动力工程学报

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    锅炉技术
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    1000MW旋流对冲燃烧锅炉NOx排放特性试验研究
    茅建波, 张明, 熊建国, 张晓龙
    2019, 39(3): 169-174.
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    为了解采用OPCC旋流燃烧器、2层燃尽风布置的某1000MW超超临界前后墙对冲燃烧锅炉的NOx排放特性，采用现场试验的方法对该锅炉进行了系统研究，得到燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数、燃尽风挡板开度、燃烧器外二次风叶片角度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器中心风挡板开度和燃尽风喷口外二次风刻度位置、燃烧器负荷分配方式、机组负荷及煤种等因素对NOx质量浓度的影响。结果表明：燃烧器投运方式、炉膛氧体积分数及煤种对NOx质量浓度的影响较大，影响幅度可达13%~20.2%；燃尽风挡板开度、燃烧器内二次风挡板开度、燃烧器负荷分配方式和机组负荷对NOx质量浓度的影响较小，影响幅度为4%~6%；燃烧器外二次风叶片角度、燃尽风喷口外二次风刻度位置和燃烧器中心风挡板开度对NOx质量浓度的影响微弱。
  • 锅炉技术
    煤泥在一台600MWW火焰锅炉上的掺烧试验与数值模拟
    周安鹂, 马仑, 方庆艳, 李伟, 谭鹏, 张成, 陈刚
    2019, 39(3): 175-183.
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    以某600MWW火焰锅炉为例，开展了无烟煤掺烧煤泥的热重实验、燃烧数值模拟和现场掺烧试验研究，分析了掺烧煤泥对着火、燃烧和NOx排放特性以及运行经济性的影响。结果表明：掺烧煤泥可以改善无烟煤的着火特性，但其综合燃烧特性会变差；掺烧煤泥时，炉内温度降低，固体未完全燃烧损失增加，锅炉效率和NOx质量浓度也会降低；当煤泥的掺混比例小于10%时，对锅炉稳定燃烧和运行不会产生显著影响，但可以减少发电成本；当煤泥掺混比例大于10%时，通过提高风粉比和减小颗粒粒径等优化方式可以改善炉内燃烧状况，降低飞灰含碳质量分数，但NOx的质量浓度会有一定程度的上升。
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    不同启动方式对高温过热器出口联箱应力与寿命的影响
    范佩佩, 赵永亮, 种道彤, 刘明, 严俊杰
    2019, 39(3): 184-190.
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    建立了某600MW超临界机组高温过热器出口联箱三维有限元模型，针对冷态、温态和热态3种典型启动方式，通过模拟得到联箱瞬态温度场、热应力场、机械应力场及耦合应力场，对比不同启动方式对联箱低周疲劳循环寿命和疲劳损伤的影响。结果表明：耦合应力最大值均出现在筒体内壁面与接管相贯线处；不同启动方式下热应力与机械应力的耦合作用均为相互抵消作用；冷态、温态和热态启动方式产生的疲劳损伤比例为449：8：1，可为高温过热器出口联箱的设计和运行提供数据指导。
  • 锅炉技术
    基于差分量子粒子群算法的锅炉NOx排放模型优化
    董泽, 马宁, 孟磊
    2019, 39(3): 191-197.
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    提出一种基于改进的差分量子粒子群（DEQPSO）算法，将其与超限学习机（ELM）相结合，以某1000MW超超临界机组锅炉燃烧系统为研究对象，建立了NOx排放模型，采用现场样本数据测试所建模型的预测能力，并将该模型的预测结果与基本超限学习机以及引力搜索算法（GSA）、粒子群算法（PSO）和量子粒子群算法（QPSO）优化的超限学习机模型的预测结果进行了对比。结果表明：DEQPSO算法具有更好的参数优化性能，DEQPSO-ELM模型具有较强的泛化能力和良好的预测精度，为电站锅炉NOx排放质量浓度预测提供了一种有效方法。
    • 汽轮发电机
  • 汽轮发电机
    汽轮发电机组联轴器受力状态测试与分析
    黄淑营, 刘亚琼, 张景辉, 刘正强, 冯坤, 陈长利, 王配, 杨建刚
    2019, 39(3): 198-202.
