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  • 新能源
    杜宇航, 刘向民, 王兴平, 蒋志浩
    动力工程学报. 2020, 40(5): 426-432. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.05.012
    摘要 (1938) PDF全文 (2204)   可视化   收藏
    以某50 MW塔式光热电站为仿真对象,根据电站的主要仿真参数,建立了光热电站定日镜场模型和圆柱形外露式吸热器模型。针对定日镜简单聚焦、交替偏移聚焦和正态分布聚焦3种不同聚焦策略,选取典型气象年的气象数据,采取光线追迹法,通过计算得到在设计点工况、夏至日全天以及不同镜场布置条件下吸热器表面能流密度的分布情况,比较分析了3种不同聚焦策略对吸热器安全性的影响。结果表明:3种聚焦策略中,交替偏移聚焦策略较好地缓解了吸热器表面能流密度分布不均的现象,具有较高的安全性。
  • 汽车机轮与燃气机轮
    史进渊, 李军, 刘霞, 杨宇, 孙庆, 夏心磊, 祁昊
    动力工程学报. 2022, 42(6): 498-506. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.06.002
    摘要 (1245) PDF全文 (1959)   可视化   收藏
    从大型汽轮机技术发展的角度,对2010—2019年我国大型汽轮机技术的一系列重要进展和下一步研究方向进行了阐述。介绍了大型汽轮机技术发展的背景,总结了过去10年我国火电与核电汽轮机技术研究的新成就,包括提高汽轮机效率的通流部分优化与宽负荷性能优化技术,保证汽轮机安全性的结构强度与寿命、轴系动特性与支撑以及高温材料与焊接转子的设计技术,提高汽轮机灵活性的一键起停与热应力监控技术。针对大型汽轮机技术的发展现状,提出我国大型汽轮机下一步的研究方向,包括700℃火电汽轮机的镍基合金高温部件、非镍基合金高温转子与总体布置技术,2 000 MW等级核电汽轮机研制的关键技术和2 000~2 300 mm半速长叶片研制,汽轮机的智能设计、智能制造和智能运维技术,大型汽轮机技术的发展目标是进一步提高汽轮机的效率、保证汽轮机的安全服役和灵活运行。
  • 锅炉技术
    马达夫, 张守玉, 何翔, 陶丽, 施鸿飞, 陈端雨
    动力工程学报. 2019, 39(10): 784-791.
    摘要 (1236) PDF全文 (1130)   可视化   收藏
    对我国现阶段电站煤粉锅炉在低负荷(40%额定负荷以下)及超低负荷(20%~30%额定负荷)下出现的燃烧稳定性变差、水动力安全性降低、污染物排放升高和机组经济性下降等运行技术问题和相应措施进行了分析。结果表明:采取精细化燃烧调整等相应措施后锅炉可实现超低负荷稳燃;直流锅炉在30%额定负荷以上运行时水动力较安全,随着负荷的降低,汽包锅炉水动力安全性升高,运行经济性指标大幅度降低;污染物排放应着重关注NOx质量浓度。
  • 环保技术与设备
    马双忱, 邓悦, 吴文龙, 张立男, 马京香, 张小霓
    动力工程学报. 2016, 36(2): 143-150.
    摘要 (1294) PDF全文 (1106)   可视化   收藏
    在自主设计的实验台上开展硫酸氢铵(ABS)形成特性实验,研究了温度和反应物体积分数对ABS形成机理的影响,通过热重分析实验得到ABS的挥发温度,并计算ABS分解反应的吉布斯自由能,从而得到ABS的热力学分解温度.结果表明:ABS的形成是温度和反应物体积分数的函数,其形成温度在220~261℃;φ(NH3)与φ(H2SO4)乘积越大,ABS的形成温度越高;H2SO4过量且体积分数一定的情况下,φ(NH3)越大,ABS沉积量越大;相反,若φ(NH3)一定,φ(H2SO4)对ABS沉积量的影响不大;热重分析实验显示,ABS的挥发温度为173.7℃,热力学分解温度为447.18℃.
