动力工程学报

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锅炉技术

660 MW超临界墙式切圆煤粉锅炉烟温偏差优化控制

郭岸龙, 方庆艳, 赵斯楠, 吴英, 夏永俊, 张成, 陈刚

2017, 37(5): 341-348.

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对某电厂660 MW超临界墙式切圆煤粉锅炉炉膛出口烟温偏差过大现象进行了数值模拟，并将模拟结果与试验结果进行了比较.结果表明：模拟结果与试验结果吻合较好；残余旋转气流造成了烟温偏差；将SOFA水平摆角反切、减小二次风挡板开度和增大SOFA挡板开度，均有利于降低炉膛出口烟温偏差；通过采取上述措施，提高了锅炉的经济性与安全性.

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锅炉技术

燃煤过程中砷挥发特性及动力学特性的研究

邹潺, 王春波, 王贺飞, 郭永成, 李新号

2017, 37(5): 349-355.

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为了研究不同因素对砷挥发的影响，选取7种典型煤种作为研究对象，在600~1 300℃内进行燃烧实验，并对煤的砷挥发进行了动力学分析.结果表明：当灰分含量差别不大时，2 min时高挥发分煤中砷的挥发比例大于0.6，而低挥发分煤中砷的挥发比例不到0.3；当挥发分含量相差不大时，煤中砷的挥发比例与煤中的灰分有一定负相关性；温度是影响砷挥发的重要因素，700~1 000℃是砷挥发的主要温度区间；当水蒸气体积分数达到10%时，其对砷的挥发比例和挥发速率影响较为明显，当水蒸气体积分数进一步增大，其对砷挥发的影响逐渐减弱；挥发分对砷挥发表观活化能的影响大于灰分.

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锅炉技术

温差式热流计的传热特性分析及实验研究

顾荣伟, 高继录, 董建勋, 庞开宇, 陈晓利, 康壮, 蒙晨玮, 吴玉新

2017, 37(5): 356-360.

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为获得超临界锅炉壁面热流密度，基于温差法原理设计了超细高温热流计，为系统研究热流计性能特性及优化热流计设计，对该热流计进行模拟研究以及实验测量.通过建立热流计一维非稳态导热模型，分析了热流计导热部件厚度和热端温度等参数变化对热流计敏感性及响应时间的影响.结果表明：随着导热部件厚度的增加，热流计敏感性提高，同时响应时间也增加.基于最优敏感性及响应时间可以确定热流计最优设计参数.黑体炉标定及现场测试均表明，测量结果与模型计算结果基本吻合，但实际响应时间比理论响应时间更长，主要是由于外界环境不是理想的稳态边界条件所致.

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汽轮机与燃气轮机

尾迹作用下叶片表面非定常传热特性的数值分析

轩笠铭, 陈榴, 杨玉骏, 王蛟, 戴韧

2017, 37(5): 361-366.

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基于非定常RANS方程，采用尺度自适应湍流模型，模拟分析了某透平级的非定常流动与传热，研究在不同尾缘冷气射流条件下上游静叶尾迹结构的变化及其对下游动叶表面传热的影响.结果表明：导叶尾缘冷气射流对动叶表面传热的作用主要来自湍动能尾迹的传播，动叶压力面后部的时均表面传热系数提升约20%，但是动叶吸力面传热的时均值基本没有受到影响；带有冷气射流的尾迹给下游带来的扰动强度与范围更大，下游叶片表面的传热幅值波动加剧，这一特征随着冷气射流的动量比与速度比的增大而增强，动量比为1时，波动幅值相较无冷气射流工况时提高1倍.

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汽轮机与燃气轮机

ORC向心透平叶轮扭曲规律对其性能的影响

王智, 尹立冰

2017, 37(5): 367-372.

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以环己烷为工质，进行了200 kW向心透平的热力设计和结构设计，并采用数值模拟方法研究透平内部的流动情况，分析了透平叶轮扭曲规律对透平性能的影响.结果表明：所设计的向心透平对于跨声速工况有着良好的流动特性，叶轮的扭曲程度会影响叶轮流道形状和出口气流与轴向的夹角；不同的叶轮扭曲规律下，透平轮周效率变化的最大值为2.44%，叶轮扭曲规律是叶轮结构优化设计的重要影响因素.

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监测与测量

基于多尺度包络谱图的直驱式风电机组轴承故障特征提取

滕伟, 姜锐, 张阳阳, 柳亦兵, 马志勇

2017, 37(5): 373-378.

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针对直驱式风电机组低速、重载的运行特点，提出将多尺度包络谱图应用于实际机组的故障诊断，以提取轴承的故障特征.对原始振动信号进行复小波变换，其变换结果的包络谱即为轴承振动信号的多尺度包络谱图.结果表明：因其所具有的同步多尺度分解和包络解调能力，多尺度包络谱图能够提取出隐藏在噪声中的低频微弱轴承故障特征，与传统包络解调方法相比具有较好的智能性和准确性，适用于实际风电机组的状态监测.

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监测与测量

基于PSO-SVM模型的焊接转子环焊缝超声缺陷识别

杜必强, 孙立江

2017, 37(5): 379-385.

