动力工程学报

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锅炉技术

双支腿循环流化床炉膛翻床条件与防止控制试验研究

周星龙，程乐鸣，岑可法，谢建文，黄军，周棋，聂立

2014, 34(2): 85.

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在双支腿循环流化床冷态试验台上进行了床料平衡试验，得到不同流化参数下风量和床压的动态曲线，基于并行流道阻力特性分析，提出双支腿炉膛翻床条件的预测方法，并模拟了控制逻辑对翻床的控制效果.〖JP2〗结果表明：当流化风量大于临界翻床风量时，双支腿炉膛处于自平衡区，两侧炉膛的流化风量和床压的瞬时偏差能够相互纠正，两侧床料处于动态平衡；当流化风量小于临界翻床风量时，将发生翻床现象；临界翻床风量随着静止床料高度的增加而减小；采用调整风门开度的方法解决翻床问题存在局限性，床料平衡的首要策略是使双支腿系统处于自平衡状态运行.

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锅炉技术

基于模糊C均值聚类和支持向量机算法的燃煤锅炉结渣特性预测

王宏武，孙保民，张振星，信晶，康志忠

2014, 34(2): 91.

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应用基于模糊C均值聚类算法预处理的支持向量机算法对锅炉结渣特性进行预测建模，将煤的软化温度、碱酸比、硅铝比和硅比以及无因次炉膛烟气平均温度和无因次实际切圆直径作为模型的输入变量，结渣程度作为输出变量，利用优化后的模型对10台锅炉的结渣特性进行评判.结果表明：该模型能够减小训练样本的过拟合度，具有较强的泛化能力；本试验中FCMSVM预测模型预测结果的正确率为100%，可以实现对锅炉结渣特性的精确预测.

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锅炉技术

50 MW生物质循环流化床锅炉三维冷态流动和磨损规律的数值模拟

李德波,宋景慧，徐齐胜

2014, 34(2): 97.

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采用欧拉双流体模型进行了50 MW生物质循环流化床锅炉三维冷态数值模拟，研究了炉内气固两相的速度场分布规律，并对炉内磨损进行了计算与分析.结果表明：数值模拟得到的床层压力分布与现场测量得到的床层压力分布有良好的一致性；流化床前后墙壁面不同截面处的固相颗粒体积分数呈现上稀下浓的分布，整体上接近S型分布；前、后墙磨损量最大位置均出现在y=0.95 m左右的位置，且前墙所受的磨损大于后墙.

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汽轮机与燃气轮机

基于自适应Kriging代理模型的叶型气动优化设计

余锐，周代伟，竺晓程，杜朝辉

2014, 34(2): 103.

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基于自适应Kriging代理模型的近似代理技术，采用Bézier函数实现叶型几何参数化，并结合CFD性能求解，建立了叶型优化设计方法，改进了该代理方法的寻优过程，通过Bézier控制点实现叶型几何变化的控制，自动完成某涡轮叶型头部型线的优化设计.结果表明：优化后的叶型压力恢复系数有所增大，提高了叶型的性能，验证了该优化系统的可靠性，提高了叶型优化的效率.

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汽轮机与燃气轮机

汽轮发电机组轴系扭转疲劳性能估算方法的参数灵敏度分析

吕方明，王坤，危奇，黄树红，鲁录义，张燕平

2014, 34(2): 108.

摘要 ( )

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采用参数灵敏度分析方法，详细讨论了各相关参数对某汽轮发电机组轴系扭转疲劳性能指标的敏感性.结果表明：拉伸强度、尺寸系数和表面加工系数对疲劳性能的灵敏度相同，其灵敏度因子均为1；随着应力集中系数的增大，其灵敏度因子线性增大，当应力集中系数约大于1.68时，其灵敏度因子大于1，成为影响构件疲劳强度的最主要因素；疲劳缺口敏感系数对疲劳强度的影响最小；由于修正参数选取时的不确定性造成的寿命损耗估算偏差最大可达约15.5倍.

