动力工程学报

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锅炉技术

高效宽负荷率超超临界机组关键技术研发与工程方案

张晓鲁, 张勇, 李振中

2017, 37(3): 173-178.

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阐述了我国1 000 MW级和600 MW级超超临界机组的运行状况.从机组设计和运行2个方面详细分析了超超临界机组在变负荷条件下效率下降的原因，重点分析了机组负荷对锅炉、汽轮机和主要辅机效率的影响.基于变负荷条件下主辅机效率低的成因，进行高效宽负荷率超超临界机组的关键技术研发.在此基础上提出1 000 MW高效宽负荷率超超临界机组工程方案，并进行了该高效宽负荷率机组的对比分析.

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锅炉技术

600 MW超临界W火焰锅炉燃烧系统改造研究

韩海燕, 刘鹏远, 徐鹏志, 阮炯明

2017, 37(3): 179-185.

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对某600 MW超临界W火焰锅炉进行了单只百叶窗式浓淡煤粉分离器的气固两相流模拟，以及炉膛内燃烧过程的热态模拟，得到锅炉在不同拱下二次风风率时的模拟结果，并与现场试验结果进行了比较.通过数值模拟预测如将百叶窗式浓淡煤粉分离器改造为旋风子分离器，结合合理的拱上二次风喷口布置方式和拱下二次风风率后锅炉的燃烧情况.结果表明：拱下二次风风率取36%左右时，飞灰可燃物质量分数最低，冷灰斗水冷壁面处和大屏底部的温度得到均衡；当采用改造方案1时，在下炉膛水冷壁表面形成一层完整的低温区域，可防止水冷壁发生传热恶化；改造后的锅炉性能试验与模拟预测的结果相符.

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锅炉技术

基于PLS和ε-FT的电站锅炉NO_x排放特性研究

张文广, 张越

2017, 37(3): 186-191.

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为了有效控制电站锅炉的NO_x排放量，以某600 MW电站锅炉历史运行数据为样本，应用偏最小二乘（PLS）和ε-模糊树（ε-FT）方法建立了NO_x排放特性模型.针对热工过程变量之间的强相关性和耦合性，采用PLS对模型输入热工数据进行重要变量信息提取和变量选择，将得到的最优变量作为ε-FT模型的输入，建立了NO_x排放特性的PLS-ε-FT模型，并将模型与其他建模方法进行对比.结果表明：该模型通过PLS进行变量选择，消除了变量的相关性，降低了模型的维数和复杂程度，提高了模型的预测精度和泛化能力.

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锅炉技术

基于工业分析的恒温下煤粉燃尽特性预测模型

郭永成, 王春波, 李新号

2017, 37(3): 192-198.

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利用自制恒温热重装置对14种电厂用煤粉在高温下进行燃烧实验.引入工业分析组合参数x₁、x₂和燃尽时间比值K_T₁^T₂，研究工业分析参数和温度对煤粉燃尽特性的影响，并在此基础上建立煤粉燃尽时间的预测模型，对检验煤粉在不同温度下的燃尽时间进行预测并与实验值进行对比.结果表明：不同温度下，组合参数x₁、x₂与煤粉燃尽时间均符合二次函数关系；当温升幅度相同时，初始温度越高，煤粉前期燃烧失重速率的增加幅度越小；相同的T₁、T₂下，不同煤粉的燃尽时间比值K_T₁^T₂基本相等；固定温度T₁，燃尽时间比值K_T₁^T₂与lg T₂符合线性关系；预测模型对煤粉燃尽时间的预测具有较高的准确度.

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汽轮机与燃气轮机

用于扭振分析的叶片模型及参数调整方法

赵鹏程, 顾煜炯, 陈东超, 林司晅, 金铁铮, 杨昆

2017, 37(3): 199-206.

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以某600 MW汽轮发电机组有干摩擦阻尼围带的低压缸末级叶片为对象，研究了叶片在轴系发生扭振时的振动特点，利用有限元模型得到了叶片组的固有特性，并考虑围带对汽轮机长叶片影响，建立了叶片的弹簧-质量块模型，提出此模型的参数调整方法.结果表明：轴系发生扭振时，叶轮振动为无节径的伞形振动；参数调整使得模型的伞型振动计算结果与实际一致，提高了模型精度.

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汽轮机与燃气轮机

基于正交试验的压气机叶栅叶片式涡流发生器结构优化

吴艳辉, 刘军, 彭文辉, 杨国伟, 杨玄州

2017, 37(3): 207-212.

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为了最大程度地减弱叶栅角区分离，改善叶栅气动性能，对某高负荷扩压叶栅的叶片式涡流发生器进行了结构优化.基于正交试验设计方法，利用计算流体力学软件分别对不同位置和不同几何参数的涡流发生器进行全三维流场数值模拟，获得各组方案在设计攻角下叶栅的总压损失系数和静压升系数.并采用极差分析法研究了叶片式涡流发生器各几何参数对叶栅损失和扩压能力的影响规律以及各个参数不同水平对叶栅性能影响的主次顺序，找出性能较优的设计方案.结果表明：优化后的涡流发生器能在较宽的攻角范围内降低叶栅损失，提高叶栅的扩压能力.

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汽轮机与燃气轮机

倾斜转子对密封流体激振特性的影响

陈慈伟, 张万福

2017, 37(3): 213-217.

