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中国电机工程学报 2006年第11期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

汞吸附过程的试验研究和数学模型1-6

摘要：在固定床试验台上,以汞渗透管和其它主要气体成分模拟烟气条件,采用活性炭和飞灰对汞的吸附过程进行了试验研究.结果表明：随Hg^0入口含量的增加,活性炭、飞灰的吸附量增加,初始吸附量与Hg^0的含量成正比例增加;吸附反应温度升高,活性炭、飞灰的吸附能力降低,这主要是由物理吸附的机理决定的。颗粒物理特性的差异成为飞灰与活性炭的吸附能力之差距的原因之一。另外,针对固定床吸附过程,建立了由质量平衡、传质过程以及吸附剂表面反应过程等综合决定的吸附动力学模型.模拟值与试验结果较吻合,因此该模型可用于某些待定影响因素的预测计算。

串行流化床生物质催化制氢模拟研究7-11

摘要：氢是未来理想的清洁能源,寻求大规模的、洁净的、廉价制氢技术是各国科学家共同关心的问题.该文提出串行流化床生物质制氢技术,将生物质热解气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠催化剂颗粒进行热量传递,分析了串行流化床生物质制氢的化学反应机理,实现生物质催化气化高效制氢.利用Aspen Plus软件,建立串行流化床气化反应器模型,对生物质催化气化制氢进行了模拟计算,研究了气化过程中温度、催化剂种类（方解石、菱镁矿和白云石）、以及催化剂与生物质配比等变化因素对生物质气化制氢的影响.结果表明催化剂中CaO组分对生物质气化制氢过程的催化作用非常显著,气化反应温度为700～750℃时较为适宜.

外加声场对增加PM2.5碰撞几率的数值模拟研究12-16

摘要：采用数值模拟方法对细粒子（PM2.5）在平面行波声场作用下的碰撞几率进行研究,基于直接模拟蒙特卡诺（DSMC）方法的硬球模型研究PM2.5之间的碰撞.通过统计计算区域内PM2.5在一定时间内的碰撞次数,发现在外加声场作用下,PM2.5之间的碰撞几率与PM2.5浓度、声场强度及声波频率有显著关系.在声场保持不变的情况下,碰撞几率随PM2.5浓度的增大而增大;在PM2.5浓度和声波频率保持不变的情况下,碰撞几率随声场强度的增加而增大：在PM2.5浓度和声场强度保持不变的情况下,碰撞几率随声波频率的增大,先增大后减小,存在一个使碰撞几率最大的最佳频率值.文章给出了碰撞几率与PM2.5浓度、声场强度、声波频率的关系曲线.

蒸发系统分布参数特性动态仿真研究17-22

摘要：为了全面的把握蒸发系统的动态特性,应用基于炉内三维燃烧检测的蒸发系统分布参数模型对某台300 MW锅炉进行了仿真研究.讨论了求解模型的数值算法,以提高仿真速度.以电厂实测数据作为分布参数模型的输入,获得壁面平均热流、汽包压力和汽包出口蒸汽流量动态特性;以扰动激励的方式,获得水位动态特性.将模拟计算结果与实测值/文献模型的模拟值或者文献仿真结果进行比较,证明了模型的有效性.仿真计算了壁面热流、壁面温度、质量含汽率以及质量流速等热力参数在蒸发受热面上的动态分布,结果表明各热力参数在水冷壁上呈现明显的分布参数特性,并且其分布特性随着工况的变化而变化.模型即可用于在线预测也可用于离线分析计算,为锅炉安全性与可靠性评价提供重要依据.

基于递阶G-K聚类的热工过程多模型建模方法23-28

摘要：针对热工过程分段线性化的特点, 本文提出一种新的基于递阶模糊聚类的热工过程多模型建模方法.首先基于递阶G-K模糊聚类对系统输入/输出数据空间进行快速聚类分解,避免了聚类数确定的盲目性; 然后在每个子空间中利用最小二乘法辨识出相应的线性子模型,再将各子模型通过模糊加权求和以得到精确的系统全局模型.同时,为保证各聚类子空间内样本的＂线性化度＂,采用新的综合聚类指标, 并利用免疫遗传算法来求解该聚类问题, 以克服迭代算法易陷入局部极小和对聚类初始化敏感的缺点.该方法能充分利用运行数据中所包涵的对象动态特性信息, 以描述过程的全局非线性.最后通过几个典型实例验证了该方法的有效性、准确性.

