流式数据管理范文

流式数据管理范文（精选7篇）

流式数据管理 第1篇

针对以上风机风量参数测试中传统仪器测量存在的诸多缺陷, 本系统将从数据传输方式、系统构成上进行相应的改进。首先, 将有线传输改为无线传输, GPRS模块由于具有永远在线、自由切换、传输速率高、计费灵活便宜等优点而有着极为广泛的应用。其次, 对于系统整体结构而言, 改变以往单一仪器工作的方式, 将测得的风速数据通过无线传输技术送到远程中心计算机当中, 从而构成一个测试系统, 这样既可以对采集的数据进行相应的分析处理操作, 又可以永久保存, 随时调取打印, 还能通过互联网能实现资源共享。

1 系统设计

系统主要包括现场部分、公共网络部分和远程测试中心三部分, 且具有三层网络结构。现场部分主要由风速传感器、数据采集板、GPRS无线传输板组成。数据采集板通过不断唤醒风速传感器测量风速数据, 并在数据采集板中的控制部件单片机进行处理、存储。当数据的发送时间到时, 数据采集板就立即通过标准串行口电路将数据送到GPRS无线传输板上, 经过对数据的打包、封装发送到中国移动的GPRS网络及Internet网络上, 最终将采集到的风速数据以无线传输方式发送到远程测试中心计算机上, 从而完成数据的永久保存、打印输出, 并可通过局域网实现共享。

2 系统硬件设计

2.1 数据采集板片选及硬件

数据采集板选用的风速传感器是采用三杯式光电风速传感器, 当风吹动三杯时, 带动光码盘旋转利用发射管和接收管光电作用使之产生与风速相对应的电脉冲信号。将获得的电脉冲信号经过放大, 整形送数据采集板中的多路接口电路, 进行风速的采样, 然后由单片机按一定的时间进行循环扫描, 得到各路风速值, 从而完成数据采集板的风速数据采集工作, 并将采集到的风速值通过标准的串口电路模块送到GPRS无线数传板中。

( 1 ) 单片机控制模块: 在数据采集板中选用A V R系列的ATmega128L-8AU单片机作为数据采集板的控制核心部件。 (2) 风速传感器及数据信号转化模块:本系统选用三杯式风速传感器, 使用环境在-20℃~50℃。该风速传感器探头引线桔黄色“+”为+5V电源, 蓝为“-”为接地和灰“信号”为产生脉冲信号端。风速传感器产生10个脉冲对应风速为1.0m/s。 (3) 串口通信模块:在系统串口通信模块中, 串行口采用9芯标准RS-232C接口, 所用到的引脚为2号接收数据RXD端和3号发送数据TXD端。由于RS-232C的电平与TTL电平不兼容, 在单片机的串口和单片机接口之间加入了电平转换芯片MAX232。 (4) 电源模块:电源模块采用AC-DC, 可以外接220V电源, 该电源模块将220V电源转换为系统所需的+12V和+5V电源。

2.2 GPRS无线传输板片选及硬件

(1) 单片机控制模块:单片机控制模块仍然采用AVR系列的ATmega128L-8AU单片机作为GPRS无线传输板的控制核心部分。其完成的功能有两种:第一, 是将数据采集板上采集到的风速数据进行处理;第二, 对GPRS无线传输板进行参数初始化。 (2) GPRS模块:基于提供一种简便实用的GPRS通讯解决方案的需求, 本系统选取SIMCOM公司生产的SIM300无线传输模块。它内嵌了TCP/IP协议栈, 并简化了接口设计, 屏蔽了GPRS模块的复杂接口方式和接口协议栈, 取而代之的是通用的232接口和简单的AT命令交互界面。采用3.4V-4.5V电压供电, 具有短消息服务、语音通话、数据传真等功能。

3 结语

本系统集数据采集技术、GPRS无线通信技术、数据库技术于一体, 实现矿用主要通风机风量测试数据的采集、无线传输等功能。

参考文献

[1]杨应迪, 张国枢, 秦汝祥, 邱进伟.通风机特性曲线图形矢量化技术[J].冶金自动化, 2010 (01) .

[2]郝树明.实测风机特性曲线的回归与检验[J].冶金安全, 1987 (06) .

[3]章庆丰, 贾宝山, 葛少成.DF-3C多路风速仪在主通风机性能测定中的应用[J].矿业安全与环保, 2003 (1) :51-52.

流式数据管理 第2篇

我国的水环境“三氮”污染日益严重。污水中, 氮元素以有机氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮四种形式存在。近年来, 国家及地方政府政府相继出台了更加严格的污水排放标准。北京市污水综合排放标准对直接向地表水体排放污水的单位的氨氮和总氮排放限值进行了严格规定[1], 天津市城镇污水处理厂污染物排放标准DB12/599-2015对于水污染物的控制标准提出来新的要求[2], 石油化学工业污染物排放标准[3]中对于石油化学工业提出了总氮的排放限值要求。

2. 生物法除氮

2.1 生物法除氮原理

生物脱氮是污水处理厂普遍采用的一种方法。微生物通过“硝化与反硝化反应”将水中氮元素去除。“硝化反应”是指硝化菌将污水中游离铵和铵盐被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。硝化反应对溶解氧有较高的要求, 处理系统中的溶解氧最好保持在2mg/L以上。“反硝化”是指在无氧条件下, 反硝化菌将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气的过程。

2.2 A/O法脱氮工艺

A/O (Anoxic/Oxic) 法脱氮工艺, 是将反硝化反应器放置在系统前, 故又称为前置反硝化生物脱氮系统, 这是目前采用比较广泛的一种脱氮工艺。

其工艺流程如下

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起, A段DO不大于0.2mg/L, O段DO=2~4mg/L。在充足供氧条件下, 自养菌的硝化作用将氨氧化为硝酸盐, 通过回流控制返回至A池, 在缺氧条件下, 异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮 (N2) , 实现污水无害化处理。BOD5的去除率较高可达90~95%以上, 脱氮效率70~80%。该工艺还可以将缺氧池与好氧池合建, 中间隔以档板, 可基于现有推流式曝气池进行简单改造[4, 5]。

3. 某石化污水生物曝气处理法实例

3.1 纯氧曝气改为空气曝气

某石化企业污水处理主要处理各生产装置排出的生产污水、初期雨水和生活污水。污水场主要处理构筑物有调节罐、气浮池、纯氧曝气池、二沉池、BAF等。设计处理能力为500t/h.设计主要去处污染物为COD、石油类, 执行《污水综合排放标准》 (GB8978-96) 2级标准。设计进出水水质见表1。

设计生化处理段采用纯氧曝气池。密闭式纯氧曝气池是一座加盖密闭的四段反应池, 污水和回流污泥的混合液首选进入一段反应池, 并顺序流经各段, 从第四段的出水渠排出。氧气由第一段反应池进入曝气池系统, 并经各池之间的气相通道顺序流至四段反应池, 尾气在第四段集中排放。在表面曝气机的作用下, 混合液与氧气充分接触, 污水中的有机物被活性污泥所吸附为微生物群体所分解, 使水得到净化。

