动力工程学报

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锅炉技术

锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜在线监测技术研究

卞韶帅，潘龙兴，霍勇

2014, 34(1): 1.

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建立了高温受热面炉内壁温在线监测模型、氧化膜生长模型、氧化膜应力在线监测计算模型和氧化膜脱落评估模型等.在此基础上，开发了锅炉高温受热面蒸汽侧氧化膜管理系统，并利用该系统对某600 MW超临界锅炉高温受热面炉内管壁温度和蒸汽侧氧化膜厚度及应力状态进行实时计算与分析.结果表明：利用该系统可以减小沿烟道宽度方向的热偏差，有效降低偏差屏的炉内温度，减缓管内氧化膜生成速率；通过对温度变化速率、氧化膜应力状态的实时监测，可以积极预防氧化膜的脱落和堆积.

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锅炉技术

物料量及布风板阻力对裤衩腿流化床锅炉翻床的影响

吴海航，孙纪宁，王哲，李政，倪维斗，雷秀坚，邝伟

2014, 34(1): 7.

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基于颗粒动力学两相流方法，建立了裤衩腿循环流化床锅炉二维CFD数值计算模型，研究了总物料量和布风板阻力特性对翻床趋势的影响.结果表明：炉膛总物料量越大，平均物料交换率越大，越容易翻床；布风板阻力系数越大，平均物料交换率越小，越不容易翻床；正负反馈机理可以合理解释物料量和布风板阻力特性对翻床的影响；布风板压降和物料压降比是评价裤衩腿循环流化床锅炉自平衡能力的重要参数.

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锅炉技术

鼓泡流化床风帽压力波动信号的小波局部奇异性检测

陈鸿伟，王洋，李德育，姜华伟，武振新

2014, 34(1): 13.

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在冷态鼓泡流化床实验台上，针对不同流化数、静床高及床料颗粒粒径下测得的风帽压力波动信号，采用小波模极大值法获取信号的小波局部极大模线，分析了流化数、静床高及床料颗粒粒径对鼓泡流化床风帽压力波动信号奇异性的影响.结果表明：风帽压力波动信号的局部奇异性随着流化数的减小、静床高的增加和床料颗粒粒径的增大而有所增强，说明通过小波局部极大模线可以对风帽压力波动信号的局部奇异性进行描述，并且能够反映鼓泡流化床流化数、静床高和床料颗粒粒径变化时床内气固流动状态的变化.

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核电技术

核电汽轮机低压焊接转子热处理残余应力的数值分析

喻超，王炜哲，陈钢，蒋浦宁

2014, 34(1): 19.

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利用ABAQUS建立了大型核电低压转子焊接轴对称有限元模型，基于ABAQUS子程序DFLUX编制了焊接热源模型，实现了焊接过程的数值模拟，并通过计算分析获得焊缝区域的残余应力分布规律，探讨了热处理对焊接残余应力分布规律的影响.结果表明：焊接残余应力分布局限于焊缝及其影响区，总体上关于焊缝对称分布，对转子其他部位应力分布未产生影响；热处理后，转子外表面上焊缝无双向拉伸的应力状态，残余高应力分布于焊缝中部位置；热处理工艺对降低焊缝残余应力峰值及应力梯度效果显著.

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核电技术

AP1000设计基准事故试验热冲击过程数值模拟

郑开云，葛磊，陈功名，王兴平

2014, 34(1): 25.

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针对AP1000核电厂安全级设备鉴定设计基准事故(DBA)模拟试验第1 s热冲击过程，构建了过热蒸汽由储汽罐充入试验仓的模型.利用Fluent流体计算软件对瞬态热冲击过程进行了数值模拟，得到试验系统内气体温度、压力、流速、组分质量分数瞬态变化过程及其空间分布状态.结果表明：超音速蒸汽射流进入试验仓，经挡板减速并改变方向，与仓内空气混合，同时压缩空气，使仓内介质温度和压力快速上升并达到要求值；试验仓内瞬态压力分布均匀，但温度分布取决于蒸汽的流动，随着蒸汽不断充满试验仓，1 s后仓内温度分布趋于均匀；储汽罐释放高温高压过热蒸汽充入试验仓的工艺可以满足DBA试验第1 s热冲击试验要求.

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自动控制与监测诊断

基于复Contourlet和改进数学形态学的火焰图像边缘检测

吴一全，朱丽，周怀春

2014, 34(1): 32.

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为进一步改善火焰图像边缘检测性能，提出了一种基于复Contourlet模极大值和改进数学形态学的边缘检测方法.通过复Contourlet变换将火焰图像分解成低频和高频子带，并对边缘细节较少的低频子带分量采用改进的数学形态学方法进行处理，检测出较弱的边缘并保证定位准确，而对高频子带分量采用复Contourlet模极大值法检测边缘，可有效减弱噪声，最后经融合得到火焰图像的完整边缘.结果表明：与Canny方法、小波模极大值方法、Contourlet模极大值方法和Contourlet形态学方法相比，所提方法在主观视觉效果、峰值信噪比等客观定量评价指标2个方面有明显的优势，具有更好的边缘检测效果，边缘轮廓更清晰完整，且具有很强的抗噪性能.

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自动控制与监测诊断

汞气质量浓度在线测量标定方法研究

施娟，蔡小舒，陈军

2014, 34(1): 39.

