中国电机工程学报杂志 北大期刊 CSCD期刊 统计源期刊

中国电机工程学报 2007年第11期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的试验研究1-5

摘要：对臭氧氧化锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进行了基础试验研究，主要对臭氧的无催化热分解特性、臭氧与NO和SO2的氧化特性以及结合湿法洗涤的整体脱除效果进行了试验研究。研究结果表明臭氧在典型锅炉排烟温度150℃下10s内分解率为28％，该温度下臭氧的生存时间远长于其与NOx／SO2的动力学反应时间，对反应过程影响不大。在100～200℃范围内，臭氧均可以对NO进行高效氧化，在[O3][NO]=1．0时，NO氧化率分别达到了85．7％和84．8％，随温度升高，臭氧的分解速度加快，NO氧化效率不断下降，至400℃时已无氧化能力。SO2与03之间的氧化反应进行较弱，SO2氧化率最高达29．75％，有效温度为27～300℃。系统中加入200mL／m^3的SO2对O3／NO之间的氧化反应影响不大。通过结合尾部湿法洗涤，在[O3]／[NO]=0．9时，脱硫效率接近100％，脱硝效率达到86．27％。

基于差分吸收光谱法的燃煤锅炉烟气浓度反演算法6-10

摘要：根据被测对象在所选波段具有差分吸收结构的光谱特性，研究了一种改进的基于差分吸收光谱法（DOAS）的气体浓度反演算法。在该算法中，考虑了噪声、颗粒群散射以及干扰气体的影响。应用该算法在给定光程下分别对一种气体和几种气体的混合物，以及在不同光程下同一浓度的气体进行了数值模拟。结果表明，该算法具有良好的抗噪声和抗干扰性能，并且浓度反演误差基本在1％以内，研究还给出了在不同光程下对浓度值极高或极低（mg／m^3）的待测气体“测量”结果的比较。

水平浓淡燃烧器气固流动特性试验研究11-15

摘要：在水平浓淡燃烧器的实际应用中，燃烧器的分离性能主要受分离挡板数量及布置方式的影响。该文在一挡板对称布置、一挡板不对称布置、三挡板不对称布置3种不同的方式下，通过调整燃烧器一次风挡板角度，对3种布置方式下燃烧器的阻力特性、浓淡风比及浓缩比进行了研究，旨在确定一次风挡板角度与分离挡板对燃烧器浓淡分离的影响，以便提高水平浓淡燃烧器的性能。结果表明，燃烧器挡板角度的调整对燃烧器的总体阻力特性影响很小；燃烧器挡板偏转对于燃烧器整体以及浓淡两侧的气流速度都有一定的影响，且对淡侧影响较大；燃烧器的浓淡分离效果随挡板偏角的增加而显著增加，且三挡板非对称布置的浓淡分离效果最好。

充分发展尾流中粒子运动机制的研究16-20

摘要：运用直接数值模拟方法（谱元）对圆柱尾流（Re≤175）进行计算，计算结果与实验结果吻合良好。在获得精确流场基础上，运用拉哥朗日法对充分发展尾流中的粒子（St=4）运动进行研究，同时考虑粒子之间的相互作用。研究发现，粒子在充分发展尾流中集聚于相邻涡团之间区域，该现象很大程度上决定于流场的横向速度分布。此外，粒子扩散分布清晰显示涡团轮廓。从粒子与当地流场相对速度的分布分析中可以得到粒子在尾流中的运动规律：在相邻涡团反向旋转作用下粒子围绕涡团做往复运动。因此粒子在充分发展尾流中的运动可以描述为：一边绕涡团运动，一边随涡团向尾部运动。

