动力工程学报

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锅炉技术

采用缝隙式燃烧器的W火焰锅炉燃烧调整试验研究

王克, 周文台, 何翔, 施鸿飞

2017, 37(1): 1-6.

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针对某电厂采用缝隙式燃烧器的W火焰锅炉高负荷下存在的飞灰含碳量高、屏式过热器超温严重、侧墙结渣严重、排烟温度过高及炉膛前后墙出现偏烧等问题，对锅炉的配风方式和炉膛出口氧体积分数等进行燃烧调整，并提出了相应的优化运行方式.结果表明：优化后的运行方式为中间二次风开度控制在85%，两侧二次风开度控制为90%，三次风开度减小到40%，内二次风保持原工况不变，外二次风开度增大至50%，炉膛出口氧体积分数控制在3%~3.5%，乏气缩孔开度关小至30%；优化后过热器超温问题得到解决，飞灰含碳质量分数降低了7.5%左右，排烟温度降低了8 K左右，锅炉效率达到设计值，燃烧经济性显著提高，有效缓解了侧墙结渣和前后墙偏烧的程度.

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锅炉技术

防结渣复合陶瓷涂层在燃用准东煤锅炉上的应用研究

王进卿, 袁益超, 池作和, 赵凯, 张光学

2017, 37(1): 7-12.

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针对某台670 t/h燃用准东煤锅炉出现的沾污、结渣问题，在水冷壁和屏式过热器区域受热面喷涂复合陶瓷涂层.采用热力计算方法，并结合复合陶瓷涂层试验数据，对水冷壁和过热器的吸热量进行计算，确定了水冷壁与过热器的最佳喷涂面积.结果表明：喷涂复合陶瓷涂层后，锅炉运行一年后的沾污、结渣情况得到明显改善，吹灰器月投运时间和减温水量分别减少了58.2%和75.2%，但由于水冷壁与过热器的吸热量比例失调，出现了过热汽温偏低问题；在水冷壁与过热器的最佳喷涂面积下过热汽温达到设计值，减温水量适中.

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锅炉技术

电站锅炉管阵列内声传播特性及时延值测量

安连锁, 冯强, 沈国清, 姜根山, 张世平, 王鹏, 张海宇

2017, 37(1): 13-20.

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对电站锅炉管阵列内声传播特性及时延值进行研究，利用Fluent软件对非均匀温度场与均匀温度场、不同管排数及不同布置方式的管阵列内声传播特性进行对比，并搭建管阵列实验台，引入快速集合经验模态分解（EEMD）算法对管阵列内时延值进行测量.结果表明：管阵列内声传播存在声阻带，且在非均匀温度场集合经验模态分解下声阻带向低频段移动，管排数越多，声阻带效应越明显，管道间节距对错列与顺列布置方式下的声阻带有一定影响；基于快速EEMD处理，选用低频段声信号能够获得有效时延值.

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汽轮机与燃气轮机

迷宫式汽封流体动力特性研究

马浩原, 张万福

2017, 37(1): 21-25.

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建立了迷宫式汽封的全三维模型，采用CFD商业软件Fluent对不同工况下汽封的流场进行了计算分析，研究了转子所受的气流力与转速、进出口压力比及偏心率的关系，得到了影响转子稳定性的密封动力特性系数和涡动系数.结果表明：随着转速、进出口压力比和偏心率的增大，涡动系数也相应增大，转子的稳定性下降.

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汽轮机与燃气轮机

部分叶高串列扩压器对离心压气机性能的影响

黄月晴, 杨爱玲, 宋文杰, 陈二云, 戴韧

2017, 37(1): 26-32.