  • 综述
    李政, 张东杰, 潘玲颖, 李天枭, 高俊伟
    动力工程学报. 2021, 41(11): 905-909. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2021.11.001
    携手应对全球气候变化已经成为国际社会的广泛共识,中国作为全球应对气候变化的重要参与者和积极实践者,已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。推进碳达峰、碳中和战略是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,其中能源系统低碳转型将是实现"双碳"目标的关键。在当前经济社会发展水平下,应采用"两步加速"的总体发展方案,近期可通过加快发展非化石能源,确保2030年前碳达峰,并实施以2℃温升目标和1.5℃温升目标为导向的长期转型路径,力争在2060年前实现碳中和。为保证"双碳"目标的实现,应大力加强高比例可再生能源及配套技术、煤电行业低碳转型路径以及碳捕集、利用和封存等关键技术或规划问题的研究。
  • 锅炉技术
    崔晓宁, 赵志刚, 姜宁, 苏胜, 许凯, 胡松, 向军
    动力工程学报. 2019, 39(8): 605-610.
    针对国内某1 000 MW超超临界二次再热机组锅炉,进行了不同负荷下锅炉系统的性能研究,构建机组模型并进行仿真模拟。根据平衡方程,计算了不同负荷下锅炉系统及各部件的损失和效率。结果表明:随着负荷的变化,各部件都保持较高的效率且波动很小,能够保证机组的深度调峰和低负荷稳定运行;燃料燃烧与换热产生的损失之和占总体损失的97%,减小工质与高温烟气的传热温差可降低损失。
  • 新能源
    张立, 缪维跑, 李春, 张万福, 闫阳天, 王博
    动力工程学报. 2021, 41(8): 674-683. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.009
    为分析弯扭耦合叶片的力学性能,基于三维建模软件NX二次开发建立NREL 5 MW风力机叶片壳体模型,进一步对叶片进行复合材料铺层设计,通过镜像偏置主梁纤维实现叶片气动弹性剪裁,采用CFD方法计算叶片表面压力分布,结合有限元方法对其进行模态、静力学及屈曲计算,以研究主梁偏置角度对弯扭耦合叶片力学性能的影响。结果表明:当主梁偏置角度较小时,弯扭耦合叶片表面最大应力小于传统叶片,其中以偏置角度为-15°时效果最佳,表面最大应力降幅最高为14.78%;相比传统叶片,弯扭耦合叶片各阶固有频率及屈曲因子均有所降低,且正向与反向偏置同角度的叶片固有频率和屈曲因子下降量较接近,主梁偏轴镜像铺设对叶片挥舞振动影响较大;主梁偏置角度对叶片抗屈曲能力产生一定影响,叶片临界屈曲载荷最大降幅约为78%;应重点关注弯扭耦合叶片固有频率及屈曲因子,以避免叶片固有频率与激励频率接近而产生共振,必要时可优化铺层结构以提高叶片抗屈曲能力。
  • 锅炉技术
    孙灵芳, 任訸, 郎坤, 唐宏, 侯波
    动力工程学报. 2016, 36(7): 505-512.
    结合大容量锅炉分区热力计算和全炉膛温度压力简化动态模型思想,以能量守恒定律和辐射换热理论为基础,针对某电厂600 MW锅炉建立改造前和双尺度低氮改造后炉膛三区机理模型,通过Simulink软件仿真炉膛纵向空间燃烧特性.采用Fluent软件模拟炉内横向空间温度和速度场变化,并对双尺度低氮改造技术进行了较全面的机理分析.结果表明:低氮改造后由于二次风射流方向偏斜,使得一次风与二次风旋流方向相反,旋流区横向增大、纵向缩短,从而部分区域燃烧效率提高,NOx排放量显著减少,但却具有燃烧过程惯性增大、升负荷适应性下降的缺陷.
  • 新能源与储能
    刘传亮, 郭万贵, 孔心璇, 张华, 李振亚, 郭嘉靖, 边文杰
    动力工程学报. 2022, 42(8): 762-768. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.08.010
    光伏耦合制氢技术可利用光伏产生的废电、弃电,大规模制造氢气,降低制氢成本,提高整体的系统效率,在光伏系统改造和提升过程中发挥重要作用。通过分析国内光伏耦合制氢技术的发展现状,对宽功率光伏耦合制氢技术的运行效果和系统经济性进行评价,最后根据我国西北地区的特点提出适合光伏耦合制氢技术示范的技术路线。
  • 汽轮机与燃气轮机
    耿文倩, 但汉攀, 陈聪聪, 李景银
    动力工程学报. 2016, 36(2): 113-117.
