动力工程学报

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锅炉技术

1 000 MW超超临界塔式锅炉NOx排放特性试验研究

邹磊，梁绍华，岳峻峰，许亦然，张恩先

2014, 34(3): 169.

摘要 ( )

可视化

对某电厂1 000 MW超超临界塔式锅炉进行了燃烧优化调整试验，分析了省煤器出口O2体积分数、机组负荷、二次风配风方式、紧凑燃尽风（CCOFA）风量、分离燃尽风（SOFA）风量及磨煤机组合方式等因素对锅炉燃烧及NOx排放特性的影响．结果表明：省煤器出口O2体积分数和机组负荷对锅炉热效率和NOx排放质量浓度有较大的影响；随着省煤器出口O2体积分数的增加，NOx排放质量浓度显著上升；随着机组负荷的降低，NOx排放质量浓度先降低后升高，锅炉热效率则先升高后降低；通过设置合理的二次风配风方式、CCOFA和SOFA风量比例以及磨煤机组合方式，既可以提高锅炉热效率又可以降低NOx排放质量浓度．

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锅炉技术

不同燃尽风风量对炉内燃烧影响的数值模拟

宋景慧，李兵臣，李德波，周少祥

2014, 34(3): 176.

摘要 ( )

可视化

对某电厂对冲燃烧锅炉的炉内燃烧进行了数值模拟，在锅炉实际运行工况的基础上，通过改变燃尽风风量占二次风总风量的比例，得到其对炉内温度场和NOx排放质量浓度场的影响.结果表明：从锅炉安全运行考虑，燃尽风风量占二次风总风量的比例不应超过0.30；从NOx排放质量浓度考虑，燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23以上；综合考虑锅炉的安全性和NOx排放质量浓度，燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23～0.30.

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锅炉技术

褐煤预干燥对锅炉传热特性及运行经济性的影响

高正阳，李晋达，范元周，陈嵩涛，吴培昕

2014, 34(3): 182.

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以某 300 MW褐煤燃烧机组为研究对象，计算和分析褐煤干燥程度（即水分质量分数分别为34.1%、30.0%、25.0%、20.0%和18.0%）对锅炉运行中炉膛燃烧及各受热面传热特性的影响，研究了褐煤干燥前后锅炉热经济性的变化.结果表明：随着褐煤干燥程度的加深，理论燃烧温度比水分质量分数为34.1%的原褐煤分别提高了50.19 K、101.51 K、134.82 K和148.13 K，最大升高幅度达8.18%，炉膛内燃烧加剧，辐射放热量增加，烟气流速降低，各受热面的对流传热系数和辐射传热系数减小，但单位燃料的对流传热量却有所增加，锅炉排烟温度下降，锅炉热效率和运行经济性提高.

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锅炉技术

流化床内颗粒旋转特性的数值模拟

李斌，宋小龙

2014, 34(3): 189.

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将离散单元法和计算流体力学相结合，在自行编制程序的基础上对流化床内气固两相流中颗粒的旋转特性进行数值模拟，得到了气体的速度场、颗粒的速度场、颗粒平均体积分数以及颗粒平均转速分布，并重点分析了颗粒的旋转对颗粒平均速度、床层膨胀高度和平均空隙率的影响以及影响颗粒平均转速的因素.结果表明：颗粒的旋转不仅会对颗粒自身的运动产生影响，也会对其所在的流场产生一定影响；颗粒平均转速不仅与颗粒间的碰撞次数有关，还与颗粒间的碰撞强度有关，且密度大的颗粒的平均转速小于密度小的颗粒，直径小的颗粒的平均转速大于直径大的颗粒.

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汽轮机与燃气轮机

上汽-西门子超超临界1 000 MW汽轮机的优化运行

孙永平,童小忠,包劲松,秦攀

2014, 34(3): 196.