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    为了测试联轴器受力状态（包括剪力和弯矩），提出基于应变的联轴器受力测试方法，即在联轴器两侧各布置1组应变片，采用全桥方式测试低速旋转状态下2个截面上的弯曲应变。建立联轴器受力分析模型，根据应变测量值求解联轴器剪力和弯矩。利用该方法对转子-轴承试验台、某300MW汽轮发电机组和600MW汽轮发电机组轴系连接状态下联轴器剪力和弯矩进行了测试，并据此分析了轴系对中情况。结果表明：该方法在现场是可行的，可以帮助分析机组振动故障原因。
    • 自动控制
  • 自动控制
    SCR烟气脱硝系统线性自抗扰控制研究
    李健, 谭文, 张彬文
    2019, 39(3): 203-207.
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    针对选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统难以实现精确建模且存在大延迟的问题，以线性自抗扰控制（LADRC）方法为基础，对LADRC结构进行改进，并形成2种新的控制方法，即对控制变量增加一个延迟环节后再进入扩张状态观测器，或利用Smith预估器将输出变量的延迟抵消后再进入扩张状态观测器。以某300MW火电机组SCR系统为研究对象，利用LADRC与PID控制进行仿真。结果表明：LADRC能够达到满意的控制效果，改进LADRC可以提高系统的控制品质。
    • 监测与测量
  • 监测与测量
    基于图像光散射法的超低排放烟尘在线测量方法
    李琛, 蔡小舒, 周骛, 汪文涛
    2019, 39(3): 208-213.
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    针对超低排放烟尘在线实时监测问题，提出了基于图像传感器的在线实时测量烟尘质量浓度和粒度的新型光散射方法，并搭建实验装置对低质量浓度的烟尘颗粒进行测量。结果表明：低质量浓度下散射光强与烟尘质量浓度成正比；该方法能够满足超低排放烟尘浓度在线实时监测的要求，并能同时测量烟尘颗粒的平均粒径。
  • 监测与测量
    基于运行参数特征的风力机叶片覆冰诊断方法
    龚妙, 李录平, 刘瑞, 张浩, 封江
    2019, 39(3): 214-219.
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    为更好地解决工程实际中的叶片覆冰问题，通过建立叶片覆冰状态特征参数处理模型，提取出能反映叶片覆冰状态的6种故障特征指标，并将其作为输入，将叶片覆冰状态作为输出，建立风电机组叶片覆冰诊断的BP神经网络模型，利用实际风电机组数据采集与监视控制（SCADA）系统数据构造BP神经网络的训练样本和测试样本。结果表明：所构建的叶片覆冰诊断模型能准确地诊断出叶片覆冰状态。
  • 监测与测量
    变转速下基于COT-MCKD-STH的风电机组轴承复合故障诊断
    王晓龙, 唐贵基, 何玉灵
    2019, 39(3): 220-226.
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    为诊断变转速下风电机组轴承复合故障，提出计算阶次追踪（COT）、最大相关峭度解卷积（MCKD）和自互补顶帽（STH）变换相结合的方法。首先对时域信号进行等角度重采样，利用果蝇优化算法（FOA）搜索MCKD最佳滤波长度和STH变换最佳结构元素尺度，重采样信号经解卷积处理后，利用STH对分离的单一故障源成分进行形态学解调，最终通过分析所得阶次谱判定轴承损伤。结果表明：所述方法能有效提取变转速工况下轴承复合故障特征，具有一定工程参考价值。
    • 辅机技术
  • 辅机技术
    外置蒸汽冷却器和0号高压加热器节能分析
    杨秋辉, 权星军
    2019, 39(3): 227-234.