    研究了位于叶轮0截面叶片轴向进气的离心叶轮气动设计方法和规律.采用四阶三次Bezier曲线生成叶轮子午流道型线,通过分段多项式函数给定叶片在轮盘和轮盖面上的角动量,并针对叶片轴向进气离心叶轮,提出了叶轮进口相对直径的修正公式,研究了其叶片安装角的分布规律.结果表明:轴向进气叶轮叶片安装角分布规律与径向进气叶轮的叶片安装角不同,其叶片安装角基本按单调方式增加;由叶轮进口相对直径修正公式计算后,在工况范围内的全压多变效率可以提高5%左右.
  • 材料研究
    贺群功, 李林蓄, 高振桓, 杨功显, 曾洪, 杨照宏
    动力工程学报. 2019, 39(10): 860-864.
    研究了热等静压处理对Mar M247合金精密铸件微观组织和力学性能的影响。结果表明:热等静压处理可以消除铸件显微疏松,提高致密度,改善显微组织,降低合金偏析,大幅度提高了铸件的冲击性能、拉伸性能和持久性能;热等静压处理减小了致密度和力学性能等数据的离散度。
  • 汽轮机与燃气轮机
    张玲, 史梦颖, 郭青, 洪文鹏
    动力工程学报. 2020, 40(1): 31-38. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.005
    采用耦合方法对燃气轮机涡轮叶片尾缘气膜冷却流场进行数值模拟,并与绝热方法下的结果进行对比,得到不同吹风比和不同吸力面厚度下的气膜冷却规律。结果表明:与绝热方法相比,采用耦合方法时气膜冷却效率曲线更平缓,吸力面温度分布均匀,压力面尾部上方区域温度梯度较大;增大吹风比可以减弱吸力面导热对气膜冷却效率的影响,且能有效抑制流体与壁面的分离;随着吸力面厚度的增加,0.6~0.76等温度比线区域内流体温度发生变化,在劈缝出口下游温度升高,在下游的远距离处温度降低。
  • 监测与测量
    田正林, 余岳峰, 朱小磊, 王宇, 张忠孝
    动力工程学报. 2019, 39(10): 811-817.
    基于燃气燃烧试验台,利用工业电荷耦合器件(CCD)相机获取不同工况下的扩散火焰与预混火焰图像,通过选择合适的图像处理算法获得表征火焰形状、位置和亮度等特征的6个特征量。以不同类型火焰的6个特征量数据为训练样本,通过支持向量机的分类方法对程序进行分类训练,并在燃烧试验台上进行实时监测和稳定性判断。结果表明:各类型火焰检测正确率在99%以上。
  • 汽轮机与燃气轮机
    刘永林, 黄嘉驷, 屈杰, 余小兵, 李永乐, 王伟
    动力工程学报. 2019, 39(10): 792-796.
    以某600 MW超临界汽轮机为研究对象,分析了复合调节存在的节能潜力,通过试验确定各高压调门的流量特性,分析了高压调门不同阀序运行方式下的能耗特性及重叠度设定方法,并对高压调门开启顺序进行了优化。结果表明:优化后汽轮机中低负荷点500 MW、400 MW和330 MW工况下高压缸效率分别提升了1.53%、1.34%和1.42%,热耗率分别降低26.0 kJ/(kW·h)、23.2 kJ/(kW·h)和25.3 kJ/(kW·h)。
  • 工程热物理
    李坤, 严天宇, 随志强, 毕勤成
    动力工程学报. 2020, 40(1): 39-43. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.006
    为研究竖直矩形窄缝通道内气液两相垂直向上流动的现象,搭建了气液混合流动的实验台,采用高速照相机对竖直矩形窄缝通道内的气液两相流进行拍摄,通过Matlab软件实现了图像识别以及相近气泡的区分。结果表明:拟合得到的平均截面含气率α与体积含气率β的关系为α=0.88β;对Chen模型的系数C修正后,摩擦压降计算值与实验值具有较高的匹配度。
