer) , 1994, 71～84.

[5] Marchant, G.and Barsky, N.P.Invisibl e but Valuable:A Framework for th e Measurement and Management of In tangible Assets.Paper presented at2n d World Congress on the Managemen t of Intellectual Capital, Hamilton, Janu ary, 1997, 21～23.

[6] Ante Pulic, VAICTM?An Accounting Tool for IC Management, Austrian In tellectual Capital Research Center, htt p://www.measuring-ip.at/Papers/ha m99txt.htm, 2000.

[7] Kaplan, R S&.Norton, D P.Using th e balanced scorecard as a strategic management system[J].Harvard Business Review, 1996, (Jan/Feb) :75～85.

[8] Allee, V.The art and practice of bein g a revolutionary[J].Journal of Know ledge Management, 1999, 3 (2) :121～131.

[9] Bukh, P.N., Johansen, M.R.and Mou ritsen, J.Multiple integrated performan ce management systems:IC and BSC i n a software company[J].Singapore M anagement Review, 2002, 24 (3) :21～33.

[10] S.Wesley, Changchien, Pi-Yu Tsai.M easuring return on investment of inte llectual capital-ROIC[J].International J ournal of Learning and Intellectual Ca pital, 2005, 2 (3) :219～245.

[11] Bontis.N., Assessing knowledge asset s:A review of the models used to m easure intellectual capital[M].Working paper.Queen’s Management Research Center for Knowledge-Based Enterpr ises, 2000.

[12] Edvinsson L.and Malone M.S., Intelle ctual Capital:Realizing Your Company's True Value by Finding Its Hidden Brainpower, Harper Business, 1997.

[13] Bontis, N.Assessing Knwoledge Asset s:A Review of the Models Used to M easure Intellectual capital, 2000.

教育研究方法综述范文第4篇

波阻抗反演的发展经历了从简单的地震资料直接反演到地震、测井、地质等多种资料的联合约束反演, 从线性反演到非线性反演, 从单一纵波阻抗反演到纵横波阻抗弹性反演的过程。由于地震反演问题是一个非线性问题, 所以为了得到更高的反演精度和提高反演速度, 近年来, 许多地球物理学者将神经网络法、模拟退火法、遗传算法等非线性优化方法应用于非线性反演中, 使得各类非线性反演方法得到了迅速的发展。

1 蒙特卡洛方法

我们将反演过程中用随机发生器产生模型、以实现模型全空间搜索的方法统称为蒙特卡洛反演法 (Monte Carlo Method, 简称MC) 。蒙特卡洛法在非线性反演的研究和发展过程中, 有着十分重要的作用。

蒙特卡洛法可分为传统蒙特卡洛法和现代蒙特卡洛法。传统蒙特卡洛法又称为“尝试法”, 其在计算中按一定的先验信息, 随机产生大量可选择的模型, 并对这些模型进行计算, 将其结果与实际观测的结果进行比较, 并根据预先给定的先验信息来确定该模型是否正确。现代蒙特卡洛法, 如模拟退火法、遗传算法等, 它们和传统的蒙特卡洛法不同, 不是随机选择模型, 而是在一定的原则下, 有指导的选择模型, 因此我们称它为启发式蒙特卡洛法。

由于蒙特卡洛法在反演中必须进行大量的正演模拟和反演计算, 收敛速度不可能快, 这就大大地增加了计算时间和成本, 使它在实际应用中受到了很大的限制。随着地球物理数据的急剧膨胀以及人们对反演结果的期望越来越高, 传统的蒙特卡洛法已不适应新形势的要求。当今, 新的反演方法不断涌现, 传统的蒙特卡洛法已很少有人问津。如今, 研究在全空间进行搜索的现代蒙特卡洛法已成国内外地球物理学家的共识。

2 模拟退火方法

模拟退火方法是对固体退火过程的模拟。物体加热熔化时, 其能量增加;降温冷却时, 其能量减少。当物体冷却十分缓慢时, 物体会形成理想的晶体, 其能量出现总体极小;反之, 当物体冷却不缓慢时, 会成为似稳定的玻璃态物质, 其能量出现局部极小。退火过程就是寻找能量总体极小的物体的过程, 这个过程和利用最优化原理求解地球物理反演的过程 (寻找目标函数的全局最优解) 类似, 基于此, 可以将退火的原理引入地球物理反演中, 并称之为模拟退火反演。

