动力工程学报

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锅炉技术

1 000 MW超超临界锅炉燃烧调整的试验研究

高继录, 邹天舒, 冷杰, 吴景兴, 刘学增

2012, 32(10): 741-746.

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对某电厂1 000 MW燃煤锅炉进行了燃烧优化调整试验,分析了一次风配风均匀性、煤粉细度、燃烧器配风、运行中氧的体积分数以及燃尽风率对锅炉效率的影响.结果表明:对同层燃烧器外二次风采用两端和中间开度大的配风方式可以改善由于大风箱两端进风引起的沿炉膛宽度方向氧气的体积分数偏差.随着炉内氧气的体积分数增加,锅炉的热效率先提高后降低.当氧气的体积分数在3.0%左右时,锅炉热效率达到最高.随着燃尽风率的逐渐降低,锅炉热效率和NO_x排放质量浓度逐渐提高.综合考虑锅炉效率、NO_x排放质量浓度以及屏式过热器管壁金属温度,在额定负荷下,燃尽风率以保持在25%左右为宜,此时锅炉热效率为93.9%,NO_x排放质量浓度为306.1 mg/m³.

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锅炉技术

基于Elman神经网络的超超临界机组汽水分离器应力在线软测量模型

李娜, 阎维平, 马良玉

2012, 32(10): 747-752.

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根据超超临界锅炉汽水分离器的结构特点建立了三维有限元模型,以某1 000 MW机组为例模拟了其启动过程的总应力场.将有限元法和神经网络法相结合,以有限元计算结果作为训练样本,以介质压力和筒体壁温序列为辅助变量,建立了基于Elman神经网络的分离器应力动态软测量模型,通过模型的训练,确定了准确的应力预测模型结构.应用电厂实际运行监测数据对所建立的Elman网络软测量模型进行验证,结果表明:模型计算结果可很好地逼近有限元结果,预测精度高,实时性好,可为锅炉寿命的在线监测提供数据支持.

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锅炉技术

四角切圆燃烧锅炉过热器两侧汽温偏差与管道布置的研究

罗庆, 曹汉鼎, 蒋晓锋, 林碧玉, 熊显巍, 吴安

2012, 32(10): 753-759.

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针对大容量四角切圆燃煤锅炉普遍存在的烟气侧速度与温度偏差以及过热器的汽温偏差,对北疆电厂1 000 MW锅炉实测运行数据进行了分析,并对炉膛流场进行了模拟.结果表明:由于四角切圆锅炉炉膛上部残余旋转导致气流在屏区左右两侧形成流动差异,在折焰角前后两侧汽温偏差的分布规律截然不同.通过对电厂锅炉后屏过热器与末级过热器之间管道布置形式的调整(由交叉改为平行),使两级受热面的吸热偏差相互抵消,从而提高减温器的调节性能.

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锅炉技术

循环流化床布风方式对颗粒循环流率的影响

陈鸿伟, 杨新, 尹猛, 成岭

2012, 32(10): 760-764.

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在带中心提升管的内循环流化床冷态试验台上,针对锥形和平板形2种布风板布置方式下各控制参数对循环流率的影响进行了试验研究.结果表明:锥形布风板上的临界全部流化速度明显大于物料临界流化速度;随着气化室和提升管内风速的增加,循环流率增大,但增大的速率逐渐降低;气化室和提升管内风速以及料层高度对锥形布风板下循环流率的影响大于平板形布风板,但是物料粒径对锥形布风板循环流化床循环流率的影响却小于平板形布风板.

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锅炉技术

预热室结构对多段式自预热燃烧器内燃烧及NO_x排放特性的影响

陈冬林, 成珊, 贠英, 邓涛

2012, 32(10): 765-769.

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提出了一种多段式自预热燃烧器及其4种典型的预热室结构,通过计算流体力学(CFD)方法研究了燃烧室内流场、烟气卷吸率、温度场、燃气燃尽率以及NO_x体积分数,并与传统燃烧器的情况进行了对比.结果表明:与传统燃烧器相比,多段式自预热燃烧器改变了燃烧室内流场,对低热值燃料适应性强,其预热室结构同时影响烟气卷吸率和预热效果,并最终影响燃尽率与NO_x体积分数;此外,燃烧器负荷对燃尽率影响甚微,但对NO_x体积分数影响较大.

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机组汽流激振故障原因及分析

宋光雄, 陈松平, 宋君辉, 梁会钊

2012, 32(10): 770-778.

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通过对近年来我国汽轮机组汽流激振故障案例进行整理,归纳分析了汽流激振事故原因,得出蒸汽激振力过大和轴瓦稳定性差这两个方面为汽流激振的主要原因.从发生部位、低频振动频率特征、低频振动振幅变化、与运行参数的关系以及其他相关特征几个方面分析了汽流激振的主要振动特征.根据分析结果,总结提出了汽流激振故障诊断的依据,并提出采用降低蒸汽激振力、提高轴瓦稳定性等主要措施预防汽流激振故障,为机组安全稳定运行提供技术参考.

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汽轮机与燃气轮机

弹珠对汽轮机效率及叶片断裂、水蚀的影响

高德伟

2012, 32(10): 779-785.

