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摘要:以一次能源消耗为统一基准推导了联产系统相对分产系统的相对收益、相对节能率和节能判据关系式。得到以化电比和联产系统效率表达的节能分区图,可以清楚地展示和比较国内外文献中多联产系统的节能效果。根据联产系统中合成气的不同利用途径,定义了联产气和非联产气,并据此建立了联产系统化电分摊的理论模型。以并联液相富CO一次通过多联产系统为例,对联产系统的节能原因进行了分析。结果表明:全系统的热量耦合是联产系统节能的主要原因。
摘要:针对国内某热电公司410t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,对在额定负荷下单磨、双磨和无磨3种不同运行方式炉内的流动、燃烧及污染物生成进行数值模拟计算。计算结果表明,无论是单磨、双磨还是无磨运行,炉内最高温度均出现在燃烧器区域,温度分布与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。炉膛出口NOx浓度的高低顺序是:无磨最高,单磨次之,双磨最低。其主要原因是单磨运行形成的空气分级燃烧使得主燃烧区达到低氧燃烧,以及三次风含煤粉的再燃作用;双磨运行三次风量和含粉量更多,空气分级作用和再燃作用更强。炉膛出口烟温的高低顺序是:双磨最高,单磨次之,无磨最低。3种运行状态下的燃尽过程中HCN和焦炭N的氧化使得NO在炉膛高度沿程均有上升趋势。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。
摘要:从热力学第二定律角度分析电站锅炉运行中对流受热面的不可逆能量损失,建立了受热面传热熵产、流阻熵产以及吹灰过程中出现的传质熵产、吹灰介质熵产和吹灰器电机熵产的计算模型,并利用某台燃煤锅炉的现场数据进行了实例计算。在受热面熵产分析的基础上,建立了吹灰优化模型。基于熵产分析的吹灰优化模型,充分考虑传热过程和吹灰过程的不可逆能量损失,更加准确地计算吹灰所带来的收益和造成的能量损失,实现真正意义上的吹灰收益最大化。
摘要:为探索旋流燃烧器内热声不稳定的产生机理,搭建了可调型旋流燃烧器热声不稳定试验台架。旋流燃烧器采用燃料风、直流二次风、旋流二次风和高动量三次风的配风结构,燃料风管直径与燃烧腔直径比为0.25。试验测量了旋流燃烧器的温度分布和脉动压力,发现旋流燃烧器热声不稳定的脉动压力可达450Pa,压力幅值随着化学当量比的增大而减小;第1阶共振频率介于187-261Hz之间,随着化学当量比的增大先是减小,随后有一跃升过程,跃升之后随着化学当量比的增大而缓慢增大;第3阶共振频率介于717-805Hz之间;第5阶共振频率介于1178-1326Hz之间,第3阶和第5阶共振频率随着化学当量比的增大而缓慢增大;旋流燃烧器的燃烧火焰面随着化学当量比的增加而不断上移,最高燃烧温度可达1450K。
摘要:掌握火电站空冷凝汽器在各种工况下的运行特性,对于提高我国直接空冷机组的运行水平具有重要意义。以300MW直接空冷机组空冷凝汽器为例,分析了反映机组运行性能的汽轮机背压的影响因素。针对轴流风机全速和半速运行工况,计算得到了汽轮机背压随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的变化规律。结果表明:随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的增加,汽轮机背压增加;随轴流风机风速升高,汽轮机背压降低。轴流风机运行方式的调整,依赖于环境温度和机组热负荷的变化。对于冬季低温运行的空冷凝汽器,为防止出现汽轮机背压低于阻塞背压和凝汽器管束冻裂,风机需减速运行。反之,在夏季高温条件下运行的空冷凝汽器,为避免汽轮机背压过高带来的非正常停机和机组运行经济性的下降,风机需全速甚至超设计风量运行。
摘要:采用电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)技术,对常温下稀疏气力输送的固体浓度、速度和质量流量进行了测试研究。浓度分布采用单层电容传感器,速度分布采用双层电容传感器得出相关信号。由测得的速度及体积分数计算得出质量流量。为克服电容传感器敏感场的不均匀性对成像造成的影响,实验系统中装置了一旋风分离装置,通过旋风分离作用将固体颗粒主要集中在壁面区域,传感器电极布置在分离器直管上。通过对截面体积分数分布、平均值以及波动特性的分析,证明了该种测试方法的可行性及可靠性。相关测量结果与称重法测试结果吻合良好,证明该种方法可获得可靠的测量结果。
