为了解柱状载氧体的外形如何影响组分扩散与复杂间隙流动,并最终影响整体气固非均相反应性能,采用计算流体力学(CFD)方法对不同径高比的柱状载氧体的固定床化学链燃烧(CLC)过程进行了数值分析。结果表明:柱状载氧体颗粒的径高比越大,填充床反应器中气流平均速度和床层压降越大;相比于常规的圆柱载氧体颗粒,薄片状或棒状颗粒具有更大的比表面积和更短的组分扩散距离,能够缓解多孔颗粒载氧体中的内扩散限制,从而提高整体气固非均相反应速率和载氧体转化率;在相同径高比下,薄片状颗粒填充床具有更大的内扩散传质速率和对流传质速率,综合共轭传质能力更强。

将CFD数值仿真技术应用于风电机组的散热设计中,首先将热流场仿真结果与风电机组测试数据进行对比分析,验证了仿真方法的可靠性,然后在此基础上对机舱尾部轴流风扇是否可以取消以及塔筒门百叶窗过滤棉堵塞问题进行了研究。结果表明:机舱尾部轴流风扇进风口对机舱内的温度场影响较小,可以取消;在塔筒门百叶窗过滤棉完全堵塞时,高温天气条件下存在变流器平台和变流器进口温度过高的风险,需要定期清理百叶窗过滤棉,以增加其进风量。

引风机作为锅炉的重要辅机,其轴承的异常振动可能会给电厂造成重大损失,但引风机内部结构复杂,难以构建精确的机理模型对其进行故障诊断。针对此问题提出了基于数据驱动的故障诊断方法,此方法通过长短期记忆(LSTM)神经网络的预测能力和证据理论的多源信息融合能力对引风机轴承的状态进行诊断,再利用LSTM神经网络对于去噪数据进行预测,求取预测值与去噪值的均方根误差(RMSE),最后利用改进后的证据理论对不同参数的RMSE融合并进行故障诊断。结果表明:该方法能提前约350 s预测引风机轴承异常振动,准确地诊断出引风机轴承振动的状态,可有效改善数据冲突的问题。

为提高主蒸汽流量的计算准确性,以汽水系统稳态工况下基于热量平衡和流量平衡计算的主蒸汽流量作为目标值,将模型输入参数限制在高压缸范围内,以此建立主蒸汽流量预测模型,借助高压缸内蒸汽的高流速带来的参数之间近乎零迟滞的特性,使得以稳态工况数据训练的模型可直接应用于非稳态工况,最后通过实例对所提方法进行验证。结果表明:所提软测量模型适用工况范围大,受其他因素干扰较少,实际案例验证了模型的准确性,具备工程实际应用价值。

针对区域综合能源系统中可再生能源的波动性对系统供能稳定性的影响,提出了多元储能系统配置和优化运行方法。首先,在考虑风光出力波动性的基础上,建立了区域综合能源系统的日前和日内双重时间尺度的优化模型,其中日内优化模型以日前运行方案作为参考,并对日前优化结果进行修正。结果表明:对于配置多元储能的区域综合能源系统,采用主动式储能运行策略的配置时经济性指标优于被动式储能,多元储能的经济性优于单一储能配置方案。

转子系统建模时叶片与轮盘的耦合关系导致矩阵方程阶数过高,难以解析,通常情况下采用直接将叶片等效为附加转动惯量,再将叶片-轮盘作为刚性圆盘整体的方法,但是这种建模方法在高转速、长叶片的情况下会割裂叶片与转子之间的能量耦合关系,导致模型误差急剧增大。在考虑叶片与轮盘耦合的情况下,以一阶临界转速及模态近似为等效准则,将有限元模型中的周向环绕叶片组等效为正交各向同性的刚性圆环,并通过理论推导和计算得到等效后轮盘半径与原始叶片-轮盘模型之间的关系,并进行了ANSYS仿真对比。结果表明:等效方法可在显著降低原始叶片-轮盘模型自由度的同时保证等效模型的可靠性。

