动力工程学报

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锅炉技术

灵活性运行的锅炉联箱应力分析及寿命计算

庞力平, 易思泽, 段立强, 李文学, 杨勇平

2019, 39(12): 953-958.

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以某灵活性运行的超临界锅炉末级过热器出口汇集联箱为研究对象，结合锅炉负荷从200 MW到600 MW再到180 MW变化时的实时运行数据，采用Ansys有限元软件进行热应力、机械应力以及两者共同作用的总应力分析，讨论了各种应力在联箱中的分布情况。根据疲劳-蠕变交互作用下的累积损伤计算方法对联箱在灵活调峰运行时的疲劳和蠕变寿命损耗进行了评估。结果表明：灵活性运行时由于交变产生的热应力对联箱疲劳寿命影响较小，蠕变是影响其寿命损耗的主要因素。

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锅炉技术

低氧稀释条件下煤粉颗粒燃烧特性实验研究

曾柱楷, 李国栋, 张廷尧, 靳轲, 程世军, 周月桂

2019, 39(12): 959-965.

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在平面扩散火焰煤粉燃烧实验系统上采用光纤光谱仪和CMOS相机分别测量了不同燃烧气氛（O₂/N₂、O₂/CO₂）、热协流温度（1 473~1 873 K）和氧气体积分数（5%~20%）下烟煤煤粉燃烧火焰的辐射光谱和火焰图像，获得了不同燃烧条件下煤粉颗粒温度沿程分布和燃烧特性。结果表明：在O₂/N₂或O₂/CO₂气氛下，随着热协流温度和氧气体积分数的降低，火焰颜色由亮黄色逐渐转变为暗红色，煤粉颗粒温度降低；随着热协流氧气体积分数的下降，煤粉颗粒温度波动系数减小了37%，颗粒温度分布更均匀；与O₂/N₂气氛相比，O₂/CO₂气氛下煤粉火焰光强减弱，煤粉着火距离增加，煤粉颗粒的平均温度降低了24~103 K，颗粒温度波动系数最大减小了24%。

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汽轮机与燃气轮机

不同长高比RQL燃烧室燃烧和排放特性研究

金明, 袁逸人, 张自来, 葛冰, 臧述升

2019, 39(12): 966-972.

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针对3种长高比富油/焠熄/贫油（RQL）燃烧室，保持头部旋流器入口空气和燃料体积流量不变，通过改变焠熄空气体积流量，研究了不同长高比燃烧室冷态流场、掺混不均匀度、轴向温度分布及排气温度分布均匀性和污染物排放变化。结果表明：相同工况下长高比越小，射流深度越大，上下射流相互干涉作用越强；长高比为3.75的燃烧室掺混不均匀度最小，掺混效果最好；随着长高比的增加，焠熄区最低温度降低；长高比为3.75时，排气温度不均匀度较好，长高比大于3.75时，排气温度不均匀度迅速增加；随着长高比增加，燃烧室NO_x排放质量浓度升高，随着焠熄空气体积流量减小，不同长高比燃烧室NO_x排放质量浓度均先升高后降低，且在高焠熄空气体积流量工况下，低长高比燃烧室的燃烧效率下降。

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监测与测量

基于粒子群优化算法优化BP神经网络模型的间接空冷散热器性能监测

李昊, 罗云, 李瑞东, 苏永健, 陈雪林, 徐义巍, 郭洪远, 李鹏竹

2019, 39(12): 973-980.

