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中国电机工程学报 2008年第14期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

回注蒸汽微型燃气轮机系统研究1-5

摘要：应用复杂循环是进一步提高燃气轮机效率的重要途径。遵循此原则，研究了采用回注蒸汽措施对回热型微燃机性能的影响，并结合具体算例进行了计算分析。研究结果表明，回热循环与回注蒸汽循环可以互补，匹配关系良好，通过回注蒸汽可使回热型微燃机的效率与比功均得到显著提高。同时揭示了回热与回注蒸汽两者整合优化的基本规律：在回热度一定时，发电效率随着回注比增大而增大，在某点效率达到最大值，超过此点时，效率开始下降；在回热度不同时，回热度越高回注蒸汽后可达到的最高效率值越大。

基于蒙特卡罗法的脱硫塔内气固流动数值模拟6-14

摘要：用欧拉法处理气相场的同时用基于拉格朗日法的直接数值模拟蒙特卡罗（direct simulation Monte Carlo，DSMC）法处理离散颗粒场，对循环流化床烟气脱硫塔内气固两相流动特性及其优化进行了数值模拟。基于非结构网格进行数值求解，采用四向耦合方法严格地考虑颗粒-流体、颗粒-颗粒、颗粒-器壁间相互作用，并应用高效的非结构网格搜索法，实现气固相间——映射的耦合作用与反馈。获得了加装导流板组前后，脱硫塔内气固流动特征、轴向速度分布以及固相颗粒浓度分布，同时对影响颗粒停留时间及颗粒碰撞率的关键因素进行了分析。结果证实了调节脱硫塔内多相流动的必要性与有效性；调节后，塔内两相流动及其分布呈理想对称状态，塔内空间得到了充分利用，各粒径档颗粒停留时间比较一致；颗粒停留时间与气相场分布及颗粒物性密切相关；调节后，床内颗粒碰撞率明显低于调节前。

湿法脱硫的一维数值计算模型15-19

摘要：喷淋塔的理论模型研究对于提高石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统的设计水平具有重要意义。该文研究喷淋塔内SO2的吸收过程，对吸收区内的物质成分变化进行一维简化假设。在对计算区域进行离散化的基础上，利用反映气液两相之间物质平衡和液相内化学反应平衡的控制容积方程，建立脱硫过程的一维数值计算模型，讨论了模型参数的设置方式。以国内某200MW火电机组烟气脱硫系统的喷淋塔为例，进行算例分析。计算结果表明，文中建立的数值计算模型对于喷淋塔的优化设计具有指导意义，同时也可应用于系统仿真。

锅炉内卫燃带上高熔点灰渣沉积机理分析20-26

摘要：针对一台燃用高熔点灰（初始变形温度大于1400℃）的水煤浆锅炉内卫燃带上（耐火材料）发生较严重结渣的情况进行了分析和实验研究对于卫燃带上不同阶段灰渣沉积的元素分析表明，卫燃带上初始阶段、中间阶段与成熟阶段沉积渣样铁和钙元素表现出富集。现场观察和扫描电镜形貌分析表明，沉积渣样并未发生熔融。晶相分析结果表明，各个阶段沉积样品的晶相组成变化不大，主要形成莫来石，长石类和部分铁的矿物质。不同温度下煤灰烧结样品的氮吸附比表面积测定表明，在低于变形温度下，煤灰尽管不发生熔融，但却会发生强烈的烧结，表现为比表面积和孔容积的降低。铁和钙在沉积表面的富集加剧了颗粒的烧结程度，为沉积灰渣颗粒不脱落提供了条件。

叶片间距对五级叶片百叶窗煤粉浓缩器性能的影响27-31

摘要：水平浓淡燃烧技术作为先进的煤粉燃烧技术，可以使锅炉同时达到稳燃、高效、防腐蚀结渣和低污染排放等方面的要求。作为水平浓淡燃烧技术的关键部件，百叶窗煤粉浓缩器性能的好坏直接影响到煤粉炉中煤粉燃烧的效果。该文利用百叶窗浓缩器实验装置研究了叶片间距对5级叶片百叶窗浓缩器性能的影响。实验结果表明：靠前的叶片对浓缩率影响较大，中间及末级叶片对阻力系数影响较大。各级叶片间距比为1：1：1：3时具有最大浓缩率和居中的阻力系数，可满足对浓缩效果要求较高的浓缩器；1：2．25：1：1结构可满足对阻力要求较高的浓缩器。实验结果为百叶窗浓缩器的设计和工业化应用提供了理论依据。

火电站直接空冷凝汽器传热系数实验关联式32-37

摘要：不同工况下直接空冷机组空冷凝汽器的传热系数，对确定机组冷端的热负荷能力、进而确定环境条件和运行参数与机组排汽压力之间的关系具有重要意义，是进行机组优化运行最重要的基础数据。针对目前我国600MW直接空冷机组冷端系统的典型结构，利用直接空冷凝汽器单体性能实验台进行实验研究，根据实验数据得到了凝汽器翅片侧无量纲努塞尔数随空气流动雷诺数的变化曲线，拟合出相应的准则关联式，并进行了系统的误差分析。该关联式可为描述变工况条件下空冷系统的性能奠定基础，并为不同环境、气候和气象条件下机组运行参数的优化提供依据。