采用激光选区熔化技术制备了Hastelloy-X合金,并进行了热处理和热等静压工艺,研究不同后处理工艺下合金的微观组织、高温拉伸性能和低周疲劳性能,并对疲劳失效机理进行分析。结果表明:沉积态样品中存在较多的未熔粉、气孔和微裂纹等缺陷,热处理工艺对该类缺陷无明显改善,热等静压工艺可以很好地消除沉积态中存在的缺陷,合金的相对致密度提升至99.9%;热处理后,合金在815 ℃下的抗拉强度和塑性较沉积态有一定的提升;热等静压后,合金的抗拉强度下降,塑性提升;热处理后合金的低周疲劳寿命仅为热等静压后合金的一半;合金中的未熔粉和夹杂物所在位置是疲劳裂纹源形成的主要位置,热等静压工艺可以很好地消除合金的内部缺陷,大大提高样品的疲劳寿命。

采用经济学成本分析法对集成碳捕集封存技术(CCS)的1 000 MW超超临界燃煤机组进行技术经济性分析,以供电成本、净现值、动态回收期及内部收益率为评价指标,探究了煤炭价格、碳配额交易价格、碳税、通货膨胀率及CO₂售卖价格的影响。结果表明:CCS碳捕集装置建设成本较高,较常规机组总投资增加约24.54%,CCS系统能效惩罚较大,厂用电率增加19.31百分点;常规机组供电成本为0.307 5元/(kW·h),CCS机组的供电成本增加35.87%;CO₂减排成本为171.47元/t;CCS机组净现值为138.06亿元,为常规机组的2.23倍;CCS机组的动态回收期为4.15 a,较常规机组提前1.94 a;综合考虑碳税、碳配额交易及CO₂售卖时,CCS机组的供电成本为0.196 4元/(kW·h),较常规机组低43.17%;在碳交易、碳税政策和CO₂循环再利用市场完善建立后,CCS机组具有更强的盈利能力。

为了研究窄通道的流动沸腾换热特性,利用单面蒸汽加热的方式在竖直窄矩形通道中进行实验,分析了质量流量、入口过冷度等因素对换热特性的影响,并建立了适用于竖直窄矩形通道的流动沸腾换热预测关系式。基于目前大部分经验公式均忽略了入口过冷度对气泡生长过程的影响,导致流动沸腾换热预测精确度偏低,故考虑窄矩形通道的尺寸限制和流体表面张力影响,引入相关系数后建立了新的预测模型。结果表明:当质量流量增加或入口过冷度减小时,壁面温度先上升后下降,然后逐渐趋于稳定;同时入口过冷度的减小将大幅增大传热系数,而质量流量的变化对传热系数影响较小,并且在入口过冷度较高时,质量流量的影响进一步减弱;新的预测模型可在本实验工况范围内较好地预测窄矩形通道流动沸腾传热系数。

针对滚动轴承早期振动信号具有强非线性特征,导致难以判断其故障类型,提出了以相关峭度和Lyapunov指数为综合目标函数的优化变分模态分解(OVMD)参数优化方法,对综合目标函数最小值进行搜索,以确定模态分解数及惩罚因子的最佳组合,实现降噪与特征提取,重构故障信号,并采用相空间重构法还原系统动力学非线性结构,通过卷积神经网络(CNN)提取纯净信号。结果表明:OVMD可有效降噪并剔除无关分量,重构信号经CNN学习后,吸引子轨迹收缩,信号非线性降低,故障呈可分状;该OVMD-CNN诊断模型具有良好的鲁棒性与泛化性,可实现轴承故障的智能诊断。

提出一种虚拟观测结合密集连接网络(DenseNet)的两阶段声学层析成像温度场高分辨率重建算法。以总体最小二乘为目标,采用虚拟观测法对超声飞行时间(TOF)进行重建,得到粗网格下的温度分布;然后利用搭建的DenseNet预测细化网格的温度分布信息,采用双输入模型,同时利用模块化输出方法对典型的温度场模型进行数值仿真。结果表明:该算法的重建质量和抗噪性均优于常用的虚拟观测方法、Landweber迭代法、Tikhonov算法及代数重建(ART)方法。

对于利用单一蓄能难以提升火电机组变负荷速率的情况,综合利用凝结水节流调节和冷却工质节流调节2种快速变负荷方式改善火电机组变负荷性能。确定了凝结水节流调节功率增量范围、凝结水节流调节持续时间以及冷却工质节流调节功率增量范围;在保证机组安全运行的情况下,对传统的自动增益控制(AGC)负荷指令分解方式进行改进,并对分解后的负荷指令进行优化。结果表明:所设计的系统在保证机组安全运行的前提下,具有很好的变负荷效果,提升了机组整体的变负荷速率,实现了火电机组不同蓄能间的合理高效利用。