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为了保证离心压气机压比同时拓宽其稳定工作范围，将部分叶高概念引入串列扩压器设计中，获得部分叶高串列扩压器，并基于数值方法研究串列叶栅前后排叶片相对周向位置以及前排叶片相对高度对离心压气机与串列扩压器性能的影响.在相对周向位置为30%的串列扩压器基础上，利用不同部分叶高叶片设计串列扩压器前排叶片，获得不同的部分叶高串列扩压器.结果表明：串列叶栅前后排叶片相对周向位置对扩压器的扩压能力以及稳定工作范围有很大影响，当相对周向位置处于20%~30%内时离心压气机的整体性能达到最佳；与原离心压气机相比，当前排叶片相对高度h/B分别为40%和50%时，离心压气机的喘振裕度可分别增加21%和25%，总压比和等熵效率仅下降1%左右.

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工程热物理

水-酒精混合蒸气在板式换热器中凝结时的压降特性

乔宏斌, 王顺, 胡申华

2017, 37(1): 33-38.

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通过设计搭建板式换热器凝结换热实验台，研究了不同酒精质量分数（0%、1%、10%和50%）、蒸气压力（70 kPa、80 kPa和90 kPa）和蒸气流速（15 m/s和25 m/s）下，水-酒精混合蒸气在板式换热器中凝结时的热侧压降随出口蒸气干度的变化特性.在实验数据的基础上，采用Lockhart-Martinelli模型计算压降，并对其进行修正.结果表明：压降随着酒精质量分数的增大而升高，与纯水蒸气相比，在同样工况下，50%酒精质量分数的混合蒸气压降增大近1倍；在相同的酒精质量分数、蒸气流速和出口蒸气干度下，蒸气压力对压降影响明显，蒸气压力越大压降越小；实验值与拟合值的对比误差在±20%.

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环保技术与设备

烟气中NO分子对碳基吸附单质铅的影响机理

余岳溪, 冯永新, 廖永进, 杨维结, 高正阳

2017, 37(1): 39-44.

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采用量子化学密度泛函理论中B3PW91和B2PLYP方法，研究了NO分子对碳基吸附单质铅的影响.选定五环锯齿形苯环簇为碳基表面模型，在不同活性位点进行结构优化计算，得到2种NO分子在碳基表面的吸附构型、4种单质铅在含NO分子的碳基表面的吸附构型.计算并分析了键长、键级、电荷以及吸附能等重要参数.结果表明：NO分子比单质铅更容易吸附在碳基表面，会与单质铅竞争碳基表面的活性位；NO分子的加入会显著增强碳基表面对单质铅的吸附作用，吸附性能的提升主要缘于NO分子提高了其邻位活性位点的活性，而不是NO分子直接吸附单质铅；键级与吸附能呈现正相关趋势，键级越大，对应构型的吸附能也越大；Pb原子所带电荷量与吸附能呈明显的线性关系，Pb原子所带电荷量越多，对应吸附构型的吸附能越大.

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新能源

风力机传动链齿轮齿根疲劳裂纹扩展剩余寿命评估

肖俊峰, 李建兰

2017, 37(1): 45-51.

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在叶轮气动载荷模型、柔性传动链模型和齿根弯曲应力模型的基础上，建立了随机风速下风力机传动链齿轮齿根疲劳裂纹扩展剩余寿命计算模型，对不同风速下的齿根弯曲应力进行了计算，分析了随机载荷下裂纹的扩展速率.对1.5 MW风力机太阳轮齿根疲劳裂纹的扩展进行了分析.结果表明：风力机齿轮齿根疲劳裂纹扩展寿命主要受风载荷影响，且紧急制动等冲击对裂纹扩展后期的影响不可忽视.

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新能源

考虑层流分离的低速风力机翼型气动性能研究

唐新姿, 黄轩晴, 孙松峰, 彭锐涛

2017, 37(1): 52-59.