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    为了探讨0号高压加热器和外置蒸汽冷却器在不同布置方式、不同负荷和不同外置蒸汽冷却器给水质量流量下的节能效果，利用Ebsilon软件对某660MW机组进行分析。结果表明：当系统增设0号高压加热器时，75% THA和50% THA负荷下，给水温度分别提高23.2K和21K，热耗分别降低约31.2kJ/（kW·h）和35.8kJ/（kW·h）；当利用三抽蒸汽过热度加热给水时，进入省煤器的给水温度可提升约3.2K，100% THA、75% THA和50% THA负荷下的热耗分别降低10.7kJ/（kW·h）、10.8kJ/（kW·h）和13.7kJ/（kW·h）；同时增设0号高压加热器和外置蒸汽冷却器时，在75% THA和50% THA负荷下，热耗分别降低约40.6kJ/（kW·h）和48.2kJ/（kW·h），机组在低负荷下经济性有所提高。
    • 环保技术与设备
  • 环保技术与设备
    煤粉炉内燃烧过程还原区强化脱硝试验研究
    王勇, 朱江涛, 陈灿, 范卫东, 周棋, 林山虎, 刘一
    2019, 39(3): 235-241.
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    提出一种新型脱硝技术——多级强化还原煤粉燃烧技术，并在东方锅炉股份有限公司一台可实现煤粉自持燃烧的50kW下行燃烧试验炉上开展了该技术的脱硝试验研究。采用再循环烟气携带还原抑制剂（尿素溶液或氨气）喷入强化还原区的方式进行强化脱硝。在空气分级的基础上，对两级燃尽风位置、还原抑制剂喷入位置、还原抑制剂的载气种类、还原抑制剂与烟气混合程度和氨氮比等影响脱硝效率的因素进行了研究。结果表明：在第一级燃尽风之前的还原区喷入尿素溶液，氨氮比为2时，脱硝效率可达20%左右；当在两级燃尽风之间的强化还原区喷入尿素溶液，氨氮比为2时，脱硝效率可达70%左右；氨气作为还原抑制剂时，随着氨氮比的增大，脱硝效率逐渐提高，当氨氮比在1.2~1.6时，脱硝效率稳定在70%左右，当氨氮比为2.5以上时脱硝效率达到80%以上。
  • 环保技术与设备
    石灰石-石膏湿法脱硫过程中浆液液滴及细颗粒物迁移转化特性研究
    赵汶, 陈武
    2019, 39(3): 242-247.
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    脱硫浆液蒸发夹带作用是导致石灰石-石膏湿法脱硫过程中细颗粒物物性变化的重要因素。利用相位多普勒粒度分析（PDA）测试系统、电称低压冲击器（ELPI+）、激光粒度分析仪测试分析了脱硫浆液晶体特性、脱硫净烟气中液滴及细颗粒物排放特性间的关系。结果表明：脱硫浆液中晶体以板状、棱柱状为主，其特性与净烟气细颗粒物形貌存在一定联系；通过优化脱硫浆液结晶过程促进晶体粒径增大、适当调节脱硫浆液及塔入口烟气温度等措施，可在一定程度上减弱脱硫浆液的夹带作用，减少塔出口液滴及细颗粒物的排放。
    • 新能源
  • 新能源
    覆冰翼型气动性能和噪声特征的数值研究
    叶学民, 张然, 韩章敬, 李春曦
    2019, 39(3): 248-256.
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    利用Fluent软件预测了风力机翼型在覆冰状态下的气动性能和气动噪声，采用大涡模拟与基于Lighthill声类比的FW-H模型相结合的方法模拟了不同覆冰状态下的声压级频谱和功率谱密度分布特征，分析了攻角和来流风速对声压级频谱和功率谱密度分布特征的影响。结果表明：覆冰使翼型的气动性能下降，升力减小，气流与壁面提前分离并进入失速区；明冰对翼型气动性能的影响最显著，霜冰次之；翼型覆冰后气动噪声明显增大，尤其覆明冰时翼型的气动噪声更突出；翼型覆冰前后气动噪声均随攻角增大而提高，未达到和超过失速攻角时气动噪声分别呈低频离散特性和宽频特性；来流风速对气动噪声的影响体现在总声压级上，各监测点的总声压级均随来流风速的增大而增强。