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为了提高上汽西门子超超临界1 000 MW汽轮机的运行性能，进行了汽轮机高、中、低压缸通流效率变化特性试验，并以试验结果分析为基础，针对性地开展了机组运行优化研究.通过汽轮机进汽端不同滑压方式的试验比较，确定了机组滑压优化控制曲线，降低了汽轮机高压调门的节流损失；通过开发基于SIS平台的冷端优化管理系统，指导运行人员按照收益与成本比较排序结果来确定循环水泵等冷端设备的优化运行方式，实现了冷端运行效益的最大化；针对汽轮机第六级抽汽的2根管道存在温度偏差的问题，在管道外壁加装了隔热套，将管内蒸汽温度提高10 K以上，消除了管内积水隐患.在试点1 000 MW汽轮机上的实际应用结果表明：这些优化改进措施的实施不同程度地提高了机组运行的安全性与经济性.

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汽轮机与燃气轮机

一种考虑变几何特性的重型燃气轮机建模方法

付云鹏，黄宜坤，张会生，苏明

2014, 34(3): 200.

摘要 ( )

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在传统燃气轮机仿真模型的基础上，对比分析模型计算结果与机组性能试验数据，定量地得到了可转导叶（IGV）开度变化对燃气轮机性能的影响，建立了考虑IGV开度变化对机组性能影响的重型燃气轮机性能仿真模型.结果表明：所建模型的稳态计算结果与试验数据相吻合，正确反映了燃气轮机参数随燃气轮机功率的变化关系，可以应用于系统动态特性分析以及控制系统的设计和验证.

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汽轮机与燃气轮机

主跨支撑特性对三支撑结构振动的影响

苏引平，曾庆猛，傅行军

2014, 34(3): 205.

摘要 ( )

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以某1 000 MW机组轴系为研究对象建立了有限元模型，利用该模型研究了三支撑结构的振动特性，并进行了试验验证.结果表明：发电机两端的支撑特性对三支撑结构振动的影响较大，现场动平衡需要考虑的因素较多，当判断不平衡形式和轴向位置时，需要考虑主跨两端的支撑特性；若仅仅简单地按照谐分量法直接判断不平衡形式，则在振动处理中可能导致反复动平衡均无效，甚至使振动发散.

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自动控制与监测诊断

基于H2/H∞混合优化的锅炉汽温分数阶PIλDμ控制

王东风，王松

2014, 34(3): 210.

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针对分数阶控制系统参数整定方法不够成熟的问题，提出一种优化确定分数阶PIλDμ控制器参数的方法.同时考虑跟踪性能、抗干扰能力及鲁棒性的要求，基于H∞性能指标约束下的H2性能指标极小化，采用粒子群优化算法寻优，得到符合H2/H∞混合性能指标的最优PIλDμ控制器参数，并将其应用于循环流化床锅炉汽温的分数阶PIλDμ控制器参数设计.结果表明：所设计的控制器具有良好的定值跟踪能力、抗干扰性能及较强的鲁棒性.

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工程热物理

直接空冷系统流动特性的多尺度模拟研究

胡和敏,杜小泽,杨立军,杨勇平

2014, 34(3): 216.

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为分析大型火电机组直接空冷系统的复杂流动特性，提出了一种多尺度同步模拟方法：针对小尺度空冷凝汽器单元区域，采用正交分解方法(POD)建立关于空气速度场、湍动能和湍流耗散率的低维模型并进行求解；在空冷单元与空冷岛的跨尺度界面上，将低维POD解保留的小尺度传输信息作为边界条件，实现对大尺度区域流动和传输特性的数值模拟.以二维空冷凝汽器单元与空冷岛组成的多尺度物理模型为例，对该方法进行了验证.结果表明：所提出的多尺度同步模拟方法能够实现空冷系统空气流动特性的跨尺度关联，揭示出不同尺度湍流涡的相互作用机制；与传统数值模拟技术相比，显著节省了计算时间和计算资源，且所得模拟结果精度较高.

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工程热物理

并列矩形微通道可视化研究和压降计算

周云龙，陈玉修，刘旭

2014, 34(3): 222.

