动力工程学报

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锅炉技术

双分离器并联CFB系统的稳定性分析

胡南, 刘雪敏, 杨石, 曹培庆, 白杨, 吕俊复, 杨海瑞

2013, 33(7): 497-501.

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利用瞬态吹空法获得了循环流化床(CFB)分离器内气固阻力特性的非单调曲线,采用以Chen提出的分离器压降模型为基础的修正模型对特定气体质量流量下分离器压降随固体质量流量的变化进行了预测.根据质量守恒定律、各分离器压降相等和最小能量原理等约束条件,分析了双分离器并联CFB系统的运行稳定性.结果表明:随着入口固体质量流量的增大,分离器的压降先快速降低后缓慢升高;修正模型的分离器压降计算值与实验测量值吻合较好;当CFB系统分离器压降和循环流率在偏流区域时,双分离器并联CFB系统处于稳定的偏流运行状态.

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锅炉技术

前后对冲旋流燃煤锅炉CO和NO_x分布规律的试验研究

李德波, 沈跃良

2013, 33(7): 502-506.

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针对某电厂600 MW超临界机组前后对冲燃煤锅炉CO排放质量浓度较高且局部易出现峰值、沿炉膛宽度方向左右侧偏差明显、在不同O₂体积分数下变化较大的现象,通过现场试验分析了O₂体积分数和燃尽风风量对CO和NO_x排放质量浓度的影响,提出了降低CO排放质量浓度的调整控制措施.结果表明:该电厂前后对冲旋流燃煤锅炉的CO排放质量浓度较高是由于配风不均而造成的;关小侧燃尽风二次风挡板开度及燃尽风二次风和三次风挡板开度,有利于降低CO排放质量浓度;综合考虑CO和NO_x排放质量浓度的变化趋势,运行O₂体积分数为3.0%时较为合适.

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汽轮发电机

大型汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命预测方法的研究

史进渊

2013, 33(7): 507-516.

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介绍了大型汽轮发电机定子线圈F级绝缘的老化因子与加速寿命试验方法,对电老化与广义热老化的加速寿命试验数据进行了统计分析;用威布尔分布对F级绝缘的电老化和广义热老化的加速寿命试验数据进行了描述;应用可靠性统计和非线性回归方法确定了F级绝缘电老化与广义热老化寿命计算公式的特征参数;依据寿命损耗累积理论,介绍了电老化与广义热老化同时作用的汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命的预测方法和水冷定子线圈F级绝缘寿命损耗的分配方案.采用2倍额定电压2 U_N和3倍额定电压3 U_N的电老化寿命的不同下限值,对以电老化为主要老化因子的水冷定子线圈F级绝缘寿命进行了研究.结果表明:应用定子线圈F级绝缘寿命预测方法可以在设计、制造和运行阶段定量预测和评定汽轮发电机定子线圈F级绝缘寿命.

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自动控制与监测诊断

基于神经网络的超临界机组数学模型

马良玉, 高志元

2013, 33(7): 517-522.

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以某600 MW超临界机组为例,采用神经网络方法建立了机组负荷、汽压特性的数学模型,并运用大量的宽范围变工况数据完成了对模型的训练.仿真结果表明:模型可以很好地拟合机组负荷、主蒸汽压力与燃料量、给水量和汽轮机调门开度间复杂的非线性动态特性,且精度高、泛化能力强,可作为预测模型用于超临界机组智能控制器的设计.

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自动控制与监测诊断

盐分对微波谐振腔测量蒸汽湿度的影响

钱江波, 韩中合, 李恒凡, 张美凤

2013, 33(7): 523-529.

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汽轮机排汽中含有盐分会改变湿蒸汽的介电性质,势必对湿度测量结果产生一定影响.将电导率引入纯净湿蒸汽复介电常数关系式和湿度测量关系式,定量分析了电导率对湿蒸汽介电性质及蒸汽湿度测量精度的影响.结果表明:湿蒸汽复介电常数的实部随微波波长增大、电导率提高、湿度增大、温度升高而变大;虚部随微波波长增大先增大后减小,随电导率提高、湿度增大、温度升高而变大;湿度测量偏差随电导率提高、湿度增大、温度下降、工作频率降低而增大;汽轮机排汽中的盐分对湿蒸汽复介电常数的影响很小,湿度测量可以达到较高的精度.