近几年, 由于生产来水负荷低, 运行时, 氧曝系统采用空气曝气法的运行控制。通过调整氧曝池的进气量及表曝机转速控制泥水混合液溶解氧含量。氨氮进水5.6mg/l, 出水4.0mg/l, 此系统不能对氨氮及总氮进行有效去除。氨氮出水虽能满足现行地方排放标准≤8mg/l的要求, 但仍未达到地表水功能区要求 (V类功能区要求氨氮≤2mg/l) , 需要对现有污水处理系统进行优化运行控制以满足日益严格的法规标准要求。

3.2 基于A/O除氮工艺, 现有污水处理系统进行改造试验

立足于现有设施, 氧曝池置换风原由进入一段, 改为从四段进入。开启置换风机时关闭氧曝4段人孔盖, 打开1段、2段或3段人孔盖, 控制氧曝1段溶解氧低于0.5mg/L, 3、4段溶解氧≥2.0mg/L。基于A/O原理, 增加内回流泵, 增加由氧曝四段至氧曝进水井的管线, 将四段出水回流至氧曝1段。图2所示。

由表3可见, 氧曝池内进出水COD浓度与改造试验前差别不大, 此试验并没有降低COD的去除率。氨氮进水浓度并未变化, 但出水浓度明细降低, 为1.1mg/l, 去除率为80%。同时监测曝气池进水与出水硝酸盐的平均浓度, 分别为1.73mg/l、9mg/l:出水硝酸盐浓度明细升高, 可见池内发生了明显的硝化反应。比对曝气池进水与二沉池出水总氮浓度可见, 系统总氮去除率达92%, 说明该系统发生了较明显的反硝化作用。

3.3 保障出水合格的措施

该试验对氨氮, 总氮都有一定的去除作用。但该系统抗冲击能力较差, 来水有机负荷突然升高、含有毒物质、水温过高或过低对硝化菌都会产生较强的抑制作用, 且恢复过程较慢。为了确保系统受冲击后, 硝化系统能快速恢复, 需要一次性投加生物制剂菌种 (硝化细菌及反硝化细菌) , 并合理控制曝气池内1段~4四段的氧含量、回流量及排泥量。

4. 结论

基于A/O除氮原理, 对现有生化曝气池系统进行改造, 通过改变曝气池各段的溶解氧, 增加内回流的措施能有效去除进水的氨氮与总氮, 但方法抗冲击能力差, 需要储备生物制剂菌种, 确保系统受冲击后硝化系统快速恢复。

参考文献

[1]北京市污水综合排放标准DB11/307-2013

[2]天津市城镇污水处理厂污染物排放标准DB12/599-2015

[3]石油化学工业污染物排放标准GB31571-2015

[4]郑新灿、李亚新, 污水除磷脱氮技术, 中国建筑工业出版社, 1998

混流式水力机组减振分析 第3篇

1) 水力振动:

混流式水力机组的水力振动主要是与水流量大小有关, 常见的原因包括:流道中水流大小不均衡引起振动, 卡门涡列造成转轮叶片振动, 迷宫内间隙不均匀引起振动, 尾水管中涡带造成低频振动等。

2) 机械振动:

机械振动多数为混流式水力机组内各传动装置难以协调运行所致, 水轮机、发电机的结构搭配不合理, 当水轮机组运行后会引起机械振动。

3) 电磁振动:

设计阶段未能综合考虑混流式水力机组的减振性能, 导致后期使用后出现多个故障问题。电磁振动则是因水轮发电机在设计上出现失误导致。

2 机组减振的方法

1) 消振:

在消除振动之前必须要准确查找引起振动的因素。

2) 隔振:

对于不可避免的机组振动, 原则上是尽可能降低振动大小, 从而降低对机组造成的损坏。目前大型混流式机组已不采用隔振器, 这就需要电厂通过抗振措施来减轻振动。

3) 试验:

研究分析大型混流式水力机组内部中的水力的稳定性可以为减振措施提供指导。影响水力稳定的因素较多。

4) 改造:

对大型混流式水力机组的改造有两方面, 一是参数, 将受控对象的重要参数修改, 控制振动在有效范围内;二是结构, 对机组内的机械传动结构、电气控制系统结构进行改造, 提高设备的生产运行效率。

3 迷宫止漏环的减振措施

当水轮机组内的传动作用不理想时, 其会造成不均衡的侧向力, 这种侧向力会引起机组装置发生振动现象。大型混流式水轮发电机组中配备的装置结构复杂, 受到间隙较小因素的影响, 其在运行时会造成间隙内的压力脉动幅度增大, 从而造成迷宫止漏环的振动。处理方法包括:

1) 补足空气。主要是对背面空腔补充足够的压缩空气, 这是一种很有效的减振方法。因空气自身具有可收缩性, 能较小边缘间隙的流速以达到减振的效果。操作流程为:选择一根管子 (Φ20) , 两端分别和顶盖补气孔、空压机相连, 然后往水轮机补适当大小的压缩空气。

2) 增大间隙。通常, 迷宫间隙δ=0.1%～0.2%转轮直径是最佳间隙[2]。此种方式是通过增大外迷宫间隙来发挥减振的功能, 其实际上是增大密封间隙处的流量, 促进背面空腔内水流流态的转变来实现减振减压的效果。增大迷宫间隙也会降低转轮的偏心, 避免受力不均匀造成的影响。

3) 调整结构。对机组内部结构进行优化改造, 把下梳齿修改成阶梯式结构。尽管这种改造会产生较大的不均衡力, 却能实现作用力、偏心在相反的方向, 对机组的持续运行有帮助。此外, 还可以减小梳齿的高度、梳齿的半径, 避免不平衡力造成的振动。

4) 均压控制。保持水轮机组内部压力的均衡, 需借助于相关装置作用的发挥。通常可以将均压管安装于转轮下腔, 保持下腔水压力的均衡。于转轮下腔的下支持环上开孔, 这也是保持压力均衡的有效方式, 能在降低压力脉动的同时发挥更好的抗震效果。

4 尾水管涡带的振动方案

1) 流速分布。

对尾水管水流速度严格控制, 通过管内流量的合理布置来达到减振的效果。减小锥管段的流速对尾水管减振而言是很关键的, 标准情况下应控制机组尾水管喉部的流速3.5m/s以内[3]。由此降低涡旋强度、转轮叶片下形成的涡带大小, 对尾水管起到减压效果。

2) 优化结构:

需要调整的结构是泄水锥、尾水管等部分。泄水锥是延长尾水管锥段、扩大扩散角等, 这样可以提高尾水管的运行效率。当尾水管锥角扩大到一定程度时则会实现装置结构的优化, 使得尾水管的涡带逐渐消除, 防止了管壁撞击引起的振动。

3) 适当补气:

在水转轮直径大于4 m, 相对振幅超过3%, 水压脉动绝对值超过50 kPa, 则要采取补气的方式降低水压脉动。如:笔者在实际操作中做得出, 混流式水轮机处于低负荷运行时, 为维护机组的性能发挥, 补气量在额定出力下水流量的0.8%～1.2%。

4) 导流装置:

添加导流装置可降低尾水管承担的水流负荷。

5 电气装置引起的振动处理

1) 谐波共振:

在临界转速接靠近2-3倍工作转速时, 水轮机组会出现超谐波共振;而对水轮机组性能要求较高的装置, 当设计临界转速小于工作转速且临界转速靠近35%-50%的工作转速时, 也会造成次谐波共振, 这就需要采取措施防止谐波。。

2) 铁芯松动:

