动力工程学报

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锅炉技术

对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风运行参数优化的数值模拟

杨希刚, 金保昇

2019, 39(7): 517-523.

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以某600 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉组合式贴壁风系统为研究对象，采用数值模拟方法分析了贴壁风取风方式、风率和喷口风速等运行参数对水冷壁近壁区烟气中氧体积分数、锅炉NO_x排放质量浓度和未燃尽碳质量分数的影响。结果表明：组合式贴壁风可以显著改善对冲旋流燃烧锅炉左右两侧墙水冷壁近壁区气氛，高温腐蚀发生倾向性较大区域所占比例可减小至20%以下；综合考虑机组运行的经济性、环保性和安全性，模拟所得机组的最佳运行工况选取贴壁风风率为4.00%，前后墙贴壁风喷口风速为20 m/s，贴壁风的取风方式为从燃尽风取风。

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锅炉技术

混煤燃烧中的交互作用:掺烧方式和配风对着火和燃尽特性的影响

陈鑫科, 马启磊, 方庆艳, 谭鹏, 马仑, 李伟, 张成, 陈刚

2019, 39(7): 524-530.

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以某台布置双一次风喷口的试验炉为研究对象，采用数值模拟方法研究了混煤掺烧方式和优化配风对着火和燃尽特性的影响，揭示了氧竞争作用对混煤燃尽抑制的机理，并给出了优化调控方法。结果表明：掺烧方式是影响混煤燃烧着火特性的重要因素；在炉外掺混方式下，掺入高挥发分煤能够改善低挥发分煤的着火特性；掺烧方式对低挥发分煤燃尽特性的影响更显著；炉内掺烧方式可抑制混煤燃烧过程中的氧竞争作用，提高低挥发分煤的燃尽率；合理调整二次风配风量可进一步提高低挥发分煤的燃尽率和混煤的总燃尽率。

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锅炉技术

基于量子迭代混沌的涡流搜索算法预测锅炉飞灰含碳量

李霞, 牛培峰, 刘建平, 李国强

2019, 39(7): 531-540.

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为了准确建立锅炉飞灰含碳量预测模型，首先提出了基于量子比特的Bloch球面坐标编码和迭代混沌映射的改进涡流搜索（I-VS）算法，然后对I-VS算法、涡流搜索（VS）算法、粒子群优化（PSO）算法、正余弦（SCA）算法和樽海鞘群（SSA）算法的性能进行比较。基于某热电厂300 MW循环流化床锅炉现场运行数据，采用I-VS算法优化并行感知机的极端学习机（PELM），得到飞灰含碳量的综合预测模型（即I-VS-PELM模型）。最后将I-VS-PELM模型的预测结果与PELM、PSO-PELM、SCA-PELM、SSA-PELM和VS-PELM模型的预测结果进行比较。结果表明：与其他模型相比，I-VS-PELM模型具有更高的预测精度和更好的泛化性能，能更准确地预测锅炉飞灰含碳量。

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汽轮机与燃气轮机

基于运行数据的汽轮机调节级变工况特性建模

余建希, 刘培, 刘少杰, 李政

2019, 39(7): 541-547.

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通过忽略汽轮机调节级的反动度，提出一种推算调节阀后压力和温度的方法，为利用汽轮机实际运行数据建立调节级变工况特性的数学模型奠定了基础。针对某电厂330 MW汽轮机，根据阀门的开闭状态进行分组，利用所提出的方法建立并验证了在顺序阀运行方式下调节级的主导因素模型，在全工况范围内计算了调节级变工况的流量特性参数和效率特性参数。结果表明：模型能够准确计算调节级后的压力和温度，验证了所提出方法的可靠性。

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汽轮机与燃气轮机

基于尾缘端区流动控制的端壁造型设计

张旭阳

2019, 39(7): 548-553.

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基于Langston叶栅的数值计算结果，详细分析了原始模型尾缘端区的流动特征，设计了一种新型端壁造型并对其进行优化，将新型端壁模型与原始模型的流动现象进行对比评估，并深入讨论了两者的流动机理。结果表明：新型端壁能够抑制双子涡和尾缘端区尾涡的产生，消除端壁源点，端壁压力分布更为均匀，疏导了尾缘端区的低能流体，流动死区大大减小，流动得到明显改善，同时尾缘端区的总压损失系数及相对熵增下降。

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汽轮机与燃气轮机

可控曲率技术在某高负荷轴流风扇气动优化设计中的应用

李杰灵, 陈焕龙, 刘洋, 王军里, 杨显清

2019, 39(7): 554-561.

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针对高负荷跨音速风扇级内部强逆压力梯度、强黏性剪切与可压缩跨音速流动特征，基于通道几何曲率控制技术开展高负荷跨音速风扇级的气动优化设计。通过合理调整通道几何曲率分布规律，在设计条件下，获得了一个高负荷风扇级气动新结构。结果表明：优化后的高负荷风扇级总压比达到2.490，绝热效率大于87%，质量流量达到25.8 kg/s，具备了较宽的高效率工作范围；叶片通道几何曲率从动力学层面上对通道附面层乃至主流具有重要的导流以及整流效果。

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自动控制

组态化预测控制及其在脱硫pH值控制中的仿真研究

华伟, 崔晓波, 帅云峰, 黄治军

2019, 39(7): 562-567.

