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• 2020年, 第40卷, 第9期
  刊出日期：2020-09-15

    

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  锅炉技术
  监测与测量
  辅机技术
  环保技术与设备
  新能源
  核电技术
  

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锅炉技术
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  锅炉技术

  基于数值模拟的低热值褐煤锅炉SOFA风配风优化研究

  季明彬

  2020, 40(9): 693-700. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.001

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  为解决某670 MW八角切圆塔式锅炉燃用低热值褐煤时炉膛出口CO体积分数偏高、抽烟口结焦的问题，采用数值模拟与试验相结合的方法研究了SOFA风垂直摆角、SOFA风率和风速等参数对炉内温度场、O₂体积分数、CO体积分数和NO_x质量浓度的影响。结果表明：合理提高SOFA风速可以有效降低炉膛出口烟气温度，并减小炉膛出口CO体积分数；与工况1相比，在工况6下炉膛出口CO体积分数由0.291 2%减小至0.025 7%，炉膛出口烟气温度降低43 K，排烟温度降低6 K，炉膛出口NO_x质量浓度基本不变，锅炉效率提高0.63%，标准煤耗降低约2 g/（kW·h）。
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  锅炉技术

  深度调峰形势下燃煤机组的价值量化评估

  王树东, 吕为智

  2020, 40(9): 701-706. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.002

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  为量化燃煤机组参与深度调峰所带来的价值，选取300 MW亚临界、600 MW亚临界和600 MW超临界机组为研究对象，对不同类型燃煤机组在深度调峰下的煤耗特性以及供电成本进行分析，在考虑环保效益的基础上建立燃煤机组调度模型，通过模型计算来量化深度调峰形势下燃煤机组的经济价值和环保效益。结果表明：随着负荷率的降低，燃煤机组的煤耗成本和单位供电成本均呈上升趋势；调峰幅度越大，其发电成本越高，且燃煤机组容量越高、蒸汽参数越高，其单位供电成本增幅越大。
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  锅炉技术

  高氯含量油基岩屑对锅炉运行影响的计算分析

  张千

  2020, 40(9): 707-712. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.003

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  为研究岩屑中高含量氯对锅炉设备的影响，计算了不同岩屑添加比下烟气中的HCl质量浓度，分别采用腐蚀增重法和失重法计算了烟气中HCl的高温腐蚀速率和低温腐蚀速率，并对脱硫系统进行了氯平衡分析。结果表明：岩屑带入的氯加剧了受热面的高温腐蚀和低温腐蚀；与纯燃煤工况相比，添加比为5.9%时烟气中的HCl质量浓度增加了9倍，HCl对T91的腐蚀速率增加56%，对15CrMoG的腐蚀速率增加12.5%，盐酸露点提高了1.7 K，脱硫废水质量流量由0.91 t/h增加到6.8 t/h，比纯燃煤工况增加了6倍多，脱硫系统难以维持氯平衡；必须控制岩屑添加比，以确保锅炉及脱硫设备的正常工作。
监测与测量
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  监测与测量

  基于火焰图像和卷积稀疏自编码的燃烧工况监测

  王煜伟, 田宏伟, 秦永新, 韩哲哲, 许传龙

  2020, 40(9): 713-719. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.004

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  提出了一种基于火焰图像和卷积稀疏自编码（CSAE）的燃烧工况监测方法。该方法利用具有深层结构的CSAE网络提取火焰图像的关键特征，并将其输入到Soft-max分类器中进行燃烧工况识别。利用在300 MW电站锅炉上获取的火焰图像验证了该方法的可行性。结果表明：CSAE-Soft-max模型的识别精度达到98.9%，说明该方法是可行的。
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  监测与测量

  基于CERLMDAN的转子故障诊断

  唐贵基, 李树才, 卢盛阳, 张伟江, 高翔

  2020, 40(9): 720-727. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.005

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  为更准确地提取转子故障特征，提出一种自适应噪声完备集合鲁棒局部均值分解（CERLMDAN）的特征提取方法。通过CERLMDAN、鲁棒局部均值分解（RLMD）和自适应噪声完备集合模态分解（CEEMDAN）3种方法对某发电厂实测的转子不平衡和碰摩信号进行处理，得到各阶分量，将分量进行希尔伯特变换，求取每个分量的瞬时频率，得到信号的希尔伯特时频图，进而诊断出转子故障类型。结果表明：所提方法具有良好的分解效果，在抑制模态混叠的同时能够更准确地识别出故障类型。
辅机技术
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  辅机技术

  大型湿冷机组冷却塔性能试验标准的计算和评价方法差异分析

  刘伟, 赵汶

  2020, 40(9): 728-734. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.006

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  为确定不同标准之间的差异和形成更优化的计算和评价方法，针对不同冷却塔试验标准计算公式和评价方法进行分析和举例。结果表明：各标准计算公式和评价方法存在差异，对结果和评价结论会产生较大影响；蒸发水量带走热量系数、热平衡误差判定、空气密度、空气焓、饱和水蒸气分压力和冷却特性数的计算方法以及曲线拟合和读数上的差异均会对结果造成较大影响；借鉴各标准更精确的计算公式和评价方法，可以提高试验结果的准确性。
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  辅机技术

  倾斜锯齿尾缘轴流风机降噪的实验研究

  黄琪琪, 陈二云, 杨爱玲, 刘家成

  2020, 40(9): 735-741. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.007

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  针对仿生锯齿尾缘的降噪特性，将其应用到以NACA65-010叶型为原型通过加弯技术设计出的小型轴流风机上，通过风洞实验对比分析原型风机、传统锯齿尾缘风机与倾斜锯齿尾缘风机的气动特性，并在半消声室里通过Brüel&Kjær手持式声强分析仪测量3种尾缘结构的风机噪声特性，研究倾斜角对风机尾缘噪声的影响。结果表明：在1 800 r/min转速下，倾斜锯齿尾缘风机在全流量范围内可使风机噪声下降1.15~2.38 dB，比传统锯齿尾缘风机降噪效果好，其中倾斜角φ=30°时降噪效果最佳，风机的比A声级下降1.87 dB；锯齿尾缘风机全压均有所下降，最高降低了8.3%。
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  辅机技术