  • 环保技术与设备
    周昊, 许佳诺, 周明熙, 倪玉国
    动力工程学报. 2020, 40(6): 492-501. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.06.010
    为探究废弃SCR催化剂在高温熔融处理过程中的重金属(As、Pb、Se、V)固化效果,采用高温管式反应炉对加入复合添加剂CaO-Fe2O3-SiO2-Al2O3和焦炭的废弃催化剂进行熔融实验,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和重金属浸出实验分析熔融温度和熔融时间对重金属浸出和挥发特性的影响。结果表明:高温熔融处理技术可有效稳固废弃SCR催化剂中的重金属;熔融温度对废弃催化剂的重金属浸出和挥发特性影响显著,随着熔融温度的升高,As、Pb、Se和V的浸出质量浓度显著下降;4种重金属的挥发率排序为:Pb > Se > As > V,其中Pb和Se的挥发率随温度先升高后降低,As和V在不同温度下的挥发率均接近0;随着熔融时间的延长,As、Se和V的浸出质量浓度先增加后降低,Pb的浸出质量浓度单调降低;熔融时间对重金属挥发特性的影响不显著。
  • 汽轮机与燃气轮机
    刘震雄
    动力工程学报. 2020, 40(1): 23-30. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.004
    为研究跨声速轴流压气机的失速机理,结合节流阀模型对跨声速轴流压气机NASA Rotor 35转子进行多流道数值模拟。为进一步探究跨声速轴流压气机在整个失速过程中流场的变化特征,应用本征正交分解(POD)方法对失速过程中叶顶区域的流场进行分析。结果表明:失速起始于叶片顶部区域,逐渐发展为失速团,并以低于转子转速作同轴同方向旋转;通过对比不同时刻的流场特征,"前缘溢流"在整个失速发展过程中始终存在,可作为流场开始出现恶化的判断依据;识别出失速过程中流场中存在的大尺度流动扰动结构。
  • 新能源
    赵明智, 孙浩, 苗一鸣
    动力工程学报. 2019, 39(9): 765-769.
    通过风洞实验测试,研究了不同沙粒质量浓度和风速下风沙对太阳能光伏组件输出特性的影响,绘制不同倾角光伏组件的输出特性曲线,比较积沙前后其发电效率。结果表明:当风速较低时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度不大,降幅在5%以下;当风速较高时,各倾角组件输出功率积沙前后变化幅度较大,降幅在5%~10%;安装倾角分别为30°和60°时,太阳能光伏组件在纯风沙环境下积沙前后输出功率会有明显的特点。
  • 锅炉技术
    李加护, 王小涛, 高硕, 张猛
    动力工程学报. 2020, 40(6): 440-446. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.06.002
    为了探究掺烧生物质燃气对燃煤锅炉燃烧特性的影响,基于Fluent软件,选取某电厂亚临界300 MW锅炉作为研究对象,搭建生物质燃气与煤粉的混合燃烧模型,对纯燃煤工况和混燃工况开展数值模拟,其中混燃工况按锅炉总输入热量的20%计算生物质燃气量,通过改变生物质燃气的喷口位置分析炉膛内的速度场、温度场、烟气组分及污染物NOx的变化规律。结果表明:与纯燃煤工况相比,掺烧生物质燃气后炉膛最高温度、出口烟温和NO体积分数降低;在不改变炉膛总体结构的情况下,生物质燃气喷口位置对炉膛温度分布和NO排放有较大影响。
  • 自动控制
    陈思, 郭鹏
    动力工程学报. 2019, 39(4): 286-292.