模拟退火法本质上是一种启发式的蒙特卡洛方法, 所以反演是在全空间进行搜索, 要求得到全局极小。理论和实践表明, 模拟退火法比传统蒙特卡洛法计算效率高, 但在进行二维、三维反演时, 基于串行的模拟退火算法必须进行成千上万次二维、三维正演, 计算时间极长;同时由于高维问题对应的模型空间也比较大, 在全空间进行全局搜索时间也比较长。因此, 研究基于并行和适用于高维地球物理反问题的模拟退火算法, 是模拟退火算法发展方向之一。

3 遗传算法

遗传算法, 也称为基因算法, 是模拟自然选择和遗传学理论, 依据适者生存原理而建立起来的一种新的全局最优化算法。遗传算法是一种物种从低等向高等逐步寻优和演化的过程, 这和在一个特定的模型空间范围内寻找最优模型的反演过程相似, 因此可以将遗传算法用于地球物理反演。

遗传算法本质上也是启发式的蒙特卡洛优化过程, 它模拟了生物的进化演化过程, 是非线性反演方法家族中的核心成员之一。与传统的线性反演方法相比, 遗传算法具有:不依赖初始模型的选择、能寻找全局最小点而不陷入局部极小、在反演过程中不用计算雅克比偏导数矩阵等优点。另外, 遗传算法具有隐性并行性, 是一种群智能演化算法, 随着并行计算和集群式计算机技术的发展, 该算法将会得到越来越广泛的研究与应用。

随着非线性反演算法和线性化反演算法的发展, 单一的地球物理资料的反演已无法适应当前形式的要求, 将遗传算法与其它线性化反演算法甚至其它非线性反演算法进行结合, 进行混合优化反演, 是地球物理反演方法未来的研究方向。另外, 随着并行计算技术的发展, 将具体的地球物理反演问题进行并行化遗传算法反演, 将会大大提高遗传算法在进行大型地球物理反演时的计算能力。

4 人工神经网络方法

人工神经网络是模拟生物神经网络的结构和功能的一种人工系统, 它力图模拟人类大脑神经网络的一些功能。目前人工神经网络有几十种, 结构性能各不相同。但无论它们差异如何, 它们都是由大量简单的基本处理单元广泛连接而成的, 这种基本处理单元称为神经元, 它是生物神经元的模拟物。最简单的神经元节点是计算所有输入的加权和, 并通过一个非线性函数输出结果。各神经元之间通过可变权相连接, 每个神经元对所有输入信号加权后求和。人工神经网络的信息处理功能由神经元节点的输入输出特性、网络的拓扑结构以及网络采用的学习方法来决定。正是这三个要素的差异形成了多种多样的神经网络模型。

地下地质体的构造是复杂变化的, 其岩性和油气水状况的变化很难用确定的函数表达式来加以定量描述, 而神经网络可以实现输入与输出之间的复杂非线性映射, 很适合求解这类问题。

人工神经网络具有如下特点: (1) 分布存储, 并行处理; (2) 具有自组织, 自学习能力; (3) 联想记忆能力; (4) 高度的容错性; (5) 采用自适应算法, 具有较强的抗干扰能力 (6) 高度的映射能力。因此, 人工神经网络在信息处理时, 无需进行数据分析与建模, 特别适合于对知识背景不清楚, 推理规则不明确的信息进行识别和处理。

5 结语

地球物理非线性反演的方法有很多不同的反演方法基于的数学模型和算法不同, 适用的地震地质条件也不尽相同, 因此在选择反演时要根据实际的需要, 以及实际资料的质量来选择合适的反演方法。

摘要：由于数学算法的不同, 反演方法被划分为线性反演方法和非线性反演方法。本文, 我们对非线性反演方法进行了有益的探讨, 并对常用的几种非线性反演方法进行了分析, 评价了各种方法的优缺点和适用性。

关键词：非线性反演,蒙特卡洛方法

参考文献

[1] 张永刚.地震波阻抗反演技术的现状和发展[J].石油物探, 2002, 41 (4) :385～390.

