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中国电机工程学报 2007年第35期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志发电

基于数据驱动的电站燃烧稳定度综合评价1-6

摘要：燃烧稳定性能评价足电站状态评估的重要组成部分，是实施优化运行的前提之一，同时又可作为运行指标考核的内容，具有重要的现实意义。文中基于电站海量历史数据信息，通过分析稳态工况下状态变量自相关特性及DCS控制回路定值波动影响，改进了常规的稳定度因了计算方法，并借助主成分分析综合评价方法，提出以蒸汽热能品质的稳定性能综合得分描述燃烧的稳定程度。以某600MW超临界机组燃烧稳定评价的计算实例，证明了所提算法的有效性和实用性。

加入甲烷促进选择性非催化还原反应的实验研究7-11

摘要：为研究甲烷对选择性非催化还原（SNCR）脱硝反应的影响作用，在沉降炉实验台上模拟锅炉烟道内的反应环境和烟气成分，在650～1150℃范围内，研究了微量甲烷对SNCR反应温度窗口、脱硝效率和氨泄漏的影响，以及甲烷在脱硝过程中的反应特性。实验结果表明，在SNCR反应过程中加入少量的甲烷，可以降低并拓宽其反应温度窗口，提高较低温度下的脱硝率。同时促进氨的反应活性，降低氨泄漏，提高氨利用效率。而且加入甲烷后脱硝反应速率加快，使反应所需时间缩短，但使最大脱硝效率稍有降低。增加脱硝反应中的喷氨量，可拓宽脱硝反应温度窗口并提高脱硝效率。脱硝反应中加入的甲烷在950℃左右基本消耗完，不产生二次污染。

应用蒸汽相变机理脱除燃煤可吸入颗粒物实验研究12-16

摘要：应用蒸汽相变机理促进细颗粒凝结长大，然后用湿式洗涤塔脱除长大后的含尘液滴，对燃煤可吸入颗粒物作为凝结核在过饱和蒸汽中凝结长大及湿式洗涤塔对凝结长大颗粒的脱除效果进行了实验研究，考察了蒸汽添加量、颗粒粒径及洗涤塔操作条件的影响。用电称低压冲击器（ELPI）实时测量凝结洗涤脱除前后的颗粒数量浓度和粒径分布。实验结果表明：蒸汽添加量的增加，能够迅速提高小粒径颗粒的脱除效率，蒸汽添加量为0．17kg／m^3时，对平均粒径为0．3μm的颗粒的脱除效率超过80％；随着颗粒粒径增大，脱除效率提高；此外，洗涤塔液气比的增加，有利于燃煤可吸入颗粒物的脱除。研究表明蒸汽相变是脱除燃煤可吸入颗粒物的重要预调节措施之一。

改性活性焦脱除烟气中汞的实验研究17-22

摘要：利用KClO3和KCl等5种改性剂埘活性焦进行改性处理，并且对改性样品在固定床实验台架L进行了吸附脱汞实验研究，发现含Cl化合物改性样品极大地促进了脱汞能力，并对其化学吸附机理进行了深入的分析，表明C=O官能团在吸附脱汞过程中起到非常重要的作用。随着吸附反应温度的升高，物理吸附降低而化学吸附十升，150℃时脱永效率最高；水蒸气的存存使浸氯活性焦脱汞效率下降；随着改性剂中氯浓度的升高，脱汞效率升高；样品进行热处理后，随着热处理温度的升高脱汞效率下降。