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提出了一种粒子群算法（PSO）优化支持向量机（SVM）的方法，对焊接转子环焊缝的超声回波信号进行缺陷识别.对消噪后的超声回波缺陷信号进行4层小波包分解及结点重构，提取结点重构信号中近似部分的波峰系数和波形系数，并与细节部分的积分超声值、有效值和绝对值方差组成样本的特征向量；采用PSO算法对SVM的惩罚因子和核函数参数进行优化选择，最后完成缺陷识别.结果表明：PSO-SVM模型对预测样本具有很好的识别效果，与其他常用的SVM模型相比，PSO-SVM模型无论是识别率还是识别时间上都具有良好的效果.

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辅机技术

非对称翅片管换热器传热和阻力特性的数值分析

任志文, 马挺, 曾敏, 王秋旺

2017, 37(5): 386-393.

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基于COMSOL软件建立了一种非对称翅片管换热器的三维模型，对空气侧的流动和传热特性进行了数值研究，与平直翅片管换热器进行对比，并进一步分析了不同雷诺数下交错角β对非对称翅片管换热器性能的影响.结果表明：在Re为3 239~9 700内，与平直翅片管换热器相比，非对称翅片管换热器的传热因子增大，平均增大量为13.95%，阻力因子减小，且随着Re增大其减小效果更加明显，平均减小量为4.80%；以M_JF作为评价标准，且其他结构参数不变时，β=30°时M_JF最大，换热器的综合性能最好.

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辅机技术

基于模块化的氟塑料换热器优化布置研究

徐钢, 陈袁, 牛晨巍, 马英, 刘文毅, 任英杰, 王怡

2017, 37(5): 394-400.

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对1 000 MW火力发电机组中间热媒体烟气换热器（media gas-gas heater，MGGH）系统中脱硫塔前的氟塑料换热器展开设计计算，从交叉次数的角度对氟塑料换热器模块化以及优化布置展开研究.结果表明：水侧阻力与交叉次数的平方成正比；随着介质交叉次数的增加烟气侧压降降低管外总换热面积、联箱总开孔数和模块单元联箱开孔数均减少，且当交叉次数由2增加到4时上述参数均大幅降低，当交叉次数大于4以后降幅均相对较小，即氟塑料换热器的换热性能、阻力性能及联箱结构在交叉次数为4时得到优化，结合热膨胀因素建议在工程应用中尽量采用2个U形换热模块单元布置成W形.

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环保技术与设备

模糊树鲁棒回归算法的研究及其应用

张文广, 张越

2017, 37(5): 401-407.

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针对实际工程中噪声难以避免和预测的问题，提出了鲁棒性较强的加权模糊树（W-FT）算法，采用基于局部异常因子（L_OF）的加权最小二乘法代替最小二乘法学习模糊规则的后件参数，通过2个典型的非线性例子验证了该算法的有效性.应用W-FT算法建立了电站锅炉NO_x排放特性模型，并与其他建模方法所建模型进行了对比.结果表明：所提出的W-FT算法能够有效地辨识噪声和异常值，具有较强的鲁棒性，所建立的模型预测精度较高，泛化能力较强.

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环保技术与设备

烟气流速对湍流涡旋以及颗粒凝并影响的研究

陈亚伟, 熊扬恒, 潘祖明, 周建龙, 周盟

2017, 37(5): 408-412.

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采用欧拉-拉格朗日法结合O'Rouekr碰撞模型，模拟了电厂满负荷下静电除尘器前的烟道流速区间内颗粒物的碰撞和凝并.结果表明：凝并器入口烟气流速越大，凝并区的湍流强度和涡量越大，有利于减少细颗粒物的数量，但减少的幅度较小；凝并器入口烟气流速越大，颗粒物在凝并区的停留时间越短，碰撞凝并形成的颗粒物粒径也越小，不利于形成粒径较大的颗粒物，所研究的电厂常见烟气流速范围内凝并器入口烟气流速的提高对湍流凝并的负面作用大于正面作用.

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环保技术与设备

基于旋流与声波的颗粒复合凝并建模与运动轨迹仿真

刘定平, 罗伟乐

2017, 37(5): 413-417.

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为提高微细颗粒间碰撞凝并的概率，提出一种切圆式旋流凝并装置.采用离散颗粒模型（DPM），对切圆式旋流凝并装置内流场和颗粒运动轨迹进行了仿真，分析了旋流速度、颗粒粒径和添加声波与否对颗粒运动轨迹的影响.结果表明：切圆式旋流具有很好的混合与旋流效果，为微细颗粒的凝并创造了有利条件；旋流速度越大，颗粒受旋流的影响越大，发生碰撞凝并的概率也越大；粒径大的微细颗粒受到的离心力大，易与种子颗粒发生掺混运动，粒径小的微细颗粒受到的离心力小，倾向于与粒径相近的微细颗粒发生掺混运动；声波可以增强不同粒径颗粒间的相对运动，有效地提高了微细颗粒与种子颗粒间碰撞凝并的概率.

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新能源

基于致动线方法的风力机组风场布置优化

王渊博, 李春, 缪维跑

2017, 37(5): 418-424.

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基于致动线方法，利用OpenFOAM对5种不同间距串列布置的具有3台5 MW风力机的风场进行了模拟.通过调整风力机组间的位置，对比不同风场布置时的总输出功率，并结合轮毂高度处流场分布及尾迹速度轮廓线，分析尾迹对风场下游风力机的影响.结果表明：串列布置时，处于尾迹中的风力机功率下降可达82.72%；改变风场中风力机组相对位置可使风场布置得到优化，虽个别风力机性能有所下降，但风场总输出功率最大可提高11.8%.

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