为解决褐煤锅炉的高排烟温度问题,通过机炉一体化系统设计,调整锅炉受热面设计方案,在省煤器上游设置预省煤器,并增设工质为某级高加上游低温高压给水的分流省煤器,根据相应的热平衡变化调整空气预热器设计即可获得较低的排烟温度。最后,以某印尼褐煤机组数据为边界条件进行了计算。结果表明:排烟温度从171 ℃降低至107.8 ℃时,锅炉效率升高3.96个百分点,但热耗率上升99.12 kJ/(kW·h),综合节煤是目前所有褐煤机组的共性问题,本文的解决方案对于类似项目都有很好的指导和借鉴意义。

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是形成O₃和PM_2.5的重要前体物,对人体健康和环境都有严重危害。治理VOCs是目前大气污染控制的关键。基于VOCs的治理现状,总结了VOCs的来源和种类,梳理了我国VOCs相关的政策法规和标准,详细阐述了VOCs的治理技术,重点分析了吸附法、催化燃烧法以及吸附-催化燃烧组合处理技术的研究现状,并对未来VOCs治理的发展方向进行了展望。

通过开展光滑试样和不同V型缺口试样载荷控制下的蠕变-疲劳试验,研究了载荷水平、保载时间、缺口尺寸对316H不锈钢在600 ℃试验温度下蠕变-疲劳寿命的影响及缺口效应,探讨了ASME BPVC III-NH卷中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则对于316H缺口试样的适用性。结果表明:316H不锈钢蠕变-疲劳寿命在短时保载下表现出缺口削弱作用,长时保载下表现出缺口强化作用;随着保载时间的增加,可观察到断口处裂纹扩展区凹坑和凸起变多,瞬断区韧窝变大变深;根据现有的试验结果,ASME规范中316不锈钢蠕变-疲劳考核准则适用于缺口构件。

为提高变负荷工况下火电机组动态过程模型精度以达到数字孪生模型要求,构建串联结构混合模型,采用量子粒子群算法(QPSO)构建全局模型,引入区间二型T-S(IT2TSK)模糊模型实现孪生体子模型及过渡过程的精准演化。针对IT2TSK模糊模型中模糊集和模糊规则较难确定的问题,设计了两步循环迭代法确定前后件参数,保证模糊集参数能够纵向体现不同状态集之间的不确定性,以及模糊规则能够横向实现子模型间的平稳过渡,保证全工况下孪生体模型高度逼近动态过程。结果表明:以空气预热器为例,在变负荷训练集上,较简化定工况模型和一型T-S模糊模型而言,基于IT2TSK模糊模型的参数在线自适应混合模型的输出能够更准确地跟踪实际值,整体精度更高。

针对采用液态排渣锅炉解决易结渣煤种的清洁高效利用问题,必须掌握液态排渣锅炉热力计算方法及其受热面的沾污特性。根据某75 t/h立式旋风燃烧液态排渣锅炉不同工况下的热态试验结果,结合苏联73标准中双炉室液态排渣锅炉传热计算方法,对立式旋风燃烧液态排渣锅炉受热面沾污特性进行了研究,获得了液态排渣方式对过热器、省煤器和空气预热器受热面沾污特性的影响规律。结果表明:苏联73标准中双炉室液态排渣锅炉"ВТИ法"较"ЦКТИ法"能较好地反映双炉室液态排渣锅炉炉膛的实际运行情况,其对于炉膛的传热特性及沾污特性的处理方法是合理的;高、低温过热器热有效系数的修正系数分别为1.19~1.25和0.63~0.67,随着锅炉负荷的增大而增大;高、低温省煤器污染系数的修正系数分别为5.00~5.80和6.00~6.90,随着锅炉负荷的增大而减小;高、低温空气预热器利用系数的修正系数分别为0.53~0.56和0.80~0.85,随着锅炉负荷的增大而增大。

提出了一种以入口NO_x质量浓度预测值作为前馈的多模型γ增量型阶梯式广义预测串级控制策略。首先,设计3个典型工况下的γ-SGPC-PID串级控制器,然后通过模糊增益调度构建全局控制器,最后将基于VMD-ARIMA的入口NO_x质量浓度预测值作为前馈,构建了前馈-反馈SCR脱硝控制系统。结果表明:该前馈-反馈控制系统可以对氨气质量流量进行准确调节,降低出口NO_x质量浓度的波动变化,提高了变工况下SCR脱硝系统的控制品质。