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为进一步提高火电机组脱硫系统的控制品质，用广义预测控制器替代传统脱硫pH值串级控制主调比例微分积分（PID）控制器，并通过算法简化与函数拟合提出了一种组态化预测控制方法，基于该算法通过集散控制系统（DCS）组态设计脱硫pH值控制系统。结果表明：组态化预测控制对pH值的控制在调节时间、超调量及动态偏差等方面均优于传统串级PID控制，可显著提高pH值的调节精度同时降低调节时间；与常规广义预测控制相比，组态化预测控制的控制性能基本相同。

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自动控制

计及疲劳损伤评价的大型风电机组降载控制优化

高峰, 邓星星, 吴小江, 杨锡运

2019, 39(7): 568-575.

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针对目前大型风电机组疲劳载荷日益严重的问题，进行了降载荷控制优化的研究：首先采用美国国家可再生能源实验室（NREL）的5 MW风电机组搭建FAST和Matlab的联合控制模型；在此基础上设计了一种在额定风速以下提前进行变桨控制的优化方案，并依据疲劳损伤与发电量综合评价选取最优提前变桨区间；然后在额定风速以上结合功率和载荷两方面控制目标，先分风速区间优化独立变桨控制器PI参数，再拟合得到独立变桨控制的变增益调度优化函数；最后加入载荷反馈回路，在变增益独立变桨策略的基础上进一步降低叶根挥舞弯矩峰值。结果表明：提前变桨策略能有效降低额定风速附近的载荷与功率波动，加入叶片载荷反馈回路的变增益独立变桨控制相比统一变桨控制能显著减小叶片疲劳损伤。

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新能源

基于连续式热态实验平台的污泥湿式氧化实验

杨欢, 陈阳, 覃小刚, 王焕, 文路, 房慧, 孙登科

2019, 39(7): 576-584.

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为了验证污泥湿式氧化技术的工业可行性、稳定性和安全性，通过建立连续式热态实验台研究典型条件下的污泥湿式处理效果，分别检测了氧化产物中的三相成分和性质并进行反应动力学计算。结果表明：典型条件下实验装置稳定运行超过100 h，反应后固相残渣有机物降解率达78.62%，重金属含量及浸出重金属含量均达标；液相中COD、总氮、氨氮和总磷超标，可返回污水处理厂进一步处理；气相中无SO₂和NO_x；污泥湿式氧化过程分为快速反应阶段和慢速反应阶段，且2个阶段均属于化学动力学控制。

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新能源

基于R/S类分析法的风速时间序列Hurst指数分析

许子非, 邹锦华, 李春, 袁全勇

2019, 39(7): 585-590.

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针对风速时间序列具有确定性与随机性相结合的非线性特征，研究了R/S类分析法对不同FGN时间序列的计算精度以及不同实测风速时间序列的Hurst指数。结果表明：对于长FGN时间序列，理想Hurst指数较低时CRS分析法的结果最接近理想值，理想Hurst指数较高时Lo分析法得到的结果最精确；对于短FGN时间序列，理想Hurst指数较低时CRS分析法较精确，理想Hurst指数较高时V/S分析法的结果较精确；风速时间序列具有"1/f波动"的特点，且呈长期相关性；长风速时间序列具有长期相关性和强短期相关性；短风速时间序列具有强长期相关性，与长风速时间序列具有强短期相关性相吻合。

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系统工程

耦合太阳能辅热的AA-CAES系统参数分析

李鹏, 安鹏, 韩中合, 梅中恺, 贾晓强

2019, 39(7): 591-597.

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为提高传统先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）系统性能，在原系统上耦合了太阳能辅热子系统，并对耦合太阳能辅热的AA-CAES系统性能进行了研究。结果表明：在相同压缩机级数下，冷罐和热罐温度均随膨胀机级数的增加缓慢升高；在相同膨胀机级数下，冷罐和热罐温度随压缩机级数的增加逐渐降低；当压缩机与膨胀机级数相等时，系统储能效率、储能密度和耦合储能效率均比二者级数不等时更高；随着换热器效能的提高，系统冷罐和热罐温度升高、膨胀功和压缩功增大，而系统储能效率和耦合储能效率先提高后降低。

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核电技术

核岛蓄热能力及对一次调频的影响

丁振宇, 于大海, 余秀月, 苏毅, 陈巍, 徐振华, 刘建华

2019, 39(7): 598-604.

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为了分析核电机组核岛蓄热能力及对一次调频的影响，以国内某M310压水堆核电机组为例，对机组蒸汽发生器蓄热量、一次回路蓄热量及温度效应对蓄热的影响进行了理论分析及研究。在此基础上，利用能量守恒原理，建立了一、二次回路及核岛整体能量守恒方程，得到核岛蓄热计算模型，并利用理论方法计算得到蒸汽发生器和一次回路的蓄热系数及蓄热时间常数，同时利用核电配套仿真机仿真结果进行验证。结果表明：模型计算结果与仿真结果差别较小，满足工程计算的要求；由于温度效应的存在，核电机组具有强大的自稳性，从热量的表现形式上看，核电机组具有强大的蓄热能力，完全能够满足一次调频的能量需求。

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