[2] 李庆忠.走向精确勘探的道路[M].北京:石油工业出版社, 1993.

教育研究方法综述范文第5篇

普瑞巴林是辉瑞公司开发的用于治疗癫痫、焦虑和中枢神经疼痛的药物[1], 作用机制与加巴喷丁类似[2]。其S异构体具有治疗活性。已报道了合成消旋体-拆分法和不对称合成法, 也有利用酶法的合成和拆分。以色列特瓦公司和Warner Lambert公司是该领域最主要申请人, Warner Lambert公司最先报道了普瑞巴林合成方法。目前特瓦公司和Warner Lambert公司报道的专利均以不对称合成为主。Warner Lambert公司报道了多个手性配体, 而特瓦公司则开发出多个手性中间体。英国的基因里克斯公司也报道了较多方法, 如WO2009081208、WO2009147434A1、WO2009050326, 申请类型包括新的中间体、新路线和拆分方法。国内研究方向主要为新的中间体、新路线的提供和工艺改进, 致力于步骤少、经济以及环境友好的工艺的开发, 如CN101987826A、CN101362696A和CN102115449A等。

1 合成方法概述

普瑞巴林结构中含氨基, 引入可由硝基、氰基取代的中间体的还原, 及酰胺基的Hoffman消除实现。CN101555210A通过氰基化合物的氢化还原形成消旋的氨基衍生物, 进一步用S-扁桃酸进行消旋获得S-型异构体。WO2009147434公开了硝基取代的中间体化合物, 将该中间体化合物经还原和脱羧即得到消旋的普瑞巴林。其中硝基的引入是通过采用原料硝基甲烷。采用硝基甲烷是普瑞巴林合成中引入硝基的一种普遍的方法。Michael加成反应是引入硝基或氰基基团的一种重要的方法, US20090286880公开了用硝基甲烷通过Michael加成反应引入硝基。Warner Lambert公司在US5637767中以氰源化合物经Michael加成反应引入氰基。该中间体通过后续的脱羧、水解和还原反应生成普瑞巴林。WO2009149928通过硝基甲烷进行Michael加成反应引入了硝基。另外, 由于丙二酸酯类化合物具有活泼的α氢, 该位置是增长碳链的活泼的反应位点, 因此是较好的引入羧基的方法。通过酰胺基团的Hoffman消除反应产生氨基是一种重要方法。WO2011077463通过3-异丁基戊二酰亚胺的水解。WO2009004643通过3-异丁基戊二酸酐的氨解产生酰胺基团。还可通过氨化反应直接引入氨基, CN101585778A以氨化反应取代易离去基团直接引入氨基。通过叠氮基引入氨基也是常采用的一种方法, 但叠氮化合物有毒性, 报道已较少, 如WO2009022839。

不对称合成法逐渐成为主要方法。获得不对称产物可通过不对称催化反应, 及直接采用手性的原料。US5684189A首次报道了化合物普瑞巴林。以4-甲基戊酸和恶唑烷酮为起始原料, 先发生酰胺化反应, 在随后α位亲核取代反应中通过Evans不对称烷基化反应直接形成S-构型的取代产物, 在底物中引入辅助基团来控制立体选择性。CN101448779使3-异丁基戊二酸酐发生不对称开环, 得到手性酯, 再胺化得到手性中间体, 经霍夫曼降解得普瑞巴林。WO2007035890通过3-异丁基戊二酸酐不对称开环获得中间体。WO2006110783公开了一种新的硝基手性中间体。还有报道通过采用手性的起始化合物引入分子中的不对称碳原子。WO2009022839采用一种手性起始原料化合物, 经与丙二酸酯的加成、叠氮化反应和还原反应得到普瑞巴林。CN101585778A以S- (+) -亮氨酸为起始原料, 经过丙二酸酯的脱羧, 无需拆分直接合成普瑞巴林。不对称催化剂的使用使得潜手性的底物转化为手性化合物。复旦大学的陈芬儿等在CN103073443A中以有机胺催化剂催化3-异丁基戊二酸酐与甲醇在有机溶剂中进行不对称开环, 然后经叠氮化、Curtius重排等步骤制得普瑞巴林。CN1929922A中公开了一种双膦配体, 用于催化氰基的还原。CN1396905提供了一种铑络合物催化剂, 用于烯烃化合物不对称氢化。