铁芯内部的温度会不断上升或降低, 温差过大会造成应力的不稳定性, 造成定子铁芯组合缝松动后出现损坏, 可通过增强各配件之间紧密性等方式处理。

6 机组减振的结构优化

1) 轴承:

混合式水轮机与冲击式水轮机对比性能更加优越, 调整水轮机轴承的结构一般要采用高性能的轴承产品。

2) 机墩:

目前, 机墩形式有圆筒式、环形梁式、矮机墩、构架式机墩[4]。机墩在发电机中是很关键的结构, 多数是利用钢筋混凝土结构起着支撑的作用。在机墩改造中要全面考虑静荷载造成的应力、动荷造成的扭矩、振幅, 以此来降低机组承载的负荷大小。

3) 转轮:

优化后的转轮应使用流线改型法, 结构改造中要充分强调强度、刚度等问题。

7 结 论

机组振动是水轮发电机组运行期间不可避免的现象, 机组发生振动后会造成不同程度的损坏而减弱了设备的使用性能, 水轮机组出现振动是由多方面因素造成, 这就需要电厂能根据具体原因针对处理。

摘要：分析了混流式水力机组减振的有效策略。

关键词：混流式水利机组,减振,技术分析

参考文献

[1]吴玉娟.混合式水力机组的综合检测与故障排除[J].电厂设备检修, 2010, 24 (10) :53-55.

[2]鲁永金.有关水轮机组减振技术的研究[J].工业一体化技术, 2009, 17 (6) :10-13.

[3]韩少华.新时期机械故障诊断技术的运用[J]南京理工大学学报, 2009, 29 (15) :33-34.

限流式UPFC特性研究综述 第4篇

20世纪80年代中期,美国电力 科学研究 院 ( EPRI) N. G. Hingorani博士[1]首次在EPRI期刊上提出柔性交流输电( flexible AC transmission) 的概念: 通过应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等,以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角等的灵活控制,提高了电力系统的灵活性和运行稳定性,使得现有输电线路的输送能力得以提高。

柔性输配电装置具有响应快速、控制灵活等诸多优点[2,3,4,5],能够实现对电力系统运行的“柔性”控制。但目前FACTs装置( 尤其是串联型装置) 普遍存在过载或抗冲击能力低的弱点,因此实际应用中必须配置完善的保护,否则极易因电网故障等引起的过流、过压冲击而损毁。如统一潮流控制器[6,7,8]( UPFC) ,由于其串联侧换流器通过串联变压器直接耦合串接入电网主回路,当其安装处附近电网发生短路故障时,UPFC的串联侧换流器就极易被耦合到串联变压器副边的短路电流冲击损毁,实际应用中必须采取完善的保护措施[9,10,11]。文献[12]提出了具有短路限流功能的统一潮流控制器( UPFC-FCL) ,将固态限流器与UPFC结合起来,在灵活控制系统潮流的同时,可有效抑制系统短路电流及其对UPFC装置的冲击,从而提高系统暂态稳定和设备运行安全[13,14,15,16,17,18]。

本研究将以限流式UPFC为例,分析其在智能电网中同时具备的“柔性”与“坚强性”。

1韧性电力系统基本概念

各国对智能电网的理解不尽相同。例如美国能源部认为,现代智能电网应具有“自愈、互动、抵御攻击能力、满足21世纪电能质量的需求、协调优化发电和储能、电力市场化、资产优化与高效运行”等重要特性。我国国家电网公司提出了以超( 特) 高压电网为骨干网架, 各级电网协调发展,建设“坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动”智能电网的总体目标。

从国内外已开展的智能电网相关研发内容与工程应用试点情况看,对基于电力电子的柔性电力装备的应用研发与工程试点也开始受到重视。而对于未来包含风能等间隙性新能源并网发电、规模化电动汽车等非线性负荷接入并实现跨大区联网等的广域复杂电力系统,如何充分利用基于电力电子的柔性电力装备与现代先进通讯、控制技术,以期有效增强广域复杂电力系统抗击重大自然灾害等引发的多重或多点连锁大扰动的能力,提高系统自适应和故障自愈能力,确保电力系统安全稳定运行,在理论及工程应用方面缺乏系统与深入。本研究提出韧性电力系统 ( resilient power system) 的概念。

所谓韧性电力系统,是指同时具备自适应柔性灵活控制和强抗冲击能力的电力系统,该系统无论在正常运行或短路故障等大扰动情况下,都能够实现“自适应”柔性灵活控制,并确保安全稳定运行。韧性电力系统必须具有如下特点:

( 1) 合理的一次系统拓扑结构。系统中( 特别是关键节点处) 合理配置一定数量的基于电力电子、微电子及现代控制技术的智能柔性电力装备,可灵活、方便地实现智能柔性操作;

( 2) 配备完善的二次系统。该系统包括电网状态智能传感器阵列、终端( 现场) 智能测控装置、高速可靠的信息通讯网络及后台智能监控处理中心等,能够实时监测电网的各种运行状态并快速做出“自适应” 响应,通过智能柔性电力装备等实现协同控制,尤其对于短路等大扰动故障能够实现最小影响范围的故障区域快速定位与隔离,以及“自动寻优”恢复控制。

具有上述特点的韧性电力系统能够实现对电网运行状态的实时监测与“柔性”控制,能够承受各种随机扰动并自动进行优化处理,特别是对于多重或连续故障等大扰动冲击,能够“自适应地”采取优化柔性控制策略或措施,并使系统快速恢复到正常运行状态。

韧性电力系统的主要研究内容及关键技术: 1适应韧性电力系统的一次系统网络拓扑及优化、重构方法; 具有强抗干扰能力与通讯链路自适应寻优修复 ( 自愈) 的电力信息物理融合系统( CPS) 研究; 2韧性电力系统电力信息安全评估与保障方法研究; 3韧性电力系统优化调度和协调控制策略( 包括故障定位、 隔离与自愈恢复等控制策略) 研究; 4适应韧性电力系统的柔性FACTs设备及综合协调控制技术,以及安全保护与自动控制策略研究等。

构建韧性电力系统少不了基于电力电子的高可靠性智能可控电力设备,如故障电流限制器[19,20,21,22,23]( FCL) 、 限流式统一潮流控制器[24,25]( UPFC-FCL) 等,换句话说,同时具备“柔性”控制与“坚强”抗冲击能力的FACTs装置是构建“韧性电力系统”的基础条件之一。 限流式UPFC在正常运行时的功能与常规UPFC完全一样,能够通过“柔性”控制,对输电线路潮流、系统无功/电压等实现灵活连续调节,使电网运行在最佳状态; 在电网发生短路情况下,其限流器模块能够迅速动作并抑制系统短路故障电流,同时有效保护UPFC装置免受短路电流冲击而损毁。所以限流式UPFC的特点符合“韧性电力系统”的特征要求,是实现韧性电力系统的一种新颖且功能强大的装置。

2限流式UPFC的拓扑结构

本研究将传统UPFC右侧串联变压器的中性点打开,接入三相桥式固态限流器[26,27],构成限流式UPFC主拓扑,如图1所示。

3限流式UPFC的“柔性”功能

UPFC单线结构图如图2所示。它由两个电压源型换流器( 并联换流器和串联换流器) 通过共用直流母线以背靠背的方式组成。并联换流器通过并联变压器并入系统,串联换流器通过串联变压器串入系统。 有功功率可以在两个换流器的交流端之间双向流动。 此外,每个换流器的交流端也可以独立向系统输出或吸收无功功率。

