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中国电机工程学报 2007年第14期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

部分烟气信息下的锅炉煤质分析模型1-5

摘要：锅炉排烟中蕴含大量的燃烧信息,对于烟气的完全分析能够得到大量有价值的燃烧数据,如燃煤组成成分等。但工业生产中,锅炉的排烟分析一般只针对硫化物、氮化物等能形成酸雨的危险气体,而二氧化碳的排放往往得不到有效的监测。同时对于中储式锅炉,入炉煤粉由于来自煤粉仓,其含湿量不易实现在线测量。文中构造一个不依靠烟气二氧化碳含量信号（燃煤水分信号,在中储式锅炉中可以迭代替换掉,而在直吹式锅炉中可以通过磨煤机的状态分析得到）的煤质实时分析模型以实现对锅炉入炉煤粉的收到基成分监测。通过数据分析证明了模型精度符合工业应用的要求。

一种锅炉系统模型分析及其非线性控制6-12

摘要：文中从控制系统设计的角度,对锅炉系统模型进行全面分析,并应用非线性控制方法,解决大范围、全工况、多扰动优化运行。首先分析线性化模型的可控可观性、非最小相位特性、基于相对增益矩阵的耦合性、配对策略和基于相对非线性测度的非线性度等,认为该非线性锅炉模型是控制器设计和控制算法评价的标准问题;然后给出状态反馈线性化设计步骤、控制系统结构和鲁棒稳定性的理论保证;最后,仿真验证该非线性控制策略具有良好的设定值跟踪性能,对外扰和负荷扰动以及参数摄动均具有鲁棒性。

基于改进微粒群算法重建炉膛截面温度场13-17

摘要：煤粉锅炉炉膛火焰温度场的测量是燃烧调整的基础,对于锅炉燃烧经济性、安全性诊断以及优化运行有着重要的意义。文中利用4个面阵CCD镜头来获取火焰图像的数字信号,在分析测试系统物理模型和炉膛火焰温度分布规律的基础上,建立了非线性优化数学模型,并对其利用基于向量评估的改进微粒群算法进行了求解。为验证测试模型的正确性,进行了数值模拟,并且,在某电站350MW锅炉上进行了多负荷工况下的实际测试。结果表明,重建的温度场可以作为燃烧诊断和优化运行的重要依据。

错流移动颗粒床高温除尘模拟和操作特征分析18-23

摘要：颗粒层内的沉积粉尘是影响颗粒床过滤器除尘效率和操作压降变化的重要因素,考虑颗粒层内沉积粉尘对除尘过程的影响,基于捕集单元的收缩管模型,建立了二维的气固错流移动颗粒床过滤器除尘过程的数学模型。分析了主要设计和操作参数对颗粒层除尘效果的影响,并对颗粒层内气体流动规律、粉尘沉积特点和气体含尘浓度变化进行了模拟分析。颗粒层内的沉积粉尘在气、固流动方向上具有二维分布的特点,沉积粉尘分布导致局部气体过床的阻力和捕集单元除尘效率的变化。模型计算结果和高温煤气除尘实验数据比较表明,表观过滤气速0．1～0.3 m/s范围内,计算值与实验结果吻合较好,可适用于过程的设计和优化。

矩形截面流化床内颗粒运动可视化试验研究24-30

摘要：将高速摄影和颗粒图像测速（PIV）技术结合,以空气作为流化介质,0．1～0．65mm透明玻璃珠为床料,对不同截面风速下矩形截面流化床内过渡区和稀相区的颗粒速度分布进行了分析。试验表明：过渡区截面突变造成颗粒的运动流场发生偏转,颗粒横向运动明显增强;稀相区的出口效应和矩形截面的角落效应对截面上的颗粒速度分布有重要影响。越靠近出口颗粒的横向运动越剧烈。出口效应对颗粒横向速度分量的影响要大于对轴向速度分量的影响,横向速度分量是影响稀相区颗粒宏观运动规律的主要因素。截面风速增大,使得测试区域的颗粒速度分布的不均匀性加剧。为减小锅炉磨损,对截面突变区域要使用圆滑过渡,减少不规则区域的存在：选择合理的出口结构和截面风速,同时要考虑角落防磨。