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对当量直径为177.8 μm、长为3 mm的矩形截面并列微通道进行了试验研究,通过高速摄影仪对并列微通道内空气水的两相流动进行了可视化研究，试验中观察到几种典型的流型；利用分相流模型、均相流模型对并列微通道的整体压降进行预测，并与测得的试验值进行了对比，通过计算各个模型的平均绝对误差来比较其预测效果.结果表明：均相流模型对整体压降的预测效果好于分相流模型；均相流模型中，用Dukler黏度计算式得到的预测值平均绝对误差最小，预测效果最好.

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辅机技术

第一级导叶改进对两级动叶可调轴流风机性能的影响

叶学民，李新颖，李春曦

2014, 34(3): 228.

摘要 ( )

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利用Fluent软件对某两级动叶可调轴流风机进行全三维数值模拟，探讨了第一级导叶采用长短复合式和单一长叶片式2种叶片结构对风机气动性能的影响，并比较了短叶片不同轴向、周向位置和叶片长度时的风机性能.结果表明：长短复合式导叶的单级扩压性能及整机气动性能均优于单一长叶片式导叶；当短叶片位于第一级导叶入口、相邻长叶片中间栅距时，风机的全压和效率均达到最优，尤其是效率明显高于其他位置；短叶片长度对风机性能也有明显影响，当其长度为320 mm时，风机的不可逆损失最小，增加或减小短叶片长度均导致风机气动性能变差.

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辅机技术

湿法烟气脱硫中石膏旋流器底流夹细的试验研究

安连锁，杨阳，刘春阳，沈国清

2014, 34(3): 236.

摘要 ( )

可视化

针对石膏旋流器运行时存在的底流夹细问题，对排口比分别为0.500、0.625、0.667、0.714、0.750、0.833和1.000时，石膏浆液中不同粒径颗粒的分级情况进行试验研究，分析不同排口比对底流夹细的影响,以及排口比为0.625时入口压强对细颗粒分级的影响和空气柱对分级效率的影响.结果表明：选取适当的排口比以及入口压力均能有效降低底流中细颗粒的比例，同时能够保证粗颗粒具有较高的分级效率；插入中心棒取消空气柱也能在一定程度上减轻底流夹细现象，但会引起中等粒径颗粒分级效率降低.

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材料科学

P91钢焊缝蠕变过程中薄弱带状区域的生成机理

张燕，王延峰

2014, 34(3): 241.

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可视化

对焊态和蠕变断裂后的P91钢焊缝材料进行了微观组织、硬度和化学成分分析，采用ThermoCalc软件对蠕变断裂后白色带状区域的碳活度进行了模拟.结果表明：焊道底部边界在焊态时存在合金元素的贫化，具有硬度低、碳化物溶解、碳质量分数低、再结晶的特点, 且易于形成蠕变裂纹；焊道底部边界区域的碳活度远高于周围基体材料，当该区域的合金元素贫化为实测平均值时，长期时效后C元素质量分数最终贫化为小于0.01%，碳化物完全溶解；在蠕变过程中，焊道底部边界区域的马氏体组织再结晶为硬度较低的铁素体，其蠕变性能大大降低.

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材料科学

C-276合金焊接接头的高温力学性能

马雁，鲁陈林，许雁泽，李鑫

2014, 34(3): 248.

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可视化

采用电子束焊接了镍基C276合金棒，在500~650 ℃条件下进行了高温拉伸性能测试，并对焊接接头进行了600 ℃、300 h的等温模拟试验及显微组织分析.结果表明：焊接接头的强度随测试温度的升高而逐渐降低，其屈服强度高于或者接近母材的屈服强度，但是最高断裂强度只达到母材的70%，延伸率也大大低于母材；经等温处理后，焊接接头600 ℃下的屈服强度和断裂强度均明显提高，延伸率略有改善；焊缝熔合区的显微硬度大于母材，且经等温处理后，熔合区的硬度更高；焊缝熔合区中形成的细小板条组织起到硬化作用；600 ℃等温处理过程中有沉淀相析出，起到沉淀强化的作用.

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