动力工程学报

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    锅炉技术
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    135 MW CFB锅炉L形屏式过热器热偏差分析
    金鑫, 马有福, 吕俊复
    2020, 40(3): 177-184. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.001
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    以一台135 MW CFB锅炉的L形屏式过热器为例，对其热偏差产生机理进行了研究。通过建立热偏差计算模型和自主编制的软件，计算和分析了其同屏及屏间热偏差系数。结果表明：在同屏管组的引入引出管采用Z形布置时，集箱效应与管组内外侧管长结构不均匀对流量分配的影响相互抵消，达到了流量均匀分配的效果，同屏热偏差主要受结构不均匀和热负荷分布的影响；在各管组引入引出管的进出口集箱采用Z形布置时，由于集箱效应，屏间流量分配明显不均，这是造成屏间热偏差的主因；在实际应用中，应充分利用集箱效应对屏内及屏间工质流量分配的影响，使管内工质流量分配与管外热负荷分布相互配合，达到控制屏式过热器热偏差的目的。
  • 锅炉技术
    准东煤燃烧特性试验研究
    杭伊煊, 金晶, 杨浩然, 张瑞璞, 朱以周, 刘中毅
    2020, 40(3): 185-190. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.002
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    为探究准东煤低灰分含量、高碱金属含量特性与参比煤燃烧特性的差异，利用热重分析仪对准东煤及参比煤进行试验，分析了灰分质量分数和碱金属Na氧化物质量分数对煤样燃烧特性和动力学特性的影响。结果表明：根据折算灰量，准东煤相比参比煤的灰分质量分数更低、发热量更高、碱金属Na氧化物质量分数略高；折算碱金属Na氧化物质量分数相同时，相比高灰分参比煤，低灰分准东煤最大燃烧速率、平均燃烧速率和综合燃烧指数高，燃烧进程更为迅速剧烈，燃烧特性更优，且活化能更低；折算灰量相同时，碱金属Na氧化物质量分数高的准东煤比参比煤的最大燃烧速率和综合燃烧指数高、活化能低；准东煤特低灰分或低灰分、高碱金属质量分数是影响燃烧速率的重要因素，其中灰分的影响更明显。
  • 锅炉技术
    全烧高钠准东煤旋流燃烧器燃烧过程及钠迁移规律研究
    康志忠, 丁先
    2020, 40(3): 191-198. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.003
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    利用CHEMKIN软件对烟气中钠反应机理进行简化，将优化后的32步基元反应与CFD软件结合，并对某为全烧准东煤而设计的旋流燃烧器进行了模拟分析。结果表明：该燃烧器运行中存在长轴为3 m、短轴为1.5 m的椭圆形稳定回流区；火焰呈"风包火"花瓣状，且在回流区后存在稳定的火焰区；在准东煤燃烧过程中，各种含钠物质分布空间和体积分数存在明显差异，在火焰区主要以Na（体积分数为30%）、Na2SO4（体积分数为25%）、NaCl（体积分数为20%）和NaOH（体积分数为10%）形式存在，而在燃烧室出口主要以Na2SO4（体积分数为43%）、NaCl（体积分数为30%）和Na2Cl2（体积分数为24%）3种形式赋存；钠迁移行为大致可分为钠释放阶段（0.28~0.37 s）、快速反应阶段（<0.37~0.95 s）及Na2SO4生成阶段（0.95 s以后）3个阶段。
  • 锅炉技术
    温度对煤化工废焦积灰特性的影响
    杨文海, 罗俊伟, 朱涛, 胡乐毅, 车得福
    2020, 40(3): 199-205. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.004