酶稳定性差, 且非固定化酶难以回收, 但酶催化反应有选择性和条件温和等优势, 酶的动力学拆分能够避免使用手性助剂、难以获得的手性配体以及氢化催化剂, 反应能够在室温和大气压条件下进行。CN1972904、CN102102114使用了脂肪酶, 将消旋3-氰基丙二酸酯衍生物与酶接触, 获得了S-构型产物。能够使用的脂肪酶包括Thermomyces lanuginosus等。WO2009/087650报道了以腈水解酶对映选择性地制备普瑞巴林的方法, 生物催化剂为腈水解酶。

2 结语

普瑞巴林的合成方法主要是化学合成。生物法虽然具有条件温和、对应选择性高的优点, 但因酶的应用限制而无法普遍应用于工业生产规模当中。拆分法步骤复杂, 不对称合成法成为了普瑞巴林的合成领域中研究的热点, 逐渐成为普瑞巴林的主要方法, 也是药物公司的主要研究方向。

摘要：普瑞巴林是一种γ-氨基丁酸受体拮抗剂, 用于治疗癫痫、抗惊厥和外周神经疼痛等疾病。本文对近年专利文献中的合成方法的报道进行了总结, 对技术发展进行分析。目前普瑞巴林的制备方法主要包含合成消旋体-拆分法合成, 不对称合成以及生物法合成。

关键词：普瑞巴林,拆分,不对称合成,酶法合成

参考文献

[1] 普瑞巴林的合成研究进展[J].有机化学, 2011 (31-10) :1582-1594.

教育研究方法综述范文第6篇

1 继续做好常规护理

常规护理的作用具有非常重要的作用, 不要因为病人进入恢复期就放松了常规护理, 让患者感到“日常生活”一如既往, 不能因为环境和氛围的变化让患者的情绪产生波动, 造成病情的反复。做好常规护理工作也要针对性, 具体表现在以下几个方面。

1.1 争创和谐的护理氛围

恢复期的精神病人通常具有非常高的环境敏感性, 患者所在的人文气氛和环境气氛对他有很大的感染性, 要从细微处让病人感到护士的端庄、热情、和蔼与博学, 使病人认识到为他服务的护士有高尚的品格和精深的知识, 从而相信、服从护士的管理与服务。在环境的布置上, 要温馨、舒适, 室内光线充足, 使病人摆脱恐怖, 充分感受环境带来的舒适、宽松、自由, 处处折射出人文关怀的内涵, 使病人生活得舒适、愉快。

1.2 在饮食护理方面

首先要了解在恢复精神病人产生饮食障碍的具体原因, 而后采用针对性的解决措施进行饮食护理。患者在恢复期通常会有程度不同的心理障碍, 虽然显著减轻, 但是如果引不起重视, 也非常容易造成病情反复, 例如, 对于受幻觉症状影响的患者, 建议利用保护性与解释性的语言, 劝解患者主动进食, 对于有被害妄想的患者, 建议工作努力争取患者信任, 待其解除疑虑后劝解其进食。

1.3 在睡眠护理方面

对于精神兴奋、躁动、激越、攻击行为的患者虽然经过治疗进入康复期, 但是应该持续应用药物控制症状和药物辅助入睡, 但是剂量可以根据病情的减轻情况进行减少, 如果病情不需要继续用药则应该帮助患者解除睡眠焦虑的担忧情绪, 并要在午休晚休期间保持患者所在房间的安静, 不影响患者的正常休息。