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通过对一台抽汽凝汽式汽轮机组叶片水蚀状况进行分析,提出导致叶片断裂和水蚀的主要原因是由弹珠所引起的“弹珠阻止转子旋转的制动力”,它会直接影响汽轮机效率.阐述了由“弹珠”所形成的二次水滴与叶片出汽边处的“水膜”被高速汽流撕裂和破碎所形成的二次水滴的区别.指出利用一定的科学技术手段,改变隔板的结构形式可以有效地减少弹珠的生成数量,减小损耗,减小和抑制“弹珠阻止转子旋转的制动力”,从而达到提高机组效率、延长叶片使用寿命的目的.

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汽轮机与燃气轮机

重型燃气轮机转子-轴承系统综合试验平台

徐自力, 赵世全, 王建录, 王为民, 王铁军, 虞烈

2012, 32(10): 786-791.

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介绍了我国已建成的重型燃气轮机转子-轴承系统综合试验平台,并对某电厂的燃气轮机联合发电机组的轴系振动进行了现场测试.结果表明:在燃气轮机整个启停过程和在额定转速下运行时,转子轴承系统运行平稳,表明该转子轴承系统设计合理,转子动平衡良好.建成的燃气轮机转子轴承系统综合试验平台为我国重型燃气轮机转子-轴承系统的自主设计和发展提供了试验条件.

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自动控制与监测诊断

基于径向基函数逆系统的锅炉-汽轮机系统终端滑模控制研究

吴忠强, 肖雪飞

2012, 32(10): 792-797.

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针对锅炉-汽轮机系统多输入多输出、非线性、强耦合等特点,采用非线性逆系统方法实现反馈线性化和解耦,利用径向基函数(RBF)神经网络方法来辨识逆系统,并通过在线学习减小了建模误差.对解耦后的锅炉-汽轮机系统设计终端滑模控制器,实现了有限时间收敛,采用Lyapunov方法进行了稳定性分析,保证了该控制系统的大范围稳定性.仿真结果表明:该控制系统能够在大范围运行工况下工作良好,优于经典逆系统控制方法设计的系统.

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自动控制与监测诊断

基于自适应竞争聚类的多输入多输出热工过程模糊辨识

郝万君, 乔焰辉, 关尚军, 李泽

2012, 32(10): 798-803.

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针对多输入多输出(MIMO)热工过程的非线性、强耦合、变工况及参数时变等特点,提出了一种基于系统输入输出数据和模糊自适应竞争聚类的模型辨识新方法.该方法首先依据系统的各个典型运行工况,使用模糊自适应竞争聚类对输入输出数据进行聚类划分,并对T-S 模糊模型进行结构辨识,以确定系统的模型结构和参数;然后采用最小二乘递推算法对模型后件参数进行辨识,同时对结构辨识参数进行精确修正.将所提出的模型辨识方法用于锅炉-汽轮机非线性系统的模型辨识,仿真结果验证了该方法的有效性.

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工程热物理

基于高位热值的燃料化学模型及计算分析

王继选, 吴智泉, 韩中合, 刘小贞, 钱江波

2012, 32(10): 804-808.

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以化石燃料的实际反应过程为研究对象,根据实际燃烧过程模型,推导了含C、H、O、N、S等多种元素成分的基于燃料高位热值的化学计算式,对我国部分地区煤种的化学进行了计算,并将计算结果与以纯物质为模型的信沢寅男和范良政方法的计算结果进行了比较.结果表明:采用所提出的基于燃料高位热值的化学计算方法得到的计算值与两学者计算值的误差较小.

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辅机技术

基于模糊层次分析法的直接空冷凝汽器防冻性能监测

张学镭, 周兰欣, 陈海平, 朱海霞

2012, 32(10): 809-814.

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以某300 MW直接空冷机组为例,分析了影响直接空冷凝汽器防冻性能的主要因素,基于模糊层次分析法,建立了直接空冷凝汽器防冻性能监测模型.结果表明:凝结水与抽空气温度偏差等因素对防冻性能的影响较大;该空冷凝汽器的第2排和第5排散热管束的防冻性能较差;基于模糊层次分析法所建模型不仅能对空冷凝汽器防冻性能进行定量评价,还能缩小查找结冰故障的范围,为结冰故障的预防、采取预处理措施、实施冬季优化运行奠定基础.

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辅机技术

基于粒子群优化算法的凝汽器真空预测模型

王建国, 孟娜, 殷鑫

2012, 32(10): 815-819.

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分析了凝汽器的传热特性,利用660 MW机组DCS采集到的数据,通过多元回归分析了凝汽器真空与其影响因素之间的关联关系,得到了偏相关系数,为真空预测模型提供了理论依据.应用主元分析与粒子群BP神经网络相结合的方法,给出了凝汽器真空预测模型,实现了对真空值的提前预测.通过凝汽器预测真空值与监测值的对比,判断此时的真空运行状态是否合理,实现凝汽器运行状况的软测量,为凝汽器的故障诊断提供理论依据,从而提高了机组的运行效率,保证机组的安全可靠运行.

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能源系统工程

基于投影寻踪原理的机组可靠性等级评价

付忠广, 景源, 齐敏芳, 王建星

2012, 32(10): 820-824.

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以2010年全国火电大机组竞赛运行数据为样本集,根据投影寻踪原理并结合遗传算法优化,建立了超临界600 MW火电机组可靠性等级评价模型,并对模型等级评价结果与竞赛结果进行了对比.结果表明:基于投影寻踪原理的机组可靠性等级评价结果与机组竞赛发布结果基本一致.所建模型规避了人为决定权重的缺点,客观性较强、准确有效、应用简便且可操作性强.

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