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辅机技术

变工况下动叶安装角异常对轴流风机气动和噪声特性的影响

李春曦, 尹攀, 叶学民

2013, 33(7): 530-538.

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基于雷诺时均方程和Realizable k-ε湍流模型,采用数值计算方法模拟了带后导叶OB-84型轴流风机在变工况下单叶片安装角偏离对风机内流场特征和运行性能的影响.结果表明:随异常叶片安装角偏离度Δβ增大,全压和效率总体呈降低趋势,异常叶片反向偏离时对运行性能的影响总体小于正向偏离情形;安装角偏离将引起风机流场总压和噪声分布的畸变,随Δβ增大,其影响区由周向相邻流道的低压区和高噪区扩展至包括周向下游多个流道的低压带和高噪带;随流量增加,不同Δβ下异常叶片的影响呈现明显不同的特征.

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辅机技术

板式换热器颗粒污垢特性的实验研究

徐志明, 董兵, 杜祥云, 王丙林

2013, 33(7): 539-543.

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以纳米氧化镁颗粒溶液为实验工质,进行了板式换热器颗粒污垢特性的实验研究,分析了颗粒质量浓度、颗粒粒径、流速和低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响.结果表明:板式换热器颗粒污垢无明显诱导期存在,结垢速率和污垢热阻渐进值均随颗粒质量浓度的增大而增大,且增大幅度逐渐减小;颗粒粒径对污垢热阻的影响较明显,在相同质量浓度下,颗粒粒径越小,结垢速率越快,且污垢热阻越大;流速对污垢热阻的影响较为复杂,高流速下的结垢速率略大于低流速下,且高流速下达到稳定时的污垢热阻渐进值小于低流速下;低温介质温度对颗粒污垢热阻的影响不明显.

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新能源

倾斜降膜蒸发特性实验研究

倪明江, 王菲, 肖刚, 朱伟军, 王锡辉, 岑可法

2013, 33(7): 544-549.

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以电加热作为供热热源来模拟太阳能,研究了不同工况下倾斜降膜蒸发特性,通过对蒸馏器吸热面和冷凝面划分等间距小区段,根据液膜和冷凝面的温度分布,利用Dunkle模型预测了蒸馏器的产水速率.结果表明:热流密度、单位长度给水质量流量、倾斜角度和单位长度冷却水质量流量是影响蒸馏器产水速率的主要因素;产水速率随着热流密度的增大呈线性增加;在单位长度给水质量流量为5.5～10.0 kg/(h·m)时,产水速率随着单位长度给水质量流量的减小呈线性增大,单位长度给水质量流量为0.7～5.5 kg/(h·m)时,产水速率波动较小;在倾斜角度为15°～60°时,产水速率随着倾斜角度的增大而增大;冷却水均匀地流过冷凝面上表面有助于增大蒸馏器的产水速率;蒸馏器吸热面和冷凝面划分的区段越多,模型预测值与实验值吻合越好.

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新能源

槽式太阳能DSG系统集热管内强化传热的数值模拟

闫伟伟, 葛仕福, 李扬

2013, 33(7): 550-554.

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为了强化集热管内蒸汽换热,避免管壁温度过高,对槽式太阳能直接产生蒸汽系统(DSG)采用内螺纹管和光管时过热段的传热及阻力特性进行了数值模拟,分析了螺纹高度、螺距和雷诺数对螺纹管内换热特性和流动阻力特性的影响,并与光管的数值模拟结果进行了比较.结果表明: 内螺纹管增强了管内蒸汽扰动,提高了集热管换热性能,降低了管壁温度.螺纹管的努塞尔数Nu是光管的1.6~2.4倍,且螺纹高度越高、螺距越小,换热性能越好;螺纹管的阻力系数f是光管的3.1~8.7倍,且螺纹高度越高、螺距越小,f越大.

