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中国电机工程学报 2008年第05期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱除作用的实验研究1-7

摘要：采用Andersen 8级撞击器对某300MW燃煤电厂湿法烟气脱硫（wet flue gas desulphurization，WFGD）系统前后的飞灰颗粒物进行采集，获得了烟气中飞灰颗粒物的质量浓度和粒径分布特性。采样工况分别为100％和70％锅炉负荷。使用场发射扫描电镜-能谱分析，X射线荧光分析和电感耦合等离子体-原子发射光谱分析法对颗粒物进行了形貌分析和主、次量元素含量的检测。结果表明，WFGD系统入口飞灰质量粒径呈典型的双峰分布，峰值分别在1和3μm处，颗粒多呈规则球形，PM2.5与PM10质量比为0．434，飞灰总浓度约为85mg／m^3标准状态；出口处飞灰质量粒径分布也呈现双峰性，其中细颗粒比例增大，PM2.5与PM10质量比为0．764，细颗粒间相互聚集粘连形成不规则的块状结构，飞灰总浓度在23mg／m^3（标准状态）以下，总飞灰的脱除效率为74．5％，分级脱除效率随粒径减小而明显下降。经过WFGD系统后，细颗粒上S和Ca元素含量增大，而Al，Ba，Fe，Mn和Si元素的含量降低。计算表明，WFGD出口烟气中新增的石灰石与石膏颗粒分别占颗粒物质量的47．5％和7．9％。

新型复合静电除尘器脱硝性能研究8-11

摘要：NO是燃烧产生的重要气体污染物之一。脉冲放电与直流放电相结合的新型除尘方式在有效提高对粒径小于2．5μm的颗粒物（PM2．5）脱除效率的同时，还具有氧化NO的能力。高压脉冲放电产生的高能电子可以产生强氧化性的自由基，对NO进行氧化，同时还可以直接打断N—O键，游离态的N原子大部分生成了N2分子。线筒式放电结构氧化NO的能力明显优于线板式放电，与除尘能力具有一致性。氧化效率随着电压的升高而升高，由于一定电压下对NO的处理量趋于定值，氧化效率与NO的初始浓度具有重要的关系，同时也受NO2浓度的影响。在该文讨论的反应器中，当脉冲峰值电压达到50kV，NO初始体积分数低于10^-4时，NO的氧化率可以达到90％以上。氧化产物NO2可以在湿法脱硫设备中脱除。

紧凑型混合颗粒收集器的数值模拟12-16

摘要：单独的静电除尘器（electrostatic precipitator，ESP）和布袋除尘器均对于0．1-1μm的亚微米颗粒具有较低的除尘效率。采用复合外加条件，即ESP和布袋除尘器串联的紧凑型混合颗粒收集器（compact hybrid particulate collector，COHPC），有望提高可吸入颗粒物的除尘效率。针对一典型300MW机组的ESP，讨论了2种对其进行改造的技术方案，即对ESP本体进行改造和采用COHPAC，对改造前后ESP的除尘过程进行了颗粒群平衡模拟，并对电增强布袋除尘器的非稳态除尘过程进行了数值模拟，从而定量描述可吸入颗粒物在多种外加条件下的非线性和微尺度动力学演变规律。数值模拟结果表明，COHPAC比本体改造前后ESP具有更高的可吸入颗粒物（particulate matter，PM）除尘效率，整体质量和整体数目除尘效率可以达到99％以上。

垃圾焚烧电厂烟气脱酸数值模拟及实验研究17-22

摘要：根据垃圾烟气脱酸系统优化的需要，使用计算流体力学的方法建立了垃圾焚烧电厂喷雾干燥脱酸系统的数值计算模型，通过联合求解烟气动量、能量、湍流和组分方程，浆滴运动方程，浆滴蒸发和脱酸模型，得到了脱硫效率和脱氯效率模型。利用该模型计算得出了脱硫率和脱氯率随入口污染物浓度、烟气流速、石灰浆浓度、化学计量比的变化曲线，以及沿反应塔高度的变化曲线，并与实验结果进行了对比。结果表明：该模型能够预测脱硫率和脱氯率随各参数的变化趋势，且计算值与实验值吻合较好，模型误差在5％以内。该模型为垃圾烟气脱酸系统的参数调整提供了参考。

