动力工程学报

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锅炉技术

锅炉管阵列中的声二极管效应与冷态缺陷研究

刘月超, 姜根山, 许伟龙, 孔倩

2018, 38(1): 1-7.

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基于声子晶体理论，通过设定管阵列的几何参数和温度等环境参数，采用数值计算方法分析了声波通过2种不同结构管阵列的传播特性，得到在某些频率范围内存在声波的单向导通特性，并对冷点缺陷位于管阵列中不同位置处的声传播特性进行了计算.结果表明：声波的单向导通特性与2种管阵列过度位置的结构排布方式有关；管阵列中存在冷点缺陷时其声传播特性会发生变化；研究声波通过不同管阵列的声传播特性对管阵列中声源定位有重要意义.

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锅炉技术

煤中钠质量分数测试方法研究

史慧娟, 张章, 王鑫, 王锦生, 刘泰生

2018, 38(1): 8-12.

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采用一步浸取与600℃低温制灰相结合法、600℃低温制灰法和815℃国家标准制灰法对新疆5种常见动力煤中的钠质量分数进行了测试，并比较不同试验方法的测试结果，从而得出准确测试煤中钠质量分数的方法.结果表明：采用一步浸取与600℃低温制灰相结合法可准确测试煤中钠质量分数，浸取液可选用超纯水或0.25 mol/L盐酸溶液.

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机定滑压曲线在实际应用中的计算寻优

文乐, 薛志恒, 高林, 杨新民

2018, 38(1): 13-17.

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分析了机组实际运行时的安全性、可调性和经济性对汽轮机部分负荷下滑压压力的要求，构建了将现实问题转化为粒子运动位置及维度限制的粒子群算法，并将其应用在某350 MW机组定滑压曲线的寻优计算中.结果表明：该方法具有快速的收敛能力，能够实现诸多限制条件下的寻优计算且通用性强，优化后的定滑压曲线考虑了机组的实际运行特性及负荷响应能力，改善了低负荷时机组的经济性；与优化前运行工况相比，热耗率平均下降约0.2%.

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汽轮机与燃气轮机

利用风阻温升估算气封间隙和流量

熊元建, 周娜, 蔡国煌, 周洪宇, 艾松, 赵仕志

2018, 38(1): 18-23.

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运用CFD数值仿真方法和多种经验公式，计算了理想气体（空气）和水蒸气2种不同介质在气封转速N=0和N=3 000 r/min时的温升情况，并根据水蒸气和空气在旋转气封中不同的风阻温升特性，基于监控气封进出口温度变化得出气封实际工作间隙和泄漏流量.结果表明：在同样的转速下，空气风阻温升比水蒸气风阻温升更为明显，空气节流温降小，因此在燃气轮机等以空气为介质的旋转机械中，用风阻温升特性来估算气封实际工作间隙和泄漏流量的方法较为可行.

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汽轮机与燃气轮机

基于F级燃气轮机烟气再循环系统的分析

吕煊, 顾春伟, 刘建军

2018, 38(1): 24-28.

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分析了烟气再循环技术直接应用于F级燃气轮机联合循环时对燃气热力循环参数的影响.对比分析了余热锅炉后排气分别按照无烟气循环和烟气再循环比例为10%、20%和30%的工况，烟气再循环在联合循环条件下燃气轮机进口温度与进口氧体积分数的变化趋势，以及不同烟气再循环比例条件下联合循环出力的变化趋势；计算了不同负荷条件下烟气再循环对燃气轮机本体透平进口温度及排气温度的影响；分析了烟气再循环对潜在CO₂捕集的优势.结果表明：烟气再循环可在部分负荷下提升联合循环效率，并且有助于CO₂捕集.

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自动控制

带煤质校正的循环流化床锅炉新型协调控制方法

何鹏, 陆琳辉, 刘西陲, 李益国

2018, 38(1): 29-35.