    基于偏航系统发电量仿真计算和偏航轴承疲劳寿命量化分析,建立了一种偏航系统重启对风控制模型。该模型以风电场寿命周期综合经济效益为目标,以控制偏航系统启停为策略,能够合理地平衡发电量与偏航次数之间的关系。为寻求最优控制策略,采用粒子群-遗传混合优化算法(PSO-GA)对该控制模型进行优化。结果表明:该偏航系统重启对风控制模型可以达到预期的优化目标,对风电场综合经济效益的提高具有指导意义。
  • 汽轮机与燃气轮机
    孙丹, 邹静岚, 赵欢, 肖忠会, 孟继纲, 于小丹
    动力工程学报. 2020, 40(1): 14-22. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.003
    理论分析了考虑实际气体参数的迷宫密封泄漏量计算公式与流动控制方程,基于转子多频椭圆涡动方法研究了不同气体介质对迷宫密封静力与动力特性的影响,揭示了实际气体参数对迷宫密封静力与动力特性影响的机理。结果表明:气体摩尔质量对迷宫密封的泄漏量呈正相关影响;在相同转子涡动频率下,随着气体摩尔质量的增大,主刚度系数、主阻尼系数和交叉阻尼系数的绝对值逐渐增大;密封气流力随着气体摩尔质量的增大而增大,CO2介质密封气流力是CH4介质密封气流力的1.63倍;随着转子涡动频率的增大,气体摩尔质量对有效阻尼系数的影响从惯性效应转移到摩阻效应,有效阻尼系数随着气体摩尔质量的增大在低频时增大、在高频时减小。
  • 新能源
    韩中合, 贾晓强, 李鹏
    动力工程学报. 2020, 40(1): 70-75. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.011
    分别采用迭代法和筛选法对向心透平进行热力设计和气动设计,通过三维数值模拟分析了向心透平的变工况性能。结果表明:在不同入口质量流量下,总对总效率随相对转速的变化规律不同,入口质量流量越大,总对总效率最高点对应的相对转速越小;在设计入口质量流量下,向心透平在一定的相对转速范围内可以保持稳定高效运行;入口质量流量一定时,向心透平输出功率随相对转速的增大先提高后降低;相对转速一定时,向心透平输出功率随入口质量流量的增大而提高,随着相对转速的增大,向心透平输出功率的变化速率减缓。
  • 汽轮机与燃气轮机
    史进渊
    动力工程学报. 2020, 40(7): 530-539. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.07.003
    提出了基于设计寿命的汽轮机检修周期的优化方法,介绍了国内火电机组年利用小时数统计结果、常用等效运行小时数的计算方法以及电站汽轮机基于第一种等效运行小时数的检修周期,提出了基于疲劳与蠕变寿命设计结果的汽轮机起动加权系数与负荷变动加权系数的计算方法、汽轮机第二种等效运行小时数的计算方法、汽轮机检修周期的优化方法、汽轮机年均寿命损耗与机组年均等级检修费用的计算方法,并给出了超超临界1 000 MW汽轮机和超临界600 MW汽轮机的应用实例。结果表明:与2个中国电力行业标准相比,采用所提方法时汽轮机A级检修周期的年数长,汽轮机年均寿命损耗小,机组年均等级检修费用低,为电站汽轮机的安全与经济运行提供了理论依据和技术支撑。
  • 系统工程
    付文锋, 石宇, 李嘉华, 杨勇平
    动力工程学报. 2017, 37(6): 489-494.
    以某1 000 MW超超临界二次再热机组为例,利用单耗分析方法,计算了单级串联、双级串联、双级并联3种外置式蒸汽冷却器的布置方式对机组能耗的影响,得到了外置式蒸汽冷却器的最佳布置方式和热力系统中各设备单耗的变化规律,并分析了最佳布置方式下机组单耗随负荷的变化趋势.结果表明:外置式蒸汽冷却器可以提高给水温度,减少锅炉的不可逆损失,这是机组单耗降低的主要原因;采用单级时,布置于第2级的效果最佳,可使机组单耗降低0.632 g/(kW·h);采用双级时,布置于第2、第4级的串联方式效果最佳,可使机组单耗降低1.122 g/(kW·h);随着负荷的降低,双级串联外置式蒸汽冷却器的降耗效应略有下降.
  • 系统工程
    巩启涛, 杨俊红, 韩奎, 黄涛, 李静, 左鹏鹏
    动力工程学报. 2016, 36(9): 753-758.
    针对供热系统管网三通分流处的局部阻力影响系统水力平衡及运行能耗的问题,通过Fluent软件模拟了400mm及以上管径T型三通内流体流动的速度场和压力场,分别考察了分流比q、雷诺数Re、管径比d及管间夹角θ对大管径三通局部阻力的影响。结果表明:在研究范围内,主管与侧支管间局部阻力系数ζ01以及主管与直支管间局部阻力系数ζ02均随Re的增大而减小,当Re达到4.8×105时,基本不再变化;d<0.8时,ζ01ζ02均随q的增大而单调递增,而当d≥0.8时,局部阻力系数均与q呈抛物线关系;q一定时,随着d的增大,ζ01明显减小,当d>0.7时,减小趋势明显变缓;根据流动特征分析发现,随着θ的增大,侧支管内漩涡尺寸、流速梯度及流线弯曲程度明显增大,导致ζ01明显增大,直支管内流速梯度略微增大,使得ζ02略微增大。
  • 新能源
    贾亚雷, 王继选, 韩中合, 庞永超, 安鹏
    动力工程学报. 2016, 36(12): 1000-1009.