全厂废水零排放背景下,阻垢剂随循环排污水进入脱硫系统会阻碍石膏正常结晶。对不同阻垢剂工况进行石膏结晶实验,探究阻垢剂性能对石膏结晶成核特性的影响规律。结果表明:阻垢剂能够延长石膏结晶诱导时间,抑制石膏成核,阻垢剂质量浓度越高,石膏成核越困难;阻垢剂质量浓度为10 mg/L时,石膏结晶诱导时间增加17%~48%,成核抑制指数在7%~17%;阻垢剂F的成核抑制指数最小,其抑制成核作用最弱;添加阻垢剂D后的石膏晶体呈现片状,说明阻垢剂D的络合及分散性能强,严重抑制了石膏成核,添加阻垢剂F后的石膏晶体呈现粘连片状及针状,说明阻垢剂F的畸变性能强,成核受影响程度较低;石膏在结晶后加入阻垢剂的样品形貌表明,阻垢剂F的畸变性能最强;畸变性能强的阻垢剂对石膏成核过程抑制作用弱,成核抑制指数小,更适合全厂废水零排放背景下脱硫安全运行要求。

为了便于研究多层回转式空气预热器运行时不同结构参数和工况参数对内部积灰特性的影响,并解决内部积灰难以分层监测的问题,基于有限差分法建立了用于分层监测积灰程度的数学模型,同时以某电厂的三分仓回转式空气预热器为研究对象分析了其合理性。结果表明:随各层实测温度由341 ℃、241 ℃、104 ℃逐步提高至367 ℃、303 ℃、130 ℃时,清洁系数均由1减小至0.1,表明传热削弱逐渐加剧;相应地,与清洁状态下的出口温度偏差由0.8%、2.6%、2.8%提升至7.8%、26.1%、25.2%,表明当某层积灰加重时,其进出口温差减小,也说明传热能力被削弱;该模型适用于任意数目分仓与分层的回转式空气预热器,并可在2 s内完成一次计算,如果忽略电厂数据传输延迟,则该模型实现了空气预热器积灰情况的实时监测。

为了解决氢能储运困难问题,实现甲醇燃料的高效和清洁利用,提出一种基于甲醇重整的燃料电池与有机朗肯循环耦合热电联产系统。在所提出系统中,甲醇与水在中低温条件下发生重整反应生成富氢合成气。在燃料电池中,合成气的化学能转化为电能,燃料电池的高温废气不仅用于加热空气也可作为有机朗肯循环的热源,实现了能量的梯级利用。在系统稳定运行的条件下,对新系统进行能量分析、㶲分析和经济性分析。结果表明:系统输出电力为147.372 kW,系统总效率为51.29%,系统㶲效率为40.56%;新系统的动态回收周期为4.97 a;在15年的运营周期内,净现值为127.94万元。

基于我国实测地震,对10 MW单桩陆上风力机在地震及湍流风载荷作用下的结构响应和局部损伤特性进行研究。采用阿里亚斯强度计算有效地震持续时间,从而对风力机进行时域分析。采用壳单元精细有限元模型,构建考虑湍流风、地震及土-构耦合效应的多物理场模型,开展10 MW单桩式陆上风力机的结构动力学研究。结果表明:湍流风载荷和地震载荷分别为影响风力机塔顶前后向位移和塔顶侧向位移的决定因素;地震载荷不同会导致地震诱导结构屈曲模态发生变化。

为了研究储能电池与燃气轮机联合调频系统的经济可行性,提出了由燃气轮机负责调频需求信号的低频分量,储能补偿出力,且考虑储能电池荷电状态的运行策略,基于Matlab/Simulink平台建立了计算重型燃气轮机出力的动态模型,并构建了系统的经济评估模型。在一段实际的调频需求信号下,比较了单独储能系统和储能、燃气轮机联合系统在达到相同调频表现时各自的系统总成本。结果表明:储能与燃气轮机的结合能够使得调频所需的储能电池容量下降,从而使得系统的总成本降低,成为更具有经济竞争力的调频资源。

为了分析多联产系统的各种输出能量的单位㶲成本,提出一种基于可逆功比的㶲成本分析方法。此方法假设完成可逆过程的热力系统输出的各种形式能量的单位㶲成本相等,且与输入能量的平均单位㶲成本相等。通过此假设和可逆功比(即可逆过程的做功量与总能量的比值),构建成本平衡方程,分析了燃气轮机热电联产系统输出能量的㶲成本,最后进行了天然气分布式能源系统算例的㶲成本分析。结果表明:利用此方法可以得出与"质优价高"一致的结论。