醋酸钙镁高温脱硫脱硝实验研究23-27

摘要：为了控制燃煤污染气体的排放，研究了醋酸钙镁脱硫脱硝机理。采用热天平研究醋酸钙镁高温煅烧质量变化特性，利用红外光谱仪定性分析煅烧析出气体，在一维沉降炉进行钙煤混燃脱硫脱硝实验。醋酸钙镁煅烧过程中析出丙酮气体，热力学平衡计算表明，低温下丙酮的热解产物主要以CO和CH4为主，而在高温下，热解产物主要以H2、CO和C2H2为主。高温煅烧后，钙基颗粒中空多孔，孔隙主要以中孔为主，比表面积主要集中在孔径为4．7nm的孔，比表面积远大于石灰石钙基。一维炉实验表明，高温低氧有利于脱除NOx，而低温高氧有利于脱除SO2，高温下醋酸钙镁表现出良好的脱硫脱硝效果。因此，醋酸钙镁是一种具有同时脱硫脱硝能力的优良吸收剂。

燃煤飞灰超细颗粒物声波团聚清除的实验研究28-32

摘要：对燃煤超细颗粒物在低频率高强度声场中团聚清除效果进行了实验研究。通过埘声场的理论分析，设计并建立了燃煤飞灰超细颗粒物声波圳聚清除实验平台。利坍该实验平台，研究了声场强度对细颗粒清除效率的影响以及颗粒粒住分布的迁移特性。实验结果表明，低频高强声场对亚微米颗粒及亚微米以下颗粒有较好的团聚清除效果。而且随着声场强度的增大，超细颗粒的清除效率也增加。当团聚窜内声强达到160dB时，PM2，总颗粒数量浓度减少了58．9％，质量浓度减少了68．4％：PM10总颗粒数量浓度减少了59．0％，质量浓度减少了77．7％。

不同煤燃烧源排放的PM10形态及重金属分布的对比研究33-38

摘要：对3种煤燃烧源（煤粉炉、水煤浆炉和CFB炉）形成的飞灰颗粒直接进行了烟道源环境采样，使用8级Andersen撞击器按空气动力学粒径分级采集样品。分级的样品进行SEM（扫描电镜）和ICP—AES（电感耦合等离子原子发射光谱仪）分析，获得颗粒物的微观形态和8种元素（As、Pb、Cr、Cd、Ni、Co、Cu、Zn）在不同粒径飞灰上的分布富集数据。结果显示，煤粉炉和水煤浆炉的PM10微观形态以球形颗粒为主，数量超过90％，但CFB炉中则以不规则、片状和絮状颗粒为主。煤燃烧中元素富集特性的强弱结果为：As〉Pb〉Cd、Zn〉Ni〉Co〉Cu、Cr。煤粉炉和水煤浆炉中，元素随粒径减小以成倍速度富集，最末级（粒径最小）上As的相对富集因子分别为30、23，Pb的相对富集因子为16和13，Ni、Co、Cu、Cr也有4-8倍的富集；CFB炉中元素无明显富集现象，燃烧温度是主要影响因素。

O2／CO2气氛煤粉燃烧特性试验研究39-43

摘要：O2／CO2燃烧技术是一种可分离回收CO2的新型燃烧技术，其燃烧机理与常规空气气氛燃烧存在着较大的差异。为此，该文在热重分析仪上进行了模拟空气气氛及不同O2浓度（以O2）：21％、30％、40％、80％）的O2／CO2气氛下3种不同品质煤粉（龙岩无烟煤、贵州烟煤、元宝山褐煤）的燃烧特性试验，确定了3种煤粉的燃烧特征参数及综合燃烧性能指数。试验结果表明，ojco：气氛下煤粉的燃烧分布曲线与O2／CO2，气氛下有明显不同，相同O2浓度的条件下，O2／CO2气氛下煤粉燃烧速率低，燃尽时间长。在O2／CO2气氛下随着O2浓度的增加，燃烧DTG曲线向低温区偏移，着火温度及燃尽温度降低，燃尽时间缩短，煤粉综合燃烧特性指数增大，表明提高O2浓度可改善O2／CO2气氛下煤粉的燃烧特性。

