动力工程学报

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锅炉技术

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

邹磊, 岳峻峰, 管诗骈, 张恩先, 丁建良

2017, 37(11): 861-869.

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针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题，对水冷壁近壁面烟气成分（O₂、CO及H₂S）进行了测试，分析了运行O₂体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风（CCOFA）风量、分离燃尽风（SOFA）风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NO_x排放特性的影响.结果表明：高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛；增大运行O₂体积分数，同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛；煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小；随着入炉煤含硫量的增加，水冷壁近壁面H₂S体积分数增大，O₂和CO体积分数则变化不大；较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀；周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大，运行时应适当减少周界风量.

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锅炉技术

基于煤种掺烧模式的锅炉燃烧NO_x预测模型

杨建国, 叶凌云, 赵敏, 赵虹, 郦宜进, 李敏, 俞逾, 邓芙蓉

2017, 37(11): 870-875.

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结合某660 MW锅炉入炉煤种煤质、磨煤机组合方式、配风方式和锅炉运行参数等，利用支持向量机建立了锅炉燃烧NO_x预测模型，并利用该模型进行了应用模拟，在保持其他参数不变的情况下，研究了氧体积分数、燃尽风率、配风方式、煤种及磨煤机组合方式对NO_x质量浓度的影响.结果表明：模型具有较好的准确性和泛化能力以及理想的调节性能；模型包含煤种及磨煤机组合方式信息，对于煤种煤质多变机组，提高了预测NO_x质量浓度的准确性，这对降低NO_x质量浓度和保证稳定燃烧的优化调整，尤其是对指导入炉煤调配及煤炭采购甚至实现"智慧燃料"具有重要意义.

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锅炉技术

基于数据分析的燃煤机组制粉系统与配风方式优化

李建强, 陈星旭, 赵凯, 汪安明

2017, 37(11): 876-882.

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针对某600 MW燃煤机组制粉系统及配风方式优化，在其历史运行数据库的基础上，采用改进关联规则挖掘算法对磨煤机一次风量、给煤机速率、磨煤机出口风压及二次风门开度等参数进行挖掘，得到了优化后全工况下各运行参数的最优参考值.结果表明：在中低负荷段，保证煤量要求的前提下，减少磨煤机台数能够降低制粉系统运行能耗；在相同磨煤机组合方式下，优化后工况的净单位发电量明显提升，有效降低了制粉系统运行能耗；优化后的二次风配风方式呈束腰型分布，在保证稳燃的同时提高了锅炉效率，降低了NO_x的生成量.

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汽轮机与燃气轮机

基于ALIF-HT的汽轮发电机组转子故障诊断

唐贵基, 庞彬

2017, 37(11): 883-889.

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针对汽轮发电机组转子故障振动信号为多分量非平稳信号，将一种新的信号分解方法——自适应局部迭代滤波（ALIF）用于转子故障振动信号分解，并与希尔伯特变换（HT）相结合，提出了基于ALIF-HT的汽轮发电机组转子故障诊断方法：首先对转子原始振动信号进行ALIF得到若干信号分量，再应用HT求取每个分量的瞬时频率，获取原信号全部信号分量的完整时频表示，最后根据转子故障振动信号的时频特征判别转子的故障类型.通过仿真信号分析验证ALIF对多分量信号的分解能力，并利用转子油膜失稳故障分析验证该方法的工程实用性.结果表明：ALIF方法能够有效克服经验模态分解（EMD）存在的模态混叠问题，使得ALIF-HT方法相对于希尔伯特黄变换（HHT）方法具有更高的时频分析精度.

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汽轮机与燃气轮机

核电半速机组模拟轴系与弹簧隔振基础联合振动试验台设计

李汪繁, 王秀瑾, 孙庆, 蒋俊, 危奇, 赵峰

2017, 37(11): 890-894.

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提出了一种轴系与弹簧隔振基础联合振动试验台的设计思路，以某百万千瓦级核电半速机组为原型，根据几何尺寸比拟及动力特性相似原则，成功搭建了原型机组尺寸1/10的试验台，为考察试验台设计合理性进行了初步调试.结果表明：试验台轴系转速可达10 000 r/min以上，运转过程中轴振、瓦振、润滑油温度和压力等参数均正常可控，其变化趋势符合设计预期，且系统各部件在调试检查中均未出现异常，基本满足设计安全性要求；瓦振峰值转速与轴振峰值转速存在一定差异，且部分瓦振峰值转速与弹簧隔振基础顶板模态测试频率一致，说明弹簧隔振基础对轴系振动特性的影响不容忽视；初步调试结果为保障试验台后续试验研究的安全可靠运行奠定了基础.

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自动控制

单元机组协调控制系统综合性能评价

袁桂丽, 陆斯悦, 房方

2017, 37(11): 895-902.

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针对多变量形式的单元机组协调控制系统，提出一种基于等效开环传递函数的性能评价方法.将该方法与最小信息熵指标相结合，解决了协调控制系统受到非高斯噪声干扰时，传统多变量评价方法对系统随机性性能评价不准确的问题.将系统确定性性能指标处理成标量形式，通过子目标乘除法与随机性性能指标结合，得到兼顾确定性性能与随机性性能的综合性能指标.利用该综合性能指标指导协调控制系统控制器设计，将其作为目标函数，通过优化算法对控制器参数进行寻优，得到最优控制性能.以最优指标作为基准，对系统在运行期间的性能进行监测与评价.结果表明：对于该协调控制系统，自抗扰控制器比内模PI控制器具有更好的综合性能，稳健性也更好.

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工程热物理

喷动流化床传热特性的CFD-DEM模拟

卜昌盛, 王昕晔, 张居兵, 朴桂林

2017, 37(11): 903-911.