    基于生命周期评价理论,建立风力发电、光伏发电及燃煤发电的生命周期评价体系,研究生命周期各阶段的环境负荷并进行对比分析.结果表明:在电厂建设阶段,燃煤发电碳足迹最低,为1.94 g/(kW·h),风力发电碳足迹最高,为9.42 g/(kW·h).在发电运营阶段,光伏发电碳足迹几乎为零,风力发电碳足迹为0.2 g/(kW·h),燃煤发电机组碳足迹最高,为83.3 g/(kW·h).风力发电和光伏发电在电厂建设阶段碳足迹占比较高,分别为99.4%和99.78%;燃煤发电在发电运营阶段碳足迹占比最高,为96.13%.在整个生命周期中对全球变暖影响最大的是燃煤发电,为3.63×10-5标准当量,影响最小的是风力发电,为7.9×10-7标准当量;对环境酸化影响最大的是光伏发电,为6.7×10-6标准当量,影响最小的是风力发电,为1.6×10-7标准当量;风力发电和光伏发电的固体废弃物排放几乎为零.
  • 锅炉技术
    季明彬
    动力工程学报. 2020, 40(9): 693-700. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.001
    为解决某670 MW八角切圆塔式锅炉燃用低热值褐煤时炉膛出口CO体积分数偏高、抽烟口结焦的问题,采用数值模拟与试验相结合的方法研究了SOFA风垂直摆角、SOFA风率和风速等参数对炉内温度场、O2体积分数、CO体积分数和NOx质量浓度的影响。结果表明:合理提高SOFA风速可以有效降低炉膛出口烟气温度,并减小炉膛出口CO体积分数;与工况1相比,在工况6下炉膛出口CO体积分数由0.291 2%减小至0.025 7%,炉膛出口烟气温度降低43 K,排烟温度降低6 K,炉膛出口NOx质量浓度基本不变,锅炉效率提高0.63%,标准煤耗降低约2 g/(kW·h)。
  • 汽轮机与燃气轮机
    崔娜, 孙文超, 谭春青, 汪建文
    动力工程学报. 2019, 39(11): 884-892.
    针对微型燃气轮机板翅式换热器结构参数与燃气轮机性能之间的耦合关系,建立了板翅式换热器多目标分析和优化模型。在此基础上,分析了2种设计条件(定燃烧室吸热量和定涡轮出功)下板翅式换热器关键参数对板翅式换热器和燃气轮机性能的影响。结果表明:影响燃烧室吸热量和涡轮出功的主要因素为换热器压损而并非换热器效能,2种设计条件下各参数的变化趋势一致(除燃烧室吸热量和涡轮出功外);在对翅片结构进行优化后,涡轮出功增大了6.8%,燃烧室吸热量减少了5.1%;相对于基本参数,优化后翅片厚度、翅片间距和波纹角减小,翅片高度增加,保证了板翅式换热器具有较小的压损;采用耗散最小和采用熵产最小为优化目标时无明显区别。
  • 汽轮机与燃气轮机
    何磊, 黄启鹤, 赵连会, 竺晓程, 杜朝辉
    动力工程学报. 2019, 39(9): 711-716.
    以某重型燃气轮机透平第一级静叶的叶型为研究对象,采用商业软件CFX的等效砂粒粗糙度模型研究了表面粗糙度对叶片表面换热的影响。结果表明:表面粗糙度对叶片表面附近的时均流场影响不大;但在叶片典型表面粗糙度下,压力面和吸力面的换热水平分别比光滑表面时高36.6%和33.4%,换热发生恶化;较小的表面粗糙度对叶片前缘换热基本没有影响,但当等效砂粒粗糙度增大到51 μm时,无量纲线平均传热系数反而比光滑表面时减小了15%;根据叶片一维传热过程模型,在换热增强30%时,叶片金属表面平均温度上升17 K,极大地影响了叶片的寿命。
  • 汽轮机与燃气轮机
    夏亚磊, 杨建刚, 张晓斌
    动力工程学报. 2016, 36(11): 877-882.
