动力工程学报

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锅炉技术

不同烟气再循环方式下富氧燃煤锅炉的经济性分析

董静兰, 阎维平, 马凯

2012, 32(3): 177-181.

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以300 MW富氧燃煤锅炉为例,详细计算并比较了不同烟气再循环方式下锅炉的排烟损失及辅机的功耗,分析了不同配置的烟气再循环方式对富氧燃煤锅炉系统经济性的影响.结果表明:FGD与DCC串联布置的湿烟气循环方式(二次循环烟气不脱硫也不脱水)锅炉的排烟损失最低(5.6%),辅机的功耗最高(14 MW);单独DCC布置干烟气循环方式锅炉的排烟损失最高(7.56%),辅机的功耗最低(13.23 MW).

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锅炉技术

增压富氧燃烧流化床炉内传热特性

王春波, 霍志红, 邢晓娜

2012, 32(3): 182-186.

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建立了增压富氧燃烧流化床锅炉炉内传热模型.通过模型计算,分析了颗粒粒径、空隙率、床层温度及系统压力等因素对炉内传热特性的影响.结果表明:随着颗粒粒径增大,传热系数减小;随着空隙率增大,传热系数减小;随着温度升高,传热系数增大;随着压力升高,传热系数增大,但增加的幅度明显变小,说明当压力升高到一定程度时,继续升高压力对传热没有太大影响.

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锅炉技术

基于数学模型的煤粉锅炉管束磨损预测与分析

周云龙, 陈军, 薛广鑫

2012, 32(3): 187-191.

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根据飞灰质量浓度与烟气速度的计算式建立了以易测取量为输入参数的磨损预测数学模型,通过测取预测模型的输入参数,对受热面的磨损量进行预测,并将其表示为过量空气系数与飞灰细度的函数.结果表明:过量空气系数和飞灰细度对磨损量影响显著;控制过量空气系数与煤粉细度,可以有效地降低磨损量;结合输入参数的在线测量,该模型亦可作为锅炉对流管束磨损的监测模型.

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自动控制与监测诊断

供热机组负荷-压力简化模型及特性分析

刘吉臻, 王琪, 田亮, 刘鑫屏

2012, 32(3): 192-196.

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在纯凝汽式机组负荷-压力对象简化非线性动态模型基础上,结合对抽汽式供热机组供热部分热力系统的分析,依据基本物质和能量守恒定律,建立了供热机组发电负荷-汽轮机前压力-供热抽汽流量与锅炉燃料量-汽轮机高调门开度-抽汽调节蝶阀开度的微分方程形式的动态模型.通过仿真实验证明:供热机组与纯凝汽式机组发电负荷-汽轮机前压力对象控制特性不存在显著差异;供热机组可采用更为灵活的控制方式以提升发电负荷调节速率.

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自动控制与监测诊断

电站锅炉声学测温中时延估计试验研究

安连锁, 张世平, 李庚生, 沈国清, 冯强, 邓喆, 许伟龙

2012, 32(3): 197-203.

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对锅炉炉膛冷态和热态声场进行了分析,从理论上对广义互相关时延估计及其加权函数进行了深入探讨,并在国内某300 MW机组上安装声学测点,对不同的加权函数进行了冷态和热态试验研究.结果表明:广义互相关时延估计法可以用于声学测温中声波飞渡时间的测量;PHAT加权具有抗混响能力,能在锅炉冷态混响环境下得到准确的时延估计;ML加权具有很好的抗噪能力,能在锅炉热态时得到准确的声波飞渡时间.

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工程热物理

微细腔内甲烷-湿空气重整特性试验与数值模拟

赵柳洁, 冉景煜, 张力, 王方明

2012, 32(3): 204-211.

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针对甲烷-湿空气在微细腔内的自热重整,建立了直径为2 mm的微细直管试验系统,采用试验研究和三维数值计算两种方法分析了微反应器内甲烷-湿空气自热重整转化特性,并重点分析了反应温度、原料气组分比例变化对重整反应中甲烷转化率和氢气产率的影响.结果表明:在相同的甲烷流量工况下,随着温度的升高以及空/碳比和水/碳比的增大,甲烷转化率和氢气产率均增大,其中空-碳比对甲烷转化率的影响比对氢气产率的影响大;进气质量流量较小的体系比较大的体系在重整产氢方面的效果好.试验和数值模拟得到的结果比较一致.

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环境科学

循环流化床还原性气氛对固硫效果的影响

李广建, 傅培舫, 马启磊, 王娜, 周怀春

2012, 32(3): 212-216.

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利用热天平对固硫所用石灰石的煅烧特性进行了试验研究,并选取不同煤质的煤样在旋转炉中进行了模拟CFB运行状态的固硫试验,分析了钙硫摩尔比、床温和固硫时间对固硫效果的影响.结果表明:床温在850 ℃左右、钙硫比为2.3时能得到一个较高的固硫效率;升温速度越大,石灰石开始分解的时间越早,则其分解速度越快.固硫过程中存在一个最佳的反应时间:反应时间过短,固硫反应不完全;反应时间过长,由于燃煤后期还原性气氛的形成容易发生硫酸盐分解,导致固硫效率降低.在适当的钙硫摩尔比工况下,存在一个最佳的炉膛温度和气氛的匹配,使固硫效果达到最佳.

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环境科学

不同煤种对混煤自固硫的影响

周永刚, 李帅英, 李培, 孔艳丽, 赵虹

2012, 32(3): 217-221.

