动力工程学报

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锅炉技术

贴壁风对300 MW四角切圆锅炉高温腐蚀特性影响的数值模拟

万中平, 刘基昌, 毛晓飞, 方庆艳, 张成, 陈刚

2018, 38(8): 601-609.

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针对某300 MW四角切圆锅炉低氮改造后部分区域水冷壁高温腐蚀严重的问题，进行了贴壁风改造；设置4组不同贴壁风参数工况，开展了贴壁风对高温腐蚀特性影响的数值模拟研究。结果表明：在贴壁风全部投入运行，贴壁风风率逐渐增加的工况中，考虑到有效减轻水冷壁高温腐蚀的同时保证炉膛出口较小的飞灰含碳量和NO_x质量浓度，工况2的综合效果最好；关闭与主气流旋转方向相反的贴壁风，适当提高与主气流旋转方向相同的贴壁风风速，能够进一步缓解水冷壁的高温腐蚀并保证较好的燃烧效果。

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锅炉技术

中国锅炉热工性能试验标准与美国ASME PTC 4-2013对比研究

常勇强, 刘雪敏, 齐国利, 李德标, 孟勇, 管坚

2018, 38(8): 610-616.

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对中国标准GB/T 10180-2017《工业锅炉热工性能试验方法》（以下简称GB/T 10180）、GB/T 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》（以下简称GB/T 10184）与美国ASME PTC4-2013《电站锅炉性能试验规程》（以下简称ASME PTC4）进行了对比研究。结果表明：在计算方法上，中国标准与ASME PTC4在试验原理上是一致的，都是基于进入系统的能量等于离开系统的能量，ASME PTC4和GB/T 10184都将进入系统的能量分为输入能量（即燃料发热量）和外来热量，GB/T 10180将进入系统的能量（即燃料发热量和外来热量）作为输入能量，因此从本质上ASME PTC4和GB/T 10184的锅炉热效率指的是燃料效率，GB/T 10180指的是毛效率；在不确定度分析上，ASME PTC4对试验不确定度的评定方法进行了详细描述，中国标准缺少不确定度分析及评定方法；在电站锅炉性能试验方法上，中国标准与ASME PTC4越来越接近，但在工业锅炉性能试验方法上依然存在较大差异。

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监测与测量

基于二次相关PHAT-β算法的锅炉声学测温时延估计研究

沈国清, 杨杰栋, 陈栋, 刘伟龙, 张世平, 安连锁

2018, 38(8): 617-623.

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为了准确获得电站锅炉声学测温中的时延估计，针对传统方法在冷态情况下混响使得测量结果存在多处伪峰值，影响时延估计准确性的问题，提出了一种基于二次相关的相位变换加权（PHAT-β）算法。在实验炉膛和某300 MW机组的测温实验台上进行了实验研究，并将二次相关PHAT-β算法与传统方法进行了对比。结果表明：二次相关PHAT-β算法能准确获得声波的飞渡时间，同时能较好地抑制混响，在锅炉强噪声环境中仍具有较好的适用性，为声学测温时延估计的优化提供了可行方法，同时也对基于时延估计的监测手段提供了新的算法。

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监测与测量

基于小波能谱熵和集成经验模态分解的传感器故障诊断耦合算法研究

史历程, 赵骁, 赵群飞, 王玉璋

2018, 38(8): 624-632.

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建立了燃气轮机传感器各类故障典型信号的样本集，分别利用小波能谱熵（WEE）结合K近邻分类器（KNN）、集成经验模态分解（EEMD）结合稀疏表示分类器对故障信号进行诊断识别。通过对上述算法的优化整合，提出WEE与EEMD相结合的燃气轮机传感器故障诊断耦合算法。以某燃气轮机运行数据为基础，验证该耦合算法的识别准确率和鲁棒性。结果表明：耦合算法的识别准确率高、分析速度快和鲁棒性强，比单一算法具有更可靠的诊断结论，从而具有更好的工程应用价值。

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工程热物理

蒸汽和空气预旋进气共转盘腔壁面换热研究

胡伟学, 王锁芳, 毛莎莎

2018, 38(8): 633-639.

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为了研究不同冷却介质对燃气轮机预旋共转盘腔换热特性的影响，采用数值计算方法分析了空气和蒸汽2种介质下预旋系统共转盘腔表面的换热过程，对比了2种冷却介质在不同旋转雷诺数、无量纲质量流量和进口总温条件下的换热效果。结果表明：相同无量纲质量流量下预旋进气的转盘冷却效果优于无预旋；不同无量纲质量流量下，蒸汽对共转盘腔表面的换热效果均优于空气；旋转雷诺数在5.5×10⁶~7.2×10⁶内，相同旋转雷诺数下的蒸汽冷却下的转盘平均Nu比空气冷却提高约22%，低旋转雷诺数时2种冷却介质的冷却效果略优于高旋转雷诺数时；不同进口总温下，蒸汽冷却效果仍然优于空气，但随着进口总温的升高其优势逐渐减弱，转盘表面传热平均Nu随预旋进口总温的升高而减小。

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辅机技术

考虑真空泵变工况影响的凝汽器性能数值计算

屈彬彬, 张莉, 王富华

2018, 38(8): 640-644.