摘要:建立了一套基于激光诱导可见光法(laser-induced incandescence,LⅡ)及双色标定法的颗粒体积浓度定量诊断系统。该系统利用高能脉冲激光瞬间加热火焰中的纳米颗粒,使颗粒迅速升温到3500-4000K,从而诱发可见光,再利用双色法进行标定,确定光强与颗粒浓度的量化关系,从而计算出火焰中颗粒的绝对浓度以及二维分布。利用该系统测量电场影响下的碳烟颗粒浓度发现:外加电场可以降低火焰中碳烟颗粒的体积浓度,但在加压初期由于电场力作用而使浓度均有升高,±6kV后,离子风加强了物质间的混合,燃烧充分,浓度在小幅度升高后便持续剧烈下降,火焰高度也随之下降。热泳力瞬时采样法佐证了负电场对火焰碳烟颗粒浓度有更强的抑制作用,当电压为-15kV时,浓度降低至原浓度的10%。
摘要:采用大容量加压热重分析仪研究了不同热解温度(500,650,800和1000℃)与压力(常压、3MPa)下神府煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪等分析仪器对所得煤焦的物化特性进行了详细分析。发现高温有利于挥发分的析出,使得煤焦产量快速降低;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,同时煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的孔隙表面积和孔容随热解终温的升高先增大后减小,在800℃(常压)和650℃(3MPa)取得最小值。热解温度和压力对煤焦的气化活性也有显著的影响。采用常压热重分析仪在1000℃下分析了煤焦的CO2等温气化特性。常压热解焦的CO2等温气化活性随温度升高而降低,而加压热解得到的焦有不同的趋势,说明压力和温度对煤粉热解和气化的影响有一定交互作用。
摘要:利用改进的溶胶凝胶法制备CuO/γ-Al2O3和CuO-CeO2-Na2o/γ-Al2O3催化吸附剂颗粒,在固定床上测试其催化脱硝活性。2类催化吸附剂250-400℃范围内脱硝效率稳定在70%以上。在350℃时效率稳定在最高值。利用程序升温方法研究了2类催化剂对NH3和NO的氧化性能,发现NH3在高于400℃下急剧氧化生成N2、NO和N2O,是脱硝效率下降的主要原因。CuO/γ-Al2O3催化剂能将NO氧化生成N02,NO在催化剂上的吸附对脱硝过程有重要作用。改进的CuO-CeO2-Na2o/γ-Al2O3催化剂能使NH3在高温400℃下不被氧化,也促进了NO在催化剂表面的吸附,从而提高了催化剂脱硝效率。催化反应的机理为NO吸附在催化剂表面,氧化生成吸附态的NO2,再与吸附催化剂上的NH3反应。
摘要:以层燃-流化复合垃圾焚烧为研究背景,利用实验方法,从垃圾干燥、层燃、流化燃烧3个方面研究了水分对垃圾焚烧过程的影响。垃圾中的过多水分导致垃圾的干燥过程延长,阻碍了垃圾的起燃,吸水性强的垃圾携带较多水分比吸水性弱的垃圾更能阻碍燃烧。在低温层燃状态下,因水煤气反应等作用,CO生成量随着含水率的增加而增加,高温下由于H2O能促进CO的氧化反应,CO随着含水率的增加而降低。高挥发分PVC、PS、木屑等燃料在层燃状态下可产生较高的CO。随着H2O的增加,N向NO、H向CH4的转化率多呈增加的趋势。而在流化燃烧状态下,随着水分的增加,CO降低,NO降低,表明H2O分子在流化床内对燃烧在机理上有强化作用。
摘要:钙基吸收剂的循环煅烧/碳酸化反应是煤燃烧或气化过程中捕获CO2的有效途径。该文采用乙酸溶液调质石灰石的产物乙酸钙作为CO2的新型吸收剂,以解决石灰石经过多次循环煅烧/碳酸化反应后吸收CO2能力急剧衰减的问题。在煅烧/碳酸化反应器上,研究碳酸化温度和煅烧温度对乙酸钙循环碳酸化转化率的影响。结果表明:碳酸化温度在650-700℃时乙酸钙能获得很高的碳酸化转化率,经20次循环后转化率仍高达0.5,明显高于石灰石。在高浓度CO2气氛下,在较高的煅烧温度(920~1050℃)时,乙酸钙仍能获得较高的碳酸化转化率。乙酸钙的抗烧结能力较石灰石更强。多次循环后乙酸钙煅烧后的比表面积和孔容均大于煅烧后的石灰石,且孔容分布和孔比表面积分布均优于煅烧后的石灰石。
摘要:开发了一种基于颗粒圆周灰度分布互相关的计算机算法用于所拍流化床流场图像中颗粒转速的判别。该方法利用数字图像处理技术进行图像中颗粒的识别、筛选和定位,进而根据颗粒的圆周灰度分布在两幅图像中的变化计算颗粒的转速。通过对已知转速和旋转方向的小球的验证实验表明:所提出的转速判别方法能够比较准确地测量旋转轴垂直或近似垂直于拍摄平面的颗粒,并有效地过滤掉其他颗粒的干扰,保证了测量的可靠性。对转速测量的误差进行分析,提出了灰度修正方法以减弱颗粒灰度分布不均对转速测量的影响,指出考虑各因素后,所开发的转速判别方法的误差小于10%。
