动力工程学报

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锅炉技术

循环流化床锅炉大比例掺烧煤泥运行控制模式及应用

洪烽, 高明明, 刘吉臻, 牟犇, 伯运鹤

2018, 38(3): 169-175.

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以使用最广泛的煤泥泵送系统为研究对象，从运行和控制2个角度分析了循环流化床（CFB）锅炉大比例掺烧煤泥的运行特性，揭示了实际运行中的能量变迁过程。提出了CFB锅炉大比例掺烧煤泥运行控制模式，利用锅炉蓄能来平抑能量波动，优化能量变迁，形成了合理的控制策略，并将该运行控制模式应用于某300 MW CFB锅炉中。结果表明：优化系统投运后有利于提升机组控制水平，提高机组煤泥掺烧比例和运行稳定性，其经济效益明显。

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锅炉技术

烟气激冷对准东煤沾污特性的影响

冉燊铭, 张秀昌, 史慧娟, 岳鹏飞, 王锦生, 周棋, 聂立, 胡修奎

2018, 38(3): 176-181.

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在3 MW煤粉锅炉试验台和循环流化床（CFB）锅炉试验台上研究了烟气激冷对准东煤沾污积灰的影响，并用X射线衍射（XRD）和X射线荧光检测（XRF）对沾污物质进行了分析。结果表明：无论是煤粉锅炉还是CFB锅炉，烟气激冷均可减轻受热面的沾污；准东煤的初始沾污积灰主要是由Na₂SO₄造成的，而CaSO₄被尚未凝结的Na₂SO₄捕捉，引起沾污加剧；烟气激冷使Na₂SO₄在接触沾污测试管之前就已凝结固化，从而起到减缓沾污的作用。

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锅炉技术

掺烧煤气协同分级配风对锅炉热量分配的影响

梁占伟, 陈鸿伟, 赵争辉, 张梅有

2018, 38(3): 182-187.

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以煤粉掺烧高炉煤气和焦炉煤气的锅炉为研究对象，研究了高炉煤气与焦炉煤气热量掺烧比协同分级配风对锅炉主蒸汽、再热蒸汽吸热量的影响。结果表明：仅掺烧高炉煤气或焦炉煤气对辐射换热量和对流换热量的分配作用相反；同时掺烧高炉煤气和焦炉煤气时，主蒸汽、再热蒸汽吸热量均以对流换热为主，总吸热量均增加；高炉煤气二次风门开度增大会使再热蒸汽吸热量增加，而对于主蒸汽，对流换热量的增加未能抵消辐射换热量的减少；主蒸汽和再热蒸汽的对流换热量均随着煤粉二次风门开度的增大而减少，且随着分离燃尽风（SOFA）风门开度的增大而增加。

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机红套环筒形高压内缸设计制造与检修的技术研究

史进渊, 汪勇, 刘东旗, 邓志成, 危奇, 杨宇, 林润达

2018, 38(3): 188-192.

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介绍了汽轮机红套环筒形高压内缸的设计、制造与检修的几项关键技术，包括红套环筒形高压内缸的常规设计方法、有限元分析设计方法、实际过盈量的制造过程保障方法和红套紧力的检修监控方法。提出了红套环筒形高压内缸额定负荷稳态工况和起动与停机瞬态工况下的强度设计方法、额定负荷稳态工况下的蠕变设计方法和起动与停机瞬态工况下高压内缸中分面严密性的设计方法，给出了某电厂600 MW超临界汽轮机筒形高压内缸的红套环设计数据，以及高压内缸制造与检修过程增加垫片厚度的应用实例，并分析了高压内缸开裂的原因。结果表明：合理增加红套环与高压内缸间的垫片厚度，既可以保证红套环与高压内缸首次装配的实际过盈量达到设计要求，又可以保证红套环的红套紧力与高压内缸的严密性处于受控状态。

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机扭振作用下叶片响应及应力计算

杨昆, 赵鹏程, 顾煜炯, 聂沈斌, 龚明祥

2018, 38(3): 193-197.

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建立了适用于汽轮发电机组轴系扭振与叶片振动耦合分析的转子-叶片耦合扭振模型，并将该模型应用于某国产600 MW汽轮发电机组末级长叶片的分析计算中。基于该模型采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法得到轴系扭振故障时叶片的位移响应曲线，利用Ansys软件计算得到叶片位移-应力关系曲线，确定了叶片振动的危险截面，得到叶片危险点的应力历程，为转子和叶片的扭振疲劳寿命损耗在线分析和安全性评估奠定了基础。

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汽轮机与燃气轮机

CCPP机组热态启动燃机汽机同步升负荷技术开发与应用

王振宇

2018, 38(3): 198-202.

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为缩短燃气-蒸汽联合循环（CCPP）机组热态启动时间，研究了西门子F级联合循环机组现有的启动控制策略，基于现有联合循环运行参数，建立了机组启动阶段的效率模型，并结合汽机应力限制条件，对启动过程进行了参数优化，得到了一套燃机汽机同步升负荷优化参数组合，基于此开发了热态启动燃机汽机同步升负荷技术，并将其应用到实际机组控制中。结果表明：采用该技术后，机组运行安全可靠，可缩短热态启动时汽机啮合至启动完成的时间约43%，有效提高了电厂运行经济性和机组快速启动调峰性能。

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自动控制

基于迟延估计与Kalman状态跟踪的热工过程动态数据驱动建模

董泽, 尹二新, 韩璞

2018, 38(3): 203-210.

