动力工程学报

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锅炉技术

超临界定压运行T型锅炉改造方案的水动力安全分析

陆启亮，杨冬，沈艳荣，路野

2014, 34(7): 501.

摘要 ( )

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根据回路和节点的质量守恒、动量守恒和能量守恒方程，建立了超临界直流锅炉流量分配和壁温计算模型.在此基础上，对某500 MW超临界定压运行T型锅炉加装燃尽风（OFA）前后不同负荷时的流量分配和壁温分布进行了计算，并对其进行水动力安全分析.结果表明：加装OFA前后水冷壁的流量分配仅在下辐射区Ⅱ受热面有所不同，流量偏差不超过±10.9%，出口工质温度偏差不超过15.4 K，流量偏差和热力偏差均较小；定压运行时，负荷降低，中间点壁温会升高；各负荷下管壁温度和中间点壁温均处于管子材料的许用温度范围之内，改造后锅炉运行安全.

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锅炉技术

200 MW富氧燃煤锅炉传热特性研究

王鹏，柳朝晖，廖海燕，李延兵，朱海跃，李翔宇，陈寅彪

2014, 34(7): 507.

摘要 ( )

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对常规空气燃烧传热计算方法进行了修正，使其适用于富氧燃烧方式，并对灰气体加权模型（WSGG）的参数进行优化和修正，得到了烟气发射率与温度、辐射层有效厚度和分压比的关系；以美国国家标准技术局（NIST）数据库数据为标准，对富氧燃烧方式下烟气各组分的导热系数、运动黏度和普朗特数等物性参数进行拟合，采取先组分后混合的方式对对流传热计算方法进行了改进，并对200 MW富氧燃煤锅炉进行传热性能研究.结果表明：富氧燃烧方式下烟气中CO2物性参数的拟合结果与真实值的误差小于0.61%；在富氧燃烧干循环26%O2体积分数、湿循环29%O2体积分数下，各受热面的吸热量和出口烟气温度等主要参数均能与空气燃烧方式下的对应参数较好吻合，基本可以达到同一锅炉系统2种燃烧方式的兼容运行.

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锅炉技术

锅炉入炉煤水分质量分数在线软测量

李锋，罗嘉，赵征，高珊，曾德良

2014, 34(7): 512.

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根据直吹式MPS型中速辊式磨煤机运行机理，结合磨煤机入口和出口物质的能量平衡和质量平衡原理建立了燃煤水分质量分数的软测量模型，利用该模型对煤质水分质量分数进行实时在线监测，并将计算所得的煤质水分质量分数与实际煤质工业分析报告数据进行对比，根据运行中多台磨煤机水分质量分数的计算值进行数据融合处理.结果表明：水分质量分数的计算值符合变化规律且具有较高的精度，同时数据融合处理提高了软测量方法的准确性和可靠性.
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锅炉技术

油页岩半焦循环流化床燃烧的工业实验研究

严君伟，姜秀民，韩向新，刘建国

2014, 34(7): 518.

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在65 t/h循环流化床锅炉上进行了油页岩半焦燃料的工业试烧实验，并对锅炉燃烧特性、燃烧效率和污染物排放质量浓度等进行了测试.结果表明：当燃料给料量提高至适当值后，锅炉均能稳定运行，主蒸汽温度、压力及质量流量和主燃烧室床温等参数基本保持恒定，锅炉不存在任何燃烧不稳定的迹象，锅炉燃烧效率均在95%以上，且所有气态污染物排放质量浓度均达到GB 13223—2003 《火电厂大气污染物排放标准》对污染物排放限制的要求；循环流化床技术能够清洁有效地处理油页岩半焦这种高灰分、低热值的燃料，实现油页岩资源100%利用.

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自动控制与监测诊断

基于信号流图的流化床锅炉风烟系统建模研究

张悦，韩璞，陈文颖

2014, 34(7): 524.