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为监测间接空冷散热器的换热性能，提出了监测间接空冷塔出水温度的方法。根据间接空冷系统散热器传热量计算和热平衡方程，分析了间接空冷塔出水温度的影响因素，建立了以环境温度、环境风速、大气压力、间接空冷塔循环水进水温度、循环水进水压力、出水压力和百叶窗开度7个主要参数为输入，出水温度为输出的BP神经网络模型。为避免该模型陷入局部最优，采用非线性动态惯性权重的粒子群优化（PSO）算法对BP神经网络模型的初始权值和阈值进行了优化，构建了PSO-BP神经网络预测模型，并根据某660 MW间接空冷机组的运行数据对该模型进行了训练和验证。结果表明：采用PSO算法优化的BP神经网络模型具有较强泛化能力，预测精度高于单纯的BP神经网络模型，预测平均绝对百分比误差为0.55%。

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环保技术与设备

低温烟气预浓缩脱硫废水过程中SO₂溶解行为实验研究

马双忱, 范紫瑄, 武凯, 赵保华, 易祖耀, 张金柱, 马采妮

2019, 39(12): 981-988.

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为减少烟气浓缩过程中SO₂转移至液相而产生的SO₃^2-/SO₄^2-污泥量，通过实验研究了脱硫废水烟道内低温烟气浓缩过程中SO₂的迁移转化规律，探究了控制SO₂溶解的技术措施。结果表明：当Cl^-质量浓度高于120 000 mg/L，SO₄^2-质量浓度高于20 000 mg/L时对SO₂溶解有明显抑制作用；高入口SO₂质量浓度、高温和低pH可有效抑制SO₂溶解，其中pH对SO₂溶解性能的影响最明显；当pH为1.5左右时，SO₂几乎难以转移进入液相；调酸后浓缩3倍的脱硫废水仅有7.4%质量分数的SO₂溶解，脱硫废水浓缩倍数与脱硫效率成反比。

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环保技术与设备

中试平台脱硝催化剂的宽温度性能试验研究

赵瑞, 余学海, 史晓宏, 李燕, 苏国萍, 韩涛

2019, 39(12): 989-993.

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在实际燃煤烟气全流程污染物排放控制中试平台上开展了宽温度脱硝催化剂的性能测试，研究了脱硝效率、运行温度和压差等指标，现场取样并计算氨逃逸质量浓度和SO₂/SO₃转化率，研究宽温度脱硝催化剂实际运行情况。分析了脱硝效率、煤质收到基硫质量分数、机组负荷和运行温度对SO₂/SO₃转化率的影响。结果表明：脱硝催化剂运行温度为275℃、脱硝效率为88%时，氨逃逸质量浓度小于2.25 mg/m³，SO₂/SO₃转化率小于1%；机组负荷和运行温度对SO₂/SO₃转化率的影响较为明显。

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环保技术与设备

基于吸收剂分区的同时脱硫脱硝反应特性研究

刘凤, 李昊天, 张彩端, 张晓光, 汪黎东, 刘鹏宾, 曾芳

2019, 39(12): 994-998.

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在鼓泡反应装置中进行了MgO为吸收区吸收剂、NaClO₂为氧化区吸收剂的脱硫脱硝实验，研究了NaClO₂浓度、NaClO₂溶液的pH、温度和烟气体积流量等参数对脱硫脱硝效率的影响，并在液相产物分析的基础上推测了反应历程。结果表明：在最佳条件下，SO₂和NO的脱除效率均达到100%，NO_x的脱除效率可达65%。

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环保技术与设备

除雾器钩板与壁面夹角对除雾效率的影响

陈鸿伟, 徐继法, 刘拓, 张巍, 贾建东

2019, 39(12): 999-1004.

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采用数值模拟方法对除雾器钩板与壁面夹角进行了研究，并通过引入K_pP_iRe²在除雾效率与引风机功耗之间找到平衡点。结果表明：安装钩板可明显提高除雾器的除雾效率，但对直径在10 μm以下液滴的除雾效率仍较低；随钩板与壁面夹角的增大，除雾效率和进出口压降明显提高；由于入口流速在2 m/s时对应的进出口压降较小，对引风机功耗影响较低，因此选择钩板与壁面的夹角为50°，此时除雾器能够在保证除雾效率的基础上使引风机功耗较低。

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新能源

快速热解条件下生物焦的微观特性及其单质汞吸附性能研究

霍锐鹏, 贾里, 赵蕊, 乔晓磊, 郑仙荣, 樊保国

2019, 39(12): 1005-1012.