小波分析在声学法炉内空气动力场测量中的应用38-43

摘要：声学法测量是炉内动力场检测的先进方法，但是，由于炉内复杂的环境噪声及声波传播时的衰减，声波信号的可靠辨识以获得准确的传播时间成为该方法的关键之一。基于小波技术在包括信号处理等许多方面所具有的巨大优越性，研究了小波分析应用于声学法测量的方法。将静态场中的声波信号加上不同随机噪声并进行滤波分析，证明小波法的结果明显优于传统滤波方法。在此基础上，结合声学法测量中具体声波信号的特点，给出了小波及小波包分析在声波信号消噪处理中的应用方法及其在炉膛模型动力场声学法测量实验中的应用结果。

圆环式静电传感器的动态灵敏度分析44-49

摘要：粉体气力输送过程中，颗粒的速度是描述气固两相流动特性的一个重要参数，实现颗粒速度的实时检测对于了解流体内部流动状态、节能与控制具有重要的意义。圆环状静电传感器是一种非侵入式的传感器，具有较高的综合灵敏度，结构简单，适应于恶劣工业现场的环境。文中在对内嵌式圆环静电传感器的灵敏场进行三维有限元分析的基础上定义了动态灵敏度，用于描述传感器上检测信号与运动荷电粉体之间的关系。理论分析表明，传感器的动态灵敏度主要取决于传感机理、荷电粉体的空间位置及其速度（包括轴向和径向分量）。传送带实验结果表明，当传送带的径向位置保持不变时，测量信号的有效值，随速度单调递增；当传送带速度保持不变时，减小其距离管壁的距离d，测量信号的有效值I关于d非线性递减，体现了核函数K（r,x）的非线性。实验结果验证了理论分析的合理性。

中国电机工程学报杂志工程热物理

煤灰辐射特性的有效介质理论适用性分析50-54

摘要：基于电磁场平均的概念，利用Maxwell-Garnett（MG）和Bruggeman有效介质理论分别对Goodwin人工合成灰渣、中国七台河矸石煤灰、俄罗斯褐煤灰Br-13组煤灰的光学常数进行计算，结果表明，人工合成灰渣光学常数的有效介质理论值与实验值吻合，而利用工业分析成分，燃烧生成煤灰光学常数的有效介质理论值与实验值有较大偏差。这是因为燃烧生成的煤灰实际组分不同于其相应的工业分析成分，致使煤灰的光学特性也不同于利用有效介质理论由工业分析成分计算得出的光学特性。利用工业分析成分，有效介质理论原则上不适用于燃烧生成的煤灰，但可用于人工合成的灰渣。

污泥与煤混烧中飞灰对汞的吸附特性55-60

摘要：为了解飞灰对汞的吸附特性，用氮气吸附等温线分析了4个飞灰样品的比表面积和孔隙分布；应用基于（Frenkel—Halsey—Hill，FHH）模型的方法计算了它们的分形维数，分析了飞灰样品的化学组分对汞吸附的影响。结果表明，飞灰残碳量与汞含量呈正相关关系。飞灰颗粒比表面积增大，飞灰的汞吸附趋于增加。孔分布越宽越有利于汞的吸附，其中微孔在汞吸附过程中发挥更为重要的作用。飞灰样品的分形维数处于2．1-2．6之间，且分形维数能较好地反映飞灰对汞的物理吸附性能。烟气成分与飞灰化学组成可能对汞存在一定的催化氧化作用。

配煤煤灰内矿物质转变过程与熔融特性规律61-66

摘要：选取2种灰成分以及灰熔点差异较大的平朔和神木煤样进行相配，研究配煤灰样内矿物质的转变过程与熔融特性规律。神木煤灰在熔融前（1080℃）含有石英SiO2、Fe2O3、钙铁辉石、硅灰石、硅铝钙石、易变辉石、柱沸石和钙黄长石等矿物质，由于这些含钙矿物间的相互作用以及赤铁矿的存在，生成了低温共融体化合物，导致灰熔点较低。当配入平朔煤后，平朔煤灰样内所富含的硅、铝氧化物成分改变了神木灰样内的矿物组成，灰样内的矿物质逐渐由富含Si、Fe、Ca、S矿物质向富含Al、Si矿物质转变，生成了一定量的莫来石，随着配煤灰样中平朔煤样所占比例的增加，在加热过程中莫来石的含量增加，钙长石含量逐渐减少，明显改善了煤灰的熔融特性。