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为进一步提高循环流化床锅炉的负荷跟踪能力，适应煤质变化，提出了一种具有煤质校正功能的循环流化床锅炉新型协调控制方法.该方法把一次风量引入协调控制中作为新的控制量，以便充分利用床料中的未燃尽碳，提高负荷跟踪能力；同时为应对循环流化床锅炉的大迟延和强耦合特性，采用基于扩增状态空间模型的多变量预测控制算法设计控制器；最后基于扰动观测器设计了煤质在线校正环节.结果表明：与常规控制方案相比，该方法可以显著提高机组的负荷跟踪和适应煤质变化的能力.

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自动控制

过热汽温系统无记忆状态反馈H_∞鲁棒预测控制

韩璞, 刘淼, 王东风, 贾昊

2018, 38(1): 36-42.

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针对火电厂过热汽温大延迟、大惯性和模型不确定等特性，提出了一种多包不确定离散系统的无记忆状态反馈H_∞鲁棒预测控制（HRPC）方法.该方法将鲁棒预测控制、预测控制滚动优化的优点和无记忆反馈控制结合在一起，采用多步控制策略，推导出无记忆状态反馈HRPC的控制律，在不同负荷下对某600 MW机组进行了过热汽温串级控制的仿真实验，并对串级HRPC控制（HRPC-P）与串级PID控制（PID-P）、动态矩阵串级控制（DMC-P）进行比较.结果表明：HRPC-P控制器具有良好的跟踪性能，比PID-P控制器和DMC-P控制器具有更强的鲁棒性，而且减少了控制器优化参数的数量，对工程应用具有一定的参考价值.

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辅机技术

漏风分配对回转式空气预热器热力性能的影响

白德龙, 张劲松, 解冠宇, 邢景伟

2018, 38(1): 43-49.

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通过对回转式空气预热器进行机理分析，将旋转运动的蓄热元件作为金属流体，与烟气（一、二次风）在微元控制体中进行直接换热，建立了传热微分方程及差分方程.根据某600 MW亚临界机组的空气预热器的结构参数及设计参数，通过模型求解得到空气预热器蓄热元件壁温及工质温度分布，并改变漏风分配系数，得到排烟温度及空气出口温度的变化规律.结果表明：漏风率增大会导致排烟损失增大，锅炉效率下降；随着热端漏风占比增大，空气预热器排烟温度呈上升趋势，一、二次风出口温度呈下降趋势.

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系统工程

采用给水加热实现660 MW超临界机组宽负荷脱硝的理论研究

张国柱, 李冰心, 李亚维, 李飞, 李本锋, 刘继平

2018, 38(1): 50-54.

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为了解决燃煤机组低负荷运行时脱硝效率低、热经济性差的问题，以某660 MW超临界机组为例，对采用蒸汽喷射器的低负荷给水加热系统进行改进，添加了喷射器旁路和高低压蒸汽入口调节阀，以实现宽负荷脱硝.计算得到No.0高压加热器的温升范围，以及高负荷时喷射器的运行优化方法.结果表明：在满足脱硝及省煤器稳定运行的条件下，当机组负荷高于30%负荷时，No.0高压加热器可选温升范围较大，可根据脱硝要求选择合适的给水温升；当机组高负荷运行时，可降低喷射器入口高压蒸汽压力，提高机组热经济性.

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系统工程

660 MW SCAL型间接空冷塔夏季安全运行改造方案研究

王蓝婧, 刘康, 付文锋, 李卫华, 李姗

2018, 38(1): 55-61.

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利用Fluent软件中的多孔介质模型，分析了夏季环境风对空冷塔流动传热性能的影响，得到空冷塔流动传热性能最差时的环境风速.针对此环境风速下的空冷塔流场分布特点，在考虑周围厂房影响的基础上装设翅墙，对空冷塔进行安全运行改造，保障机组安全稳定运行.结果表明：当环境风速为12 m/s时，空冷塔的流动传热性能最差；考虑厂房的影响后，空冷塔的通风质量流量和换热量沿周向分布的不均匀性进一步增大，其流动传热性能变差；加装翅墙后，空冷塔的穿堂风质量流量减少26.57%，通风质量流量和换热量分别增加24.55%和13.01%.