高温主蒸汽管线应力应变的有限元分析及其优化29-33

摘要：高温主蒸汽管线在长期的服役过程中，由于外载、热膨胀及蠕变的作用，容易产生大变形，从而导致服役管线的应力状态与设计状态不同。该文采用有限元分析软件ABAQUS对某电厂高温服役的主蒸汽管线进行了应力应变分析，综合考虑了外载、热膨胀和蠕变对管线变形的影响，得到管线服役时的应力状态和Y方向的位移分布图，并找出了导致该主蒸汽管线产生较大变形的原因.在此基础上,对该管线进行优化设计计算，计算结果表明优化设计后的管线变形得到较好的改善。

零切角曲面微热管传热性能的实验研究34-40

摘要：提出一种新型的平板式零切角曲面微热管结构,并对其性能进行了详细的实验研究.研究了充液比、倾角和工质对微热管有效导热系数的影响。结果表明,甲醇在25%充液比时效果最好；丙酮较低功率时充液比20%的热性能较好,较高功率时25%的充液比较好.倾角对传热性能有一定的影响。以甲醇为工质的微热管性能优于丙酮为工质时的性能，此外实验研究过程中还发现了微热管的温度脉动现象,并进行了理论分析。

410t/h六角切圆锅炉水煤浆燃烧试验与数值模拟41-46

摘要：对茂名热电厂410t/h电站锅炉进行了水煤浆的燃烧试验,锅炉运行性能良好,燃烧效率达到99.7%,锅炉热效率达到91.5%;在此基础上,进行了水煤浆燃烧的数值模拟,对六角切向布置水煤浆燃烧锅炉热态空气动力场和温度场进行了研究,分析了水煤浆电站锅炉炉内水煤浆颗粒燃烧的特点,并对炉内O2、CO2、NOx与H2O等物质的分布规律进行了分析,数值模拟结果与燃烧试验吻合得很好,为今后大型水煤浆电站锅炉的改造和运行提供了很好的指导作用。

一种基于有限体积法计算汽轮机汽缸轴向膨胀的新方法47-50

摘要：汽缸与转子轴向相对膨胀是影响汽轮机启动速度及机组运行安全的重要因素之一,目前对汽缸膨胀的计算与模拟尚不能用于电厂机组运行的实时监测.该文在圆筒壁非稳态导热的基础上,给出了圆筒壁温度分布的解析解,提出有限体积法计算汽缸轴向膨胀.定义了体积膨胀特征温度,将汽缸沿轴向分成若干段,每段简化成圆筒壁,在此基础上,计算有限体积的膨胀特征温度,分别计算各段的膨胀量,然后累加.对理论模型进行了有限元验证,计算结果与有限元结果误差较小,满足工程计算的需要.通过该计算方法,结合已有转子膨胀计算方法可以实现汽缸轴向胀差的实时监测.

求解回转式空气预热器传热模型的解析-数值法51-55

摘要：单一的数值迭代法只是给出了回转式空预器稳态时金属蓄热板的二维温度分布，文中提出采用解析-数值混合计算方法求解换热模型的数学方程，并以600MW三分仓回转式空气预热器为仿真对象，结果表明解析-数值混合计算法，不仅克服了单一数值迭代法的精度不高，不易收敛的缺点，而且还可以精确地反映空预器完整运行工况下金属板和工质的温度分布，对易发生低温腐蚀的金属最低温度和影响机组经济性的排烟温度可作实时监测。

300 MW汽轮机凝汽器喉部出口流场的三维数值模拟56-59

摘要：为了减少占地面积，国产优化引进型300 MW汽轮机将压力最低的2个低压加热器放置于凝汽器喉部，从而导致汽轮机喉部流场出现不均匀，最终导致凝汽器热负荷的不均匀。文中采用模型并结合壁面函数法，利用SIMPLEC算法编程,对300 MW汽轮机喉部流场进行了三维数值模拟，分析了凝汽器喉部出口流场的不均匀性和造成流场不均匀的原因。结果表明，由于内置式低压加热器的影响和凝汽器喉部棱台扩散的作用,使凝汽器喉部出口流场的速度分布产生很大的不均匀性。汽流在低压加热器两侧形成局部的高速区，并延续到喉部出口截面。同时,在低压加热器的正下方形成低速涡流区，在喉部斜壁下方也产生一定的回流，并且在靠近凝汽器入口截面的4个角处形成低速区。对该凝汽器喉部流场的三维数值模拟结果,有助于了解具有内置式低压加热器凝汽器喉部汽流的流动机理，为凝汽器喉部的设计和改造以及汽轮机的经济运行奠定一定的基础。

蒸发冷却电磁除铁器的研究60-64

摘要：电磁除铁器是一种利用直流电磁线圈的电磁吸力将铁磁物质从非铁磁物质中分离出来的磁分离设备。其对提高煤炭质量有重要的作用。但是，随着容量的增大，电磁除铁器的温升问题越来越难以解决，该文首次将蒸发冷却技术应用到电磁除铁器领域,开展了水冷式蒸发冷却电磁除铁器和空冷式蒸发冷却电磁除铁器的研究，并对两种蒸发冷却电磁除铁器的运行试验结果进行了分析，证明蒸发冷却电磁除铁器的绕组温升低，温度分布均匀，且工作场强大，是电磁除铁器向大容量发展的方向。