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针对常规热工对象历史数据建模过程中稳态数据获取困难的问题，从数据选取、数据处理和方法设计3方面出发，提出一种基于迟延估计与Kalman状态跟踪的热工过程动态数据驱动建模方法。该方法选取动态历史数据作为建模数据，将数据末端输入值作为输入稳态分量，将纯迟延时间及输出的稳态分量作为寻优变量的2个维度，并依据各量的值对数据进行处理；应用Kalman滤波算法获取系统初始状态后，结合智能寻优算法对系统进行建模仿真，对某火电机组高温过热器惰性区进行建模。结果表明：该建模方法能够直接应用系统的动态历史数据进行模型辨识，且所建模型具有较好的模型精度，为动态历史数据建模提供了参考。

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监测与测量

基于灰箱模型的中速磨煤机故障诊断方法

孙栓柱, 江叶峰, 董顺, 周挺, 代家元, 李益国

2018, 38(3): 211-220.

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采用数据与机理分析相结合的方法建立了中速磨煤机系统的灰箱模型，该建模方法既克服了纯机理建模过于复杂、耗时较长的问题，同时比纯数据建模具有更好的精确性和鲁棒性。然后利用该灰箱模型得到磨煤机输出量的残差数据，并通过小波变换提取残差的变化趋势，提出了一种基于斜率阈值的故障检测方法，根据随机森林算法的原理对故障数据进行训练，建立了一个用于故障类型识别的故障分类器。结果表明：所提故障诊断方法能够实现对磨煤机故障的早期诊断，并具有较高的故障识别率和识别精度。

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辅机技术

叶尖小翼安装位置对轴流风机性能的影响

隽智辉, 王军, 唐俊, 解博超

2018, 38(3): 221-225.

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采用数值模拟方法建立了在压力面和吸力面分别安装宽度为2倍叶片厚度叶尖小翼的轴流风机模型，分析了叶尖小翼安装位置对轴流风机性能的影响.结果表明：压力面和吸力面安装叶尖小翼均能减小叶顶泄漏流；压力面安装叶尖小翼使叶顶泄漏涡增大，造成的气动损失增加，导致轴流风机全压和效率下降；吸力面安装叶尖小翼能有效减小叶顶泄漏涡，同时延缓其脱落，使其向远离吸力面偏移，减少造成的气动损失，使得轴流风机全压和效率提高，该轴流风机设计体积流量点全压效率提高了0.6%.

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环保技术与设备

高温富燃料区喷氨还原NO_x的实验研究

岳朴杰, 张健, 张忠孝, 毕德贵, 纪新强, 付振华, 白昊

2018, 38(3): 226-230.

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利用一维管式电加热沉降炉实验装置，以尿素溶液为氨基还原剂（简称氨剂），探讨了NO_x的还原机理，分析不同过量空气系数A_SR、氨氮物质的量比B_NSR和温度T等反应条件下氨剂对NO_x还原效果的影响。结果表明：实验温度条件下，随着A_SR的减小，NO_x质量浓度降低；当A_SR≤0.95时，NO_x质量浓度随着B_NSR的增加而降低，当B_NSR>2时，NO_x质量浓度降低速度变缓；在低A_SR条件下，高温更有利于NO_x质量浓度的降低；当A_SR=1.2时，不同温度下NO_x质量浓度均随着B_NSR的增加而快速升高。

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环保技术与设备

脱硫废水水质调节对金属腐蚀及高温氯挥发的影响

马双忱, 柴晋, 贾绍广, 檀玉, 张润盘, 武凯

2018, 38(3): 231-236.

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通过对脱硫废水的pH进行调节，采用电化学方法研究不同pH条件下20碳钢、304不锈钢的腐蚀特性，并探究不同pH条件下蒸发脱硫废水时，气态氯挥发量的变化及使用不同pH调质剂对氯挥发的抑制效果。结果表明：当脱硫废水pH为9~10时，20碳钢、304不锈钢的均匀腐蚀和缝隙腐蚀较为轻微，氯挥发量较小；Ca（OH）₂溶液可以更好地抑制氯挥发，最大程度地实现脱硫废水中盐分的固相转移。

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新能源

大型水平轴风力机塔影效应特性研究

胡丹梅, 潘扬, 张建平

2018, 38(3): 237-245.

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为了研究塔影效应对大型水平轴风力机的影响，选取NREL 5 MW风力机作为研究对象，利用Fluent软件对单台风力机的不同工况进行数值模拟。结果表明：塔影效应的影响主要发生在叶片方位角为140°~210°的时域内；当叶片扫掠过塔筒时，其不同周向位置的转矩和轴向推力出现大幅波动，转矩的相对波动幅度随来流风速的减小而减小，叶片所受轴向推力的相对波动幅度随来流风速的减小而增大；由于叶片尖部周向线速度较大，在研究塔影效应时需考虑叶轮旋转效应的影响；对于风力机尾迹流场，旋转半径越大处，塔筒造成的尾迹越明显，其长度约为叶轮直径的2倍。

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新能源

直接式槽式太阳能中高温蒸汽发生系统及其经济性分析

王淑慧, 熊源泉, 谢引航

2018, 38(3): 246-252.

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设计了一种直接式槽式太阳能中高温蒸汽发生系统，并建立数学模型，提出了系统节煤量和蒸汽能源平均成本的概念，分析了系统热效率和蒸汽能源平均成本的影响因素。结果表明：当太阳辐射由100 W/m²增大至1 000 W/m²时，系统热效率从47.2%提高至66.3%，系统工质质量流量从0.07 kg/s增大至1.05 kg/s；当环境温度由15 ℃升高至33 ℃时，系统热效率从64.5%缓慢提高至64.7%，系统工质质量流量基本保持不变；当年辐射时间为3 200 h时，直接式槽式太阳能中高温蒸汽发生系统的投资成本可降低至631.30 $/kW，蒸汽能源平均成本最低可降至26.82 $/t，使其具有更强的市场竞争力。

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