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针对排放烟气中汞气质量浓度在线测量系统在标定过程中排放汞废气造成的环境污染等问题，提出了一种基于饱和蒸气原理的光谱法汞气质量浓度在线测量标定方法，并在258.65~273.55 K内进行了标定实验.结果表明：在较小温差范围内，可以通过改变温度来改变饱和汞蒸气质量浓度，从而对其进行标定，经温度系数修正后可扩大标定温度区间；实验得到的标定曲线线性相关系数R2=0.998 5，测得的汞气实际质量浓度与标定质量浓度的最大偏差仅为5.2%；该标定装置结构简单、成本低，且对环境无污染.

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辅机技术

超超临界机组快速调峰磨煤机组合优化

方彦军,唐勉,秦晓洁

2014, 34(1): 45.

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基于磨煤机节能运行的控制需求，建立了某660 MW机组磨煤机能耗模型，根据磨煤机实际运行状况建立相应的约束条件，并对标准粒子群优化（PSO）算法进行初始化改进、惯性权值改进和变异算子的引入后用于磨煤机组合出力的优化策略中.经试验确定各项参数后,对该策略进行Matlab仿真.结果表明：通过改进的PSO算法计算得出的磨煤机组合出力方式对磨煤机的节能运行起到了很大作用.

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环境科学

电站锅炉SCR烟气脱硝系统优化数值模拟

凌忠钱1，曾宪阳，胡善涛,周昊，岑可法

2014, 34(1): 50.

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针对某电厂300 MW锅炉的选择性催化还原（SCR）反应系统，采用计算流体力学软件对不同结构下SCR反应器的脱硝特性进行了数值模拟，分析了导流板布置对SCR反应器内流场分布均匀性的影响，研究了不同布置方案下SCR反应器内氨氮物质的量比（简称氨氮比）分布的规律.结果表明：烟道内无导流板时，SCR反应器内的流场和NH3体积分数分布严重不均，SCR反应器的脱硝效率较低，氨逃逸率较高；采用初始方案，SCR反应器内的流场改善较大，但是第一层催化剂入口处氨氮比分布偏差大于5%；采用最终方案，第一层催化剂入口处的速度偏差为3.84%，氨氮比分布偏差为3.79%，SCR反应器的脱硝效率达到83%，NH3逃逸率低于5×10-6.

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环境科学

用于烟气脱硫系统的减阻剂减阻性能研究

马双忱，熊远南，王一宁，刘席洋，谢佳林，吴国栋

2014, 34(1): 57.

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在脱硫浆液的循环管道系统中，进行了高聚物PEO和PAM的减阻试验研究，分析了高聚物PEO和PAM的减阻性能及其影响因素，阐述了高聚物在流体中的减阻机理.根据减阻率的大小，评价了PEO和PAM的减阻性能.结果表明：PEO和PAM的最佳减阻质量浓度分别为600 mg/L和200 mg/L左右，所达到的最大减阻率分别为48.13%和38.35%；PAM和PEO的减阻具有高效性.

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环境科学

钙基吸收剂捕集火电机组烟气中CO^₂的热力性能分析

张学镭，高沛

2014, 34(1): 63.

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针对燃煤火电机组减排CO2的问题，以某1 000 MW超临界机组为例，建立了钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程，得到了CO2捕集率与弛放率、钙碳物质的量比和气固分离效率等参数的关系，基于Aspen Plus软件分析了关键参数对系统性能的影响.结果表明：捕集90%CO2和100%SO2使得机组的发电热效率比设计值降低了8.73个百分点；随着弛放率的提高或气固分离效率的降低，固体循环物料质量流量、煅烧能耗和发电热效率均下降；随着CO2捕集率的提高，固体循环物料质量流量和煅烧能耗呈逐渐增大的趋势，但发电热效率则降低.

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能源系统工程

煤灰熔融行为及其矿物质作用机制的量化研究

代百乾，乌晓江，陈玉爽，张忠孝

2014, 34(1): 70.

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选取典型高灰熔点和低灰熔点煤种，利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜能谱仪（SEMEDX）对高温气化条件下煤灰熔融行为及其矿物质演变规律进行了实验研究与量子化学计算.结果表明：高温下大量莫来石的生成是导致煤灰试样A具有高灰熔融温度的主要原因；煤灰试样B中由于存在较多的硬石膏、钠长石等低熔融矿物质，且CaO与莫来石反应生成钙长石与钙黄长石的化学反应在煤灰试样B熔融过程中起到了关键作用，从而使其具有低的熔融温度.经量子化学计算分析表明，由于莫来石易与电子接受体结合而难与电子给予体结合，在煤灰熔融过程中，莫来石易与煤灰中常见的碱性阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+、Na+、K+)电子接受体反应生成其他物质，通过添加不同的阳离子可促使莫来石向不同矿物质转变，可以进一步控制煤灰的熔融变化过程及其熔融温度.

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能源系统工程

1000 MW二次再热火电机组管道热效率对系统热经济性的影响

霍焕广，石奇光，杨燕玲，金蓉，翟淑伟

2014, 34(1): 77.

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以某1 000 MW超超临界二次再热火电机组为研究对象，定量分析了系统管道的散热损失、厂用蒸汽系统损失及工质泄漏损失对单元机组热经济性的影响.结果表明：考虑全部损失时，管道热效率为97.394%，供电标准煤耗为271.935 g/(kW·h).与无管道损失时相比，机组管道热效率降低2.606%，供电标准煤耗增加4.584 g/(kW·h)，说明在二次再热机组热经济性评价中应该考虑管道热效率.

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