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在机理建模的过程中，引入信号流图的概念来描述被分析的系统，将系统中的各种设备和连接关系简化成节点和支路，建立节点和支路的算法描述.选取某130 t/h的流化床锅炉为仿真对象，根据上述方法建立燃烧系统机理模型，并进行在线仿真.结果表明：一次风量的扰动对各个参数的影响趋势与流化床锅炉特性保持一致，该模型能够正确反映流化床锅炉风烟系统参数的变化趋势.

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自动控制与监测诊断

声学测温在混响和高噪声条件下的时延估计研究

沈国清，张世平，安连锁

2014, 34(7): 529.

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针对电站锅炉冷态时的混响问题和热态时的高噪声问题，进行了时间延迟估计的仿真研究，并在实验室环境下分别模拟混响和高噪声工况，对声波飞渡时间的测量进行了实验研究.结果表明：对于混响环境，通过巴特沃斯滤波器对信号进行先期滤波处理，再利用基于PHAT互相关加权算法的时间延迟估计，可以有效去除混响影响；对于高噪声环境，基于巴特沃斯滤波和ML加权函数的互相关算法可以较好地消除炉膛背景噪声的影响.

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辅机技术

大型电袋复合除尘器除尘效率的实验研究与优化

孙超凡,邬思柯,钱炜,于兴鲁,楼波,龙新峰

2014, 34(7): 534.

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在自主研制的电袋复合除尘器实验台上研究了工作电压、气流温度和入口粉尘质量浓度对除尘性能的影响，探讨了除尘效率和被捕集粉尘粒径范围等的变化规律.结果表明：工作电压增大时，总除尘效率提高；气流温度超过130 ℃时，总除尘效率明显降低；入口粉尘质量浓度增大到14.7 g/m3以上时，静电除尘区除尘效率大幅下降；静电除尘区主要除去10 μm以上粒径粉尘，而布袋除尘区除尘范围偏向10 μm以下的细小颗粒；在实际运行过程中，适当提高工作电压以及降低烟气温度和入口粉尘质量浓度，将有助于提高除尘效率和PM2.5的捕集率.

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辅机技术

动叶可调轴流风机前后级叶轮单叶片非同步调整时的内流特征

叶学民，李新颖，李春曦

2014, 34(7): 541.

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对某两级动叶可调轴流风机进行了整机三维定常数值模拟，研究了不同工况下第一、第二级叶轮单叶片安装角发生非同步调整对风机整机、单级叶轮以及异常叶片周围流场的影响.结果表明：叶片安装角发生小角度偏离时，风机的全压和效率均变化不大，随着偏离度〖WTBX〗Δβy的增大，风机性能显著恶化；第一级叶轮异常时风机的整体性能、单级叶轮的总压升能力和异常叶片自身的做功性能以及前后级导叶效率均劣于第二级叶轮异常时，尤其是负向偏离时表现更显著，仅Δβy=12°时优于第二级叶轮异常时；正向偏离时，第一、第二级叶轮的熵产率和流线分布呈相似规律，均在异常叶片吸力面侧尾缘形成高熵产率区和分离涡，其大小随Δβy增大而增大；负向偏离时，第一级叶轮异常时在异常叶片的压力面侧为高损失区，而第二级叶轮异常时则对相邻叶片的吸力面产生影响，并在其尾部形成分离涡.

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辅机技术

风机出口加装导流板对空冷单元的影响

程友良，丁丽瑗，胡宏宽

2014, 34(7): 551.

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针对某600 MW 直接空冷凝汽器单元的典型结构，建立了在风机出口安装空气导流板的空冷单元物理模型，利用Fluent 软件对加装导流板前后空冷单元的内部流场进行了数值模拟，分析了不同导流板数量和形状对内部空气流动和传热特性的影响.结果表明：在空冷单元风机出口加装一定数量和形状的导流板能提高冷却空气流场的均匀性，降低管束表面局部高温区的温度，从而提高空冷凝汽器的换热效果；安装8块导流板时效果最好，且弓形导流板对空冷凝汽器散热效果的改善要比长方形导流板和弯曲面形导流板更为明显.

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新能源

DSG槽式太阳能集热器传热与水动力耦合稳态模型

郭苏，刘德有，许昌，王沛

2014, 34(7): 556.