高压浓相粉煤气力输送特性研究31-35

摘要：在输送压力可达4．0 MPa、固气比高达740 kg/m3的高压气力输送试验台上,用氮气进行粉煤高压浓相气力输送试验研究。分别在不同的输送差压、风量和压力等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。结果表明,煤粉的质量流量和输送固气比随着输送差压和压力的升高而增大。随着注入速度的增大,输送固气比呈先增大后减小的变化趋势。总风量增大时,煤粉的质量流量随着气体流量的增大而增大。总风量不变时,在固气比的最小值左侧,充压风量的变化对输送参数的影响起主导作用,在固气比的最小值右侧,流化风量的变化对输送参数的影响较大。随着煤粉的输送流量的增大,固气比先增大后减小。

湿法脱硫烟气湿排问题分析36-40

摘要：目前国内湿法烟气脱硫普遍采用烟气再热器（GGH）提高出口烟温,但加装GGH会使系统复杂化并增加投资及运行费用。为探求烟气湿排的可行性,研究解决烟气湿排中的相关问题,文中利用数值模拟技术,对烟气直接排放（取消GGH）时烟囱内的流场,烟羽扩散情况进行了数值模拟研究;对烟气湿排中的腐蚀问题、烟囱内的压力分布、烟气的抬升高度等问题进行了计算分析。数值计算与分析表明,湿烟囱排放会增强对烟囱的腐蚀性,需采用特殊的防腐处理：湿烟囱直接排放会降低烟气抬升高度,不利于扩散;为减少烟流下洗,增强扩散,应保证烟气的出口动量;湿烟气各项排放指标能满足环保要求。总之,设计合理的湿烟囱,湿烟气直接排放可大大降低WFGD系统的设备投资和运行费用,是完全可行的。

黑液水煤浆焦C-H2O气化反应特性研究41-45

摘要：煤焦表面的活性点、煤焦内在的催化剂以及反应气在煤焦孔隙之间的扩散能力是影响煤焦气化反应活性的重要因素。通过不同粒径的黑液煤焦C-H2O气化反应,发现粒径为0．3mm的煤焦气化反应活性较高;氮吸附试验结果显示,随着煤焦粒径减小,煤焦表面总的孔体积和总表面积增大,煤焦表面孔结构的平均直径减小。煤焦孔结构的大小影响到反应气在煤焦表面的扩散能力,从而影响到反应气与煤焦矩阵中活性点的有效接触。黑液水煤浆焦、普通水煤浆焦和新汶煤焦的C—H2O气化反应结果表明,由于黑液中碱金属Na的催化作用,黑液煤焦气化反应活性要高于普通煤焦和新汶煤焦。

煤及其低温灰的热重实验研究46-50

摘要：对神府、小龙潭、阳宗海煤及其对应低温灰进行了热重实验。结果表明：低温灰热重曲线与煤的热重曲线有一定的共性,均表现出比较明显的4个DTG峰;通过分析2种不同气氛下煤及其低温灰的热失重过程,发现与O2／N2气氛燃烧情况相比,O2／CO2气氛下煤的着火温度Ts、最大失重速率所对应的温度Tm、燃尽温度Th都有所降低,但降低的程度不大,均在10％以内,而不同气氛对低温灰失重过程的影响没有明显的规律性;升温速率对热重曲线有较大的影响,随着升温速率的提高,热重积分曲线向高温区移动,微分曲线最高峰的位置也向右偏移,峰值增加,最大失重速率相应提高;在高温区,煤中的固定碳对矿物质的蒸发过程的影响不大,O2/CO2气氛对矿物质的蒸发有一定的抑制作用。矿物质的蒸发量随升温速率的提高而增加。

废轮胎胶粉与煤混烧的热重分析51-55

摘要：采用热重分析法（TGA）对胶粉、煤粉及胶粉与煤混合物燃烧特性进行分析,研究煤粉与胶粉混合比例对混合燃料着火特性和燃尽特性的影响规律。结果表明：胶粉的燃烧特性与煤的燃烧有较大的区别,高灰分煤的燃烧主要受固定碳燃烧控制;而胶粉在燃烧过程中,其高挥发分的析出和燃烧起主要作用。与煤粉相比,掺10％、30％和50％的胶粉后燃料的着火温度分别降低8、30℃和80℃,且促进了燃料的燃烧速率,这主要是由于胶粉含大量挥发分且在较低温度下即可明显析出和燃烧的结果,胶粉与煤的混烧有利于改善高灰分煤的着火和燃尽特性。

基于核主元分析和邻近支持向量机的汽轮机凝汽器过程监控和故障诊断56-61

摘要：提出了基于核主元分析（KPCA）和邻近支持向量机（PSVM）的汽轮机凝汽器过程监控和故障诊断新方法,将数据先用核主元法进行分析和处理,即通过非线性变换将样本数据从输入空间映射到高维特征空间,然后在高维特征空间中进行特征提取,若数据的Hotelling＇sT2和Q统计量超过控制限,说明有故障发生,则计算样本的非线性主元得分向量,并将其作为输入值送入已训练好的邻近支持向量机进行故障类型识别。该方法可以有效地捕捉变量间的非线性关系,过程监控和故障诊断效果明显好于PCA-PSVM法。汽轮机历史故障特征数据集仿真试验证明了该方法的有效性。