碳酸钙直接硫化反应产物层固态离子扩散机理研究44-48

摘要：循环流化床富氧燃烧因其可对再循环烟气温度有效控制，被称为最有上业前景的控制温室气体技术之一。在该燃烧方式下，煤燃烧产生的SO2仍采用行灰石除掉，但该过程属于石灰“的直接硫化反应。此反应目前争议较多的为硫化反应产物层中的扩散物质种类问题。文中采用向石灰石中添加Na2CO3的方法，对其循环流化床富氧燃烧工况下的硫化特性进行研究，目的伍于探讨硫化反应产物层中的扩散机理及添加剂对“灰石硫化反应的作用。结果表明Na2CO，对石灰石在富氧气氛下直接硫化反应具有明显的促进作用，而且随反应进行，这种促进作用相对更加显著。SEM分析表明经Na2CO3处理后的石灰石硫化后所形成的CaSO4产物层中CaSO4晶粒较原始石灰“硫化后所形成CaSO4晶粒小，且晶粒之间排列史不规则。Na2CO3的添加导致硫化产物层中缺陷浓度增加，从而加速了产物层中的离子扩散率，是使石灰石直接硫化的最终转化率和硫化速率升高的原因。这也给石灰石直接硫化反应产物层中同态离子扩散理论提供了进一步的依据。

扩口位置对旋流燃烧器出口流场影响的研究49-54

摘要：通过采用三维相位多普勒颗粒分析仪对中心给粉旋流煤粉燃烧器不同一次风扩口位置下的气固两相流动特性进行了测量。在2种扩口位置下，从燃烧器出口至x／d=0．5截面气、固两相轴向速度分布均呈双峰结构；在中心线处，气相轴向速度明显滞后于固相轴向速度，实际扩口燃烧器的气相、同相的轴向速度衰减速度快，且在x／d=1．5的截面开始，出现颗粒穿越部分回流区。在x／d=0．3截面，气、固两相切向速度分布是典型的Rankine涡结构；在燃烧器出口至x／d=0．7截面，气、固两相径向速度分布呈双峰结构。中心给粉燃烧器在燃烧器中心形成较高的颗粒浓度分布。

宽粒径分布流化床的微观尺度模拟与分析55-61

摘要：采用计算流体力学一离散单元（CFD—DEM）耦合方法对三维宽粒径分布流化床进行数值模拟研究，对比了两种不同表观气速下流化床内颗粒的分离和混合情况，并对计算结果进行了详细分析。在宽粒径分布流化床内，存在不同程度的颗粒分层现象。当表观气速较低，处于最小颗粒的最小流化速度与最大颗粒的最小流化速度之间时，会出现明显的分层，整体上为大颗粒在下、小颗粒在上的分层结构，而当表观气速较高，大于最大颗粒的最小流化速度时，床内不再出现明显的分层现象。最后对两种不同表观气速下床内颗粒的分层和混合的详细运动行为进行了分析和讨论。

分级进风燃烧室内湍流燃烧的实验研究62-67

摘要：为有效地利用分级燃烧技术，达到高效燃烧和低NOx排放的目的，文中建立了分级进风燃烧室热态实验装置系统。利用三维激光粒子动态分析仪（PDA），选取空心微珠（粉煤灰）作为示踪粒子，对燃烧室内湍流燃烧的气体瞬时速度场进行了实验测量。同时还测量了该燃烧室内气体平均温度和组分浓度分布。在同一工况条件下，获得了分级进风燃烧室内湍流燃烧的一组完整的实验测量数据。包括气体轴向与切向速度场、温度场、O2、CO2、CO与NO浓度场及轴向与切向脉动速度均方根值和轴向一切向脉动速度关联量分布。

高压密相气力输送固气比实验研究与广义回归神经网络模拟68-72

摘要：煤粉高压密相气力输送是气流床加压气化的关键技术，其核心问题之一是如何获得较高的管路固气比。该文在输送压力可达3．7MPa，管路固气比可达660kg·m^-3的气力输送中试实验台上进行系统的研究，考察输送压力、输送差压、流化风量、充压风量、补充风量、煤粉含水率等因素对管路固气比的影响，并建立广义回归神经网络（general regression neural network，GRNN）对其进行了有效模拟。上述工作将为系统的控制和运行提供一定的指导，同时为深化高压密相气力输送的研究奠定基础。