以Solar Two塔式熔盐光热电站中蒸汽发生器为研究对象,基于质量守恒和能量守恒搭建了蒸发器动态数学模型。以动态数学模型为基础,通过水侧和熔盐侧扰动实验对蒸发器的动态特性进行分析,得到了蒸发器的出口参数响应曲线和时间常数。结果表明:发生扰动后蒸汽发生器需要205 s达到新的平衡,而由于蒸汽侧热容量较大的影响,参数对扰动响应较慢,蒸汽的品质会影响机组的安全性及经济性;与熔盐相比,水和蒸汽具有更高的比容和储液量,水侧参数响应较慢,而熔盐侧响应速度较快。

为解决660 MW超超临界锅炉垂直管圈水冷壁汽温存在偏差、温度波动大和水冷壁出现横向裂纹等问题,进行了试验研究和水动力计算。根据锅炉设计方案,建立了某电厂锅炉流动网络系统的水动力计算数学模型,并在锅炉水冷壁上铺排工质温度测点;根据实炉测量数据,对1号机组270 MW负荷时炉内热负荷和热偏差的分布进行了计算分析;然后调整了节流圈的布置方案,计算调整后的水动力和流动不稳定性。结果表明:调整后出口汽温更加均匀,调整后的方案能更好地防止汽温波动,且不会发生脉动;节流圈调整后中高负荷下的垂直管圈水冷壁汽温分布更均匀,汽温偏差问题明显改善。

为提高固体氧化物燃料电池(SOFC)的联供系统效率、降低碳捕集能耗,提出了一种基于SOFC/透平(GT)/蒸汽轮机(ST)、有机朗肯循环(ORC)和氨水吸收式制冷循环液化回收CO₂的联供系统。利用Aspen Plus软件搭建了SOFC本体模型,并对其进行验证。通过输入设计工况下的热力学参数,探究了电流密度、燃料利用率、汽碳比对SOFC本体及联供系统性能的影响。结果表明:在设计工况下,SOFC发电效率为55.5%、联供系统发电效率为76.5%、功冷联供效率为92.6%,与现有系统相比,各效率均有提升;当电流密度增加至极限电流密度时,浓差极化损失迅速增大,对系统性能产生负面影响;随着燃料利用率的提高,功冷比不断下降,各效率呈先增后减的趋势;当汽碳比为2时,联供系统的发电效率及功冷联供效率最大,分别为78.04%和93.2%。

为了揭示介质流量和介质黏度在压力喷嘴雾化过程中的作用机制,采用大涡模拟(LES)与体积函数模型(VOF)相结合的模拟方法,探究了喷嘴内部流动情况,分析了入口雷诺数对喷嘴流量系数、雾化角和雾化粒径等雾化特性的影响。结果表明:随着雷诺数的增加,喷嘴出口液膜厚度变薄,喷嘴流量系数降低;在高雷诺数下,流量系数受其影响较小;随着雷诺数增加,喷嘴雾化角增大,当雷诺数低于1 000时,雾化角增大现象更为明显,相同雷诺数下雾化角几乎相等;当雷诺数较高时,雾化液滴索特平均粒径更均匀,液滴粒径分布更接近R-R分布特征。

针对某堆型核电机组主泵水润滑推力轴承极端工况及超长服役周期的特点,从分析和试验两个方面进行了摩擦学的相关研究工作。在分析方面,考虑了平衡支撑下的润滑性能分析,仿真分析了推力轴承在不同转速下的最小润滑膜厚度h_min、摩擦力矩M_f和温升ΔT,并根据起飞转速建立了基于启停次数的轴承磨损预测模型;在试验方面,进行了与轴承材料相关的摩擦磨损试验,获得了石墨-不锈钢摩擦副在边界润滑和干摩擦下的摩擦因数f和体积磨损量ΔW,通过缩比的台架试验测试了石墨轴承的润滑膜厚度h、瓦面温度T及磨损质量Δm。结果表明:工作转速对h_min影响较大,对ΔT影响较小,石墨材料对干摩擦下的f和ΔW影响较大;从h和T来看,试验结果与计算分析的结果较为接近,说明半尺寸缩比试验与实际使用工况相似性较佳。

