动力工程学报

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锅炉技术

烟气再循环对某1 000 MW超超临界二次再热锅炉运行参数的影响

孙俊威, 蔡培, 黄启龙, 阎维平, 戴维葆, 陈国庆, 李超凡, 马凯

2018, 38(11): 861-866.

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探究了烟气再循环对某电厂1 000 MW超超临界二次再热锅炉运行参数的影响，根据不同再循环烟气的抽出点，分别制定了从省煤器出口和引风机出口抽取再循环烟气，送入炉膛最底层燃烧器下方的方案。在不同工况下，基于《锅炉机组热力计算标准方法》（1973年），计算不同烟气再循环方案和不同再循环烟气量对主蒸汽温度和再热蒸汽温度的影响。结果表明：2种烟气再循环方案可以显著提高再热蒸汽温度；随着再循环烟气量的增加，再热蒸汽温度的升高幅度增大；随着负荷的降低，再循环烟气对再热蒸汽温度的影响程度增大；从省煤器出口抽取再循环烟气送入炉膛底部的方案对锅炉效率和其他辅机的影响较小，为适合该锅炉的烟气再循环方案，且合理的烟气再循环率约为10%。

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锅炉技术

燃用准东煤锅炉水冷壁沾污系数流固耦合模拟

康志忠, 丁先

2018, 38(11): 867-873.

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针对某燃用准东煤超临界锅炉，根据流固耦合传热理论，对膜式水冷壁传热和工质流动进行了数值模拟，获得了不同炉膛火焰平均温度和不同工质温度下的水冷壁沾污系数，并拟合出其与结渣厚度的关系式。结果表明：结渣厚度从10 mm增大到30 mm时，沾污系数减小了约50%；结渣厚度在30~50 mm时，沾污系数变化相对较小；炉膛火焰平均温度升高时，沾污系数明显减小；拟合关系式可用于锅炉设计计算及运行中的结渣防控。

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锅炉技术

CAWOA-ELM混合模型的锅炉NO_x排放量预测

赖敏, 陈国彬, 刘超, 牛培峰

2018, 38(11): 874-879.

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针对燃烧过程中变量之间的强非线性和耦合性，利用极限学习机（ELM）和改进的鲸鱼优化算法（WOA）进行混合建模。该方法利用Sin混沌自适应鲸鱼优化算法（CAWOA）对极限学习机的模型参数进行搜索和优化，以提高极限学习机的泛化性能。在CAWOA算法中，通过引入Sin混沌搜索策略和自适应惯性权值来改善WOA算法的全局优化性能。在此基础上，利用优化后的极限学习机对330 MW煤粉锅炉的NO_x排放质量浓度进行预测，建立了CAWOA-ELM的NO_x排放量预测模型，并与同类算法模型进行对比研究。结果表明：该方法具有更好的泛化能力，能更加精确地预测NO_x排放量。

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锅炉技术

超临界机组给水加氧处理对流动加速腐蚀影响的研究

肖卓楠, 白冬晓, 徐鸿, 陈伟鹏, 李科

2018, 38(11): 880-885.

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针对电厂汽水管道中由于流动加速腐蚀引起锅炉结垢速率加快、管道减薄与破裂的问题，论述了流动加速腐蚀的电化学腐蚀过程，通过对2台机组进行实时调研，对比分析了全挥发处理与给水加氧处理方式下的Fe质量浓度，得出了给水加氧处理方式的优越性。根据660 MW超临界机组的监测数据定性分析了给水中溶解氧含量、pH值和氢电导率对Fe质量浓度的影响，得出临界溶解氧含量与超临界机组给水加氧处理时氢电导率、pH值的合理值，总结出给水加氧处理工况下合适的工艺控制条件。结果表明：给水加氧处理方式可以有效地抑制流动加速腐蚀速率，在此过程中溶解氧含量、pH值、氢电导率的监测与控制是关键。

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汽轮机与燃气轮机

汽轮机高温部件总寿命的计算方法及工程验证

史进渊

2018, 38(11): 886-894.