    针对某660 MW超临界汽轮机高中压转子上发生的不稳定振动问题,建立了转子弯曲与不平衡耦合动力响应有限元计算模型,并通过现场实例验证模型的准确性.结果表明:高转速运行时,汽轮机高压转子因配重面与失衡面不重合所引起的弯曲变形会导致振动的不稳定和持续爬升;动平衡试验应尽量在转子失衡面上进行;高压转子环境温度高,在外力作用下易发生蠕变,该现象在大型汽轮机高压转子上表现得更为明显.
  • 汽轮机与燃气轮机
    施东波, 刘天源, 谢永慧, 张荻
    动力工程学报. 2019, 39(11): 876-883.
    针对传统超临界二氧化碳(S-CO2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及Gauss过程回归预估透平气动设计的真实效率,并在模拟退火过程中检验设计结果的有效性,通过S-CO2透平的设计及优化算例证明了该方法的高效性。结果表明:透平等熵效率从初始设计方案的83.68%提升至最优设计方案的91.20%,对于传统的气动设计及模拟退火方法需要120次的气动分析,而该方法仅需24次气动分析,大幅缩短了设计-优化时间,具有较高的工程实用价值。
  • 环保技术与设备
    赵磊, 周洪光
    动力工程学报. 2016, 36(1): 53-58.
    采用烟尘采样仪和细颗粒物采样仪对某电厂已实现近零排放的2台300 MW燃煤机组的不同极配形式湿式电除尘器进行现场采样测试,对不同湿式电除尘器烟气中颗粒物的总体和分级脱除效率进行了测量,并对其颗粒物直径分布的变化进行了对比.结果表明:线板式湿式电除尘器和管式湿式电除尘器均具有良好的深度除尘效果,2种极配形式均可以使燃煤电厂烟尘排放达到近零排放标准,即小于5 mg/m3;相对于管式湿式电除尘器,线板式湿式电除尘器在大于10 μm和小于1 μm直径段有着更好的除尘效果.
  • 环保技术与设备
    张娟, 刘平元, 吉顺健, 黄传敏
    动力工程学报. 2019, 39(10): 840-846.
    根据西宁火电厂末端脱硫废水水质特点以及后续浓缩减量工艺对进水水质的要求,提出三级软化加药及沉淀池+管式膜两级分离的预处理工艺路线。结果表明:相比较传统的两级软化一级分离工艺,所提方法将加药成本由41元/t降低至17元/t,实现了污泥的综合利用,提高了系统的抗冲击能力,为后续的浓缩减量和固化模块提供了优质的进水水质保证。
  • 锅炉技术
    李银龙, 杨冬, 李维成, 邓启刚, 周旭, 鲁佳易, 周棋
    动力工程学报. 2022, 42(5): 393-401. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2022.05.001
    以某电厂660 MW超超临界循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,建立了锅炉在失电事故发生后受热面内的瞬态流动传热计算模型,开发了以Fortran语言为基础的受热面内瞬态流动传热计算程序,通过计算得到了锅炉失电后考虑金属管壁蓄热时受热面出口工质温度和管壁温度等热力参数的变化规律。结果表明:该CFB锅炉配备压力为35 MPa、输水量为140 t/h的紧急补水泵可以保证受热面壁温安全,研究结果对带有外置床的超(超)临界CFB锅炉紧急补水泵选型及电厂处理此类事故具有重要意义。
  • 系统工程
    段元强, 方冬东, 吴柯, 段伦博
    动力工程学报. 2021, 41(11): 1001-1009. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2021.11.014
    利用Aspen Plus软件分别构建了煤气化直接加热式和煤直接燃烧式sCO2动力循环系统模型,对空气分离装置(ASU)子系统、热力发电子系统和烟气净化压缩子系统进行耦合计算,并分析各主要参数对整体循环性能的影响规律。结果表明:对于煤气化sCO2循环,在透平入口1 150℃/30 MPa的参数条件下,系统净效率可达40.67%,同时可实现接近100%的碳捕集;在考虑系统整体能耗后,ASU出口O2存在最佳纯度,当O2纯度由95%增加至99.5%时,系统净效率由40.16%升高到40.67%;在相同关键循环参数条件下,由于取消了煤气化及合成气压缩装置,煤直接燃烧式sCO2循环的系统净效率相比煤气化直接加热式循环提高了7.54%。
  • 新能源
    丁勤卫, 李春, 周国龙, 叶舟
    动力工程学报. 2016, 36(1): 65-73.
