动力工程学报

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锅炉技术

超临界压力塔式直流锅炉螺旋管圈水冷壁吸热偏差的试验研究

陈端雨, 何翔, 杨勇, 张富祥, 朱才广

2012, 32(8): 581-585.

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以1 000 MW超临界压力塔式直流锅炉为例,对不同负荷下螺旋管圈水冷壁的吸热偏差进行了测量和计算.结果表明:螺旋管圈水冷壁的吸热偏差随着机组负荷的改变而变化,负荷越高,吸热偏差越小,在满负荷下,热偏差系数趋于1.在同一负荷下,由下部螺旋管圈和上部垂直管屏构成的水冷壁管吸热偏差比垂直管屏水冷壁的吸热偏差小;螺旋管圈水冷壁对改善炉内热负荷分布不均效果显著.

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锅炉技术

300 MW 循环流化床锅炉屏式受热面传热系数计算及其变化规律

吴海波, 张缦, 孙运凯, 吕清刚

2012, 32(8): 586-590.

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根据300 MW 循环流化床(CFB)锅炉现场测试数据并结合以往CFB锅炉传热系数的研究成果,建立了屏式受热面烟气侧的传热模型,包括辐射传热模型和对流传热半经验公式.利用该模型对某300 MW CFB锅炉在94%锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下炉膛内屏式受热面的传热系数进行了计算,分析了屏式受热面管间节距、炉膛温度、工质温度、壁面黑度及烟气速度等因素对传热系数的影响.结果表明:烟气速度、炉膛温度和壁面黑度对传热系数的影响较大,所建立的传热模型能够合理地反映主要因素对CFB锅炉屏式受热面传热的影响.

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锅炉技术

稳态与非稳态下旋风分离器气相流场数值模拟方法研究

赵通, 杨亚平, 刘俊龙

2012, 32(8): 591-597.

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为了研究旋风分离器气相流场的特性,在稳态与非稳态下,采用雷诺应力方程模型(RSM)对一台气-固旋风分离器气相流场进行了数值模拟和计算,其中旋风分离器网格划分采用混合网格分块划分技术,对流项分别采用不同阶格式进行离散,将数值模拟结果与试验数据进行了比较.结果表明:在非稳态下,动量(Momentum)方程采用二阶迎风格式(SOU),湍动能k、耗散率ε采用高阶的Quick 离散格式,雷诺应力项(Reynolds stresses)采用一阶迎风格式(FOU)是模拟旋风分离器气相流场的最佳选择.

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机重要易损部件中止样本集寿命数据管理系统的研究

杨宇, 史进渊, 默静飞

2012, 32(8): 598-601.

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提出了电站汽轮机重要易损部件中止样本集寿命数据的预测模型,阐述了易损部件中止样本集寿命数据的威布尔分布检验、参数估计和寿命预测方法,给出了电站汽轮机重要易损部件可靠度、可靠寿命、平均寿命、检测周期和更换周期的确定方法和应用实例,并介绍了电站汽轮机重要易损部件寿命管理系统的功能.结果表明:电站汽轮机重要易损部件中止样本集寿命预测模型、方法和寿命管理系统不仅可以为电站汽轮机优化检修提供技术依据,而且能够使电站汽轮机重要易损部件的使用周期处于受控状态.

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汽轮机与燃气轮机

百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子轴承支撑刚度的研究

王秀瑾, 孙庆, 李汪繁, 危奇, 葛庆

2012, 32(8): 602-605.

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建立了汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型,采用三维有限元软件Ansys分析了使用弹簧基础的百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子落地式轴承座的刚度,并在此基础上计算和分析了轴承座刚度在一定范围内变化时对大型汽轮机低压转子临界转速的影响.结果表明:利用汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型计算得到的低压转子轴承座刚度与经验数值量级相同,但大小有一定差异.汽轮机低压转子临界转速对低于一定数值的落地式轴承座支撑刚度变化更敏感,因此在设计时应保证足够大的轴承座刚度.