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提出了大型汽轮机高温部件在低周疲劳与蠕变交互作用下总寿命的计算方法。介绍了汽轮机高温部件的低周疲劳裂纹萌生寿命、蠕变裂纹萌生寿命、低周疲劳裂纹扩展寿命与蠕变裂纹扩展寿命的计算方法，给出了汽轮机高温部件在低周疲劳与蠕变交互作用下裂纹萌生日历寿命、裂纹扩展日历寿命与总寿命的计算方法和总寿命的评定方法，并通过2台超临界600 MW汽轮机高压内缸外表面寿命薄弱部位总寿命的计算分析进行工程验证。结果表明：1号汽轮机高压内缸总寿命计算的相对误差为4.12%，2号汽轮机高压内缸总寿命计算的相对误差为-0.48%，计算结果符合电站服役的工程实际。

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汽轮机与燃气轮机

重型燃气轮机端面弧齿动力学特性及动应力研究

袁淑霞, 张优云, 朱永生

2018, 38(11): 895-901.

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采用动力学与静力学相结合的方法研究了端面弧齿工作时的动态应力，首先对端面弧齿接触区采用等效抗弯刚度模型，连续区采用传统模型进行转子动力学分析，再将动力学分析结果作为位移边界条件施加于静力学分析模型，研究端面弧齿的动应力变化规律。结果表明：端面弧齿的承扭能力与压力角有关，压力角越大，承扭能力越强，但压力角不宜过大，否则将降低传递效率；离心力作用下，不同位置端面弧齿应力在圆周上呈周期性波动，处于拉杆位置的端面弧齿齿面应力较小，处于中间位置的端面弧齿齿面应力较大，而齿根的应力波动与齿面相反；扭矩力作用下，端面弧齿承扭侧与非承扭侧产生了明显的应力差；弯曲力会破坏转子的周期对称性，由于转子轴心轨迹为椭圆，端面弧齿旋转一周将发生2次应力交变。

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辅机技术

烟气横掠麻面管束磨损特性的数值研究

闫顺林, 王皓轩

2018, 38(11): 902-907.

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为减轻电厂锅炉尾道内烟气对换热管的磨损，建立了一种新型的麻面管，并针对烟气横掠顺列麻面管管束进行气固两相流动的数值模拟，分析了烟气流速、飞灰颗粒粒径、横向/纵向管距和麻面深度等因素对麻面管壁面磨损的影响，比较了相同条件下麻面管和光管的磨损情况。结果表明：与光管管束相比，相同工况下麻面管管束的磨损率减小约15%，其磨损率随烟气流速、飞灰颗粒粒径和纵向管距的增大而增大，随横向管距和坑深度的增大而减小；对于横向管距较小的管束，其磨损率沿纵向间距变化较大；随着坑深度的增大，大粒径飞灰颗粒造成的磨损率减幅更大。

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环保技术与设备

煤粉炉内SO₃整体生成特性

肖海平, 漆聪, 程齐勇, 豆朝宗, 魏新, 宁翔, 茹宇

2018, 38(11): 908-913.

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为了研究煤粉炉内燃用高硫煤情况下SO₃的整体生成特性，在一维反应器上分别进行了SO₃的气相生成、飞灰催化生成和V₂O₅催化生成实验。结果表明：随着温度的升高，SO₃的气相生成质量浓度和固相催化生成质量浓度都增大；SO₃的气相生成质量浓度与烟气中O、OH自由基有关，而飞灰中Fe₂O₃和SCR催化剂中V₂O₅都能够有效催化SO₃的生成；煤粉炉内的SO₃主要源于V₂O₅催化生成，其次源于飞灰中Fe₂O₃催化生成，而SO₃气相生成率最低。

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环保技术与设备

630 MW燃煤超低排放机组SCR对汞的协同作用研究

李永生, 许月阳, 薛建明

2018, 38(11): 914-918.