中国电机工程学报杂志行业信息

2008国际状态监测与诊断会议（CMD2008）征文通知61-61

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基于支持向量回归的凝汽器清洁系数时间序列预测62-66

摘要：分析了凝汽器水侧污垢形成的机理,得到凝汽器清洁系数随时间变化的基本规律。提出采用支持向量回归时间序列预测法来预测凝汽器清洁系数。简要介绍了支持向量回归的理论基础,建立了凝汽器清洁系数时间序列预测模型,利用某300MW机组的数据,对模型进行了校验,探讨了参数的选择。并同径向基函数神经网络预测模型进行比较,结果表明,支持向量回归模型在预测性能方面明显优于RBF神经网络方法,并且模型具有较好的预测精度和泛化能力,为凝汽器真空降低故障的诊断,奠定了一定的基础。

高温汽轮机转子的剩余寿命管理系统67-71

摘要：汽轮机转子的寿命管理涉及到材料、结构、力学等多学科知识的交叉,是一项要求具有很强综合分析能力的专家行为。该文以Visual Basic结合数据库系统为平台,实现了时间相关断裂力学理论、材料库、工况库和知识库的有机结合,通过对多裂纹干涉与合并准则、蠕变-疲劳交互效应的合理镶嵌,减少了传统方法的保守性,提高了转子剩余寿命预测的精度,实现了转子寿命管理的智能化、专家化,为提升汽轮机组的寿命与可靠性提供了有力的工具,并通过试验数据对寿命管理系统所嵌套的计算方法进行科学性验证。

火电机组过热器压力和温度的动态研究72-76

摘要：基于过热蒸汽比焓和密度的双线性拟合函数,用机理分析法建立了一段过热器集总参数的压力和温度的动态模型。研究表明：该模型能够反映在机组负荷变化范围大的工况下过热系统的主蒸汽压力和温度的动态特性,以及受到减温喷水量或主汽门调门开度扰动时,主蒸汽压力和温度的耦合动态响应。此外,用辐射能信号的函数替代过热器的有效吸热量并结合火电机组的其他实测数据可以对所建模型进行对比验证。

基于霍金斯指标的传感器数据有效性验证77-81

摘要：在基于主元分析的故障检测方法中,由于霍金斯TH2指标能够很好地检测到平方预测误差（Q）指标所无法检测到的传感器故障,因此有必要对露指标检测到传感器故障的情况进行故障分离和重构的分析。利用故障重构方法,提出了采用基于TH2指标的传感器验证指标（cSVIH）进行传感器故障分离的方法,形成基于TH2指标进行传感器故障检测、分离和重构的一整套策略。电厂数据仿真实验验证了TH2指标对部分传感器进行故障检测优于Q指标的理论和基于TH2指标的故障检测、分离和重构方法的有效性。最后提出联合使用Q指标和TH2指标的故障检测框架。

具有光伏并网发电功能的统一电能质量调节器仿真82-86

摘要：统一电能质量调节器因直流侧没有储能设备通常不能对负载进行电力中断补偿,且太阳光的日夜交替变化导致光伏并网发电装置只能间歇工作,这将影响设备的利用效率和电力系统正常运行。针对此不足,提出一种新的统一电能质量调节器结构和控制策略,该系统可同时实现电能质量综合治理、光伏并网发电以及电力中断补偿。详细分析了该系统的工作原理和控制策略,并利用Matlab/Simulink对系统进行仿真,验证了所提系统结构及控制策略的可行性。

最大功率条件下串联太阳电池电流方程的确定87-90

摘要：基于太阳电池电流方程和基本电路理论,通过各单体太阳电池参数求解出太阳电池串联后的短路电流ISC、开路电压UOC、最大功率点电流Im、最大功率点电压Um,从而对串联后的太阳电池建立封闭的方程组,可以对反向饱和电流I0、二极管理想因子A、电池串联内阻RS这3个待定参数封闭求解,达到了确定串联后新的太阳电池电流方程的目的。对2个单体太阳电池参数一致和不同时的2种情况进行模拟实验,结果证明所提方法的正确性和可行性：理论值与实验值的误差小于2％;在理论上直接确定出串联太阳电池电流方程所需的参数。