燃煤锅炉对流受热面污染沉积对传热熵产的影响23-27

摘要：火电站燃煤锅炉运行中受热面污染沉积使传热过程不可逆程度增大，熵产增加，能量品质下降。文中建立了锅炉对流受热面传热熵产计算模型，并针对一台大型电站锅炉，结合现场采集的实时运行数据，利用建立的熵产模型计算了各对流受热面在不同污染状态下（吹灰操作前后）的传热熵产，分析了不同受热面污染对熵产的影响规律。计算与分析表明，对于所计算的锅炉，与其他受热面相比，吹灰操作对降低省煤器和低温过热器传热熵产的效果最为显著。

中国电机工程学报杂志工程热物理

煤焦与水蒸气的气化实验及表观反应动力学分析34-38

摘要：在Thermax500型热重分析仪上对褐煤煤焦与水蒸气的气化反应进行了实验研究，并采用n级速率方程和Langmuir-Hinshelwood（L-H）速率方程考察了反应气体分压的影响。实验系统压力为0．1和0．6MPa，其中0．1MPa下水蒸气浓度分别为5％，10％和20％，0．6MPa下的水蒸气浓度为20％。气化反应在恒温条件下进行，温度分别为850、875、900、925、950和1000℃。实验发现，反应速率随温度和压力的增大而加快，900℃以下为化学反应控制区，不同压力下的表观活化能数值接近，而900℃以上由于受到扩散阻力的作用，表观活化能不同程度降低。采用n级速率方程计算得到褐煤煤焦与水蒸气的反应级数n为0．34，活化能E为153．7kJ·mol^-1，采用L-H方程得到活化能为207．1kJ·mol^-1，其速率方程可更精确地描述水蒸气压力的影响。

完全熔融状态下SiO2-Al2O3-CaO体系的黏度分析与预测39-43

摘要：基于网状结构模型概念，简要分析了SiO2-Al2O3-CaO体系各组分在网状结构中的作用。网状结构模型理论认为Al2O3为两性物，Al^3＋易形成四配位，部分电荷由具有较低场强的碱金属或碱土金属离子补偿。为考察SiO2-Al2O3-CaO体系随n（CaO）／[n（CaO）＋n（Al2O3）]比值变化的黏度特性，研究了n（CaO）／[n（CaO）＋n（Al2O3）]比值在0．4-0．6附近的黏温曲线变化规律。结果表明，硅熔体黏度随n（CaO）／[n（CaO）＋n（Al2O3）]比值的增大呈现先缓慢升高后降低的趋势，但当n（CaO）/[n（CaO）＋n（Al2O3）]比值为0．5时，其黏度并非为最大值。基于流体流动特性，提出了SiO2-Al2O3-CaO体系在完全熔融状态下的黏度预测模型，并同传统的Urbain模型进行比较。结果表明，本模型预测效果好于Urbain模型，预测值同实验值更为接近。

尿素／三乙醇胺湿法烟气脱硫脱硝的试验研究44-50

摘要：尿素溶液与NOx反应生成N2和CO2气体，可实现烟气同时脱硫脱硝，该文进行了尿素／三乙醇胺湿法脱硫脱硝的试验研究。试验采用双级串连的填料塔为主体反应器，分别对气速、液气比、反应物浓度、添加剂浓度、反应温度等参数对尿素溶液吸收SO2反应的影响进行了试验研究，并进行了尿素溶液同时吸收SO2和NOx的试验研究，研究表明：增大气速、液气比可使脱硫效率增加，而三乙醇胺和尿素浓度对脱硫效率影响较小。SO2和NOx具有相互协同促进作用，其净化效率在试验条件下可分别提高1％-3％和5％-6％，总脱硫效率可达95％以上，脱硝效率在63％以上。