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以平朔煤作为中硫煤,选用三个典型低硫煤与其进行不同比例掺配,并研究了煤种对混煤固硫效果的影响.结果表明:混煤固硫率的大小与(Ca+Mg)/S摩尔比和灰中(CaO+MgO)的含量有关;低、低(Ca+Mg)/S摩尔比煤掺配后,混煤的(CaO+MgO)利用率随(Ca+Mg)/S摩尔比的增大呈整体下降趋势,降硫效果主要取决于配煤对硫分的稀释作用;低、高(Ca+Mg)/S摩尔比煤掺配后,混煤的(CaO+MgO)利用率在(Ca+Mg)/S摩尔比为0.8～1时达到最大值,降硫效果取决于配煤对硫分的稀释作用和自身固硫作用.

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环境科学

脱硫石膏还原分解特性的试验研究

卢平, 章静

2012, 32(3): 222-228.

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采用热重分析仪对分析纯石膏、干法脱硫石膏和湿法脱硫石膏的还原分解特性进行了试验研究.结果表明:反应恒定终温、反应气氛以及杂质成分对石膏还原分解具有重要影响.在850～1 050 ℃反应恒定终温范围内,三种石膏的总分解率随着恒定终温的提高而增大;达到分解平衡的时间随着反应恒定终温的升高而缩短;在0.5%～5%CO体积分数下,三种石膏的总分解率和还原分解速率均随着CO体积分数的增大而增大,但增大的幅度逐渐减小;掺杂Fe₂O₃不仅可以提高分析纯石膏的总分解率,而且合适的Fe₂O₃掺杂量还可以加快分析纯石膏的还原分解反应速率.

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新能源

不同工质对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响

韩中合, 叶依林, 刘赟

2012, 32(3): 229-234.

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循环工质的特性是影响有机朗肯循环系统性能的重要因素之一,在不同的蒸发温度条件下,选取R600、R600a、R245fa、R236fa、R236ea、R601、R601a、RC318及R227ea共9种有机工质,基于热力学第一定律和第二定律对其热力循环特性进行了计算分析,并对各有机工质的蒸发压力、热效率、功比和不可逆损失等进行了比较.结果表明:R245fa作为太阳能低温热发电朗肯循环系统的循环工质具有较高的热效率和效率,并且产生的系统总不可逆损失较小,是一种较理想的有机工质;其次,R236fa和R236ea作为系统循环工质也具有较为良好的性能.

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能源系统工程

大型发电机组安全风险定量评价方法和应用

史进渊

2012, 32(3): 235-241.

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提出发电机组部件和设备的静态风险与动态风险的定量评价方法,采用风险排序数定量描述发电机组的风险;给出了发电机组部件的故障概率、故障后果与故障发生可能性系数的计算方法、发电机组部件与设备安全等级的划分方法以及应用实例.该方法为发电机组部件与设备的定量风险评价提供了新的技术手段.

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能源系统工程

火电机组热力系统成本分布通用矩阵方程

李永华, 刘伟庭

2012, 32(3): 242-248.

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基于成本理论建立了热力系统局部成本分析通用模型及火电机组热力系统成本分布的通用矩阵方程,并对某600 MW机组的热力系统进行实例计算与分析,得到了额定工况下独立流的单位成本.结果表明:该方程构造规范,适用于各种不同的热力系统,可以用于分析热力系统中存在的共性规律;对于具体的热力系统,通过将一些必要的矩阵元素代入方程中,可得到独立流的单位成本和单位成本的分布规律,为机组的节能降耗提供指导;如果对方程进行进一步的微分运算分析,还可求出一些因素变化对单位成本影响的敏感度.

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能源系统工程

两段式水煤浆气化炉气化参数对IGCC系统性能的影响

刘耀鑫, 吴少华, 李振中, 王阳, 陈晓利

2012, 32(3): 249-254.

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采用ThermoFlex软件建立了基于两段式水煤浆气化技术的200 MW级IGCC系统模型,研究了气化温度、水煤浆浓度、气化压力、氧气纯度等气化参数对系统性能的影响.结果表明:提高反应温度和气化压力,系统的供电效率和发电效率降低;氧气纯度增加,供电效率上升;在相同气化温度(或气化压力、氧气纯度)的情况下,提高二段给煤比γ_sc,系统性能可以得到有效改善;当水煤浆浓度变化时,氧煤质量比随γ_sc改变进行调整才能达到设计值碳转化率的要求.

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能源系统工程

浑源煤焦CO₂气化反应的影响因素及动力学特性分析

陈鸿伟, 吴亮, 索新良, 高松, 韩亮

2012, 32(3): 255-260.

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研究了热解温度、热解时间以及气化温度对浑源煤焦CO₂气化反应的影响,并获得了气化反应的动力学模型.结果表明:浑源煤焦的气化活性随热解温度的提高而降低;每个热解温度都对应着一个最佳热解时间,且存在最佳热解时间随温度升高而缩短的趋势;提高气化温度能够显著提高煤焦的气化反应性能,气化温度对气化反应的影响大于热解温度的影响;低温度煤焦的气化活性随气化温度的提高而增加更为剧烈;900 ℃及以上的高温使活性点数增加,从而使煤焦间的活性差距分布均匀;浑源煤焦的气化反应适宜用体积模型来描述,所求取的动力学参数之间存在补偿效应,其等动力学温度约为1 199.6 ℃.

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