王草的热解与燃烧特性实验研究65-69

摘要：采用热重分析仪以10、20、30℃/min的温升速率对王草进行了热解特性实验,以20℃/min的温升速率进行了燃烧特性实验,得到热解与燃烧的特性参数.通过动力学分析得到热解与燃烧的活化能等动力学参数.研究结果表明,王草的热解过程可分为3个阶段：预热干燥阶段、挥发分析出阶段、碳化阶段,热解失重主要发生在挥发分析出阶段.随着温升速率的上升,王草各热解特征温度都有所升高。王草燃烧曲线有2个明显的失重过程,存在二次着火现象.王草燃烧差热（DTA）曲线后面放热峰明显大于前面的放热峰,表明固定碳燃烧放热量大于挥发分燃烧放热量。实验结果可以为王草的能源化利用提供指导。

基于混合混沌优化策略的汽轮机调速系统模糊免疫PID控制70-74

摘要：针对汽轮机调速系统中存在的时滞、惯性、死区和饱和等非线性环节，采用模糊控制理论并结合免疫反馈机理构成了模糊免疫PID控制器。提出基于加速混沌搜索与变尺度策略结合起来的混合混沌优化方法对PID控制器参数进行优化设计.通过加速混沌搜索，快速得到控制器参数的次优值；利用变尺度的方法在次优值的附近找出控制器参数的全局最优值,避免了设计过程中大量的参数调试工作。仿真结果表明，该方法与传统的PID控制和模糊免疫PID控制相比，具有超调小、响应快、自适应性好、优化效率高等优点，明显改善了汽轮机调节系统的控制品质。

中国电机工程学报杂志电力系统

带并联电抗器输电线路单相自动重合闸永久故障的识别原理研究75-81

摘要：提出了一种基于超高压输电线路并联电抗器故障相电流特性的单相自动重合闸永久故障识别方法。输电线路发生单相故障两端跳闸后，并联电抗器故障相电流流经的回路在瞬时性故障和永久性故障下明显不同，因此利用流过并联电抗器故障相的电流与中性点小电抗器的电流的幅值比就能判别瞬时性和永久性故障，有效地解决了现有自适应重合闸判据在带并联电抗器超高压输电线路上应用难的问题。EMTP仿真结果和试验系统录波数据都证明该识别方法能准确地区分永久和瞬时故障，有很高的可靠性,可直接应用于目前微机保护装置。

基于向量场正规形的电力系统稳定模式相关性理论分析82-86

摘要：在以往的文献中,常将电力系统的功角稳定性问题和电压稳定性问题区分开来研究,但现代电力系统的强非线性特性使得很难严格地将它们区分开来,实际上,它们共同决定了电力系统复杂的动态行为,系统的失稳模式归根结底只有一种.为此对电力系统的辅助动态系统采用向量场正规形方法,对一个简单4节点电力系统进行了分析。通过分析电力系统内部模式间的非线性相关作用来认识和理解系统的动态特性，深化了线性化分析中的特征分析理论，为分析强非线性下系统的稳定性及非线性动态特性提供了一条新的有效途径。

基于双参数方法的水轮发电机组故障诊断规则表示和推理问题研究87-92

摘要：基于知识的故障诊断系统在水轮发电机组故障诊断研究工作中是重要的课题,需要解决故障诊断规则表示及故障诊断推理2方面的不确定性问题.文中介绍了水轮发电机组故障诊断规则基于双参数方法的规则表示方法及其推理诊断评价和咨询评价方法.在总结水轮发电机组故障诊断规则相关关键问题的基础上,将双参数方法应用到水轮机组故障诊断不确定性规则表示及不确定性诊断推理问题中.通过实例介绍了双参数方法在获取故障诊断规则不确定性参数方面的应用及其在故障诊断推理过程中的应用。

一种用于推挽式电压型逆变器的低损耗无源吸收电路93-101

摘要：提出并实现了一种推挽式PWM电压型逆变器用无源吸收电路;设有独立的放电回路让缓冲电容器上的能量部分地回馈到直流电源中,高频放电能量不会叠加在输出电压上;缓冲电容器的电压被钳位,使得推挽电路特有的倍压不会在吸收电路上造成额外的损耗。给出吸收电路参数的设计准则和计算实例,在200VDC和30kW级的中压中功率逆变装置中发挥了推挽拓扑的优点。理论分析和实验验证了所提方法的有效性。