2 恢复期综合症的护理

所谓的恢复期综合征就是指精神病人在进入恢复期、即将出院回家的时候通常会产生许多不良的心理和情绪主要表现为以下几个方面。

2.1 主要表现

(1) 感觉前途无望:多数病人担心今后能否继续工作, 智力能否恢复正常, 家庭是否会发生裂变, 尤其是未婚者更担忧今后的婚姻情况等。他们可能被亲人嫌弃, 朋友远离, 有的患者甚至产生悲观厌世或自杀。

(2) 感觉孤独无助:精神病人在发病时一般变现为行为怪异、难以接近甚至毁物伤人, 虽然经过治疗已经进入恢复期, 病情显著减轻, 但是之前人们因为见过患者发病, 或者曾经为患者所伤, 人们通常对患者有所忌惮, 并情不禁地对患者敬而远之。这样的状况让患者常常感到强烈的孤独感以及沉闷压抑感, 越是邻近康复期, 这种感觉就越是强烈, 因此会常常表现出郁闷、沉默不语、冷漠、孤僻等不良心理状态, 更有甚者, 有患者因为这种“被抛弃感”而产生自杀等轻生的念头。

2.2 相关护理举措

(1) 注重患者心理方面的鼓励和支持。恢复期病人突出的心理要求是被尊重受重视, 因此, 在心理调护方面应做好以下工作: (1) 医护人员应尊重病人, 根据他们的职业特点给予恰当的称呼, 谈话时态度诚恳, 耐心倾听病人的陈述并给予恰当的解释, 指导病人正确对待困难和挫折, 摆脱悲观厌世之消极情绪。 (2) 用实际病例鼓励病人, 向他们说明精神疾病经过治疗和自身心理调节后完全可以和正常人一样生活和工作, 同时鼓励病人看到自己的优点的长处, 克服自卑心理。 (3) 结合治疗, 音乐治疗及其他一些娱乐和动, 使病人建立起积极的心理状态, 对病人取得的进步给予鼓励和肯定, 让他们感觉到自身存在的价值和意义, 增强其对生活的信心和热情, 为病情康复后走向社会做好心理准备。

(2) 实施心理诱导护理。所谓的诱导就是在利用循序渐进、步步为营方式对患者实施向健康方向发展的诱导, 主要方法为:首先, 消除患者的羞耻感非常重要, 患者进入康复期之后, 由于神智相对比较清醒, 有可能反复回忆自己在发病期间的怪异行为, 正常理智下的羞耻心理便会显现出来, 进而影响患者的康复进程, 或者因为羞于见人而对护理和治疗有所抵触。此时, 护理工作者应该热情主动地鼓励与安慰患者, 帮助他们正确认识发病时的怪异行为, 并助其脱离出“回忆痛苦努力回忆更加痛苦”的怪圈。其次, 消除悲观消极的不良心态。正如笔者上文所讲, 由于种种原因, 患者此时的悲观消极心理因素会显著增加, 因此护理人员要通过与患者的有效沟通来使其正确认知社会生活的规律, 能够正确合理地处理社会人际关系尤其是家庭关系, 并鼓励患者在康复出院之后能够有效发挥自己的聪明才智, 在事业、家庭、爱情方面取得成果。最后, 有些患者的精神病人的发病原因是因为生活受挫或者感情受挫导致过度悲伤, 尤其是在恢复期往往回想起往事, 此时护理工作人员要注意察言观色, 巧妙引导, 使患者说出自己的内心痛苦, 让其抒发心中和积怨, 并耐心开导。

摘要：心理护理对于精神病人来说是必不可少的护理方法, 尤其是处于恢复时期的精神病人, 他们的心情往往处于极为复杂并且易于变化的状态, 常常还伴有许多自相矛盾的心理因素, 因此, 恢复期的心理护理不仅是必不可少, 而且十分重要。在本文中笔者综述了恢复期精神病人心理护理方法, 期望为相关工作人员提供有益的参考。

关键词：心理护理,精神病人,恢复期,护理综述

参考文献

[1] 陈兆红, 陈淑娟.住院精神病患者暴力行为原因与护理干预[J].护理学杂志, 2003, 11:835～836.

[2] 陈淑清.精神科护理学[M].长春:吉林科学技术出版社, 2004:73.