选择性非催化脱硝还原中NH3漏失因素的试验研究51-56

摘要：在选择性非催化还原过程中试试验中，研究不同因素对氨漏失含量的影响。选择性非催化还原过程试验研究是在燃烧试验装置上进行的，在尾部烟道抽取烟气采用化学滴定法测量烟气中的NH3漏失含量。试验结果表明：温度越高，漏失氨含量越低；随氨氮物质的量比的增加，NH3漏失含量不断增加；还原剂质量浓度越低，NH3漏失含量越低；NO初始浓度和停留时间对漏失氨浓度也有影响，NO初始浓度越高NH3漏失浓度越高，停留时间越长漏失氨浓度越低；不同还原剂NH3漏失浓度不同，尿素、碳酸氨、氨水3种还原剂中，尿素的NH3漏失浓度最高，氨水的NH3漏失浓度最低。

循环灰对NH3氧化反应影响的实验研究57-62

摘要：循环灰对NH3氧化的催化作用对循环流化床锅炉的喷氨脱硝效果有重要影响。文中利用固定床反应器研究了石英砂、循环灰和循环灰主要成分对NH3氧化反应的影响。在实验中利用傅里叶红外光谱仪测量了NH3和02通过反应器后产物气体中的NH3、NO和N2O的体积分数。与NH3气相反应氧化的结果对比，循环灰能够促进NH3的氧化，NH3的转化率显著提高，主要生成NO、N2O和N2。循环灰的主要成分中，铁氧化物Fe2O3和Fe3O4及CaO对NH3的氧化有较强的催化活性，并促进N2O的生成；而SiO2和Al2O3对NH3的氧化性能影响不大。NH3氧化生成产物的选择性与反应温度、循环灰的成分等因素有关。

上游斜坡对气膜孔换热特性影响的数值研究69-73

摘要：为了获得气膜孔上游放置斜坡对气膜孔换热特性的影响规律，采用数值模拟方法研究了斜坡的台阶高度分别为0．3D，0．5D和0．75D（D为气膜孔直径）时在不同吹风比下的流动过程和换热特性分布情况，并与常规气膜孔冷却结构形式进行了对比。研究表明：在气膜孔上游设置斜坡，延缓了主流通过反向涡对对冷却气流的掺混作用，反向涡对强度减弱，冷却气流出流后的贴壁效果更好，提高了气膜孔出口下游的冷却效率和换热系数，并且随着斜坡高度的增高，效果更为显著。吹风比M=1．0时，斜坡对气膜孔出口下游换热系数的改善作用更强。

水煤浆挥发分再燃对NO还原的影响74-77

摘要：为了解水煤浆再燃过程中均相还原反应效果的影响因素，在固定床反应器上，利用合成烟气模拟再燃区环境，对不同煤种的水煤浆，在不同的浓度、再燃区温度、氧气浓度、颗粒粒径对挥发分再燃效果的影响进行了研究。实验结果显示：挥发分的再燃效果随着水煤浆浓度的降低而升高，随着煤阶的降低而增加。另外，挥发分含量相同，含氮量高的再燃效果要好一些。再燃区反应温度的升高有益于水煤浆挥发分的释放以及再燃反应。挥发分作为再燃燃料时，再燃区烟气含氧量的影响最大，再燃效果随含氧量的增加而降低。制浆原煤粒径的大小对挥发分再燃的效果有所影响，随粒径的减少再燃效果略有增加。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