Us—系统电源; U12—UPFC 的串入电压; L1,L2—并联侧和串联侧滤波电感; C—直流电容; Ld—限流电感; Udc,Ud—直流电容电压和限流电感电压; Id—限流电感电流; Z—系统等值阻抗

UPFC的并联换流器部分相当于静止同步补偿器 ( STATCOM) ,串联换流器部分相当于静止同步串联补偿器( SSSC) 。文献[28]提出的一种基本的UPFC数学模型如图3所示。

其中,SSSC部分向系统串入一个幅值和相位都可调的电压U · 12,进而改变线路始端电压U · 2的幅值和相位,故SSSC部分可等效为一个广义的可调同步电压源,流经该电压源的线路电流I · 使串联换流器与系统之间的有功和无功功率交换。STATCOM部分相当于一个注入电流源,其注入电流可以分解为有功分量I · 1d和无功分量I · 1q。其中有功分量I · 1d与系统电源U · s同相或反相,用来为UPFC内部提供有功功率平衡,维持直流母线电压恒定; 无功分量I · 1q与系统电源U · s正交,用于UPFC并联换流器与系统间的无功功率交换[29-30]。

UPFC的电压补偿范围分析如图4所示。12的相角在0 ~2π 之间变化,幅值在0 ~ U12max之间变化( U12max取决于串联换流器的补偿容量) ,因此UPFC的电压补偿范围是一个以系统电压 s的终点为起点,以U12max为半径的圆,线路始端电压 2的终点落在圆上。

可以看出,限流式UPFC与传统UPFC一样,可以快速、灵活地调节节点电压、系统无功与线路传输功率,体现其“柔性”。

4限流式UPFC的“坚强性”

限流式UPFC短路限流的动态过程如图5所示。 限流动态过程等效电路如图6所示。本研究结合图5、图6和图1对以及电路各物理量的动态变化进行详细分析:

( 1) 稳定运行到t0时刻。系统处于正常运行状态,限流电感Ld恒定在串联变压器副边交流电流峰值水平上( 忽略电阻) ,直流电压Ud值接近于0,限流器模块对整个系统呈现零阻抗状态。

( 2) t0时刻。系统发生三相短路故障,控制系统检测到故障信号后封锁UPFC和限流器的触发脉冲, 续流管T7、T8承受反向电压自动关断,等效工作电路如图6所示。

( 3) t0~ t1时段。晶闸管整流桥尚未完全关断,进入自然换流状态,直流电感电压为正值,系统短路电流向直流电感Ld充磁,Id也从稳态电流值Id0不断上升; 同时系统短路电流通过UPFC串联变换器反向二极管流入直流电容,直流电容电压Udc也从稳态电压值Udc0不断上升。

( 4) t1时刻。系统电压Uab“负向过零”( 直流电感电压Ud亦随之过零点) ,直流电感短路电流Id达到最大峰值Idmax。

( 5) t1~ t2时段。系统电压Uab转为负值( Ud亦从正变负) ,直流电感Ld中的能量开始流入系统侧,直流电感短路电流Id开始不断下降; 与此同时,短路电流方向不变,继续通过串联变换器反向二极管流入直流电容,直流电容电压Udc继续处于上升阶段,上升率随着短路电流Id的不断减小而变缓。

( 6) t2时刻。控制系统采用的是逆变续流混合式瞬断方式,在直流电感能量通过三相整流桥流入系统侧一部分之后,重新给续流管T7和T8发送触发信号, 直流电感电流通过续流管进入自然续流状态。至此, 限流器模块退出运行,耦合变压器二次侧相当于断开, 保护UPFC模块不受到短路冲击而损坏。而等效到串联耦合变原边的电抗值将决定流过系统原边的稳态短路电流,本研究采用的串联耦合变为饱和型变压器,此时其原边等效电抗( 即等效漏抗值) 大小可根据短路限流要求设计,因此短路电流可以通过设计达到满足要求的可控静态值。

通过上述分析可以得出,在短路故障发生的瞬间, 限流式UPFC装置中限流电感自动插入耦合变压器副边回路限制短路电流,不需要控制系统发出任何动作, 自动限流成为限流式UPFC的最大优点。而为了最终切断短路电流,控制系统仍需要采取一定的控制措施:

( 1) 短路故障发生后,控制系统检测并确认短路之后,立即封锁UPFC串联变换器触发脉冲。该控制的目的是避免全控型开关器件( IGBT等) 在短路冲击电流的条件下工作而造成损害。要提的一点是,在关断串联变流器桥路后,若没有限流装置的保护,即使开关器件停止了工作,但其并联的反向续流二极管会组成三相桥式不控整流电路继续工作,短路电流会继续向UPFC直流侧电容迅速充电,直流侧电容电压会迅速增大。一方面巨大的短路电流有烧毁反向二极管的可能; 另一方面直流侧电容,串、并联变换器开关器件都将承受系统高电压。由此可见,限流器模块的无延时自动串入电网限流对保证UPFC模块串入电网部分的安全性是必不可少的。

( 2) 控制系统检测并确认短路故障后,会立即封锁限流器模块中三相桥路整流器( T1~ T6) 和续流管桥臂( T7~ T8) 。这一点的目的是将限流器模块从正常工作状态转换到整流状态,开始进入逆变续流混合式瞬断方式,为彻底断开串联变压器副边回路做准备。

( 3) 在t2时刻,控制系统重新触发导通续流桥臂T7和T8。控制的目的是: 迫使三相桥路晶闸管承受反向电压而关断,使限流器模块退出运行,与耦合变压器二次侧回路相连部分相当于断开,以切断故障; 与此同时,短路电流Id将从三相桥路转移到续流桥臂T7和T8上续流衰减。t2的选择需要考虑两方面的因素,一方面从切断故障的角度来说,当然希望时间尽量提前,以减少短路电流对UPFC模块的影响; 另一方面考虑到续流桥臂T7和T8所能承受的压力,续流时间也不宜过长。 因此在实际控制中,会综合考虑进行折中选择,通常情况下会滞后短路电流峰值时刻60° ~120°电角度。

可见,限流式UPFC在系统发生短路故障时,能够自动限制短路电流,采取一定的控制措施后,能够切断短路电流,保护设备不被过流、过压冲击损毁,保证电网安全可靠运行。

5结束语

限流式UPFC在电网正常运行时,限流器模块呈现零阻抗,装置等效为常规UPFC对系统进行综合补偿,柔性控制,快速、灵活地调节节点电压、系统无功与线路传输功率; 当电网( 装置安装点附近) 发生短路故障时,限流器模块在瞬间自动转变为高阻抗串入线路中将系统及流经UPFC的短路电流限制到安全水平, 并在20 ms( 1个周波) 内切断短路电流,使得UPFC免受系统高电压和短路大电流冲击,保护设备,使得设备与系统的运行更加安全可靠,更加坚强。