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对国内某630 MW超低排放燃煤电厂选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统前后烟气汞的形态和质量浓度进行测试，研究了燃煤烟气气氛中氯、氨和SO₃等在SCR表面的竞争机制及其对汞的协同作用。结果表明：SCR前后燃煤烟气总汞质量浓度和Hg^P质量浓度变化不大，SCR催化剂可促进汞氧化，对汞的排放特性产生了很大影响；烟气中氯的质量浓度对于SCR催化氧化Hg⁰有较大影响，高氯煤燃烧后产生的高氯烟气流经SCR对Hg⁰的氧化效果更好；NH₃对SCR催化剂催化氧化烟气中的Hg⁰具有抑制作用；SO₃对SCR氧化Hg⁰有促进作用；超低改造中增加催化剂层数对于Hg⁰的氧化效果更好。

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环保技术与设备

混合醇胺的浸润性对膜吸收法中CO₂传质性能的影响

张卫风, 邱雪霏, 马伟春

2018, 38(11): 919-924.

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为了探究混合醇胺应用于膜吸收法时其对膜的浸润性以及CO₂传质性能的影响，采用接触角试验和浸润试验，测定了2种混合醇胺——N-甲基二乙醇胺（MDEA）+一乙醇胺（MEA）和MDEA+三乙醇胺（TEA）对聚丙烯中空纤维膜的浸润特性和润湿速率，并通过吸收试验确定了不同润湿程度下的CO₂传质速率。结果表明：相同质量分数、溶质配比下，MDEA+TEA溶液对膜的浸润性要大于MDEA+MEA溶液，MDEA+TEA溶液的膜润湿速率大于MDEA+MEA溶液的膜润湿速率；同一混合醇胺对膜浸润性随溶质配比的增加而增大；对比试验结果表明，CO₂传质速率减小是由混合醇胺对膜浸润性引起的，膜润湿程度增大，混合醇胺CO₂传质速率减小。

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新能源

非对称钝尾缘翼型气动噪声数值研究

詹枞州, 叶舟, 张俊伟, 宋建业

2018, 38(11): 925-933.

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为得到具有高气动性能、低噪声水平的风力机专用翼型，基于参数化非对称钝尾缘翼型，研究了尾缘厚度及其分配比对风力机翼型气动性能及气动噪声的影响。采用分离涡模拟方法和声学类比方程建立了噪声预测方法，针对改型翼型进行样条函数参数化处理，并计算其气动噪声。结果表明：随着尾缘厚度的增加，改型翼型的升力系数和升阻比均大于原始翼型，气动性能得到明显改善；钝尾缘翼型会导致气动噪声增加，当尾缘厚度为1.5%c、尾缘厚度分配比为1：3时，翼型气动噪声增幅较小。

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新能源

有机朗肯循环蒸发器多目标优化设计及工质筛选

韩中合, 梅中恺, 李鹏

2018, 38(11): 934-940.

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针对130℃的地热水热源，将R245fa、R123、R114、R245ca和R124作为待选工质。以平板式换热器为蒸发器，对板长、板宽和平板间距进行多目标优化设计，以蒸发器面积和蒸发器总压降为目标函数构建多目标优化模型，基于NSGA-Ⅱ算法对多目标优化模型进行求解。结果表明：随着板长的增加，蒸发器总压降增大，蒸发器面积减小；随着板宽和板间距的增加，蒸发器总压降减小，蒸发器面积增大；在板间距为0.002 5 m、单个板片的面积为0.3~0.6 m²时，蒸发器的综合性能较优；R245ca的综合性能最优，R245fa和R123的综合性能次优。

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核电技术

核电安全壳中分离式热管蒸发段流动沸腾模拟

孙海彤, 虞斌, 涂善东

2018, 38(11): 941-948.

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为了提高核电安全壳固有的安全性，设计了一种使用分离式热管的核电站安全壳非能动冷却系统。采用计算流体力学（CFD）方法对内径为80 mm的大型分离式热管蒸发段的流动沸腾行为进行了模拟，两相流模拟采用流体体积函数（VOF）模型，得到了蒸发段管内流体的流型以及不同因素对蒸发段管内传热的影响。结果表明：不同倾角布置情况下管内流型不同；外部对流传热系数与外部流体温度是影响传热系数的主要因素，总质量流量对传热系数影响不大，蒸发段倾角对换热效果有一定的影响；分离式热管蒸发段采取50°~80°倾角布置时，换热效果较好。

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