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利用直接蒸汽发电（DSG）集热器传热特性与水动力特性耦合建立了HHC稳态模型，并利用所建模型对DSG集热器的稳态特性进行了仿真分析，得到了在太阳直射辐射强度（DNI）、工质质量流量、入口工质温度和入口工质压力变化时，DSG集热器出口参数的一系列重要变化规律.并与文献的实验数据以及其他文献所建模型计算结果进行了对比.结果表明：为保证DSG集热器正常运行时其出口工质处于干蒸汽区且出口温度在合理范围内，DNI需要大于一定阈值，并留有一定阈度，工质质量流量需设定在一定范围内，且可选范围较小，而入口工质温度、压力在较大范围内都能满足要求；通过实验数据与模型计算结果的对比，验证了所建模型的正确性和精确性.

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新能源

氧气比对锯末在流化床中气化生成焦油性质的影响

秦育红，冯杰，李文英

2014, 34(7): 564.

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在喷动流化床中进行了900 ℃下樟子松锯末的气化试验，利用凝胶渗透色谱结合二极管阵列检测器（GPCPDA）以及气质联用分析技术，对不同氧气比下气化所得焦油的性质进行了分析.结果表明：在较高的生物质气化温度下，只增大氧气比能使焦油的产率降低，但并不能使全部焦油裂解，且不会改变气化焦油的相对分子质量及其分布，焦油中主要化合物的结构特征也没有改变，改变的是不同化合物的相对含量；气化焦油具有芳香特性，结构主要以带和不带支链的芳香烃化合物以及含氧的极性小分子化合物为主.

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能源系统工程

基于当量抽汽压力的大型热电联产供热模式研究

戈志华，陈玉勇，李沛峰，何坚忍，杨勇平

2014, 34(7): 569.

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建立了大型热电联产机组变工况分析模型，揭示出不同热网回水温度和热网回水温升条件下，单效溴化锂吸收式热泵驱动热源饱和蒸汽压力和热力系数的变化规律.提出2种不同供热模式选取的判据，即当量抽汽压力.以某300 MW直接空冷抽凝供热机组为例，进行了变工况计算及分析.结果表明：随热网回水温升的增大以及热网回水温度的升高，驱动热源饱和蒸汽压力升高，而吸收式热泵热力系数则减小；对于300 MW等级及以上供热改造机组，由于汽轮机中低压缸抽汽压力高于对应的当量抽汽压力，采用吸收式热泵供热模式更节能.

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能源系统工程

热波移动对流向变换催化燃烧器运行特性影响的模拟研究

陈耿，池涌

2014, 34(7): 576.

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对流向变换催化燃烧器的运行特性进行了数值模拟研究.选取热波移动距离作为比较的基准参数，研究了热波移动对燃烧器运行规律和熄火极限的影响.结果表明：当入口气速不同但热波移动距离相同时，在相同的入口反应物浓度下，燃烧器内温度分布基本相似，入口气速越高，燃烧器内高温区越窄但最高温度升高；随着热波移动距离的增大，维持反应器自热运行所需的最低入口反应物浓度升高且增幅逐渐增大；采用高密度的惰性床料替换部分催化剂有利于降低熄火浓度，当惰性段装填比例约为20%~40%时，熄火浓度为570~710 mg/m3；随着惰性段装填比例的增大，相同操作条件下热波移动距离逐渐减小.

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核电技术

五瓦可倾瓦轴承转子系统临界转速的研究

潘国民，浦琪琦，张江涛

2014, 34(7): 582.

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针对CAP1400常规岛给水泵轴承转子系统模型，设计了五瓦可倾瓦滑动轴承，利用得到的轴承油膜动力特性系数来求解不同支撑工况下的临界转速，并通过给水泵热态联机试验测试轴承的振动特性.结果表明：可倾瓦轴承刚度和阻尼系数随着转速变化〖JP2〗而呈现不同的特性；刚性支撑下的临界转速大于弹性支撑下，而“湿态”工况下水膜刚度的增加使得临界转速大于“干态”工况下，并且远大于实际运行转速；试验测得轴〖JP〗承垂直、水平和轴向上振幅与振动速度均满足国家标准要求.

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