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    为了得到温度对煤化工废焦燃用过程积灰特性的影响机制，在高温沉降炉实验系统上研究了烟气温度和壁面温度对热解废焦初始层及烧结层沉积灰理化特性的影响。结果表明：烟气温度主要影响烧结层沉积灰的理化特性，对初始层沉积灰理化特性的影响较小，而壁面温度对沉积灰理化特性的影响与之相反；随着烟气温度的降低，沉积灰的熔融粘连情况逐渐减弱，通过吹灰或振打方式较易被清除，随着壁面温度的降低，初始层沉积灰的熔融程度降低，对大颗粒的捕捉行为减弱，也在一定程度上减轻了飞灰沉积；碱金属多以异相凝结的方式存在于初始层沉积灰中，烧结层沉积灰中碱金属含量较少；高钙和高铁特性是导致该燃料在燃烧利用过程中受热面积灰严重的主要原因。
    • 汽轮机与燃气轮机
  • 汽轮机与燃气轮机
    低压缸小容积流量工况的计算分析和改造措施
    李明宇, 韦存海, 刘网扣, 徐佳敏
    2020, 40(3): 206-212. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.005
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    对某350 MW超临界机组汽轮机低压缸小容积流量工况的热力参数、流场、末级动叶强度和末级动叶动应力等进行了计算，分析了汽轮机低压缸在小容积流量工况级间热力参数和排汽参数的变化情况，得到了小容积流量工况下低压缸末级动叶的强度和动应力变化规律。对低压缸小容积流量工况的运行风险进行了分析，并提出了相应的改造措施。结果表明：随着低压缸进汽质量流量的不断减少，低压缸末级长叶片区域开始出现涡流和倒流现象，低压缸鼓风发热不断加剧，叶片温度升高，许用应力下降，动应力增大；可以采用增加温度测点和排汽区域喷水减温等手段来保证低压缸的运行安全。
  • 汽轮机与燃气轮机
    碰摩拉杆转子弯扭耦合非线性动力学响应特性
    李傲, 赵立, 周传迪, 柳亦兵
    2020, 40(3): 213-219. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.006
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    对碰摩故障状态下拉杆转子轴承系统弯扭耦合的非线性动力学特性进行了研究，建立了两端由滑动轴承支撑的双盘拉杆转子轴承系统模型，基于达朗贝尔原理得到其弯扭耦合的非线性动力学微分方程组，并采用四阶龙格库塔法法对方程组进行求解。结果表明：随着转速的提高，拉杆转子轴承系统的非线性动力学特性越强烈，扭振的影响越不能忽略不计，碰摩力逐渐成为影响拉杆转子轴承系统非线性动力学特性的主要因素。
  • 汽轮机与燃气轮机
    叶根几何参数和来流参数对叶片端壁传热影响的研究
    祝培源, 陶志, 宋立明, 李军
    2020, 40(3): 220-226. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.007
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    针对典型燃气透平Pack-B叶片，建立了叶片端壁传热特性的数值模型。在验证了数值模型的基础上，研究了叶根几何参数和来流参数对叶片端壁传热特性的影响。结果表明：随着叶根倒角半径的增大，叶片端壁前缘区域的传热减弱，而端壁尾缘区域的传热增强；随着叶根倒角最小角度的增大，端壁前缘区域传热略有增强，而端壁尾缘区域的传热有所减弱；来流湍流度为1%时，由于端壁区域二次流结构发生显著变化，使得其端壁前缘区域和中部区域的传热明显高于湍流度为4%、6%和10%的情况，而其他区域的传热随着来流湍流度的提高而增强；随着来流雷诺数的增大，整个端壁的传热均增强。
    • 自动控制
  • 自动控制
    基于KLD信息距的过热汽温建模数据提取方法
    杨巍, 洪烽, 于浩洋, 申忠利
    2020, 40(3): 227-231. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.008
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    提出一种基于KLD（Kullback-Leibler Divergence）信息距的建模数据提取方法，首先利用运行数据构建KLD序列，然后对KLD序列进行线性分段，再根据分段结果提取建模数据。利用大型火电机组过热汽温仿真数据和运行数据进行了数据提取和建模验证。结果表明：采用所提方法取得了较好的建模效果，检验了该方法的有效性。
    • 辅机技术