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利用滴管炉对快速热解方式下制备所得生物焦进行了研究，并通过氮气吸附脱附仪和傅里叶变换红外光谱仪研究了生物焦的热解特性及微观特性，结合吸附动力学过程，进一步探究了生物焦对单质汞的吸附特性及机理。结果表明：生物焦对单质汞的吸附既取决于其孔隙结构又与表面化学性质有关，由于生物质在沉降过程中因范德华力及液桥力的作用发生颗粒团聚现象，随热解温度的升高，所形成生物焦的单质汞吸附能力增强，BET比表面积增大，而表面官能团含量却下降；较低热解温区所制备的生物焦单质汞吸附过程中，化学吸附占主导地位，随热解温度的升高，化学吸附作用逐渐减弱，物理吸附是主要控速步骤。

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新能源

藻类生物质非等比混燃NO_x排放及N转化特性

孙进, 赵兵涛, 苏亚欣

2019, 39(12): 1013-1018.

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为探究不同温度下非等质量配比的藻类生物质混合燃烧后NO_x排放及N转化特性，将条浒苔、马尾藻和小球藻以不同质量配比混合，并在一维管式炉中燃烧。结果表明：与藻类生物质单独燃烧后NO_x的排放特性不同，在600~800℃下藻类生物质非等质量配比混合燃烧后NO_x质量浓度均呈单峰分布，且随着温度的升高，峰值逐渐增大；由于3种藻类生物质之间具有耦合作用，导致NO_x的转化率和NO_x单位排放量均降低；在600~800℃下，3种藻类生物质质量配比为50%：25%：25%、25%：50%：25%和25%：25%：50%时，NO_x削减率分别为22.1%~53.7%、22.6%~45.8%和21.1%~48.6%，且NO_x削减率随温度的升高而降低。

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系统工程

燃煤发电机组烟气余热利用系统改进研究

李沁伦, 王璐凯, 刘银河

2019, 39(12): 1019-1026.

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为提高电站的能效水平，以某600 MW超临界燃煤机组为例，对旁通烟道和机炉耦合热集成型烟气余热利用系统进行了热力学分析。这两类热力系统可使电站供电效率分别提高0.77%和0.85%，但在锅炉冷端换热设备中冷热工质的能级匹配仍存在不足。据此提出了一种集成抽汽式空气加热器（SAH）型烟气余热利用系统，该系统采用温度匹配和热容流率匹配相结合的方法对低温烟气热能的梯级利用进行优化。结果表明：与案例机组相比，集成SAH型烟气余热利用系统的供电效率提升1.10%，高于旁通烟道和机炉耦合热集成型烟气余热利用系统所带来的供电效率增益，该新型热力系统的动态投资回收期和净现值分别为2.44 a和10 757.55万元，在工程上具有可行性。

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系统工程

闭式布雷顿循环变工况试验研究与仿真分析

朱郁波, 黄伟光, 崔小康, 张靖煊

2019, 39(12): 1027-1034.

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依托MW级多功能闭式布雷顿循环试验平台，开展了容积法和旁通法试验研究，详细分析了相应的系统各设备节点压力、温度和流量等参数的动态关联响应。依据AspenHYSYS对试验平台建立了仿真模型，并分别对容积法和旁通法进行了仿真分析。结果表明：旁通法和容积法2种调控手段能够有效调节系统设备的工作状态，使之达到新的匹配点，进而改变整个系统的工作特性；采用容积法时，受充气条件的影响，系统响应缓慢，但压气机效率和压比基本不变；采用旁通法时，系统响应较快，但压气机效率和压比发生变化；仿真结果与试验结果一致，证明了仿真模型的可靠性，为制定闭式布雷顿循环发电系统的控制策略奠定了基础。

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