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中国电机工程学报 2006年第04期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

双尺度二阶矩颗粒湍流模型和提升管内稠密两相流动的模拟1-5

摘要：稠密气固两相流动是当前国际上的研究热点，常常采用将颗粒湍流模型和反映颗粒碰撞作用的动力学模型叠加的办法来构造稠密两相流动的湍流模型。但是，对颗粒湍流模型，国内外尚没有进行双尺度湍流模型的研究。该文基于将颗粒脉动分成湍流引起的大尺度脉动和颗粒间碰撞产生的小尺度脉动的概念，建立了一种新的双尺度二阶矩颗粒湍流模型，并对提升管内的稠密气固两相流动进行了模拟。所得颗粒浓度及速度分布和实验数据吻合较好，能揭示出提升管内的环．核流动结构。该模型的结果比单尺度二阶矩两相湍流模型的结果有所改进。

燃煤锅炉中火焰黑度的在线检测与分析6-9

摘要：在大型电站燃煤锅炉中，辐射是最主要的换热方式，研究煤粉燃烧火焰的黑度（辐射率）对炉内的辐射传热计算有着非常重要的作用。该文提出用彩色摄像机的RGB函数测量火焰黑度。当用彩色CCD摄像机摄取煤粉炉内火焰辐射图像时，实际上获得的是红、绿、蓝三基色波长下的单色辐射图像。基于Wien辐射定律和辐射图像处理技术可以从3幅单色辐射图像中检测到燃粉锅炉中火焰的黑度。该检测方法用黑体炉进行标定。在3种负荷工况下，对两台燃煤锅炉的检测结果表明：沿炉膛高度方向，燃烧器区域的火焰黑度最大，炉膛上部的火焰黑度较小；灰份含量较高的煤，其燃烧火焰黑度较大：当负荷变大时，火焰黑度也随之增加。

煤气化过程中痕量元素迁移规律与气化温度的关系10-15

摘要：在一台常压流化床气化炉上，维持流化风量7Nm^3／h、蒸汽量1．32kg／h、给煤量3．17kg／h、静止床层高度400mm等气化参数不变，详细研究了痕量元素迁移规律与气化温度之间的关系。结果表明：气化温度对痕量元素迁移规律的影响比较复杂，并非气化温度的升高都能促进所有痕量元素挥发，元素及其化合物的熔、沸点对元素挥发影响很大，但不是唯一决定因素。痕量元素在高、低温焦中受气化温度影响变化趋势相同，即随着气化温度的升高，As、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Ni、Pb、Se的相对富集系数增加，Zn的相对富集系数减小，Mn、Hg、V、Sr的相对富集系数变化很小。相对于高温焦，低温焦中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Pb、Se、Zn具有较高的相对富集系数。底渣中大部分痕量元素（As、Cd、Co、Cu、Mg、Ni、Pb、Se）的相对富集系数随着气化温度的升高而减小。

基于敏感性分析的H2／O2反应机理最优简化16-20

摘要：已有的反应流计算方法通常采用简单的化学反应机理。由于火焰中不同区域的化学特性变化较大，有时简单反应机理不能精确描述燃烧过程的化学特性；而计算包含详细反应机理的复杂反应流问题仍然是十分费时的。最优简化法可根据设定的化学精度要求实现详细反应机理的最优简化。通过对包含20个可逆基元反应的H2／O2燃烧机理的简化结果与原机理计算结果的比较，取得了良好的效果。同时，结合敏感性分析法深入揭示了氢、氧燃烧的化学过程。

放电电场对SO2气相传质过程的影响21-24

摘要：研究了SO2在放电电场中的气相传质过程。通过模拟试验，研究了外加电压、放电区长度、放电空间大小等与放电电场相关的参数对SO2电迁移和脱硫效率的影响。试验结果表明：放电电场对SO2传质过程具有促进作用，这种促进作用和系统脱硫效率随电压升高、放电区长度和单位能耗增加、放电空间减小而增加。放电电场之后的辅助匀强电场有助于改善SO2的电迁移效果。系统脱硫效率可达95％以上，由放电电场促进SO2传质而引起的脱硫效率增量接近50％。

燃气轮机冷热电联产系统与蓄能变工况特性25-30

摘要：利用单轴恒速燃气轮机典型变工况计算方法和余热锅炉考虑换热系数的变工况计算方法，对冷热电联产系统的变工况进行了分析：高负荷时联产系统有明显的节能优势；但随负荷的降低，优势不断减少：在负荷降低到一定程度之后已经不如参照系统性能。为改善系统全工况性能，可将联产系统与蓄能技术有机结合。依靠对某建筑典型夏、冬季全天冷、热负荷供应进行分析，可以看到蓄能的使用使联产系统的节能率在较高基础上进一步得到提高。