  • 辅机技术
    错流式移动床冷渣器气固换热特性的模拟研究
    杨宇, 林顺洪, 田野, 柏继松, 季炫宇, 徐明, 卢啸风
    2020, 40(3): 232-238. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.009
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    为高效回收循环流化床锅炉燃烧后排出的高温底渣余热，提出了一种错流式移动床冷渣器，并采用Fortran语言模拟其气固换热特性，分析气体入口流速、底渣下落速度和底渣粒径对底渣冷却及余热再利用的影响。结果表明：较高的气体入口流速有利于底渣的快速冷却，但会使系统能耗提高，底渣余热再利用率降低；较快的底渣下落速度延长了底渣的冷却过程，使系统能耗小幅提高，但系统处理能力也提高，而底渣余热再利用率呈先提高后降低的趋势；底渣粒径对气固换热能力的影响较小，但底渣粒径的减小会大幅提高系统能耗；在错流式移动床冷渣器内，吸热后的气体出口温度可达800℃，底渣余热再利用率约为40%，表明其具有较好的底渣冷却及余热回收能力。
  • 辅机技术
    锯齿尾缘叶片对轴流风机气动噪声及性能的影响
    叶学民, 张锐星, 张超, 李春曦
    2020, 40(3): 239-246. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.010
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    以OB-84型动叶可调轴流风机为研究对象，采用大涡模拟和FW-H声学模型对锯齿尾缘动叶风机进行了数值模拟，探讨了不同锯齿长度的尾缘对风机气动噪声、压强脉动及性能的影响，并分析了其流场特征和降噪机理。结果表明：锯齿尾缘可明显降低风机的中低频段噪声和流道中气流的压强脉动强度，锯齿长度越大，其影响越明显；锯齿尾缘增强了尾流区的流动掺混，改变了动叶尾缘脱落涡结构，形成了2层整齐的"梳状"流向对涡，由此降低了风机的气动噪声；模型A、模型B和模型C均可以在设计流量或小流量下提高风机效率，以模型A提升最明显，但在大流量下性能均低于原风机。
    • 系统工程
  • 系统工程
    双机联调抽汽-高背压联合供热㶲分析与优化
    梁占伟, 张磊, 徐亚涛, 张俊杰, 靖长财, 王顺森
    2020, 40(3): 247-255. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.011
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    为了实现热电联产机组运行优化，采用自主研发的热力系统集成优化（TPIS）软件搭建热力系统仿真模型，建立了热电联产机组㶲分析模型，研究了供热㶲效率、当量电耗㶲效率以及电厂总㶲效率随主蒸汽质量流量的变化特性；通过㶲分析得到了抽汽供热、抽汽-高背压联合供热、抽汽梯级利用-高背压联合供热的最优运行工况。结果表明：双机联调抽汽梯级利用-高背压联合供热方式最佳运行区间大于其他2种供热方式，双机联调抽汽-高背压联合供热方式的供热能力最大，研究结果为热电联产电厂能耗评价与运行优化提供了借鉴。
  • 系统工程
    适应火电机组灵活运行的滑压曲线优化方法
    董竹林, 牛玉广, 董恩伏, 周桂平, 罗桓桓, 张国斌
    2020, 40(3): 256-264. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.03.012
    摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏
    为了保证机组在调峰过程中快速响应负荷指令以及减小主蒸汽压力的波动，分析了汽轮机初压变化对机组安全性、稳定性、经济性和快速性的影响以及不同负荷段对上述特性的需求，结合最小二乘支持向量机（LSSVM）和混沌粒子群优化（CPSO）算法建立了热耗率预测模型并确定660 MW机组各典型负荷下的最优初压。提出了将性能试验优化曲线与文章优化曲线相结合的新的滑压策略，即机组在动态调节时采用文章优化曲线运行，而在稳定工况下采用性能试验优化曲线运行，并将该滑压策略添加到协调控制系统的主蒸汽压力设定值生成回路中进行仿真验证。结果表明：新的滑压策略不仅能提高机组在动态调节时的变负荷速率，还能维持机组在稳态工况时的经济性。