均匀磁场中燃煤可吸入颗粒物聚并实验研究21-26

摘要：在均匀磁场中分别对东胜、大同和徐州烟煤燃烧产生的3种飞灰细微粒子进行了聚并实验，研究了粒径、外磁场强度、粒子在磁场中停留时间以及粒子质量浓度对聚并脱除效率的影响。实验结果表明：在相同条件下，东胜烟煤飞灰粒子的聚并脱除效率最高，大同烟煤次之，徐州烟煤最小；在0．098～9．314μm粒径范围内，0．576～3．758μm粒径的3种飞灰粒子聚并脱除效率最高；聚并总脱除效率随磁感应强度、粒子在磁场中停留时间以及粒子质量浓度的增加而增大，粒子饱和磁化时，聚并总脱除效率达到最大值，不再随外磁场的增强而变化。采用二元碰撞聚并模型计算了粒子在均匀磁场中的聚并系数，在此基础上求解了粒子聚并动力学方程，预测了粒子的聚并脱除效率。数值模拟结果与实验结果相一致，在粒子质量浓度为40g·m^-3时，东胜烟煤、大同烟煤和徐州烟煤燃烧产生的3种飞灰粒子聚并总脱除效率分别为52．6％、43．1％、14.4％。

飞灰特性及氯对二噁英从头合成机理的影响27-32

摘要：氯源是二噁英生成的关键因素之一，该文在管式炉中研究了飞灰中的氯形态以及物理化学特性对从头合成二噁英的影响，利用高分辨色谱／低分辨质谱（HRGC／LRMS）测定了气相以及固体残渣中的二噁英，试验结果表明，飞灰中的无机氯含量高于有机氯含量，而有机氯中，可以提取有机氯含量高于不可提取有机氯含量，飞灰中的不可提取有机氯是最能促进二噁英生成的氯源。采样主成分分析法得到的结果为二噁英及其毒性当量与飞灰的比表面积以及氯含量之间正相关，与pH值之间负相关，与飞灰中的金属元素铁、锌之间也有一定的负相关关系，而与碳、铜的关联则不大。

循环流化床锅炉燃烧系统聚类融合控制研究33-39

摘要：影响循环流化床锅炉燃烧过程的因素或参量很多，在运行控制过程中，如何来综合考虑和有效地调节这些相关参量，使循环流化床锅炉能够安全、稳定、经济运行，已经成为控制工程领域中研究的热点问题。该文根据循环流化床锅炉燃烧过程的动态特性，提出适合该种炉型的基于信息融合的聚类控制系统（简称聚类融合控制系统）。聚类融合控制是融合多个传感器数据并聚类成反映过程运行状况的类别，根据每一类别所描述的过程行为特点采取相应的控制策略，从而实现有效的控制。将该控制系统应用于国产220t／h循环流化床锅炉获得满意的控制效果。

基于遗传算法和支持向量机的低NOx燃烧优化40-44

摘要：大型四角切圆电站锅炉NOx排放是造成环境污染的重要因素，也是电／一关心的重要问题。影响燃煤锅炉NOx排放量的因素众多而且复杂。对锅炉NOx排放特性进行建模预测，并结合优化算法实现燃烧优化是降低锅炉NOx排放的有效方法。文中应用支持向量机算法建立了大型四角切圆燃烧锅炉NOx排放特性模型，接合遗传算法，利用NOx排放的热态实炉试验数据对模型进行了校验，对锅炉运行参数进行了优化。结果表明，通过遗传算法的寻优，NOx排放量有比较明显的降低。支持向量机与遗传算法相结合与其它方法相比具有泛化能力好，计算速度快等优点，是锅炉NOx排放控制的有效工具。

带入口加速段的方形分离器内气固两相流动数值模拟45-49

摘要：分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，其性能对锅炉的物料平衡、传热等有着重要影响。除运行工况外，结构参数决定着分离器的性能。为了研究结构参数对方形分离器性能的影响，采用雷诺应力模型（RSM）计算了不同结构参数的方形分离器内气相流场。结果表明：方形分离器内除外涡旋与内涡旋等主流外，还存在许多局部的二次流，这些二次流是影响分离器的分离效率的主要因素之一；结构参数的变化对二次流的强度及位置产生影响，进而影响分离器的分离效率。在气相流场的基础上，采用随机轨道模型计算了方形分离器内的颗粒运动轨迹，发现颗粒从入口越低的区域进入分离器，越有利于分离。