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自动控制与监测诊断

供热机组发电负荷-机前压力-抽汽压力简化非线性动态模型

刘鑫屏，田亮，王琪，刘吉臻

2014, 34(2): 115.

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针对抽汽式供热机组利用调节蝶阀控制抽汽压力来调节供热抽汽质量流量的特点，通过分析汽轮机供热抽汽环节的能量平衡特性，建立微分方程形式的供热机组给煤质量流量汽轮机调门开度调节蝶阀开度与发电负荷汽轮机前压力抽汽压力的简化非线性动态模型.在此基础上分别进行了发电负荷、机组抽汽压力和热网循环水质量流量扰动仿真试验.结果表明：模型输入输出关系符合机组实际情况，能够解释供热系统中通过调节供热抽汽压力维持供热抽汽质量流量跟随供热负荷需求变化的内在机理.

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自动控制与监测诊断

发射率结合辐射光强实时测量高温辐射源2维温度场

朱赠好，刘家汛，周骛，蔡小舒

2014, 34(2): 122.

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提出了一种由光纤光谱仪与黑白CCD相机构成的新型实时在线高温温度场测量系统.该系统用光纤光谱仪和黑白CCD相机同时测得高温辐射源的真实发射率和光强场，然后根据发射率和光强场计算得到高温辐射源的温度场.利用该系统对高温发光物体——卤素灯灯丝的温度场进行测量，得到了不同电压值下卤素灯灯丝的温度场分布图，并将所得温度场的最高温度与相应工况下发射光谱法测量得到的最高温度进行比较.结果表明：两者相对偏差在5%以内;所提出的测量方法既弥补了发射光谱法不能获得场分布的缺陷，又避免了比色法测温中单色波长带宽和发射率瞬时变化带来的误差，是一种有效的温度场测量方法.

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新能源

油页岩干馏残渣和生物质混烧污染物释放特性研究

王擎，宣阳，王旭东，刘洪鹏

2014, 34(2): 128.

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基于自行搭建的流化床试验台，对桦甸油页岩干馏残渣和生物质混合燃料进行了不同掺混比例、不同床温、不同粒径下的燃烧试验，得到了混合物燃烧后污染物气体释放的体积分数，并分析了其产生机理.结果表明:各燃料中SO2的释放体积分数与其中的含硫量成正相关性；NOx气体的产生机理复杂，其主要取决于氮元素的转化率；油页岩干馏残渣和燃料灰烬均对SO2和NOx具有吸附作用；混合燃料颗粒粒径过小会阻碍反应的继续进行，导致燃烧不彻底.

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能源系统工程

加压流化床煤气化计算模型研究

陈丽芳，朴桂林，张居兵，谢浩，森滋勝

2014, 34(2): 134.

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为了探索大型加压流化床煤气化的最佳操作条件和设计参数，建立了针对加压流化床气化方式的计算模型，包括颗粒模型、气相模型、气泡模型和焓平衡模型，分析了单位给煤量、氧量和水蒸气等操作参数对碳转化率、产气量和冷煤气效率等参数的影响，并确定了给煤量的最佳操作范围.结果表明：初期碳转化率均保持在99%以上，对于相同床面积的气化炉，可通过提高反应压力来提高气化炉处理量；反应压力由1.5 MPa提高到2.1 MPa时（提高40%），单位煤产气量可增加34%以上；反应压力为2.1 MPa时，给煤量的最佳操作范围为2.0～2.5 kg/(m·2·s)；氧煤比为0.6~0.7时，冷煤气效率可达到77%；生成气体的热值与水蒸气比成正比.
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能源系统工程

电站锅炉烟气余热利用与空气预热器综合优化

宋景慧，阚伟民，许诚，徐钢，宋晓娜

2014, 34(2): 140.