限流式UPFC的特点符合韧性电力系统的兼具 “柔性”与“坚强性”的特征,是实现韧性电力系统的一种新颖且功能强大的装置。

摘要：针对柔性输配电装置(FACTs)普遍存在的过载与抗冲击能力弱的问题,提出了“韧性电力系统”的概念,结合该概念,提出并研究了限流式UPFC“柔性”和“坚强性”两方面特性:采用PSCAD/EMTDC建模仿真的方法,验证了限流式UPFC在正常运行时与常规UPFC一样,能够实现对输电线路潮流等的柔性控制与灵活调节;在电网短路时,限流式UPFC中的限流器模块能够迅速抑制系统短路故障电流,同时可有效保护UPFC装置,使其免受短路电流的冲击而损毁。研究结果表明,限流式UPFC的特点符合韧性电力系统的特征,是实现韧性电力系统的一种新颖且功能强大的装置。

流式细胞仪及其临床应用 第5篇

1 流式细胞仪的工作原理[1,2,3,4]和基本结构

1.1 流式细胞仪的工作原理

流式细胞仪用于检测单细胞或微粒的信号,一般是将待测细胞或微粒进行荧光染色后制成悬液标本,在一定气体压力下将待测样品压入流动室,不含细胞或微粒的缓冲液(又称鞘液)在高压下从鞘液管喷出,鞘液管入口方向与待测细胞或微粒流成一定角度,使鞘液包绕着细胞或微粒高速流动,形成一个圆形的流束(即鞘流),待测细胞在鞘液的包裹下单行排列,依次通过流式细胞仪的检测区域。激发光源经过聚焦整形后的光束垂直照射在样品流上,被荧光染色的细胞在激光束的照射下产生激发荧光,同时产生散射光。这两种光信号被在90°方向的光电倍增管荧光检测器和前向角光电二极管散射光检测器接收,经光电倍增管接收后可转换为电信号,再通过A/D转换器,将转换来的电信号转换为数字信号输送给计算机。计算机将各种数字信号进行计算处理后,得到相应的细胞大小、活性、细胞内细胞因子、DNA含量和细胞周期、核糖核酸(Ribonucleic Acid,RNA)含量、酶和抗原的性质等参数。

细胞的分选是通过分离含有单细胞的液滴而实现的。在流动室的喷口上配有一个频率为30 k Hz的压电晶体,充电后振动,使啧出的液流断裂为一连串均匀的液滴,待测细胞就分散在这些液滴之中。将这些液滴充以正、负不同的电荷,当液滴流经带有几千伏的偏转板时,在高压电场的作用下偏转,落入各自的收集容器中,不予充电的液滴落入中间的废液容器,从而实现细胞的分离。

1.2 流式细胞仪的基本结构[5,6,7,8,9,10,11]

以库尔特FC50和BD公司的LDR流式细胞仪为例,流式细胞仪的基本结构可以分为液流系统、光学检测系统以及数据转换处理系统三部分。

1.2.1 液流系统

液流系统是流式细胞仪的核心部件。流动室由石英玻璃制成,并在石英玻璃中央开一个微孔,供细胞单个流过,检测区在该孔的中心,流动室内充满了鞘液,鞘液的作用是将样品流环包。样品流在鞘流的环包下聚焦,保证每个细胞通过激光照射区的时间相等,从而得到准确的细胞荧光信息。液流驱动系统由空气泵、压力调节、压力传感器等组成。空气泵产生压缩空气,通过鞘流压力调节器加在鞘液上一恒定的压力,这样鞘液可匀速流过流动室。

鞘流原理:根据流体力学理论,流动的液体分为稳流和湍流两种状态。1883年雷诺发现了液体流动状态的分界点,即雷诺系数,其定义为:在一个直径为d的管子内,液体的流速为v,密度为ρ,黏滞系数为n,Re=dρv/n。当Re>2300时,液流处于稳流状态;当Re<2300时,液流处于湍流状态。

在流式细胞仪中,希望标本处于稳流状态。如果标本流的直径固定为100μm,根据水密度和黏粘滞系数带入公式可计算出v=23 m/s,这就是保持标本流稳定的最高速度,考虑到标本流和管壁之间的浸润情况,常把流速限制在10 m/s以下。

为了稳定标本流的直径,流动室在设计时还利用了液流的聚焦作用。根据流体力学的伯努利定律,S1V1=S2V2,S和V分别为两个管道的截面积和液体流速。在流动室中,S1>S2,则V2>V1。当两个截面积突然发生变化时,液流从截面积大的部分流入截面积小的部分后,并非全部形成于管壁的稳流,而是在入口处有一段收缩的区域,这种现象称为液流聚焦,见图1。在细胞仪中常把激光激发点设在此处。由于标本流变小,通常为10~20μm,可避免多个细胞重叠进入检测区,只需要简单的改变标本的浓度,就可以设置细胞流经激发点的平均距离,使其间隔达数百μm,从而实现对单个细胞的测量。

1.2.2 光学检测系统

现代流式细胞仪的激发光源通常采用激光,由于激光焦点处能量分布为正态分布,中心处能量最高。因此,当样本速率选择高速时,处在样本流不同位置的细胞或颗粒,受激光照射的能量不一样,从而被激发出的荧光强度也不相同。流式细胞仪光路布局为多个波长的激光器通过棱镜组聚集成一束光束,在通过消色差透镜聚焦到流动室上,对标本液流进行照射。标本被激光照射后产生前向散射光(FSC)和侧向散射光(SSC)及侧向荧光(SFL)。在流式细胞分析中,需要针对细胞的荧光特性进行分析,所以采用前向散射光和侧向荧光对细胞进行分析。

前向散射光(FSC)主要为了获取细胞体积大小的数据,散射光经过透镜、狭缝、滤光片后被光电接收二极管采集,送往后续电路处理分析。侧向荧光(SFL)主要是分析细胞的荧光特性,根据荧光探针的机理,细胞被荧光染料着色后,在相应波长的激光照射下,激发荧光,在该波长下显现出该细胞特有的荧光特性,从而进行准确计数和分析。侧向散射光(SSC)则对细胞的内容物核质比等信息进行分析,作为流式细胞分析的辅助手段,该项技术在血细胞分析仪中成为筛选分析细胞类型的手段。侧向荧光(SFL)经过透镜和不同波长的分光器,分送到各个光电倍增管(PMT)中进行信号接收,并送往后续电路进行分析。侧向散射光(SSC)一般经过分光后直接交给光电二极管进行接收分析。

1.2.3 数据转换处理系统

(1)电子系统。流式细胞仪的电子系统主要由光电转换器件光电二极管、PMT和信号处理电路组成。PMT可将光子转换为电子,当一个光子到达PMT的光电阴极时,可产生数十万的电子。流式细胞仪中所用PMT的电流放大倍数可达106,但是从统计学角度来说,为了保证检测的灵敏度和精密度,最好能从整体中抽取更多的样本进行分析,测定结果才会更准确地反映整体的真实情况,精密度会更好。光电转换器件可将光信号转换为电流信号,但传统的模拟电路更适合处理电压信号而不是电流信号,需要由前置放大电路进行处理。前置放大电路是流式细胞仪信号处理电路中的第一个环节,它将电流信号转换为电压信号,同时可调整直流背景噪音为零,也就是说,在没有光信号进入时所输出的电压值为零。前置放大器的性能(增益、信噪比)是决定整个流式细胞仪电子系统输出信号质量的关键部分。前置放大电路所输出的电压信号为脉冲信号,脉冲高度与入射光信号的强度成正比,其峰值为被测细胞通过光束中心位置时所产生的最强信号。为了记录这一峰值信号,在前置放大电路之后使用了峰值检测器,峰值检测器可在信号脉冲消失之后保持峰值信号,直到模/数转换电路将模拟的峰值信号转换为数字信号之后才重新复位,记录下一个信号。