    以NREL实测数据为湍流风场数据源,以NREL 5 MW风力机为样机,并结合波浪作用,分别研究了陆海风力机平台及各柔性部件的动力学响应.结果表明:平台运动形式主要为纵荡、纵摇和首摇;漂浮式风力机的叶根摆振力矩和纵向剪力要大于陆上风力机;漂浮式风力机塔尖和塔基纵向剪力及塔基俯仰力矩的波动范围为陆上风力机的3倍;漂浮式风力机塔尖运动加速度呈现高频和大跨度的特点.
  • 汽轮机与燃气轮机
    杨强, 李雅军, 从文峰, 林枫
    动力工程学报. 2021, 41(8): 632-639. https://doi.org/10.19805/j.cnkij.cspe.2021.08.003
    对燃气轮机双燃料燃烧室进行了2种燃料混合燃烧条件下的数值模拟。结果表明:混合燃烧条件下,液体燃料不同质量流量下的雾化特性、双燃料喷嘴气/液路结构以及气/液燃料的燃烧场差异决定了双燃料燃烧室的混合燃烧性能;当2种燃料混合燃烧时,液体燃料雾化质量恶化及外环气体燃料喷嘴对燃烧场的径向压缩导致高温驻点向燃烧室出口移动,温度分布系数(OTDF)偏高,燃烧效率下降;可通过进一步优化气动燃油雾化喷嘴或提高雾化空气量,来有效提高双燃料燃烧室低工况混合燃烧时的燃烧性能。
  • 自动控制
    罗毅, 王维
    动力工程学报. 2020, 40(6): 475-480. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.06.007
    针对火电机组过热汽温被控对象的大惯性、大迟延及动态模型随负荷变化而变化等特性,将滑模变结构控制应用到串级过热汽温系统中。为了减小外部扰动带来的稳态误差和减弱滑模存在的抖振现象,引入积分环节,并采用改进超螺旋算法来代替切换控制,设计了一种新型滑模控制方法。同时在Simulink仿真工具下对过热汽温系统的高阶模型进行阶跃响应、模型参数失配和鲁棒性仿真试验。结果表明:与一般串级PID控制相比,本文方法的控制动态性能效果更好,调节时间和超调量得到显著改善,鲁棒性更强。
  • 辅机技术
    刘伟, 赵汶
    动力工程学报. 2020, 40(9): 728-734. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.006
    为确定不同标准之间的差异和形成更优化的计算和评价方法,针对不同冷却塔试验标准计算公式和评价方法进行分析和举例。结果表明:各标准计算公式和评价方法存在差异,对结果和评价结论会产生较大影响;蒸发水量带走热量系数、热平衡误差判定、空气密度、空气焓、饱和水蒸气分压力和冷却特性数的计算方法以及曲线拟合和读数上的差异均会对结果造成较大影响;借鉴各标准更精确的计算公式和评价方法,可以提高试验结果的准确性。
  • 环保技术与设备
    马双忱, 陈嘉宁, 刘宁, 万忠诚, 柴晋, 岳培恒, 张净瑞, 梁维青
    动力工程学报. 2020, 40(1): 51-57. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.01.008
    搭建了烟气浓缩实验台,采用新型的"水帘式"喷淋方式,通过单因素实验与正交实验相结合的方法,利用含盐水及实际电厂脱硫废水进行实验研究,探究了烟气体积流量、入口烟温、进水体积流量和盐水电导率等对低温烟气蒸发能力的影响。结果表明:在实验台最佳条件下,单位体积烟气最大蒸发能力为15.33 mL/m3;影响烟气蒸发能力因素由主到次依次为烟气体积流量、入口烟温、进水体积流量;利用"水帘式"喷淋方式时,喷管堵塞风险较小;蒸发产物成分主要为NaCl。