动力工程学报

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锅炉技术

对冲燃烧锅炉防高温硫腐蚀改造的数值研究

李春曦, 许涛, 李敏, 叶学民

2016, 36(11): 853-861.

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针对某600 MW超临界对冲燃烧锅炉在低氮技术改造后侧墙壁面出现明显的还原性高温硫腐蚀现象，采用在侧墙添加贴壁风装置方案，并对添加贴壁风装置前后工况进行了全炉膛数值模拟，分析了侧墙壁面附近的烟气成分分布以及贴壁风对炉内燃烧和高温硫腐蚀的影响.结果表明：未添加贴壁风装置的原始工况下，壁面附近CO主要集中在侧墙中心，且O₂体积分数较低，模拟所得还原性区域与实测腐蚀位置吻合良好；添加贴壁风装置后，侧墙CO体积分数明显下降，O₂体积分数明显升高，壁面的还原性气氛得到有效改善，且此方案对炉内燃烧和污染物排放的影响较小.

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锅炉技术

典型富氧燃烧锅炉风烟系统稳态过程分析

黄勇理, 刘杰, 任健, 柳朝晖, 郑楚光

2016, 36(11): 862-869.

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以典型富氧燃烧锅炉风烟燃烧稳态模型为基础，对35 MW富氧燃烧系统稳态运行工况下的风烟燃烧过程数据进行仿真，并对系统运行中涉及的配风、注氧、漏风控制和CO₂捕集工艺优化等主要问题进行详细分析，提出了改进运行特性和工艺参数的调节手段.结果表明：系统漏风率限制在3.6%以下时，干循环烟气理论上可获得80%以上的CO₂体积分数；高效的烟气水分脱除有利于系统运行和循环烟气中CO₂的捕集；不同的供氧配风方式将会造成燃烧优化、系统安全和控制调节的性能差异.

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汽轮机与燃气轮机

带有自发射流的涡轮叶顶间隙流场PIV测量

胡建军, 张铎, 李志显, 马龙, 孔祥东

2016, 36(11): 870-876.

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为了探究叶尖射流对涡轮叶栅流场特性的影响，搭建了一个小尺度低速叶栅风洞实验台，利用粒子成像测速（PIV）技术对带有自发射流的涡轮叶顶间隙流场进行了直接测量，获得了低雷诺数（Re=6.46×10³~3.23×10⁴）下射流孔附近的流动图像及速度测量结果，展示了叶顶间隙内层流和紊流2种流态下自发射流与泄漏流的相互作用过程，揭示了低雷诺数工况下（涵盖层流到紊流的转捩）叶尖射流抑制泄漏流的作用机理及影响因素，并对叶尖射流尾迹中出现的类卡门涡街的涡分布现象进行了探讨.结果表明：叶尖射流的引入在泄漏流抑制方面取得一定收益，但同时也进一步加剧了叶顶间隙流动的复杂性.

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汽轮机与燃气轮机

柔性转子转轴弯曲与不平衡耦合振动分析

夏亚磊, 杨建刚, 张晓斌

2016, 36(11): 877-882.

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针对某660 MW超临界汽轮机高中压转子上发生的不稳定振动问题，建立了转子弯曲与不平衡耦合动力响应有限元计算模型，并通过现场实例验证模型的准确性.结果表明：高转速运行时，汽轮机高压转子因配重面与失衡面不重合所引起的弯曲变形会导致振动的不稳定和持续爬升；动平衡试验应尽量在转子失衡面上进行；高压转子环境温度高，在外力作用下易发生蠕变，该现象在大型汽轮机高压转子上表现得更为明显.

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辅机技术

空气预热器硫酸氢铵积灰的数值研究

罗闽, 赵伶玲, 李偲宇

2016, 36(11): 883-888.

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建立了适用于液态黏性NH₄HSO₄沉积的积灰模型，对某SCR脱硝改造后的300 MW机组回转式空气预热器蓄热板的积灰过程进行了数值模拟，分析了烟灰颗粒法向碰撞速度和角度、积灰强度、积灰厚度及积灰概率等积灰特性的变化规律.结果表明：在NH₄HSO₄沉积区，上、下板平均积灰强度分别为普通积灰区的7.3倍和4.5倍，且不同颗粒粒径的积灰概率保持在90%左右，而在普通积灰区均小于35%；上板平均积灰强度约为下板平均积灰强度的2倍；积灰厚度与积灰强度的分布规律一致.

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辅机技术

电站凝汽器改造后性能评价方法研究

程东涛, 邹洋, 马汀山, 居文平

2016, 36(11): 889-893.

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为弥补传统凝汽器性能评价方法的不足，采用考虑水阻变化的凝汽器性能评价方法，以某电站凝汽器改造方案决策为例，对比分析各改造方案对应的凝汽器改造前后水阻变化量，分析计算凝汽器水阻变化对冷却水体积流量和循环水泵耗功的影响，进而计算其对凝汽器整体性能的影响，最终评价出最优改造方案.结果表明：考虑水阻变化的凝汽器性能评价方法更合理、更具有实际意义，为凝汽器改造方案决策工作和凝汽器改造后性能评价工作提供了更科学的评价依据.

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环保技术与设备

燃煤电厂脱硫废水烟道蒸发产物特性

马双忱, 于伟静, 贾绍广, 张润盘, 柴晋, 华继洲

2016, 36(11): 894-900.

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采用XRD、EDS及离子色谱等分析手段对脱硫废水烟道蒸发后产物的特性进行了研究，并与飞灰成分及形貌进行对比.结果表明：脱硫废水烟道蒸发后产物主要为固态产物和气态产物2种；固态产物主要是CaSO₄、NaCl和Na₂SO₄等物质，气态产物主要是HCl、HF、HBr、HNO₂和HNO₃；脱硫废水烟道蒸发不会对飞灰的综合利用产生影响，但是会增加飞灰的比电阻；HCl等气态产物的产生会增加脱硫废水的排放量及烟道等的腐蚀.