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自动控制与监测诊断

涡旋式膨胀机的非线性数学模型及动态仿真

侯国莲, 胡国强, 毕珊珊, 张建华

2012, 32(8): 606-611.

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为了设计涡旋式膨胀机控制系统,根据涡旋式膨胀机机理分析,以膨胀机的进气管道、进气腔、膨胀腔和排气腔等组建的静态数学关系为基础,建立了阀门开度与膨胀机进气管道压力以及膨胀机内部功率与转子转速两组非线性微分方程,通过膨胀机进气管道压力与膨胀机内部功率之间的关系,得到了阀门开度与转子转速的动态模型.仿真结果表明:所建立的动态模型符合涡旋式膨胀机的特性,在一定程度上证明了模型的正确性和有效性.

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自动控制与监测诊断

充流管道单向流固耦合数值模拟自动化研究

陈坚红, 周天情, 盛德仁, 李蔚, 陈辉

2012, 32(8): 612-616.

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针对充流管道单向流固耦合数值模拟过程复杂、数据在耦合传递中存在偏差的问题,采用C++语言编制了充流管道单向流固耦合数值模拟程序,实现了从模型建立、流体计算到结构分析过程的自动化,确保了从流体计算到结构计算过程中数据传递的准确性.利用参考文献中的试验数据验证了此程序计算结果的正确性,以实际发电厂的一段疏水管道为例进行单向流固耦合数值模拟,描述了程序自动建立管道模型、模拟管内流体压力分布以及将流体压力数据导入管道结构中进行管道应力计算的过程.结果表明:该充流管道单向流固耦合数值模拟程序具有结果准确、操作简便的特点,可应用于多种充流管道的设计改造和风险预测中.

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工程热物理

微富氧条件下煤粉燃烧及NO生成特性的研究

王春波, 陆泓羽, 雷鸣, 邢晓娜

2012, 32(8): 617-622.

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利用热重分析技术对微富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了研究,并与富氧条件下煤粉的燃烧特性进行了对比,利用固定床测定了燃煤NO的生成规律,分析了反应气氛和煤种的影响.结果表明:随着氧体积分数增加,微富氧条件下煤粉的燃烧向低温区移动,综合燃烧特性指数S逐渐增大;在相同的氧体积分数下,由于N₂和CO₂的物性差异,煤粉的微富氧燃烧特性优于富氧燃烧特性,但当氧体积分数升高到40%时,两种气氛的燃烧特性差别不大;反应气氛和煤种均对燃料氮的转化率影响显著;氧体积分数升高或N₂的参与会使反应温度上升,影响燃料氮的转化率;煤的挥发分和元素氮的质量分数也会影响燃料氮的转化率.

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工程热物理

弯管和文丘里管组合结构燃烧器内气固两相流动的数值分析

杨茉, 康张阳, 郭春笋

2012, 32(8): 623-628.

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通过数值计算方法研究了弯管和文丘里管组合结构燃烧器的浓淡分离特性,分析了煤粉颗粒直径和煤粉密度变化对燃烧器出口浓淡分离特性的影响.结果表明:弯管和文丘里管组合结构的燃烧器既可以实现浓淡分离,又可以达到煤粉浓侧气流不贴壁和中间给粉的效果;当煤粉颗粒直径为10 μm时,浓淡分离效果不明显;当颗粒直径为50 μm时,分离效果较好,并且浓度核心的最大煤粉浓度随着St的增大而增大;当颗粒直径为100 μm时,随着St的增大,出现了多个浓度核心.

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辅机技术

快速喷雾结冰技术在循环冷却水塔中的应用

郭民臣, 马英, 梅勇, 陈文飞, 王卜平

2012, 32(8): 629-633.