弧线管微粒污垢特性的实验研究73-77

摘要：微粒污垢的沉积造成换热面流动阻力增大，传热效率降低，腐蚀加剧。文中通过不同流速和微粒浓度下微粒污垢的加速实验，得到了弧线管微粒污垢渐近热阻值和诱导期；同时，用数值方法模拟了弧线管的内部流场和壁面剪切力。结果表明：弧线管微粒污垢的渐近热阻值和诱导期与微粒浓度和流速有关，流速增大、微粒浓度降低，其诱导期延长，渐近污垢热阻减小。而且，在清洁状态、析晶污垢和微粒污垢状态下，弧线管比对应光管都具有良好的传热和阻垢性能，其主要原因是由于弧线管内部流场和壁面剪切力周期性变化所引起的。

内重整高温固体氧化物燃料电池建模与仿真78-83

摘要：建立了一维内重整高温同体氧化物燃料电池的数学模犁，对复杂的偏微分方程组的求解进行了适用于快速仿真的一般差分方程组求解的转换，并建立了模块化的固体氧化物燃料电池仿真模型。该模块在组分和能量守恒的基础上，考虑了电化学反应模犁，能反映燃料电池的分布参数特性，并可满足动态仿真需求。利用该模型分析了某一工况下固体氧化物燃料电池的稳态性能，并进行了动态过程的仿真，结果证明该模型可以反映固体氧化物燃料电池的基本性能。

HHT方法在转子振动故障诊断中的应用84-89

摘要：传统的振动故障诊断主要是基于频谱分析的方法，而Hilbert—Huang变换得出的时频图是分析故障信号奇异性的有效工具，也是非平稳信号比较有力的分析工具。Hilbert—Huang变换方法以经验模态分解为基础，使信号变换后得到的瞬时频率具有物理意义。该文通过几种时频分析方法如魏格纳一维尔（Wigner—Ville）分布、小波变换等比较，发现Hilbert—Huang变换的时频分析更能够清楚给出时频分布情况，准确反映系统的固有特性。对转子实验台几种典型振动故障信号进行了分析研究，结果表明，利用Hilbert—Huang变换的时频分析不仪能直观检测信号中的微弱奇异成分，而且可以有效地进行故障诊断，实现早期故障预报。该方法为旋转机械状态检测和故障诊断提供了新的手段。

一种考虑控制系统耦合关系的汽包锅炉简化模型与分析90-95

摘要：考虑了控制系统间的耦合关系，根据基本物理定律，建立了一种汽包锅炉简化模型，并对模型进行了分析。在建模过程中，提出了系统压力变动焓的概念，对影响系统压力变动焓的因素进行了分析。利用该参数把锅炉给水和减温水的影响引入汽包锅炉简化模型，体现了控制系统间的耦合影响。同时，提出了一种新的水位控制系统和主汽温控制系统前馈信号，可更好地削弱耦合回路的影响，进一步改善控制效果。文中为研究复杂的电站机组系统提供了一种新思路和新方法。

协调控制系统神经网络PID优化控制与仿真研究96-101

摘要：针对火电单元机组协调控制系统具有多变量、强耦合、非线性及参数时变的特点，将对角递归神经网络与PID控制方法相结合，并利用提出的改进型变尺度混沌优化策略对神经网络的权值参数和PID控制器参数进行整定，从而实现多变量系统的优化控制。此方法不仅保持了传统PID控制器结构简单、算法实用等特点，而且算法稳定性妤，寻优效率高，避免了控制器参数陷入局部极小等问题。仿真结果表明，对于100％和70％不同负荷时的工况，即使对象的传递函数发生了较大的改变，系统仍具有响应速度快、鲁棒性好、自适应性好等特点。