基于希尔伯特-黄变换与Elman神经网络的气液两相流流型识别方法50-56

摘要：气液两相流的流型对其流动和传热特性有很大的影响，所以如何确定流型一直是两相流研究中的重要课题。但是，由于两相流介质之问存在着随机多变的相界面，致使两相流的流型不仅是多种多样，而且其变化也带有随机性，这给流型识别带来了很大困难。而希尔伯特-黄变换（HHT）和神经网络在气液两相流流型识别中还很少见，文中提出了希尔伯特-黄变换与Elman神经网络相结合的气液两相流流型识别的新方法。将压差波动信号经验模态分解（EMD）后的固有模态函数（IMF）进行分析，提取IMF能量特征作为Elman神经网络的输入特征向量，对水平管内的气液两相流流型进行识别。实验结果表明：该方法能很好地识别水平管内的4种流型，为流型识别开辟了一条新的途径；另外，该方法优于BP网络且稳定、识别率高，具有可行性。

电站锅炉声学测温中时间延迟估计的仿真研究57-61

摘要：为了在电站锅炉声学测温中获得准确的声波飞渡时间，针对强噪声环境下弱信号检测问题，研究了声信号的时间延迟估计。对从国内某电站锅炉采集的炉膛噪声进行了频谱分析和统计分析，认为炉膛噪声是以中心频率250-1000Hz的低频燃烧噪声为主的类高斯噪声。指出了电站锅炉环境下几种传统的时延估计方法的不足，提出了一种基于高阶累积量的时延估计方法。在指数分布信号中加入实测炉膛噪声信号，设定不同的信噪比，分别对基于ML互相关方法和基于3阶累积量方法进行了100次蒙特卡罗时延估计仿真试验。结果表明，在较低的信噪比下，3阶累积量方法仍可以抑制非高斯信号中相关高斯噪声的影响。不仅为声学测温中的声波飞渡时间测量提供了指导，而且对基于时延估计的锅炉四管爆漏声源定位有一定的参考价值。

电站锅炉过热系统分布式传热模型及其应用62-67

摘要：根据热量来源将过热系统传递的能量分为屏前／屏后烟气辐射、屏问烟气辐射、炉膛火焰辐射、炉顶管辐射、管屏表面自身辐射以及对流传热6种类型。将屏前／屏后烟气辐射以及炉膛火焰辐射视为烟黑体窗平面的辐射，在此基础上把6种类型的传热归结到一个封闭系统内，进而建立了一种可同时反映各种不均匀性因素的过热系统分布式传热模型。应用模型对某台300MW机组后屏过热器热流分布进行模拟，揭示了各种类型热流的不均匀性和对总传热量贡献的差别。该模型可以用于过热系统的分布式热力计算，并可为过热系统分布参数动态模型的建立提供必要的边界条件。

切应力作用下层流饱和蒸发降膜的传热特性68-72

摘要：处于切应力作用下的层流饱和蒸发降膜，作为一种重要的气液流动形式，其热质传递过程与目前多数文献研究的冷凝液膜明显不同。基于力平衡和能量平衡分析，从理论上建立了在同向或反向切应力作用下层流饱和蒸发液膜传热特性的物理模型，推导出液膜厚度和传热系数与流动长度、界面切应力、界面对流换热强度、雷诺数间的非线性关系式。研究表明：随初始雷诺数的增大，液膜厚度增加，传热系数减小；同向切应力具有减薄液膜厚度和增大传热系数的作用；反向切应力则起相反的作用，而且切应力的影响在反向情形下相对显著；界面对流换热强度的增强使得液膜厚度增加，传热系数减小，但与切应力相比，其影响相对较弱。