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建立了具有倾斜转子的普通梳齿密封全三维数值计算模型，利用计算流体力学方法对转子倾斜情况下密封流体激振力进行了数值研究，得出偏转角度、偏心距、入口压力和转速对泄漏量和流体激振力的影响.结果表明：偏转角度和偏心距对泄漏量影响较小；入口压力与泄漏量呈线性关系；偏转角度、偏心距、入口压力和转速对径向力和切向力的影响基本呈线性关系，偏转角度、偏心距、入口压力以及转速对径向力的影响较对切向力的影响大；由于转子倾斜，径向力随转速和偏心距的增大逐渐减小.

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工程热物理

基于复杂度的双接触式气液两相流流型识别研究

方立军, 刘玉东, 胡月龙

2017, 37(3): 218-223.

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提出了一种图像灰度直方图统计特征与复杂度理论（近似熵、样本熵和Lempel-Ziv复杂度）相结合的双接触式气液两相流流型识别方法.该方法利用高速摄像仪获取双接触式吸收塔内两相流流动图像，经过图像处理后，选取图像灰度均值作为统计特征，进而组成4种典型流型的灰度均值时间序列，并用3种复杂度算法对其进行分析识别.结果表明：3种复杂度算法分析得到的结果一致，在4种流型中，复杂度由高到低依次为：扰动式流型、漩涡式流型、液柱式流型和类鼓泡式流型.

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辅机技术

正交试验在350 MW机组中速磨煤机制粉系统调整中的应用

刘文胜, 童家麟, 李文华, 李汝萍

2017, 37(3): 224-228.

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对一台1 100 t/h锅炉的磨煤机进行正交试验，研究了给煤质量流量、一次风量和分离器转速对煤粉细度和制粉单耗的影响，并确定出3个因素对煤粉细度和制粉单耗影响的主次顺序，预测制粉系统的最佳运行方式.结果表明：给煤质量流量和分离器转速对煤粉细度和制粉单耗的影响较大；磨煤机运行一定时间后，需要调整运行参数以保证制粉系统安全、经济运行；研究所得的拟合曲线可以较好地指导机组实际运行.

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辅机技术

基于能量梯度理论的离心压缩机回流器子午面改型研究

窦华书, 陈兴, 张滨炜, 卢傅安, 魏义坤, 陈小平

2017, 37(3): 229-236.

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为了提高离心压缩机的效率和改善回流器内的流动稳定性，应用能量梯度理论分析了离心压缩机内部流动特性，并获得回流器内的能量梯度函数K值的分布.根据K值分析结果，提出将原先轮毂侧倾斜的回流器改进为轮盖侧倾斜的改型方法.在回流器轮盖侧倾斜的基础上对5种不同轮盖侧倾斜角度进行了模拟，结果表明：改型后的模型在额定工况下的多变效率比原模型提升了约1%，在流量系数为0.85~1.16的变工况范围内，模型级性能均有所提高；适度增大倾斜角度能进一步增大离心压缩机模型级的多变效率和级压比.

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环保技术与设备

富氧气氛下煤与生物质掺烧时砷的释放研究

董静兰, 马凯

2017, 37(3): 237-241.

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利用化学试剂对富氧气氛下煤与生物质掺烧后的灰进行湿法消解，采用AFS-933原子荧光分度计对其中的砷含量进行了测量分析.结果表明：掺烧生物质后砷的释放受到一定的抑制，生物质掺烧比例越大，灰中砷元素的相对富集系数越大；随着燃烧温度的升高和O₂体积分数的增大，灰中砷的相对富集系数减小，有利于砷的释放；不同的生物质种类与不同煤种掺烧燃烧时，生物质种类对砷释放的抑制作用比煤种的影响明显.

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系统工程

以挖掘数据替代测点失效值的热力系统性能研究

吕玉坤, 李金岗, 史久志, 张庭钰

2017, 37(3): 242-248.

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为解决机组热力系统测点参数失效致使其性能计算模型不能作出正常评估的问题，基于相似性原理，利用某600 MW机组热力系统历史正常运行数据建立了其动态超球预测模型，获得了该机组热力系统性能计算模型所需的预测值及相似度曲线，验证了性能计算模型预测值的可靠性，并以测点预测值作为挖掘数据替换其失效值.结果表明：合理选择和适当补入历史正常运行数据，可降低预测值的相对误差，并将其控制在工程允许范围内，提高其替代失效值的可靠性；当输入的热力系统测点参数因测量系统等引起随机波动甚至个别参数失效时，该方法仍可实现对机组热力系统运行性能的正常实时评估和故障诊断.

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系统工程

凝结水节流参与的1 000 MW火电机组快速变负荷调节

龙东腾, 王玮, 刘吉臻

2017, 37(3): 249-256.

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建立了具有一定精度的火电机组非线性模型，设计协调控制反馈控制器.同时针对1 000 MW火电机组，分析凝结水节流过程的静态和动态特性，得到凝结水质量流量变化与机组负荷之间的传递函数，并设计合理的凝结水节流参与的协调控制通道控制器.在4种升负荷速率下对2种控制系统的动态特性进行验证，对积分绝对误差（IAE）、时间加权绝对误差的积分（ITAE）和自动发电控制（AGC）考核指标进行对比.结果表明：凝结水节流方案大大提高了机组升负荷速率，对新能源规模化并网大有裨益.

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