(2)计算机系统。计算机系统用于控制整个仪器的运行和数据采集、数据分析。操作平台上BD流式细胞仪应用了苹果系统而贝克曼库尔特流式细胞仪大多为WINDOWS界面,方便用户对数据和图片的处理、打印报告单及论文资料的整理发表、硬件升级以及网络化管理等,同时它用于对仪器的硬件部分进行控制,实现数据的采集和对数据的分析。

流式细胞仪的数据格式为FCS2.0,是国际分析细胞学学会ISAC修改确定的。

数据分析模式为列表模式(List Mode)和直方图模式(Histogram Mode),前者将每个细胞各个检测参量一次排列存储。如1个细胞被激光照射后,会产生多个数据:前向散射光、侧向散射光、数个荧光信号,这些数据被列表保存。优点是可对原数据进行再处理和分析,缺点是文件体积较大,不够直观。后者只能记录每个样本检测结果的图形数据,可以显示和打印文件,文件体积小,但不能对原始数据进行再次分析。

流式细胞分析的设门,是伴随数据的图形化分析而产生的,指在细胞分布图中指定一个范围或一片区域,对其中的细胞进行单参数或多参数分析。门的形状包括线性门、矩形门、圆形门、多边形门、任意形状门、四象限门。反向设门用于FSC/SCC散点图中细胞群间相互重叠的情况。

2 流式细胞仪的临床应用

流式细胞仪目前被广泛应用于细胞生物学、植物学、分子生物学、生物化学、微生物学等理论科学的研究和临床医学的疾病诊断、治疗和监测等医疗实践中[12,13,14]。

2.1 流式细胞仪在免疫学中的应用

利用多参数FCM,对淋巴细胞比例、淋巴细胞中T、B、NK细胞的比例及T细胞亚群及细胞表型进行分析[15]。

2.2 细胞周期测定和DNA倍体分析[16,17]

细胞增殖周期分为G0、G1、S、G2、M期。S期是DNA合成期,在S期内,DNA进行复制,使细胞的DNA含量由2倍体(46条染色体)变为4倍体。G1和G2期为DNA合成前、后期,这两个时期无DNA的合成,但RNA和蛋白质进行合成。M期为有丝分裂期,在此期一个细胞分裂为2个细胞。细胞内的92条染色体分裂成2组46条染色体,使每个细胞内具有46条染色体。在M期分裂成2个子细胞之前,G2和M期细胞的DNA含量均为恒定的4C。M期以后部分细胞进入G1期,继续进行增殖,部分细胞进入G0期,即静止期,不再继续增殖。

利用DNA的荧光染料碘化丙啶(Propidium Iodide,PI),与细胞内的DNA结合,可反映细胞内DNA含量,用DNA直方图显示。FCM分析一个群体细胞峰DNA倍体与细胞周期,将DNA含量直方图分为3部分,即G0/G1,S,G2/M期3个细胞峰。G0/G1和G2/M细胞峰DNA的含量成正态分布,S期细胞峰则是一个加宽的正态分布,具有2倍体DNA含量细胞为G0/G1期细胞,4倍体DNA含量细胞为G2/M期细胞,DNA含量介于两者之间的细胞为S期细胞。

DNA倍体用DNA指数(DIVA Index,DI)表示,DNA指数是指测量样本G0/G1期DNA含量与正常人淋巴细胞G0/G1期DNA含量的比值。正常细胞DNA指数为1.00,DNA指数>1,为超2倍体,<1为亚2倍体,两者可统称为非整倍体。非整倍体细胞中肿瘤的特异性标志,是癌前病变发生癌变的一个重要指标。

2.3 流式细胞仪在血液系统疾病检测中的应用

FCM通过对外周血细胞或骨髓细胞表面抗原和DNA的检测分析,对各种血液病的诊断、预后判断和治疗起着举足轻重的作用[18,19,20]。

(1)白血病的诊断和治疗。FCM采用各种抗血细胞表面分化抗原(c D)的单克隆抗体,借助于各种荧光染料测定一个细胞的多种参数,以正确地判断出该细胞的属性。各种血细胞系统都具有其独特的抗原,当形态学检查难以区别时,免疫表型参数对各种急性白血病的分型诊断和鉴别诊断有决定性作用。同其他肿瘤的治疗一样,测定DNA倍体和进行细胞周期分析对指导白血病化疗有一定作用,不同的白血病患者或同一患者在不同病期白血病细胞增殖状况不同,定期了解细胞增殖情况采取相应药物可以提高疗效。FCM通过对人白细胞抗原(HIA)配型的测定可以为异体干细胞移植病人选择出最合适的供体。FCM测定CD34HLADR、CD33等细胞表面标记物,是干细胞移植术重要的监测手段。用FCM检测一系列指标观察病人的恢复状态,可以对预后做出早期的判断。

(2)其他种类血液病的诊断和治疗监测。阵发性睡眠性血红蛋白尿症是一种造血干细胞克隆病,细胞CD44、CD59抗原表达减低是该病的一个特点。该抗原属于血细胞表面磷脂酰肌醇锚连蛋白家族,是重要的补体调节蛋白,它通过与补体C8、C9的结合以阻止补体膜攻击复合物的形成,从而抑制细胞被补体系统溶解。FCM采用荧光标记的单克隆抗体对血细胞CD59的表达做定量分析,可以协助临床做出诊断并判断疾病的严重程度。

(3)网织红细胞的测定及临床应用。目前,FCM检测网织红细胞主要用于预测骨髓移植的效果解释各种红细胞增长低下性贫血的发病原因,评价某些新的重组生物制剂的治疗效果。

2.4 流式细胞仪在血栓与血小板相关疾病中的应用

血小板活化时其质膜糖蛋白较其静止期发生显著改变,FCM可以通过单抗免疫荧光标记监测血小板及活化情况。采用全血法测定,只需微量标本,在许多血小板相关疾病的诊断上有重要的临床应用价值。

(1)血栓性疾病。动脉粥样硬化前期血小板沉积,可导致心肌梗死和卒中(中风),抗血小板药能降低心肌缺血的发生率,证明心肌缺血与血小板活化有关。全血法FCM检测表明心绞痛和心肌梗死患者循环系统中有活化的血小板.血小板活力也增强。冠状窦血液的检测表明,冠状血管成形术会导致血小板活化。如果血流恢复后有高水平的活化血小板,血管可能因为内皮细胞严重损伤或血小板栓塞而发生再狭窄。因此,活化血小板的检测能预测冠状血管成形术后发生急性缺血事件的危险性。

(2)血小板缺陷性疾病。血小板缺陷性疾病如巨大血小板综合征,它是由于GPlbIX复合物先天缺陷所致的血小板形态巨大,功能异常的出血性疾病。巨大血小板从全血中分离很困难。FCM检测能特异性地识别血小板,省去了分离巨大血小板的步骤,使检测更简便、精确。

(3)血小板减少性疾病。破坏过多或生成减少均能导致血小板减少。血小板相关抗体(PAIg)是反映血小板的破坏的指标,虽然其临床意义仍有争议。流式细胞仪用较少血量(1ml)的血液制备的血小板就能测定血小板上的PAIg平均水平。FCM还能测定其它一些反映血小板破坏的指标,如PAIg G、PAIg M、C3等。同时FCM能像检测网织红细胞那样,检测到循环中的“网织”血小板,来判断血小板的生成。