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针对我国北方地区发电厂中冷却水塔冬季防冻问题,提出了循环冷却水塔快速喷雾结冰技术.通过与悬挂挡风板冷却塔的对比,论证了快速喷雾结冰技术在优化调节循环水温度及循环冷却水塔防寒防冻方面的明显优势.结果表明:采用快速喷雾结冰技术能够使冷却水塔在严寒季节或天气情况突变时安全运行,可以使机组循环水温度随着环境温度高低和机组负荷大小而自动调整,以达到最佳值,从而提高了机组的经济性.

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辅机技术

基于焓差法分析自然通风冷却塔出口水温的影响因素

李琦芬, 宗涛, 张志超, 胡丹梅

2012, 32(8): 634-638.

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采用焓差法建立了自然通风冷却塔出口水温的热力计算模型,并把凝汽器和冷却塔作为一个整体综合研究和分析了冷却塔出口水温的各种影响因素及其影响规律.结果表明:冷却水量、填料断面风速、凝汽器蒸汽负荷以及环境空气的相对湿度均对冷却塔的进口和出口水温有明显影响,且上述因素对进口水温的影响大于对出口水温的影响.

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辅机技术

石灰石-石膏湿法脱硫系统石膏旋流器分级效率的研究

沈国清, 杨亚龙, 安连锁, 曹雅娴

2012, 32(8): 639-646.

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针对提高脱硫效率和石灰石利用率、提高产品品质和降低厂用电率等问题,从优化分级效率的角度探索提高石膏旋流器性能的方法.采用试验的方法,寻找石膏旋流器结构和工作参数对分级效率的影响规律.结果表明:较高的入口压力、适中的溢流管壁厚和内径、较大的溢流管插入深度以及选用渐缩式阿基米德螺旋线入口结构等因素对石膏旋流器的分级效率有积极效果.

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环境科学

脱硫废水深度降氟机理及工艺优化的试验研究

徐宏建, 王书芳, 潘卫国, 郭瑞堂, 戴玲智, 汪洋

2012, 32(8): 647-653.

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在静态试验装置中,通过化学沉淀与混凝法相结合的二次除氟工艺处理电厂高浓度含氟脱硫废水,采用正交试验研究了多因素操作条件对脱硫废水除氟效率的综合影响.结果表明:氯化钙除氟性能优于氢氧化钙,最佳钙氟摩尔比n(Ca)/n(F)=1∶1.3;添加硫酸铝、氯化铁等混凝剂可明显改善药剂的除氟性能,确定了最佳n(Al)/n(F)=1.5、最佳n(Fe)/n(F)=0.3;在pH=5～6的弱酸性条件、温度约为30 ℃、转速约为500 r/min、添加聚丙烯酰胺(PAM)质量分数约为0.1%的情况下,除氟效率高达95％以上;影响脱硫废水除氟效率的因素由主到次依次为:CaCl₂>Al₂(SO₄)₃>PAM>FeCl₃>pH>温度>搅拌转速.

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环境科学

典型生活垃圾流化床焚烧炉PCDD/Fs的生成与排放控制

吴海龙, 肖惠平, 王武忠, 张云卿, 蒋旭光, 李晓东

2012, 32(8): 654-660.

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为了评估生活垃圾流化床焚烧炉的运行条件对PCDD/Fs生成与排放的影响,在不同燃烧温度和活性炭喷射条件下,分别对4个不同处置能力的典型流化床焚烧炉系统不同点位的PCDD/Fs进行了采样分析和研究.结果表明:尽管燃烧温度对PCDD/Fs的生成影响很大,但并不是影响二英最终排放的主要原因,烟气流经净化设备时PCDD/Fs的低温异相生成反应是二英超标排放的主要原因.布袋除尘器的使用年限对PCDD/Fs的排放控制有重要影响,新安装的布袋除尘器能够很好地控制PCDD/Fs的排放,较旧的布袋除尘器由于“记忆效应”,其PCDD/Fs的脱除能力较弱,甚至会产生负的脱除效率.

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