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以某600 MW机组的低压凝汽器为例，采用数值计算方法获得了凝汽器壳侧流动细节及凝汽器随抽气压力变化的性能曲线，计算得到真空泵变工况下的抽吸体积流量，并结合真空泵与凝汽器联合运行的工程实际，在考虑真空泵变工况影响的情况下确定了凝汽器的工作点和工作压力。结果表明：真空泵工作水温度提高，凝汽器压力会增大，为了准确评价凝汽器的性能，建议考虑真空泵工作水温度变化对凝汽器压力的影响。

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辅机技术

给水置换式省煤器系统在电站锅炉中的应用

崇培安, 丁士发, 李剑宁

2018, 38(8): 645-649.

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将给水置换式省煤器系统运用到电站锅炉低负荷下SCR安全投运的改造中，将部分温度较低的工质水直接引流到下降管中，同时将部分省煤器出口温度相对较高的热水置换到省煤器入口。结果表明：通过给水置换的方式可提高省煤器实际入口工质水的温度，减小省煤器的传热温压，减少省煤器的换热量，提高省煤器出口的烟气温度，即提高了脱硝设备入口的烟气温度，达到了在低负荷下安全投运脱硝设备的目的；改造后锅炉可在低负荷下安全稳定运行，因脱硝设备不能投运而产生的NO_x排放量也减少。

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环保技术与设备

低低温电除尘技术适用性及污染物减排特性研究

刘含笑, 姚宇平, 郦建国, 何毓忠, 陈招妹

2018, 38(8): 650-657.

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对国内近200种煤种的灰硫比进行了计算分析，并采用优化改进后的测试技术和方法，对低低温电除尘技术的深度提效及污染物减排特性开展了实测研究与分析。结果表明：国内绝大部分煤种的灰硫比均大于100；采用低低温电除尘技术不发生低温腐蚀风险；低低温电除尘技术可大幅降低飞灰比电阻，增大飞灰平均粒径，并提高电场起晕及击穿电压，降低烟气量及烟气流速，从而有效提高除尘效率；除尘效率可提高0.01~0.17百分点，PM_2.5减排幅度可达48.3%，SO₃减排幅度可达96.6%，飞灰中硫元素和硫酸根质量分数增幅明显。

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新能源

调谐质量阻尼器对漂浮式风力机稳定性的影响

黄致谦, 郝文星, 李春, 叶舟

2018, 38(8): 658-664.

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以基于ITI Barge平台的NREL 5 MW风力机为研究对象，通过在机舱配置调谐质量阻尼器（TMD），研究在环境载荷作用下TMD对海上漂浮式风力机塔顶位移和平台摇荡特性的稳定性控制效果。结果表明：TMD对漂浮式风力机塔顶前后位移的控制效果不明显，对塔顶侧向位移的控制效果较明显，其最大值降低了66%，稳定性提高了38%；在TMD控制下，漂浮式风力机平台横荡和横摇降幅明显，其最大值分别降低了29%和45%，稳定性分别提高了18%和41%。

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新能源

风力机智能叶片气弹建模与主动控制仿真研究

张文广, 刘瑞杰, 王奕枫

2018, 38(8): 665-673.

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为研究大型风力机智能叶片的气弹特性及尾缘襟翼对叶片形变和疲劳载荷的影响，以带有尾缘襟翼的NREL 5 MW参考风力机为研究对象，综合柔性叶片的旋转、重力、阻尼和气弹耦合等因素，建立了智能叶片多模态挥舞气弹模型，并与FAST平台进行仿真对比。基于LMS算法设计了尾缘襟翼主动控制器，在湍流风况下对叶尖偏移量进行控制仿真。结果表明：该气弹模型的准确度较高；尾缘襟翼主动控制方法可以有效减小叶尖偏移量波动并降低叶片疲劳载荷。

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新能源

风电机组串联系统维修方法的研究

谢鲁冰, 芮晓明, 林瑜茜, 霍明庆

2018, 38(8): 674-681.

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为研究风电机组的维修方法，将风电机组简化为串联系统，分别以单周期串联系统的维修费用率最小、可用度最大、综合维修费用率和可用度指标为目标建立了计划型预防维修模型和机会型预防维修模型，引入权重系数，讨论了风电机组传动系统的最满意预防维修决策，并对2种预防维修模型进行比较。结果表明：当追求维修费用率小时，综合模型更接近维修费用率最小模型；当追求系统可用度大时，综合模型更接近可用度最大模型；与计划型预防维修方法相比，机会型预防维修决策可以进一步降低单周期内系统的维修费用率，提高系统可用度。

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材料研究

高效超超临界汽轮机转子钢FB2的低周疲劳特性研究

丁玲玲, 杨百勋, 田晓, 李益民

2018, 38(8): 682-688.

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对再热温度为620℃的高效超超临界机组FB2转子钢的微观组织、拉伸性能进行了研究，采用轴向等幅低循环疲劳试验方法对FB2转子钢在室温和620℃下的低周疲劳性能进行了对比分析，并根据低周疲劳试验结果，建立了FB2转子钢塑性应变能和应变幅与循环周次间的关系。结果表明：FB2转子钢的微观组织为完全回火马氏体结构，有大尺寸BN夹杂析出；转子各取向的拉伸性能均匀，室温下的R_p0.2>700 MPa，满足COST522项目要求；低周疲劳条件下表现为循环软化，循环应变-寿命满足Manson-Coffin关系；FB2转子钢的塑性应变能与对应的总应变幅和疲劳寿命在双对数坐标下呈线性关系，该关系可用于估算低周疲劳寿命。

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