摘要:提出了一种基于均匀设计方法和计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术的离心鼓风机叶型优化设计方法。均匀设计方法用来生成试验样本点几何信息,各样本点性能评估分析则借助CFD技术来完成,样本点几何信息与其性能之间的关系则采用并行神经网络所映射的近似模型来给出,最后由遗传算法来对该近似模型进行全局寻优,并将其优化得到的相应结果加入样本点集中,重复最后两步,直到满足设定的终止准则。将该优化方法应用于某离心鼓风机叶型优化设计,以极大化等熵效率为目标函数,优化后叶轮的等熵效率提高了1.26%,说明该优化方法是有效的。
摘要:为明确翼刀改善涡轮静叶栅二次流的机理,采用数值模拟的方法研究了端壁加装翼刀静叶栅的三维流场。与常规叶栅二次流特性相比,翼刀的存在降低了端壁附面层内的横向压力梯度,减弱了低能流体向叶栅吸力面/壁角区的堆积;同时通过产生的反向翼刀涡限制了马蹄涡的压力面分支的发展,从而达到减小通道涡的尺寸和强度的目的。通过距离压力面位置远近不同的3个翼刀方案的比较,发现距压力面愈近的翼刀方案控制二次流的效果较好。
摘要:故障特征提取是大型机械设备状态监测和故障诊断领域的核心问题。传统的振动故障特征提取方法主要是基于频谱分析的方法,小波变换的出现则为该领域提供了新的工具。文中提出并构造了一种改进的冗余提升小波变换算法来提取振动信号的时域特征。算法以第2代小波为基础,设计了冗余提升小波变换的算法,不进行分裂,直接利用构造的算子进行预测和更新,各层分量和原始信号的数据长度相同,从而保留了更多的时域信息。研究了提升小波和冗余提升小波算法中存在的频率混叠问题,阐述了产生频率混叠的原因。通过对冗余提升小波分解得到的近似信号和细节信号采用傅里叶变换的方法消除了与其对应频带无关的频率成分,以突出相应频带信号的时域特征。对仿真信号和实际汽轮发电机组振动故障信号进行了分析,结果表明,改进的冗余提升小波变换算法能够较理想地提取出故障特征,有效地解决了提升小波算法中存在的频率混叠问题。
摘要:依据神经元控制和解耦补偿的思想,引入了一种自适应神经元解耦补偿器,给出了神经元权系数的在线学习方法。在此基础上,通过将模糊控制技术和神经元自适应PID控制技术相结合,提出了一种不依赖于被控对象精确数学模型的多变量解耦控制方案。将该种方法应用于流化床燃烧系统控制,对耦合强烈的流化床锅炉床温、主汽压力、烟气含氧量三维传递函数矩阵进行解耦控制。仿真研究表明,该方案解耦效果良好,并且可以有效克服流化床燃烧对象的大滞后和非线性,获得良好的控制品质。
摘要:该文介绍了长度为10—100mm棉秆与弱酸性床料的混合流化特性,主要研究流化风速和棉秆与床料不同配比对混合均匀度的影响。实验结果表明,10—100mm棉秆与一定粒径分布的床料,质量配比为1-2%,流化数N〉3时,能较均匀地混合流化,但流化数N〉7时,混合均匀度有所降低。棉秆与床料配比对混合均匀度也有影响,棉秆的质量配比越小,混合得越均匀,所以设计循环流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理。在0.5MWCFB实验装置上研究了纯棉秆燃烧时,流化速度、二次风率和棉秆给料量对炉内温度场分布的影响,结果表明,根据CFB实际运行参数,当流化速度为4-4.5m/s时,尽管此时混合均匀度有所降低,但并没有影响到密相区稳定燃烧,其温度能够维持在830-870℃。实验后放出的底渣没有出现烧结现象,基本保持原来的形貌,说明弱酸性床料能够适合棉秆循环流化床燃烧。
摘要:针对在连续参数空间内优化求解线性调频小波(Chirplet)时频参数存在计算量大的问题,构造了离散的多尺度Chirplet字典,以适应信号复杂多变的局部结构,降低计算量。针对自适应Chirplet谱图中的幅值畸变缺陷,应用归一化的最优Chirplet原子的Wigner-Ville分布识别了信号成分,将其作为时频窗口对信号的Wigner-Ville分布进行时频滤波处理,得到的改进的自适应Chirplet谱图不仅具有最佳的时频分辨率,不含交叉干扰项,而且能量分布的幅值变化平滑连续,不存在幅值畸变缺陷。根据时频分析结果,识别了机组起动过程中主轴摆度信号的频率成分及其幅值的时变情况,验证了自适应多尺度Gauss Chirplet分解以及改进的自适应Gauss Chirplet谱图在分析旋转机械转速变化过程中转子非平稳振动信号方面的有效性。