求解半透明介质内辐射换热的迎风有限元法73-77

摘要：直角坐标系下的辐射传递方程可以看作一类特殊的对流扩散方程，且具有强对流特性。采用常规的有限元法求解这个对流占优问题，解往往会出现非物理振荡。为消除解的非物理振荡，该文发展了基于流线迎风（SU）格式及彼得罗夫一迦辽金流线（SUPG）格式的有限元法来求解半透明介质的多维辐射传输问题，并对2种迎风格式求解辐射传递方程的性能进行了比较。结果表明，2种迎风格式都起到了很好的稳定作用，均能有效消除解的非物理振荡，从求解精度上来看，SUPG格式要优于SU格式。采用2个算例对提出的方法进行验证，与文献中得到的无量纲温度及净辐射热流分布较，结果表明提出的迎风有限元方法对于求解多维半透明介比质内的辐射传递有着很好的精度。

微型预混腔内流体传质影响因素的数值模拟78-82

摘要：微型发动机由预混腔和燃烧腔组成，而微型预混腔内流体的流动和传质是影响微型发动机预混催化重整燃烧的重要因素。甲烷和空气分别沿轴向和径向进入微型预混腔，2种气体形成垂直交叉射流，经过微槽道进入环形腔。采用连续介质层流模型二阶离散对三维微型预混腔内流体流动和传质进行了数值模拟，采用相对未混合度表示气体混合的均匀性。结果表明，入口效应和壁面碰撞效应有利于腔体内传质和混合。甲烷和空气的射流动量比、接触面积及停留时间越大，相对未混合度越小。气体在旋流槽中的停留时间较大，而在直流槽中有环形腔壁面碰撞效应增强扰动和混合，因而2种微型预混腔结构都能得到较好的传质效果。混合气体流动为层流，流动阻力较小。

气膜冷却流场的大涡模拟83-87

摘要：采用LES（大涡模拟）对单个圆形喷孔横向紊动射流流动进行了数值研究，模拟了吹风比M=2．0工况下的不同截面上的涡量随时间发展变化的过程，并对各种涡的流动机理进行了分析。结果表明：对称面的正反涡和垂直截面的马蹄形涡的两翼交替周期性地脱落成新的涡；由于尾迹涡的进入，在近下游X／D〈4．0区域内，反向涡旋对的旋涡强度沿流向没有明显衰减，而在X／D〉4．0的区域，其旋涡强度沿流向单调衰减；反向涡旋对的正反向涡旋形状不对称，且正向涡旋里夹有反向旋转的涡，反向涡旋里夹有正向旋转的涡。

过热汽温的稳定自适应预测函数控制88-92

摘要：针对火电厂锅炉过热蒸汽温度的动特性设计了一种基于Laguerre模型的稳定自适应预测函数控制器。通过对闭环系统状态方程的稳定性分析，依据Lyapunov稳定性定理得到了控制系统稳定的必要条件。对于不同负荷情况下模型发生跳变所引起的不稳定，该文提出一种衰减因子补偿校正方法，并使用混沌算法在线寻优调节衰减因子，提高了控制品质。仿真研究中根据多模型切换性能指标函数来判断模型跳变；当负荷变化时，在线辨识模型参数，得到较好的控制结果，证明该算法的有效性。

改进的预测函数控制算法及其应用研究93-97

摘要：针对典型的一阶惯性纯滞后2入2出多变量系统，提出了基于Smith预估补偿思想的分散解耦、集中控制的预测函数控制设计方法：将系统分解成两个具有可测扰动的单入单出子系统，当扰动通道的纯滞后时间大于控制通道的纯滞后时间时，控制器输出可根据系统输入输出的已知信息求出；当2个子系统的扰动通道纯滞后时间均小于控制通道的滞后时间，可以通过求解二元一次方程组求出，从而实现多变量预测函数控制。通过对一典型工业过程的一阶加纯滞后等价描述对象的仿真研究，证明这种算法不仅可以实现静态完全解耦和无静差跟踪，而且能够获得更好的动态解耦品质：同时在各种模型失配情况下有较强的鲁棒性和抗干扰能力。