2.5 流式细胞仪在肿瘤学中的应用

FCM已成为肿瘤学的主要研究手段之一,近年来已应用DNA倍体测定技术对多种实体瘤细胞进行研究。DNA含量直接代表细胞的倍体状态,非倍体细胞与肿瘤恶性程度有关。

(1)发现癌前病变,协助肿瘤早期诊断。人体正常的体细胞均具有比较稳定的DNA二倍体含量。当人体发生癌变或具有恶性潜能的癌前病变时,细胞DNA含量可发生异常改变,DNA非整倍体出现率增高。FCM可精确定量DNA含量的改变。作为诊断癌前病变发展至癌变中的一个有价值的标志,FCM能对癌前病变的性质及发展趋势作出估价,有助于癌变的早期诊断。

(2)肿瘤的诊断、预后判断和治疗中的作用。DNA非整倍体细胞峰的存在可为肿瘤诊断提供有力的依据。肿瘤细胞DNA倍体分析对病人预后的判断有重要作用,异倍体肿瘤恶性病变的复发率高、转移率高、死亡率也高,而二倍体及近二倍体肿瘤的预后则较好。FCM还可根据化疗过程中肿瘤DNA分布直方图的变化了解细胞周期细胞动力学变化,评估疗效。

2.6 流式细胞仪在药物学方面的应用

流式细胞仪在检测药物在细胞中的分布,研究药物的作用机制方面应用广泛。亦可用于筛选新药,如化疗药物对肿瘤细胞的凋亡机制,可通过测DNA凋亡峰,Bcl-2凋亡调节蛋白等进行观察。

综上所述,FCM具有快速,灵敏及能同时进行多参数分析的优点,可以广泛运用于从基础研究到临床实践的各个方面,涵盖细胞生物学、免疫学、血液学、肿瘤学、药理学、遗传学及临床检验等多个领域。

摘要：本文综合论述并分析了流式细胞仪的工作原理、基本结构、常用技术及其在医疗实践中的临床应用。

流式细胞仪的使用与维护 第6篇

1 流式细胞仪的主要构造和工作原理

流式细胞术(Flow Cytometry,FCM)是20世纪70年代发展起来的高科技,它集计算机技术、激光技术、流体力学、细胞化学、细胞免疫学于一体,同时具有分析和分选细胞的功能。它不仅可测量细胞大小、内部颗粒的性状,还可检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内D N A和R N A含量等,可对群体细胞在单细胞水平上进行分析,在短时间内检测分析大量细胞,并收集、储存和处理数据,进行多参数定量分析;能够分类收集(分选)某一亚群细胞,在血液学、免疫学、肿瘤学、药物学、分子生物学等学科广泛应用。

(1)流式细胞仪主要由5部分构成:流动室及液流驱动系统;激光光源及光束形成系统;光学系统;信号检测与存储、显示、分析系统;细胞分选系统。

(2)流式细胞仪工作原理(如图1所示)。

2 仪器软件的主要功能

Guava流式细胞仪的主软件是Cyto Soft,用于控制仪器、获取细胞和分析数据,相当于一个操作平台。在此操作平台上共有10个分析模块用于具体的实验:

(1)E x p r e s s分析软件,所有的流式实验都可以使用这个软件来获取细胞和分析数据,用户有更大的自主控制权,包括设置参数、多色荧光的补偿、设“门”、选择点图或直方图,可以根据实验的具体情况来设计。Guava Easy Cyte Mini配Express Plus软件。(2)Viacount分析软件:用于活细胞计数,可以检测每单位体积内活细胞的含量和死细胞的含量,为后续实验取用的样品量提供依据,也可以监测细胞的生长状态。(3)Nexin分析软件:用于细胞凋亡的分析。(4)Multi Caspase分析软件:用于细胞凋亡的分析。(5)Tunel分析软件:用于细胞凋亡的分析。(6)Mitopotential分析软件:用于细胞凋亡的分析。(7)Cell Cycle分析软件:用于细胞周期的分析。(8)Cell Paint分析软件:考察被荧光标记的活细胞在反应体系中的分布。(9)Cell Toxicity分析软件:用于细胞毒性分析实验,分别给出效应细胞和靶细胞在反应体系中的变化。(10)Cell Growth分析软件:用于细胞增殖分析实验,可以考察5代细胞的数量。我们主要使用(1)(2)(7)3个分析软件。

3 Easy Cyte Mini Guava流式细胞仪保养与维护

(1)在每天实验结束后和实验过程中(当样品很多时),按规定运行“Quick Clean”“Clean”或“Clean&Shutdown”,防止液流通路的阻塞。当样品是血样或其他直接来自动物组织的细胞样品,杂质较多的时候样品要先过滤,并在实验过程中适当增加清洗的次数。为了彻底清洗液流系统,每天实验结束需要运行2遍清洗和关机程序。在清洗结束后,始终保留一个去离子水管在Guava PCA上。

(2)当怀疑液流通路被堵塞或封闭时,可以在每个实验界面或Guava Check界面,点击Backflush(倒冲)按钮,为避免污染未检测的样品,需要移开上样管中的样品管。移除样品管,装载上20%漂白剂。Backflush结束后,加入1管去离子水,点击“Quick Clean”。如果在运行Guava Check时进行Backfl ush,直接用水倒冲系统。

(3)用注射式洗涤工具清洗流动室。移出流动室时,操作要小心。一定不要碰触毛细管,其易碎。千万不要将流动室装置用力放入底座中。在试图移出流动室前,为了避免暴露于激光辐射中,要关闭Guava PCA电源。

(4)每打开一个Guava程序应使激光器预热5分钟。

(5)建议每次实验进行Check beads检测,确保仪器参数在正常范围,若较长时间没有使用该仪器,必须先进行Check beads检测,以确保系统运行正常。

(6)勿将Guava的ICF,Bleach(漂白剂,5%次氯酸钠)或其他清洁剂放在Easy Cyte Mini仪器中过夜或时间过长。长时间暴露在强氧化剂中会损伤毛细管。

(7)当清洗瓶中的ICF只有1/4瓶时,需要在清洗瓶中加入ICF。清洗液通过瓶中的管子进行吸取。不要使清洗瓶空置,这会导致流动池中有气泡产生,需要重新用水冲洗系统。

(8)关机时记住在Easy Cyte Mini仪器中放置1管去离子水。定时更换装水的管子。

(9)每天实验结束或需要时,要倒空废液瓶。

4 应用实例

淋巴细胞是正常机体免疫系统功能最重要的一大细胞群,在免疫应答过程中,末梢血淋巴细胞发育成为功能不同的亚群,各亚群的数量和功能发生异常时,就能导致机体免疫紊乱并产生病理变化。FCM可以通过对不同的淋巴细胞亚群数量的测定来监控病体的免疫状态,指导治疗。图2和图3是FCM测定鸡外周血淋巴细胞亚群分析结果。

图2是鸡外周血淋巴细胞亚群的前向散射光(FS)和侧向散射光(SS)组成的点阵图,根据forward scatter与side scatter确定待检测的淋巴细胞门。