一种新的低含液率气液两相流槽式孔板压降倍率相关式86-91

摘要：为准确测量凝析天然气流量，对低含液率气液两相流条件下槽式孔板的压降相关式进行了实验研究。总结了孔径比为0．50、0．60和0．75的槽式孔板气相压降倍率ФG随Lockhart-Martinelli参数X、气体Froude数Frg和孔径比β变化的规律；将X、Frg和β作为变量对Murdock相关式进行修正，提出了一种新的适用于不同孔径比槽式孔板的压降相关式，并与前人建立的标准孔板压降相关式进行了对比分析。结果表明：对于3种不同孔径比的槽式孔板，所提出的相关式流量计算精度最高，平均相对误差均小于4％。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

转子轴向碰摩非线性流固耦合动力学特性全自由度分析92-97

摘要：基于Jeffcott转子模型，用六自由度方法研究了考虑涡轮非线性流固耦合力的转子轴向碰摩动力学特性。通过响应分叉图、波形图、频谱图、轴心轨迹和Poincare图分析了在涡轮非线性流固耦合力作用下转子轴向碰摩的动力学表现。分析表明，非线性涡轮叶尖间隙流体激励力对转子轴向碰摩的非线性特性影响不很明显，只是在低转速时轴向振动碰摩响应中会出现更高阶的偶数倍频的超谐波成分。在高转速情况下，碰摩响应的波形和频谱不能明显反映具有弱非线性的涡轮叶尖间隙流体激励力对轴向碰摩非线性动力学特性的影响，而轴心轨迹和Poincare图则能反映这种影响，反映出碰摩响应中出现的轻微混沌。

水电站过渡过程中压力管道的电路等值模拟新方法98-102

摘要：根据有压管道的非恒定流方程建立水电站均匀压力管道的兀型等值电路模型，将不同长度的压力引水管道采用1个或多个兀型模型等效，从而得到整个引水管道的等值电路模型。新方法可用于压力管道的快速建模，建立入流和出流2个断面的流量一水头压力的状态框图，便于研究者构建整个水力系统的模型以研究水电站过渡过程中水机电之间的相互影响。最后对不同类型水击和不同长度的压力钢管进行仿真，并将电路等值方法和特征线方法比较。仿真结果表明电路等值方法正确、有效。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

自动发电控制下的火电厂厂级负荷优化分配103-107

摘要：为适应目前我国电网的调度模式，提出在自动发电控制（AGC）指令变动下的厂级负荷优化分配方法。以一个具有5台机组、总装机容量为1200MW的火电厂为运行单元，对其运行数据进行经济性计算，实时拟合出各机组煤耗特性曲线，建立在AGC指令下，厂级负荷优化分配的数学模型，并采用微粒群算法来解决动态负荷优化分配问题。最后给出了该电厂在满足不同的AGC指令下，非AGC机组进行负荷优化分配的供电煤耗率结果。计算结果表明，采用这种分配模型，可使全厂供电煤耗率减少0．2-0．4g／（kW·h）。

燃气轮机非线性故障诊断中梯度计算的新方法108-111

摘要：针对PG9171E型单轴发电用燃气轮机，建立了一套非线性故障诊断方法。该诊断方法主要由两部分组成：燃机仿真模型和故障诊断目标函数。在对目标函数的优化计算过程中采用了梯度法，梯度在数值上等于目标函数对各自变量的偏微分值的负数。为了减少计算量，传统方法常用差分值代替偏微分值，但实际计算过程中发现，用差分代替偏微分会给计算结果带来不可忽略的误差，而且该误差无法通过增加计算次数消除。文中采用三点拟合的方法近似地求取目标函数的偏微分值，实际应用显示该方法并不会明显增加计算量，但却较大地提高了非线性故障诊断方法的精度。

中国电机工程学报杂志核能与可再生能源发电

小时风速的向量自回归模型及应用112-117

摘要：短期风速预测对并网风力发电系统的运行有重要意义。该文简述了短期风速预测的价值和方法，分析了小时风速的日变化特点。在此基础上，提出将单变量小时风速时间序列向量化，以消除日周期非平稳，进而建立了向量自回归（vector autoregression，VAR）模型，并用于小时风速预测。算例表明，正常天气条件下，该模型可以预测提前72h的短期风速。该文提出的方法和模型具有一定的普适性，可用于其它领域的时间序列建模与预测。

中国电机工程学报杂志发电机

1000MW汽轮发电机端部磁-热耦合分析118-122

摘要：基于有限元方法，对1000Mw汽轮发电机端部行波电磁场和三维温度场进行了时谐耦合场分析。在发电机额定短路运行工况下，端部结构件的耦合场数值分析计算结果和相应温度实测数据间的误差满足工程分析精度要求，表明构造的时谐耦合场计算模型和分析方法的正确、有效性；并给出了空载、额定负载和进相0．95等运行工况下结构件的涡流损耗及其温度分布。该文采用的方法可用来指导电机的稳定安全运行，并为预测汽轮发电机的进相运行能力提供了可靠的理论分析基础。