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针对常规电站锅炉余热利用系统中低温省煤器入口烟气温度的限制，对锅炉尾部受热面进行综合优化，将空气预热器分两级布置，在两级空气预热器之间布置低温省煤器；并通过改变Ⅱ级空气预热器出口空气温度，优化低温省煤器所处的烟气温度范围，从而得到热力学最优工况；最后结合技术经济性分析，得出符合工程实际的综合优化结果.结果表明：通过空气预热器分级设计和合理设定关键运行参数，在热力学最佳方案下机组供电煤耗降低约6.7 g/(kW·h)，结合技术经济性分析，在年平均运行5 500 h工况下，每年净收益可达2 100余万元，经济效益显著.

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能源系统工程

新型沉降式电站锅炉系统的技术经济分析

徐钢，胡玥，杨勇平，许诚，宋晓娜，宋景慧

2014, 34(2): 147.

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针对大容量高参数机组锅炉出现的高度增加、管道增长及阻力损失增大等问题，提出一种新型沉降式电站锅炉设计，使汽轮机平台和锅炉过热器、再热器平台在同一水平面，从而大幅度缩短主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段管道长度，对管道长度变化带来的阻力损失、机组热经济性及发电成本的变化进行了分析.结果表明：沉降式电站锅炉的管长明显缩短，当主蒸汽、再热蒸汽冷段和热段的管道长度均减少120 m时，电厂热效率提高0.18%，煤耗率降低1.044 g/（kW·h），管材初投资减少约6 500万元；以年利用小时取5 294 h，煤价为600元/t计算，年节煤6 093 t，节约燃料成本约366万元/a，降低发电成本0.28分/（kW·h）.

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能源系统工程

直接空冷机组经济背压计算模型及其应用

高建强，陈冠兵，薛楠楠

2014, 34(2): 153.

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基于直接空冷机组的过程机理，建立了一个经济背压计算模型，分析了背压变化对发电机端功率和风机电耗的影响.以某300 MW直接空冷机组为研究对象，借助所建模型计算了不同负荷下背压变化所产生的发电量收益，得到了经济背压随负荷的变化趋势.结果表明：直接空冷机组的经济背压随负荷升高而升高；不同负荷工况下，直接空冷机组运行在经济背压下的收益不同；在低负荷下运行时，优化背压参数，使其运行在经济背压下，所产生的发电量收益最为显著.

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材料科学

不锈钢中厚板激光全熔透焊的有限元模拟

万海波，李强，冷晓春，吴祖乾，沈耀

2014, 34(2): 159.

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运用有限元计算软件ABAQUS对16 mm厚不锈钢板的激光全熔透焊的温度场和应力场进行了模拟.采用一体两面的复合焊接热源模型来刻画激光全熔透焊过程中的热输入特征，以柱状体热源代表焊接小孔传热模式，以2个超高斯面热源代表等离子体/金属蒸气云对熔池的辐射传热模式.结果表明：温度场模拟结果得到了与实验结果相一致的“沙漏状”焊缝；钢板内纵向残余应力最大，横向应力次之，板厚方向横向应力最小；纵向拉应力主要分布在焊缝两侧约25 mm的区域内，最大值已超过材料的屈服强度；经测算，钢板焊后的角变形量仅为0.35°，这是由于激光焊接能量输入高且集中、可不用开坡口而一次性将钢板焊透.

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材料科学

锅炉异种钢组合受热面管热应力分析

杨红权，刘平元，李立人

2014, 34(2): 165.

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针对异种钢受热面管圈的热应力特点，采用线弹性小变形、线弹性大变形和弹塑性大变形等有限元方法对管圈的热膨胀应力进行了计算.将有限元应力分析结果应用于异种钢受热面管圈的强度和疲劳寿命评定，扩大了异种钢结构的应用范围.结果表明：弹塑性大变形应力分析方法获得的应力值更接近管圈的实际应力；工程应用结果表明，采用线弹性大变形应力的强度评定方法能够确保锅炉长期安

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