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环保技术与设备

WO₃/TiO₂-ZrO₂催化剂的高温脱硝性能

陆强, 王磊, 蔺卓玮, 马帅, 李文艳, 杨少霞, 董长青

2016, 36(11): 901-906.

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以复合氧化物TiO₂-ZrO₂为载体、WO₃为活性组分，制备了适用于高温烟气（500℃以上）脱硝的WO₃/TiO₂-ZrO₂型SCR脱硝催化剂，对催化剂进行了XRD表征，并考察了复合载体的组成、WO₃质量分数和高温焙烧处理对催化剂脱硝性能的影响.结果表明：WO₃/TiO₂-ZrO₂催化剂具有很好的热稳定性，经800℃高温处理后晶相结构保持不变且脱硝效率仅有微弱下降；WO₃质量分数为20%、钛锆比为7：3和0：10的2种催化剂具有较好的脱硝性能，能够适用于高温脱硝反应.

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新能源

海上漂浮式风力机Spar平台波频与慢漂响应性能分析

王东华, 叶舟, 郝文星, 张楠, 李春

2016, 36(11): 907-913.

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建立OC3-Hywind Spar Buoy平台的NREL 5 MW漂浮式风力机整机模型，采用基于辐射绕射理论的面元法和完整的二阶传递函数（QTF）计算一阶与二阶波浪载荷，并利用叶素-动量理论对叶片气动载荷进行计算.对一阶与二阶波浪载荷以及由其引起的波频与慢漂响应进行对比分析，并分别讨论风、浪联合作用和不同海况下风、浪、流联合作用时的波频与慢漂响应.结果表明：一阶波浪载荷比二阶波浪载荷至少大1个量级，但两者引起的动态响应幅值在同一个量级；气动载荷不仅影响慢漂响应，而且对波频响应也有一定影响；波频响应主要受海浪影响，慢漂响应主要受气动载荷影响.

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新能源

自相似性和分形维数在风场分析中的应用

李倩倩, 李春, 杨阳

2016, 36(11): 914-919.

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通过探究风速时间序列的自相似性和分形维数，将分形学运用到湍流风场分析中，从风速时间序列的局部与整体关系和风速时间序列的分形维数2个角度解决选用湍流风谱模型时存在的盲目性问题.选用某一风场风速时间序列，基于Kaimal、Von Karman、SMOOTH和NWTCUP湍流风谱模型得到风速时间序列，采用Hurst值验证风速时间序列的自相似性，用计盒维数法计算风速时间序列的分形维数.结果表明：不同的湍流风谱模型具有不同的分形维数，湍流风谱模型可定量描述；风速时间序列内部波动不是随机的，是有自相似性的长程相关过程；分形维数与参考风速有关.

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系统工程

330 MW供热机组锅炉排烟余热及水分回收系统

王金平, 邓煜, 李斌, 安连锁, 苗雨旺, 张玉斌, 王罡

2016, 36(11): 920-926.

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针对某330 MW燃煤供热机组，采用氟塑料换热器设计了分级布置、二次利用的电站锅炉排烟余热及水分回收系统，按照系统设计方案改造该机组，并在非采暖工况下进行机组性能试验.结果表明：排烟余热及水分回收系统不仅能够充分利用烟气余热、减少脱硫系统水耗，还能回收烟气中的部分水分，降低烟气中颗粒物的浓度，减轻对烟囱的磨损与腐蚀，对电厂安全有效地实现节能减排具有重要意义.

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系统工程

夏季工况直接空冷系统最佳真空特性的研究

李晓恩, 王宁玲, 冯澎湃, 杨志平

2016, 36(11): 927-933.

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以某660 MW超临界直接空冷机组为研究对象，基于机组夏季工况下实际运行数据，建立了汽轮机变工况模型与空冷系统变工况模型，并分别利用电厂空冷系统常干时性能曲线以及电厂原热力特性计算说明书验证了这2个模型的计算准确性.分析了不同边界条件下（包括空气温度、凝汽器的换热环境、负荷、风机转速等）凝汽器最佳真空的选取.结果表明：夏季工况下，当负荷较高时，风机应始终保持在超频运行，以维持空冷系统的背压，保证运行安全性；当负荷较低时，在固定凝汽器蒸汽质量流量下，随着冷却空气量的增加，机组出力增加量与风机耗功增加量的差值有最大值.运行时应首先考虑如何合理设置运行参数以得到较高经济性.

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系统工程

污泥焚烧能量利用与污染物排放特性研究

袁言言, 黄瑛, 张冬, 董岳, 杨凯, 肖军

2016, 36(11): 934-940.

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利用Aspen Plus软件对污泥半干化焚烧和掺烧发电2种工艺过程进行模拟，探讨了不同工艺下4种污泥的能量利用情况及污染物排放特性.结果表明：半干化焚烧时，4种污泥的干基热值低于11.5 MJ/kg时均需补燃辅助燃料，且随着污泥热值的降低，补燃量显著增加；重金属含量高的污泥易造成大气污染，灰渣也难满足利用要求.污泥掺烧发电时，掺烧热值高的污泥对发电效率有利；对于同种污泥，随着污泥能量份额降低，发电效率提高，且污泥能量份额较低时，重金属含量高的污泥也能满足环保要求，适宜的污泥能量份额建议为5%~8%.当污泥热值低、重金属含量高时，建议采用掺烧发电工艺，反之采用半干化焚烧工艺.

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