透平级三维粘性非定常流动及气流激振力研究78-84

摘要：非定常性是透平机械内部流动的固有特性。非定常流动不仅对透平机械的气动性能具有一定的影响，还会产生导致动叶片振动疲劳的气流激振力，所以对于透平级的非定常流动分析十分必要。文中基于CFX软件，采用RNG k-ε湍流模型、双时间步法、滑移界面法以及结构化网格建立了一级半透平级（静叶／动叶／静叶）三维非定常粘性流场的数值模型及计算方法；在此基础上详细分析了流场特性随时间的变化，发现时均非定常等熵效率小于相应的定常等熵效率；同时获得了作用于动叶上随时间变化的气流力以及气流激振力因子，该因子数值与汽轮机设计人员广泛采用的由实践而来的数据吻合良好。文中研究结果有利于分析非定常流动对透平机械气动性能影响的机理，并且为叶片的振动响应以及疲劳寿命分析提供必要的参数。

中国电机工程学报杂志核能与可再生能源发电

太阳能热气流发电系统非稳态耦合数值分析90-95

摘要：太阳能热气流发电技术是目前国际太阳能研究领域的热点之一，但对带有蓄热层的太阳能热气流发电系统的研究并不多。该文分别建立了集热棚、烟囱和蓄热层的流动与传热数学模型。以西班牙试验电站模型为例进行的非稳态耦合数值计算结果表明：土壤具有较强的蓄热作用且能很好调整系统昼夜发电峰谷差；太阳辐射强度对系统散热损失的影响相当显著，太阳辐射越强，散热量越大；集热棚的顶棚是系统散热损失的主要部件，散热热流密度约为太阳辐射的10％。

海藻生物质灰熔融特性分析96-101

摘要：通过灰成分分析、X射线衍射方法、热显微镜观察及TG—DTG—DTA联用试验，对3种海洋生物质——海藻的灰熔融过程进行了研究。研究表明：海藻灰渣中都有大量碱金属氯化物结晶相，随着灰化温度的升高，结晶相强度减弱，发生了碱金属的蒸发，因而海藻热化学转化能源利用时必须考虑碱金属的蒸发问题。海藻的灰熔点较低，我国国家标准（GB）与美国ASTM标准规定的灰化温度都不适合海藻类生物质，同时江蓠与马尾藻在较高灰化温度下，生成了较多的高熔点物，影响了灰熔点的判断。低温（530℃）下制得灰样的灰熔点更具有参考性。此外，各海藻结渣特性与灰熔融特性相差较大，江蓠与马尾藻灰的变形温度与半球温度相差很大，条浒苔则相差很小。

太阳能-煤炭互补的发电系统与互补方式102-107

摘要：多能源综合互补利用系统是近年来能源系统的发展方向之一。该文进行了太阳能与煤炭互补的发电系统与互补方式研究。分析了太阳能热量用于不同容量燃煤机组不同受热面的热经济性，得出在大容量机组上利用太阳能满足水的汽化潜热吸热热经济性要优越于其他方式；利用技术成熟的抛物面槽式集热器收集太阳能热量，和国产300MW机组进行互补发电系统的拟定；分析了在这种互补发电方式太阳能场的设计中，影响设计辐射强度选取的主要因素，并以3个地区的辐射资源为例进行研究，得出太阳能辐射资源与最佳设计太阳能辐射强度的关系。

等离子体射流在磁场作用下的特性模拟108-112

摘要：磁流体发电是一种高效、低污染的发电技术。相对于其他发电方式，磁流体发电具有输出功率大、结构紧凑的优点，在高功率电源应用领域有不可替代的性能优势。文中提出采用非平衡等离子体射流的方式产生等离子体，进行磁流体发电的设想。通过数值模拟研究了等离子体射流在横向磁场作用下的特性，并通过试验对模型计算结果进行了验证。模拟研究说明横向磁场对等离子体射流有阻滞作用，在没有外电流回路的情况下，射流气体的动能转化为热，随外加磁场强度的增加，阻滞作用越强，速度减慢越明显；等离子体射流在磁场作用下电流密度主要集中在射流出口附近，并随着外加磁场强度增大而增大。

《中国电机工程学报》编辑委员会F0004-F0004