图3为用anti-CD4Mab-FITC和anti-CD8Mab-PE对所选淋巴细胞进行标记后的淋巴细胞分群(左上:CD4T细胞亚群;右下:C D8 T细胞亚群)。此二维点阵图是细胞的2种荧光(FITC和RD1)双参数数据显示,横坐标和纵坐标均是对数的,横坐标代表FITC,纵坐标代表PE,图中已设定适当的“门”(十字门)。

参考文献

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轴流式高炉鼓风机防喘振的探究 第7篇

1 喘振的基本含义以及产生原因和表现形式

1.1 喘振的基本含义

喘振是透平式压缩机 (也叫叶片式压缩机) 在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式, 喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害, 简单来说就是流体机械及其管道中介质的周期性振荡, 是介质受到周期性吸入和排出的激励作用而发生的机械振动[1]。

1.2 喘振的产生原因

“喘振”顾名思义就像人哮喘一样, 风机出现周期性的出风与倒流, 相对来讲轴流式风机更容易发生喘振, 严重的喘振会导致风机叶片疲劳损坏。

喘振的产生与流体机械和管道的特性有关, 管道系统的容量越大, 则喘振越强, 频率越低, 产品一般都附有压力-流量特性曲线, 据此可确定喘振点、喘振边界线或喘振区, 流体机械的喘振会破坏机器内部介质的流动规律性, 产生机械噪声从而引起工作部件的强烈振动, 加速轴承和密封的损坏, 一旦喘振引起管道、机器及其基础共振时还会造成严重后果。

1.3 喘振的表现形式

轴流式高炉风机的喘振现象主要是表现在两个方面, 其一是电流减小且频繁摆动、出口风压下降摆动;其二是风机声音异常噪声大、振动大、机壳温度升高、引送风机喘振动使炉膛负压波动燃烧不稳。

2 轴流式高炉鼓风机的构成以及工作原理

关于轴流式风机的构成主要是由轮毂、叶片、轴、外壳、集风器、流线体、整流器、扩散器以及进风口和叶轮所组成, 而进风口是由集风器和流线体组成, 叶轮由轮毂和叶片组成, 叶轮与轴固定在一起形成通风机的转子, 转子支承在轴承上, 当电动机驱动通风机叶轮旋转时, 就有相对气流通过每一个叶片。

轴流式风机叶片的工作方式与飞机的机翼类似, 但后者是将升力向上作用于机翼上并支撑飞机的重量, 而轴流式风机则固定位置并使空气移动, 气流由集流器进入轴流风机, 经前导叶获得预旋后在叶轮动叶中获得能量, 然后再经后导叶将一部分偏转的气流动能转变为静压能, 最后气体流经扩散筒, 将一部分轴向气流的动能转变为静压能后输入到管路中[2]。

3 轴流式高炉鼓风机防喘振方面所存在的问题

有些企业在实际的工作当中没能按照标准来进行管理, 出现了防喘阀的开度基本上在百分之十的样子, 致使轴流式的高炉鼓风机通常是处在放风的这样一个状态, 最终造成了不必要的能量浪费以及放风噪声污染较为严重这些问题;还有就是在防喘振的品质控制方面需要得到加强提高, 而在当下的一些企业在这方面做得有时还不够理想, 高炉的路况倘若不顺畅那么鼓风的阻力就会随之增大这时就会使风机工况点进入调节区时, 一般情况下都是人工进行干预来进行开启防喘阀门, 使得工况点转回到稳定的工作区, 而一些较为保守的安全意识使得工况点与防喘振线比较的远;另外高炉鼓风机喘振的性能还受到不同入口的温度的影响, 而较为固定的喘振性能曲线在对高炉鼓风机的防喘振性能的反映方面不能够突出其真实性, 这就对于高炉鼓风机在稳定以及安全上有着很大的影响, 并且对于高炉鼓风机的供风性能也有着制约的作用[3]。

4 对于轴流式高炉鼓风机防喘振方面的优化防治措施

针对当下的轴流式高炉鼓风机所出现的一些不太理想的问题进行解决, 首先就是要提高其可靠性, 根据分析制定了一些实施的有效的措施, 首先是对防喘线进行了设置如下图表所示。

把整个的工况控制点要得到降低, 在工况点的控制上达到百分之二, 超出或者是低于都会有警报发出, 防喘警报线的制定是一个比较好的解决能源浪费以及放风噪声污染的措施, 在轴流式的高炉鼓风机的性能上由于受到进气条件的影响从而变化会随之变大, 故此, 在防喘振线以及喘振线方面进行了温度补偿, 这样能在环境的温度发生变化比如升高的时候防喘振线以及喘振线就会和微机监控的画面曲线相分离进而往下发生转移, 由此就能够对于轴流式的高炉鼓风机在性能上以及防喘线的设置上达到预期的要求效果, 以起到防喘的这一目的。

其次就是在防喘振的控制方面要得到优化的目的就要对可编程逻辑控制系统 (PLC) 得到合理的应用, 可编程逻辑控制器系统的高速运算能够很大程度的对于用户程序的扫描周期得到优化, 另外使用方便, 编程简单、功能强, 性能价格比高、可靠性高, 抗干扰能力强, 系统的设计、安装、调试工作量少、维修工作量小等这些都是可编程逻辑控制器能够很好地加以利用的先决条件, 这对于防喘振控制的优化有着重要的帮助;在喘振阀的使用上也要选择那些性能较为优良的, 这样能够可以很好的对喘振所引起的压力得到有效的释放, 在调节方面的性能优良能够很好的对于流量进行有效调节不致其起浪点[4]。

最后就是为了对高炉鼓风机的安全进行防护, 在其喘振发生的时候或者是持续的逆流发生的时候, 高炉风机就进入到了不安全的状态, 这时防喘振阀要全部打开, 待到情况排除完毕之后要尽快的对机组的正常运转进行恢复, 倘若是高炉风机的相关运行参数达到了上限以致联锁停机时, 这时防喘振阀也要马上全部打开。

5 结束语

随着我国的科学技术的不断发展进步, 在一些钢铁产业的生产方面的要求也越来越高, 这就要求了在生产的过程当中一定要对生产的质量有所保障, 而质量就在于生产程序的细节上, 轴流式的高炉鼓风机的防喘振就是一个很重要的流程, 只有在一些基础的设施上得到了保障才能够把生产的质和量得到理想的提高, 在以后的工作当中对于这方面的问题还需要进一步的学习探索, 把实际的工作经验进行总结, 把整个的运行程序更加合理化的得到施展, 促进我国在一方面的技术进步。

摘要：随着我国经济的发展科技水平的逐步提高, 同时也带动了各个领域的发展进步, 在钢铁产业的发展上我国已经取得了较好的成绩, 在一些大中型的企业中对于生产钢铁的基础设施最常见的一个设备就是轴流式的高炉鼓风机, 但是随着时间的推移在轴流式的高炉鼓风机防喘振的实际工作中出现了一些不合理的现象。文章主要是对于在工作中所出现的问题进行详细的分析探究, 并找出适当的解决方法, 希望能够对此发展有所裨益。

关键词：轴流式,高炉鼓风机,防喘振

参考文献

[1]罗畅.1号高炉鼓风机防喘振解耦控制算法及应用[J].浙江冶金, 2011 (01) :19-20.

[2]张俊, 程大章, 康盛.高炉鼓风机的防喘振控制策略设计[J].电气自动化, 2012 (01) :23-24.