动力工程学报

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锅炉技术

添加剂对准东煤结渣和沾污特性影响的研究

何翔, 施鸿飞, 周文台, 马达夫, 金晶

2018, 38(9): 689-694.

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在0.4 MW准东煤燃烧与沾污试验台上进行了3种不同添加剂对某准东煤燃烧时结渣、沾污特性影响的研究。结果表明：炉膛内和蛇形管前屏只存在结渣现象，结渣物是以Fe、Ca为主形成的低熔点复合盐类，而Na对结渣贡献并不占主要地位；各工况的准东煤真实灰熔点在1 100℃左右；烟温在800℃左右时受热面以沾污为主，Na₂SO₄和CaSO₄的冷凝沉积占主导；准东煤自身燃烧产生的底渣作为添加剂时缓解结渣、沾污效果不明显；添加高岭土时结渣物虽较厚但较为疏松，易于清除，说明其具有明显的减弱结渣强度的作用；以将军庙煤为添加剂时能明显减弱沾污强度。

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锅炉技术

组合式一次风管对锅炉运行的影响分析

闫顺林, 韩韦, 王皓轩, 张永昇, 刘洋

2018, 38(9): 695-705.

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为了解决锅炉低负荷运行时一次风气流中煤粉浓度较低、燃烧不稳定的问题，提出了组合式一次风管的设计。运用Fluent数值模拟软件，采用煤粉燃烧综合模型和污染物排放模型，对某660 MW锅炉分别进行改造前后40% THA工况（THA表示额定工况）和30% THA工况的燃烧模拟和NO_x摩尔分数模拟。对比分析了采用组合式一次风管对锅炉空气动力场、着火稳燃情况和NO_x摩尔分数的影响。结果表明：采用组合式一次风管时，只要燃烧器喷口改造合理，对空气动力场的影响较小；炉膛整体温度提高，特别是燃烧器区域，着火燃烧稳定性提高；大大降低锅炉低负荷运行时炉膛出口NO_x摩尔分数，提高了锅炉低负荷运行的安全性和经济性。

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汽轮机与燃气轮机

基于CPSO-LSSVM的汽轮机热耗率软测量模型

王莉莉, 陈国彬, 李一龙, 刘超, 牛培峰

2018, 38(9): 706-712.

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为了准确建立汽轮机热耗率预测模型，提出了一种基于变空间Logistic混沌粒子群算法（CPSO）优化最小二乘支持向量机（LSSVM）的汽轮机热耗率软测量模型。采用变空间Logistic混沌搜索策略和粒子镜像越界处理策略来改善粒子群算法（PSO）的全局优化性能，提出了CPSO优化最小二乘支持向量机的超参数以改善模型预测精度，并以某600 MW汽轮机组为研究对象，利用该机组的运行数据建立CPSO-LSSVM的热耗率预测模型。结果表明：CPSO-LSSVM模型具有更高的预测精度和更强的泛化能力，能够准确有效地预测热电厂的汽轮机热耗率。

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汽轮机与燃气轮机

启停运行工况下超超临界机组高压缸平衡活塞区域结构强度与间隙变化分析

苏虎, 吴仕芳, 陈永照, 王炜哲

2018, 38(9): 713-718.

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以机组运行历史数据为基础，考虑启停及稳态运行中的弹塑性力学和蠕变行为，应用ABAQUS有限元软件分析高压缸平衡活塞区域启停工况下的温度场、应力场及位移场分布，并选取2组节点分析平衡活塞区域启停工况下温度、应力及径向间隙的变化趋势。结果表明：启动过程中应力及径向间隙变化较大，稳态运行与停机过程中应力及径向间隙变化较小；在启动开始阶段平衡活塞中部区域径向间隙最小，但尚未产生碰摩，此径向间隙值可作为平衡活塞区域安全裕度，以供设计参考。

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汽轮机与燃气轮机

纵向涡发生器对涡轮叶片前缘冲击冷却的影响

刘亮亮, 竺晓程, 刘昊, 杜朝辉

2018, 38(9): 719-724.

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采用三维数值方法对涡轮叶片前缘射流腔内的流动和换热特性进行了研究。在射流腔内安置一对三角形纵向涡发生器，研究了纵向涡发生器的安置角度、两纵向涡发生器间的距离以及纵向涡发生器距射流孔中心的距离对流动和换热的影响，分析了纵向涡发生器强化冲击换热的机理。结果表明：当在射流孔前的上壁面上增加一对纵向涡发生器后，射流孔前的横流流速减小，射流穿透力增大，射流腔内湍动能增大，从而造成靶面换热极值及高换热区域显著增大；在研究的纵向涡发生器各位置参数范围内，当横流雷诺数较低时，各参数对靶面换热的影响不大。

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环保技术与设备

氮氧化物在高压下生成亚硝酸的实验研究

于帅帅, 刘敦禹, 陈军

2018, 38(9): 725-731.

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由于在加压降温资源化回收过程中，烟气中氮氧化物和水会产生亚硝酸，但高压系统中亚硝酸的生成量尚未被直接检测，采用差分吸收光谱法测量亚硝酸的质量浓度，并通过气相和液相实验以获得气液中含氮物质的质量守恒规律。结果表明：随着压力的升高，在气相反应中，NO转化率明显增大，在气液反应中，NO生成亚硝酸的质量浓度略微减小；反应前后含氮物质的质量守恒误差小于10%；在实验结束吹扫N₂时，随着压力的升高，溶液中解析出的亚硝酸量略微减小。

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环保技术与设备

过渡金属氧化物(MnO_x-CeO₂)改性铜基催化剂的低温SCR脱硝性能研究

孙佳兴, 张志越, 支静涛, 刘浩, 杨宏旻

2018, 38(9): 732-739.