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系统工程

空冷岛对底层大气边界层特性的影响

吴正人, 路婷婷, 王松岭, 靳超然

2018, 38(1): 62-68.

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利用Gambit软件建立空冷岛模型，通过UDF加载大气边界层函数，并针对不同温度层结设置不同的温度分布函数，利用Fluent软件模拟并分析空冷岛对局地环境的影响，得到空冷岛周围区域不同高度处的风速和温度值，结合风切变理论和Monin-Obukhov相似理论计算空冷岛周围动量通量和热量通量的变化.结果表明：随着风速的增大，风切变指数会略微增大，且沿流向逐渐减小；空冷岛对动量通量和热量通量的影响沿流向逐渐减小，且稳定层结下的影响小于不稳定层结下的影响，即使在稳定层结下，空冷岛周围动量通量和热量通量的变化程度亦均大于其他区域动量通量和热量通量的变化程度.

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系统工程

污泥湿式氧化试验研究及经济性分析

李维成, 覃小刚, 房慧, 文路, 王焕, 杨欢, 孙登科

2018, 38(1): 69-73.

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为优选污泥湿式氧化处理的反应条件并考察反应效果，在反应釜试验装置上通过正交试验研究了温度、过量空气系数和停留时间等因素对处理效果的影响；对产物中的固、液、气三相分别展开了热重分析、元素分析、化学需氧量测试和气体成分分析，并对固相和液相产物中重金属的质量分数进行了分析.结果表明：在优选条件下，污泥的有机质分解率可达90%以上；固相产物残渣的热失重率小于10%，液相产物有一定的化学需氧量，可返回市政污水处理厂进行处理；气相产物无SO₂和NO_x；重金属富集于残渣中；初步经济性分析发现，污泥湿式氧化的综合处理成本约为130元/t.

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材料研究

10Cr转子钢的低周疲劳特性试验研究

杨百勋, 田晓, 李杨, 丁玲玲, 王梅英, 肖国华, 田宇, 李益民

2018, 38(1): 74-79.

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对国产转子钢14Cr10NiMoWVNbN和国外同种转子钢TOS107的拉伸性能及低周疲劳特性进行了试验研究，将国产和国外转子钢的循环特性、循环应力-应变特性及应变寿命特性进行了对比.结果表明：在室温及600℃下，国产和国外转子钢的拉伸强度无明显差异；国外转子钢的低周疲劳强度略优于国产转子钢.根据593℃下国产转子钢低周疲劳寿命的试验结果，通过虚拟应力转换并选取合适的安全系数，得到了10Cr转子的疲劳设计曲线，该曲线可用于估算10Cr钢制转子的疲劳寿命.

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材料研究

一定拉应力条件下SO₂对T91钢高温腐蚀影响的实验研究

刘柱晗, 周屈兰, 付家鹏, 宁致远

2018, 38(1): 80-84.

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选取电站锅炉过热器材料T91钢为研究对象，利用高温管式炉探究在一定拉应力条件下SO₂对锅炉用钢高温腐蚀的影响.设定腐蚀温度分别为700℃和750℃，在试样经过168 h的腐蚀实验后，对其进行X射线衍射（XRD）与扫描电子显微镜（SEM）分析.结果表明：腐蚀层一般分为内外2层，分别为Cr基氧化层和Fe基氧化层；在拉应力条件下，SO₂气相腐蚀不影响腐蚀厚度，但会影响内外腐蚀层的厚度比例及表层的晶粒大小；拉应力会促进Cr的迁移，但不会影响Ni的迁移过程，而且会减少Fe基氧化层中阴离子的缺陷，阻止S的内部迁移；SO₂气相腐蚀影响腐蚀层的脱落方式，会导致腐蚀层易整体脱落.

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