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以风力机DU93-W-210翼型为研究对象，采用数值计算与实验验证方法研究了低雷诺数（2×10⁵~5×10⁵）下翼型升阻气动性能，基于修正转捩模型分析了多雷诺数多攻角下翼型层流分离泡对气动性能的影响.结果表明：基于四方程转捩模型Transition SST计算所得升阻力系数及翼型表面转捩位置与实验值接近，低雷诺数流动计算适用性较好；雷诺数越小，翼型层流分离泡越明显，翼型升阻比越小；失速前雷诺数对翼型升阻比影响较大而失速后影响较小，且雷诺数越小该翼型失速越缓和；攻角越大，翼型上表面层流分离泡越靠近前缘而下表面越靠近尾缘；失速前上表面和下表面转捩位置均呈线性变化，失速后上表面转捩位置呈非线性变化.

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新能源

风向变化对风力机尾流影响的数值分析

胡丹梅, 霍能萌, 杨官奎, 张建平

2017, 37(1): 60-65.

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为了探究风向变化对风力机尾流的影响，选取NREL 5 MW风力机建立模型，采用Fluent软件在额定工况下对单台风力机及风向变化时的2台风力机进行数值模拟，并对比其输出功率及尾流的流动情况.结果表明：当风向变化角为0°，即串列排布时，上游风力机对下游风力机的影响很大；随着风向变化角由5°增大到10°，上游风力机对下游风力机的影响逐渐减小，下游风力机的功率减小率由7.53%减小到4.24%，输出功率明显增加，可见风向变化对风力机尾流有影响.

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系统工程

两级循环蒸发ORC系统深度回收燃煤锅炉烟气余热的研究

王志军, 熊源泉

2017, 37(1): 66-72.

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针对燃煤锅炉排烟温度低且含有会产生低温腐蚀成分的特点，提出了一种更适合于回收燃煤锅炉排烟余热的两级循环蒸发有机朗肯循环（ORC）系统.以R123为工质，结合国内某燃煤锅炉尾部排烟参数，建立了该两级循环蒸发ORC系统的热力模型和经济模型，并进行计算分析，与传统一级蒸发ORC系统进行比较.结果表明：就热力性能而言，两级循环蒸发ORC系统的净做功量、净回收效率高于一级蒸发ORC系统，相应的换热面积也更大；就经济性而言，两级循环蒸发ORC系统的发电成本高，但设计使用年限内，年均净收益更丰厚，性价比更高.

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系统工程

复合制冷循环间接空冷系统高温时段排汽状态分析与实验研究

赵波, 杨善让, 曹生现, 王恭

2017, 37(1): 73-78.

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基于复合制冷循环间接空冷（简称复间冷）系统的结构形式和传热过程，针对复间冷系统制冷循环，建立换热过程计算模型，并进行汽轮机排汽耦合制冷循环的动态模拟正交实验.结果表明：制冷循环运行约500 s后，排汽温度趋于稳态工况，随着排汽热负荷的增加、环境气温的升高以及迎面风速的减小，排汽温度升高，实验结果与600 MW机组的模拟计算结果一致.

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材料研究

05Cr17Ni4Cu4Nb钢时效处理过程及变形过程对逆变奥氏体含量的影响

李兴东, 王丽艳, 李宇峰

2017, 37(1): 79-84.

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利用快速相变仪、X射线应力分析仪、MTS材料试验机等设备，对经不同温度时效处理的05Cr17Ni4Cu4Nb试样测量逆变奥氏体体积分数，分析605℃时效处理时不同保温时间下逆变奥氏体体积分数的变化，研究拉伸变形情况下逆变奥氏体体积分数变化情况.结果表明：在未超过材料A_c1情况下，逆变奥氏体体积分数随着时效温度的升高而增加，超过A_c1情况下，时效处理冷却过程中发生马氏体转变，逆变奥氏体体积分数反而降低；605℃时效处理情况下，逆变奥氏体体积分数随着保温时间延长先增加后减少，含量增加过程中逆变奥氏体析出行为符合JMA动力学方程；逆变奥氏体在变形过程中发生相变，其变形前后逆变奥氏体体积分数比值的对数值与真应变存在较好的线性关系.

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