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利用溶胶凝胶法，将过渡金属氧化物（MnO_x-CeO₂）掺杂到铜基催化剂CuO/γ-Al₂O₃上，制备了不同配比的CuO-MnO_x-CeO₂/γ-Al₂O₃催化剂颗粒，采用程序升温方法在催化反应效能评价系统里测试了其在模拟烟气条件下的低温SCR脱硝性能。利用比表面积测试仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对催化剂进行表征分析，分析了MnO_x-CeO₂改性铜基催化剂低温SCR脱硝的反应机理。结果表明：6% CuO-5% MnO_x-10% CeO₂/γ-Al₂O₃的催化剂颗粒在100~200℃内的脱硝效率保持在80%以上；SO₂和H₂O对SCR脱硝反应均有抑制作用；O₂是SCR反应持续进行的必要条件。

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新能源

海上风力机锥体结构抗冰性能分析

许子非, 叶柯华, 李春, 杨阳

2018, 38(9): 740-746.

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为降低海冰对结构碰撞造成的损伤，提出在风力机与海平面交界处安置抗冰锥体。基于Matlock与Ralston方法建立海冰与结构碰撞载荷计算模型，通过开发海冰载荷计算模块并将其与开源软件FAST结合，建立海上风力机在湍流风与海冰实时耦合下的动力学仿真模型。结果表明：未安装锥体时，塔基剪切力最大值、均值和标准差均随海冰厚度和海冰移速的增加而增大，其中海冰厚度对最大值和均值的影响较为显著，而海冰移速对标准差的影响较大；安装锥体后，塔基剪切力最大值与均值分别减小67.8%与41.6%，其标准差显著减小并趋于稳定，从而使得结构疲劳载荷降低。

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新能源

垂荡板对浮式风力机平台动态响应的影响

余万, 丁勤卫, 李春, 郝文星, 周红杰, 张凯

2018, 38(9): 747-754.

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建立了基于Classic Spar和Cell Spar平台的浮式风力机整机模型，研究2种平台在风波流载荷下的动态响应特性，以及垂荡板及其参数对Cell Spar平台动态响应的影响。结果表明：与Classic Spar平台相比，Cell Spar平台各自由度频域幅值响应算子均显著减小，且峰值对应的频率增大；在相同的当量直径下，附加圆形垂荡板时Cell Spar平台各自由度动态响应最小；随着垂荡板厚度的增大，Cell Spar平台各自由度动态响应均先减小后逐渐平稳；随着垂荡板数目的增加，Cell Spar平台纵荡和纵摇响应逐渐增大，垂荡响应逐渐减小；改变垂荡板透空率对Cell Spar平台纵荡无明显影响，但对垂荡及纵摇影响极大。

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系统工程

基于机械蒸汽压缩的燃煤烟气余热及水回收系统

闫敏, 李玉忠, 马春元

2018, 38(9): 755-762.

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利用烟气温湿图对回收原理进行解释，提供了计算回收量和评价系统性能的方法，结合某300 MW燃煤机组计算了烟气余热和水回收量，优化了系统性能，并对技术经济性进行了分析。结果表明：对于300 MW燃煤机组，当烟气温度由50℃降低至30℃时，可回收净化水的质量流量为81.4 t/h，用于脱硫系统补水基本实现"零水耗"；可回收热量为65.2 MW，经蒸汽压缩机提质后可输出热量为67.6 MW，系统性能系数为21.5；在增加投资8 650万元的基础上，扣除烟气再热所需热量后，用于集中供热的静态回收期为3.87 a，年增加净收益达1 223.1万元，具有良好的节能、节水与经济效益。

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系统工程

再压缩式超临界二氧化碳布雷顿循环的特性研究

王兵兵, 乔加飞

2018, 38(9): 763-767.

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为研究再压缩式S-CO₂布雷顿循环的性能，建立了该循环的分析模型，分析了主压缩机入口温度和压力、透平入口温度和压力、设备效率等对循环效率的影响，并阐述了其影响机理，对再压缩式S-CO₂布雷顿循环的最佳工况点进行了优化设计。结果表明：循环效率随透平入口温度和压力的提高而单调增大，随主压缩机入口温度的提高而单调减小；主压缩机存在一个使循环效率达到最高的最佳入口压力；循环效率与循环中各设备的效率有关，其中透平的等熵效率和高温回热器的传热效率对循环效率的影响最明显。

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材料研究

25Cr2Ni4MoV合金锻件断裂韧性试验影响因素的研究

田根起, 侍克献, 万海波, 王延峰

2018, 38(9): 768-772.

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利用卸载柔度法对25Cr2Ni4MoV进行断裂韧性试验，对比研究了初始裂纹长度、试样尺寸、试验参数及数据处理方法对试验结果的影响。结果表明：随着初始裂纹长度的增加，测得的断裂韧性值减小，试验中加载所需要的最大载荷也逐渐降低；紧凑拉伸CT25（25 mm厚）试样得到的断裂韧性值大于CT38（38 mm厚）试样；当加载速率较低（<1.5 MPa·m^0.5·s^-1）时，加载速率变化对试验结果影响不大；当加载速率继续增大时，测得的断裂韧性值减小；随着保载时间的延长，测得的断裂韧性值减小；GB/T 21143-2014和ASTM E1820-2016在钝化线斜率、有效数据判定和拟合曲线方程等方面对数据处理结果影响较大，且前者得到的试验结果比后者要小。

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