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祝贺余贻鑫教授当选中国工程院院士30-30

摘要：天津大学电气与自动化工程学院教授、博士生导师余贻鑫于2005年当选为中国工程院院士。

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燃料电池-燃气轮机混合发电系统性能研究31-35

摘要：文章对由燃料电池和燃气轮机组成的混合发电系统的性能进行了分析。该混合系统采用的是底层循环方式，并于常压下工作。分析表明，在设计点工况，混合系统的发电效率为58.7％；在非设计点工况，其发电效率也能达到56％以上。在设计点工况下，混合系统的功率约有80％来自燃料电池电堆。20％由燃气轮机提供。在非设计点工况时，燃料电池发电功率占混合系统总输出功率的比例随着混合系统输出功率的减少而增大；混合系统可以在其输出功率不低于设计点功率80％的工况下运行。

火电厂单元机组最优运行初压的定量研究36-40

摘要：在确保机组安全运行的前提下，使机组保持在最佳运行工况，从而最大限度地降低供电煤耗是市场经济对发电企业提出的现实要求。运行方式的选择是关系到机组安全经济运行的重要课题之一。目前，关于采用何种运行方式更有益于机组的经济运行，存在很多争议。该文在就此问题进行深入研究的基础上，提出了最优运行初压的概念，并利用系统分析方法，建立了在线确定单元机组最优运行初压的数学模型。以某电厂N600-16．7／537／537-Ⅰ型汽轮机的运行数据进行计算，确定了可行压力区间，通过穷举法寻优得到最优初压，并分析了厂家提供的滑压运行曲线的局限性。为火电机组的优化运行提出了一种新思路。

大颗粒在循环床密相区运动规律的可视化研究41-45

摘要：在用循环流化床焚烧原生垃圾时，密相区中大尺寸的不可燃物质较多，为了维持正常运行，需要采取有效排渣措施，及时地将这些不可燃物排出，因此需要对大且不可燃物在密相区中的运动规律进行研究。该文设计了一种利用可视化拍摄示踪颗粒运动轨迹，通过图象处理后利用大量统计示踪颗粒位置信息得到颗粒位置概率分布的方法。在建立冷态实验台的基础上，通过实验证明这种方法的可行性。同时发现，当流化风速较高（如2．23m／s时）时，密度较小的示踪颗粒在实验台内会做抛射运动；随着风速的提高，示踪颗粒的抛射运动也会发生变化：而密度较大的示踪颗粒则只会沿着布风板滚到排渣口处停住。

以效率和低NOx排放为目标的锅炉燃烧整体优化46-50

摘要：基于效率和低NOx排放目标的锅炉燃烧整体优化是指实时地提出同时优化效率和低NOx排放目标的操作，而其中锅炉效率和NOx排放模型的精度以及优化算法的效率尤为重要。该文基于改进MRAN算法的锅炉燃烧效率和NOx排放模型以及基于实数编码的遗传优化算法，对电站锅炉的燃烧过程进行优化仿真。结果表明，改进的MRAN算法和基于实数编码的遗传算法应用在电站锅炉的效率和低NOx排放目标燃烧优化上是有效的，可以得到按一定目标函数的锅炉效率和低NOx排放目标的实时整体优化效果。

基于灰色层次分析理论的烟气脱硫技术评价方法51-55

摘要：将灰色关联及层次分析法引入烟气脱硫技术综合评价，探讨了从技术、经济、环保3个方面综合评价和优选烟气脱硫技术的方法和过程。通过建立完整的灰色评判模型，选取有代表性的灰色评判对象集及评判对象因素集。确定最优指标集，以邓聚龙先生提出的灰色关联分析法计算各参评对象与最优指标集的各因素关联系数，用层次分析法（AHP）确定权重系数，然后通过加权求和完成灰色综合评判，最后根据最大关联度原则选定最优烟气脱硫技术方案。并以典型的6种烟气脱硫技术为例进行了实际计算，给出了评价结果。为相关人员比较和评价不同的烟气脱硫技术提供一种新的思路和方法。