在建立城市生活垃圾发电热力系统数学模型的基础上,研究了垃圾组分和质量流量对系统热效率和污染物排放量的影响,得到城市生活垃圾对系统热-环境特性的影响规律。结果表明:城市生活垃圾组分中碳元素质量分数是影响垃圾发电系统性能的主要因素;城市生活垃圾逐月碳元素质量分数最高为30.23%(11月),此时发电系统热效率和总等效污染物排放量分别为30.24%和20.70 kt,能源-生态效率指标ε达到全年最高值,为0.610,且逐月垃圾组分变化导致ε月度变化率最大为3.60%。当生活垃圾质量流量从28.53 kg/s降低到14.27 kg/s时,系统热效率从28.53%降低至26.90%,总等效污染物排放量从19.07 kt降至9.54 kt,ε则从0.590降至0.530;垃圾质量流量每降低10%,ε下降率最大为1.80%;垃圾组分变化相比于垃圾质量流量变化对ε的影响更大;采用实际工程中NO_<i>x、PM和SO₂减排控制措施均可提高ε,ε的变化受NO_x排放量的影响最大,ε从0.605提升至0.667,提升了10.25%。

为实现垃圾资源的综合利用以提高垃圾发电系统的经济性,提出了2种厌氧发酵与焚烧耦合的新型垃圾发电系统方案,以某垃圾焚烧发电机组为研究案例,采用热力学仿真软件EBSILON模拟该机组耦合利用厌氧发酵沼气系统的工质热力学参数变化和发电效率的提升。通过热力学方法分析了新系统能量利用率提高的原因并评估了新系统的经济性。结果表明:得到的2种新型发电系统方案分别比案例垃圾焚烧发电机组的发电效率高6.59%和14.89%,沼气发电效率分别达31.82%和45.66%,动态回收周期分别为4.01 a和2.77 a。

为研究太阳能布雷顿循环耦合蓄电池平抑光伏输出功率波动性策略问题,建立了光伏-光热-蓄电池联合发电系统,以光伏为主要出力,太阳能空气布雷顿循环和蓄电池为辅稳定光伏输出功率波动,并根据微燃机高效运行方式及联合发电系统变负荷方式提出了4种运行策略。结果表明:4种策略均能在一定程度上降低光伏输出功率波动性,且在相同蓄电池容量下,策略二光伏输出功率波动性最小,策略三蓄电池最大充电功率最小;随着蓄电池容量的增加,4种策略光伏输出功率波动性均在减少,并且策略二和策略一在平抑输出功率波动性能力上不断接近;在储热与储电容量比例为3∶4时,策略一~策略四相对仅光伏运行时的输出功率波动性分别减少了80.7%、88.3%、50.5%和55.1%。

针对实现核电站除氧器水位控制系统的隐蔽攻击需要受攻击对象具备高精度估计模型的问题,提出了一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的隐蔽攻击方法。该方法将核电站除氧器水位控制系统中获得的反馈控制器输出信号与输入信号作为LSTM的数据集,通过训练得到高精度的估计模型,此估计模型被用于设计隐蔽攻击器,向受攻击对象施加攻击信号,从而实现隐蔽攻击。最后,通过仿真实验验证了该方法的有效性和隐蔽性。结果表明:该方法对核电站除氧器的水位造成一定影响的同时具有较高的隐蔽性。

风电机组齿轮箱是容易发生故障的重要部件,维修费用高昂,因此有必要对其进行实时状态监测。针对集成K近邻(KNN)算法对随机采样不敏感的问题,提出了一种基于规则采样的改进集成KNN模型。首先利用距离相关系数进行变量选择,然后基于正则化互信息对变量进行排序,将其用于规则采样,构造子训练集,最后基于统计过程控制方法设置预警阈值对实时残差进行分析,根据健康度曲线对风电机组齿轮箱健康度进行监测,并利用某风电机组实际数据对所提方法进行验证。结果表明:所提方法显著提升了模型估计精度,该模型优于常规集成KNN模型,可以实现齿轮箱的早期故障预警。