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新能源

一种恒温下煤粉与生物质混燃活化能求解新方法

王春波, 王金星, 雷鸣

2013, 33(7): 555-559.

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通过恒温热重实验台对煤粉与生物质的混燃特性进行了研究.利用传统的lnln法和所提出的级数拟合法对实验数据进行了拟合,并比较了2种方法的拟合度和相关动力学参数.结果表明:在450~500 ℃内,针对无烟煤与玉米芯掺混比分别为9∶1、8∶2和7∶3的试样,利用lnln法求得的表观活化能为78.81 kJ/mol、75.53 kJ/mol和80.88 kJ/mol,不能反映燃料燃烧的真实情况,而利用级数拟合法求得的表观活化能为38.13 kJ/mol、24.82 kJ/mol和20.82 kJ/mol,呈现出随生物质掺混比增大,表观活化能逐渐减小的规律,与实验结果相吻合.级数拟合法比lnln法的适用范围更广,利用级数拟合法求得的不同生物质掺混比试样的表观活化能可以更好地反映恒温下煤粉与生物质混燃的难易程度.

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能源系统工程

基于固体氧化物燃料电池的有机工质余热发电联合系统特性的理论研究

阎哲泉, 王漫, 王江峰, 马少林, 戴义平

2013, 33(7): 560-566.

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针对有机朗肯循环对低温余热回收的显著优势,提出了一种基于固体氧化物燃料电池(SOFC)的有机工质余热发电联合系统.该系统包含内重整SOFC、后燃室、燃气轮机、压气机、预热器和有机朗肯循环,实现了能量的梯级利用,有效地提高了系统的总发电效率.在稳态数学模型的基础上,建立了基于SOFC的有机工质余热发电联合系统的热力仿真分析平台,研究了关键参数对系统性能的影响.结果表明:在设计工况下,系统的总发电效率可达65%以上;随着燃料摩尔流量的增加,系统的净输出功增加,但系统的总发电效率有所下降;在一定范围内,增大压气机压比可以提高系统净输出功和总发电效率;随着蒸汽与碳物质的量比的增大,系统的净输出功减小,总发电效率下降.

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能源系统工程

热电冷三联产系统中制冷废热利用的研究

朱家贤, 卢玫

2013, 33(7): 567-571.

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针对热电冷三联产系统中溴冷机排出的大量废热,提出了2种回收制冷废热的方案,并对其一次能耗综合热利用率和综合效率进行了计算与分析.结果表明:2种方案的能源利用率均得到了有效提高,在供冷/供热蒸汽量比较小时,系统相对简单的方案1优于方案2;当供冷/供热蒸汽量比增大时,方案1的一次能耗综合热利用率和综合效率变化极小,而采用热泵的方案2的一次能耗综合热利用率和综合效率均先提高后降低,且在供冷/供热蒸汽量比为3.3 k时达到最大值.

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材料科学

表面加工状态对Super 304H钢抗蒸汽氧化性能的影响

马云海, 郑开云, 林富生, 吾之英

2013, 33(7): 572-577.

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对6种不同表面加工状态(磨床粗磨、砂轮磨削、320号砂纸研磨、600号砂纸研磨、1200号砂纸研磨和抛光)的Super 304H钢在650 ℃/25 MPa超临界水蒸气中的氧化行为进行了研究,采用增重法对氧化1 200 h后的试样单位表面上的质量变化进行了测量,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对氧化膜表面和截面形貌、微观结构和元素分布进行了分析,并利用X射线衍射仪(XRD)对氧化膜物相进行了表征.结果表明:Super 304H钢的抗蒸汽氧化性能对材料的表面加工状态比较敏感;不同表面加工状态的Super 304H钢经氧化后,试样单位表面上的质量变化、表面氧化物形态以及横截面氧化物形态差异明显;形成的典型氧化膜分内、外2层,外层氧化膜主要为Fe₃O₄,内层氧化膜主要为含Cr量较高的(Fe,Cr)₃O₄以及少量的Cr₂O₃;随着材料表面粗糙度的增加和比表面应变层的形成,越容易形成具有保护性的富铬氧化膜,Super 304H钢的抗蒸汽氧化性能越好.

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