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基于颗粒-颗粒、颗粒-流体间的传热机制建立了颗粒尺度下的传热模型，并将其与计算流体力学-离散颗粒模型（CFD-DEM）耦合，建立了CFD-DEM传热模型，在传热计算中采用真实的颗粒接触刚度修正了颗粒-颗粒间的传热。采用典型喷动流化床内的颗粒传热实验数据验证了CFD-DEM传热模型的准确性，并利用该模型分析了喷动流化床内的传热特性。结果表明：喷动流化床内颗粒的传热系数受其运动状态的影响，颗粒在环隙区域外循环的传热系数比内循环传热系数大；喷动流化床内平均传热系数呈对称分布，流化区域内的平均传热系数大于非流化区域，床体底部两侧及气体入口处的平均传热系数最大，床层中央区域的平均传热系数较小.

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工程热物理

水蒸气核化及单体生长过程的分子动力学研究

冯靖伊, 张燕平, 高伟

2017, 37(11): 912-917.

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通过分子技术模拟水蒸气凝结过程，采用非平衡分子动力学（NEMD）方法模拟并分析了凝结相变中核化及单体生长过程.计算相变过程中的凝结速率，并研究了核化和单体生长初期液态水的直径与凝结速率之间的关系，同时分析了模拟压力对凝结速率的影响.结果表明：在相同过冷度下，凝结速率随压力的降低而减慢；在核化及单体生长过程中，相同的压力和温度条件下，凝结相变的传热传质效果随着液体直径的增长而改善.

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工程热物理

过冷水中超音速蒸汽射流形状特征及冷凝传热

王方年, 秦欢, 陈薇, 孟召灿, 陈耀东, 胡腾, 沈峰, 程旭

2017, 37(11): 918-924.

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研究了浸没在过冷水中的超音速蒸汽射流的形状及其直接接触冷凝传热特性.给出了基于射流出口压力、质量流密度和池水温度的三维识别图与查表识别法2种判断蒸汽射流形状的方法.通过理论分析得到了基于马赫数Ma和雅克比数Ja的蒸汽射流无量纲穿透长度、最大膨胀比以及新的传热关系式，并对相关文献的实验数据进行了拟合与对比验证.结果表明：传热关系式计算值与实验数据拟合结果吻合较好，蒸汽射流无量纲穿透长度计算值与实验数据的误差约为±25%，最大膨胀比误差在±12%；通过蒸汽射流形状判断，选择与其对应的形状与传热关系式，可完成超音速蒸汽射流在过冷水中直接接触冷凝的传热计算.

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环保技术与设备

电厂湿法烟气脱硫颗粒物排放特性的实验研究

陈浩, 骆仲泱, 江建平, 许希, 鲁梦诗, 王涛, 方梦祥

2017, 37(11): 925-930.

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在锅炉100%和80%负荷工况下，采集某200 MW燃煤电厂湿法烟气脱硫（WFGD）系统前后的颗粒物，得到烟气中颗粒物的质量浓度和粒径分布，并通过观察颗粒物的形貌对颗粒物中元素的组分和含量进行检测.结果表明：WFGD系统入口处总悬浮颗粒物（TSP）的质量浓度约为16.0 mg/m³，出口处TSP的质量浓度低于10.0 mg/m³，TSP的脱除效率为46.8%；随着锅炉负荷的降低，颗粒物的脱除效率提高；WFGD出口处的颗粒物中存在Ca元素，颗粒物凝结团聚成不规则的絮凝状颗粒物；在除雾器冲洗状态下，颗粒物的质量浓度减小，元素Ca、S、C和O的含量显著减小，颗粒物主要呈圆形，且分布较为疏散.

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环保技术与设备

基于RBF神经网络的SCR脱硝系统喷氨优化

廖永进, 范军辉, 杨维结, 季鹏, 张静, 冯永新

2017, 37(11): 931-937.

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为实现对电厂选择性催化还原（SCR）脱硝装置喷氨的优化控制，以广东某电厂350 MW锅炉为研究对象，采用径向基函数（RBF）神经网络法，以锅炉负荷、烟气体积流量、SCR烟气温度、脱硝进口NO_x质量浓度以及喷氨质量流量等为输入变量，以SCR脱硝效率为输出变量，建立输入变量与输出变量之间的关系模型，实现对SCR脱硝效率及脱硝出口NO_x质量浓度的预测.在满足NO_x排放标准的前提下，以SCR系统运行成本最小为目标，利用Matlab对该模型进行仿真实验，寻求氨耗成本和电耗成本与NO_x排放费用的临界点，得到最佳喷氨质量流量.结果表明：最佳喷氨质量流量计算值比实测值或高或低，但在满足NO_x排放标准的前提下，其SCR系统运行成本呈降低趋势.

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新能源

5 MW风力机地震工况塔架动力学响应研究

杨阳, 李春, 袁全勇

2017, 37(11): 938-944.

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基于FAST开源软件和Wolf土-构耦合（SSI）模型建立了风力机地震工况动力学仿真模型，并计算了5种不同平均风速的气动载荷与101种不同强度的地震载荷联合作用下风力机的动力学响应.结果表明：在额定风速下，气动载荷与地震载荷之间为非线性耦合，评估风力机地震动力学响应时，必须充分考虑风-震耦合效应；风速相同时，塔基最大弯矩先保持不变，再以线性增长的趋势变化；在低强度地震时，塔架不同高度处的最大弯矩与塔架高度之间为线性关系；随着地震强度的逐渐增大，塔架最大弯矩与塔架高度之间的关系逐渐变为非线性，且额定风速下塔架最大弯矩最大.

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