针对燃烧调整过程中易发生燃烧失稳且难以及时干预的问题，根据某型燃气轮机燃烧调整过程特征，利用改进的粒子群算法（PSO）优化Elman神经网络，将影响机组运行状态的参数作为输入变量，表征燃烧稳定性的参数作为输出变量，进而建立改进PSO-Elman神经网络模型。结果表明：值班气质量流量、压气机进口导叶及压气机第1级可调静叶的开度对燃烧稳定性影响较大；与Elman神经网络相比，改进PSO-Elman神经网络模型可靠性更好；所提出的神经网络模型可以很好地跟踪燃烧调整过程的参数变化特性，可先行预测燃烧调整过程中可能出现的燃烧失稳情况，解决试验过程中限制因素多、灵活性差的技术问题。

为提升耦合吸收式热泵热电联产机组的经济性，基于Ebsilon搭建机组热力模型，采用控制变量法，分析热泵内外部参数对热泵效率和机组热经济性的影响，结合某2×350 MW热电联产机组实际运行数据进行研究。结果表明：在额定采暖工况下，耦合吸收式热泵比只采用热网加热器可节省约18%的抽汽量，机组热效率提高1.2%；热网回水温度升高10 K，热泵性能系数C_OP下降约0.1%，机组的热经济性下降约4%，可通过提高热泵供热负荷，减小机组热经济性下降的幅度；提高低温循环水温度，热泵C_OP和机组热经济性均增大，当热网回水温度与其差异小于10 K时，供热性能提高效果不明显；热泵发生器出口蒸汽温度升高10 K，热泵C_OP增大18.9%，机组供热耗汽量增加约1%；通过调整热泵运行参数，可提取更多循环冷却水余热，降低热网加热器出力，减少机组的冷端损失。

针对传统曳力模型难以准确预测气固相间曳力的问题，考虑到计算精度和模型通用性，选用经过介尺度修正的EMMS-1M曳力模型耦合双流体模型，模拟了颗粒直径和进口气速对空气反应器冷态流化和热态化学反应的影响。结果表明：颗粒直径减小和进口气速增加，使床层气体压力分布更加均匀，床层轴向颗粒体积分数降低，床层颗粒返混现象减弱，颗粒轴向速度增加，温度升高促进反应正向进行，氧气转化率升高；进口气速增加，使颗粒在床层分布均匀，气固混合彻底，促进了化学反应，但进口气速过高，会携带出大量的颗粒，且在床层的停留时间减少，不利于气固化学反应的发生。

为构建鲁棒性较强的状态估计模型,结合堆叠自编码器思想,提出一种基于深度双向门控循环神经网络的制粉系统状态估计及故障预警方法。首先,选取制粉系统正常运行状态变量历史数据作为深度双向门控循环神经网络的训练输入,然后利用网络强大的特征学习能力,建立制粉系统正常状态估计模型。采用滑动窗口法构建制粉系统状态监测指标,确定指标阈值,利用火电厂制粉系统历史运行数据进行仿真。结果表明:相比于其他方法,深度双向门控循环神经网络模型具有更好的估计性能,且能够在故障发生前及时发出预警信息,达到早期故障诊断的目的。

根据某超超临界1 050 MW燃煤机组实际运行数据，采用随机森林（RF）算法建立燃煤锅炉炉膛出口烟气中NO_x质量浓度预测模型，并利用贝叶斯优化（BO）进行超参数寻优，将BO-RF模型与网格搜索优化的RF模型（GSO-RF）进行对比。为了更好地评价预测模型，以平均绝对百分比误差δ_MAPE和决定系数R²作为评价指标，将所建立的BO-RF模型与目前常见的基于贝叶斯优化的BP神经网络（BO-BPNN）模型、最小二乘支持向量机（BO-LSSVM）模型进行比较。结果表明：BO-RF模型比GSO-RF模型的预测精度更高，且BO-RF模型的δ_MAPE为1.478%，R²为0.916 2，均优于BO-BPNN模型和BO-LSSVM模型的预测结果，证明BO-RF模型具有更高的预测精度和更优的泛化性能。

为实现综合能源系统的经济低碳运行，提出了计及阶梯型碳交易机制的综合能源系统优化模型，首先以系统全年运行维护成本和投资成本最小为目标，建立了考虑多元负荷需求的综合能源系统容量优化模型，其次基于k-means聚类方法及平均值法选取典型日冷热负荷，最后以系统运行维护成本以及碳交易成本最小为目标，分析不同基准碳价对系统运行方式、碳排放量以及经济性的影响，并以典型日进行详细分析。结果表明：将阶梯型碳交易机制引入综合能源系统可以有效降低碳排放量并提高系统的经济性，尤其对于供热季，能以较低基准碳价对系统产生显著影响。