再燃区水煤浆脱硝反应特性的试验研究56-59

摘要：为了解水煤浆的再燃脱硝特性，于固定床反应器上，模拟再燃区反应环境，利用组成为O2=4％，CO2=16％，NOx=400mL/m^3，平衡气Ar的模拟烟气，在反应温度900-1200℃，过量空气系数在0．7～1．1的范围内，研究了水煤浆的再燃脱硝表现和影响因素。试验发现，水煤浆的再燃脱硝能力是煤粉和水综合作用的结果；其脱硝效果与成浆煤种相关，随再燃区过量空气系数的增加而减弱，与再燃区温度成正比，与成浆煤粉粒径和煤浆浓度成反比。试验获得的最高水煤浆脱硝率为64％。优良的脱硝特性揭示水煤浆是一种优质的再燃燃料，具有广阔的再燃应用前景。

HM型等离子燃烧器多级燃烧特性数值模拟60-65

摘要：用Fluent软件对HM型等离子燃烧器的点火燃烧特性进行了二维数值模拟，计算了煤粉空气混合物从等离子点火区到炉膛内主要断面的温度场、着火过程成分变化和煤粉进入炉膛初期的燃尽率等。结果表明：一级燃烧筒内的煤粉在离开等离子体点火区距离约D1（一级筒直径）的部位挥发分开始着火；一级燃烧筒中心线上的温度从点火区开始首先降低然后升高；二级煤粉在距离二级燃烧筒入口约2倍D2（二级燃烧简直径）处开始着火，二级燃烧筒断面温度中部高四周低；三级煤粉在距离二级燃烧筒出口约2m处开始着火，并形成稳定的火球状火焰。计算结果还表明：燃烧器燃尽率较高，当形成稳定的火焰时，挥发分已经完全燃烧，碳的燃尽率达到46％以上。

30Cr2MoV汽轮机转子钢电化学行为的研究66-70

摘要：根据实验用30Cr2MoV转子钢成份特点和电化学极化机理，提出了使用苦味酸作为电解液进行动电位阳极极化的电化学检测方法。找到了与转子钢韧脆转变温度（FATT50）相关性的最佳电化学极化参数，讨论了影响FATT50的其它参数：将温度作为一个独立因素与其它影响参数建立了FATT50预测模型，预测模型可根据不同温度下测得的电化学参数预测转子钢的FATT50，解决了电化学法要求对测试温度精度高的问题。模型预测精度在±20℃之内，准确度较高。

考虑更多因素的凝汽器最佳真空确定方法71-75

摘要：现有的凝汽器最佳真空的确定方法在确定凝汽器的最佳循环水流量时，未考虑到循环水流量变化引起凝汽器真空变化的同时对汽轮机排汽阻力、凝结水过冷度及凝结水含氧量的影响，同时还未考虑到锅炉补给水对凝汽器真空的影响。文中首先对上述各因素对凝汽器最佳真空的影响进行了分析，给出了凝汽器真空变化后凝结水过冷度及凝结水含氧量的计算方法。然后提出一种新的凝汽器最佳真空的确定方法，该方法将上述各因素考虑进去，得到真正经济意义上的综合最佳真空及循环水优化分配方法，使优化的准确度得到进一步的提高。最后，将该方法应用到某2×300MW机组电厂中。

基于模糊状态观测器的单元机组T-S模糊协调控制系统76-81

摘要：针对多输入多输出非线性锅炉-汽机系统在负荷工作点大范围变动情况下的协调控制，设计了基于T-S模糊模型的包含模糊状态观测器的渐近跟踪控制系统。该方法将非线性系统在一些选定工况点进行线性化，采用并行分布补偿（PDC）方法，设计模糊渐近跟踪控制器和模糊状态观测器，以汽包压力为前件变量，构造T-S模糊控制系统。引入模糊状态观测器，成功地解决了部分状态变量不能测量的困难。使用线性矩阵不等式（LMI）方法进行了稳定性分析，保证了此控制系统的大范围稳定性。仿真结果验证了这种控制系统能够在大范围运行工况下工作良好。

固体氧化物燃料电池阴极数学模型与性能分析82-87

摘要：该文针对固体氧化物燃料电池（SOFC）的LSM／YSZ（Sr掺杂LaMnO3／Y2O3稳定ZrO2）多孔阴极，耦合电极内部离子传导、电子传导、气体扩散与电化学反应过程，建立了全面考虑活化极化、欧姆极化与浓差极化的电极微观数学模型。模型对交换电流密度计算子模型进行了改进，揭示了温度、氧气分压对其的影响，并将三相界（TPB）定量表示为电极微观结构参数（孔隙率，配位数，接触角等）的函数。模型计算结果与文献中实验数据吻合较好。在此基础上利用该模型对过电位、氧气浓度等参数在电极上的分布进行计算，并研究了混合导体颗粒尺寸、氧气利用率、电极厚度、孔隙结构参数对电极极化的影响。模拟结果对电极微观结构优化及电池运行提供了一定的理论指导。