  下段扩容式旋风分离器分离性能的数值模拟

  陈冬林, 李雅琴, 陈小健

  2020, 40(9): 742-749. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.008

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  为了提高传统旋风分离器的分离效率，提出了一种下段扩容式旋风分离器。采用数值模拟方法分析了扩容段最大直径对该旋风分离器分离性能的影响，并与传统旋风分离器进行对比。结果表明：分离器设置下部扩容段能够有效增大外旋流区的面积，减少分离器底部的颗粒返混现象；在扩容段高度相同的条件下，随着扩容段最大直径的增大，分离器进出口压降逐渐减小，粒径20 μm及以下煤粉的分离效率先提高后降低，粒径20 μm以上煤粉的分离效率逐渐降低；当扩容段最大直径为1.30D（D为筒体直径）时总分离效率达到最高值90.03%，比传统旋风分离器的总分离效率高4.4%。
环保技术与设备
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  环保技术与设备

  基于MDEA混合胺CO₂富液的膜解吸法试验研究

  张卫风, 邓兆雄, 邱雪霏, 马伟春, 李娟, 王秋华

  2020, 40(9): 750-756. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.009

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  针对以MDEA为主体、MEA和PG为添加剂的2种混合胺的解吸工况，采用膜解吸法对其CO₂富液进行解吸再生。在对比2种吸收液的膜解吸效果基础上，进一步考察了不同条件对CO₂解吸率和解吸速率的影响。结果表明：在相同解吸时间下，MDEA+MEA富液的解吸率比MDEA+PG富液的解吸率高；在相同吸收液质量分数下，MDEA+PG富液的解吸效果较好；解吸温度升高和N₂吹扫体积流量增大均有利于提高CO₂解吸率，同时也会加速解吸进程；CO₂富液体积流量增大会导致CO₂解吸率下降；综合考虑，选择MDEA+MEA为吸收剂，解吸温度为50℃，CO₂富液体积流量为0.89×10^-3 m³/s，N₂吹扫体积流量为150 mL/min。
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  环保技术与设备

  Fe₂O₃/MgO载氧体反应性能的研究

  刘玉楼, 郑敏, 蒲思旭

  2020, 40(9): 757-764. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.010

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  采用浸渍法制备不同Fe/Mg质量分数的Fe₂O₃/MgO载氧体和Fe₂O₃-CuO/MgO载氧体。在热重分析仪（TG）上进行还原实验和循环实验，研究了反应温度、Fe/Mg质量分数和CuO活性组分对载氧体还原性能和循环性能的影响。通过氢气程序升温还原（H₂-TPR）和X射线衍射（XRD）表征技术对载氧体的物化性能进行分析。结果表明：随着Fe₂O₃质量分数的增加，Fe₂O₃/MgO载氧体的还原性提高，但单位质量Fe₂O₃的H₂消耗量不断降低；Fe的质量分数在13.5%~72%时，Fe₂O₃-CuO/MgO载氧体的反应活性相对于Fe₂O₃/MgO载氧体有所下降；随着温度的升高，Fe₂O₃/MgO载氧体的失重率增大；随着Fe₂O₃质量分数的降低，Fe₂O₃/MgO载氧体的还原性能下降，但载氧体的循环稳定性提高，这可能是由于Mg质量分数的增大，改善了载氧体的循环稳定性。
新能源
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  新能源

  翼型前缘的气动滑片对动态失速特性的影响分析

  向斌, 缪维跑, 李春, 朱海天, 郝文星, 邓允河

  2020, 40(9): 765-772. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.011

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  为抑制动态失速效应，以NACA0012为基础翼型，提出在前缘布置气动滑片的翼型。采用滑移网格和重叠网格相结合的技术，通过SST k-ω湍流模型对动态失速特性进行数值模拟，研究气动滑片对翼型气动性能的影响。结果表明：在上仰过程中，气动滑片能有效抑制动态失速的发生，延缓翼型前缘分离涡的产生；与原始翼型相比，气动滑片可在翼型上仰过程中显著减小阻力系数，并使翼型升阻比增大；在下俯过程中，气动滑片翼型的升力系数明显增大，且翼型运动过程中的迟滞效应减弱；气动滑片高度与翼型升阻比的提升效果密切相关。
核电技术
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  核电技术

  液膜参数对核主泵水导轴承动静态特性的影响

  胡萍, 赖喜德, 岳清雯, 程海, 唐立新

  2020, 40(9): 773-780. https://doi.org/10.19805/j.cnki.jcspe.2020.09.012

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  为了对水导轴承的液膜几何参数进行优化设计，掌握不同工况下液膜几何参数对核主泵水导轴承动静态特性的影响，基于有限差分法分析了偏心率、半径间隙和长径比等参数对水导轴承动静态特性的影响规律。结果表明：轴承承载力和功率损耗随偏心率和长径比的增大而增大，随半径间隙的增大而减小；轴承阻尼系数随偏心率和长径比的增大而增大，随半径间隙的增大而减小；在保证轴承承载力和液膜稳定性要求并尽量降低功耗的条件下，对主泵水导轴承进行设计时，取偏心率为0.5~0.7，半径间隙为0.2~0.3 mm，长径比为0.8~1.0较为合适。