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中国电机工程学报 2008年第17期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

氨吸收式动力/制冷复合循环的敏感性分析1-7

摘要：对氨水混合工质动力／制冷正逆耦合循环进行了模拟计算分析，该循环通过分流、精馏、吸收冷凝，满足了不同热力过程对工质氨浓度的不同需求。选取热效率η、烟效率ε等指标作为评价准则，当循环透平进汽参数为375℃／7000kPa时，玎约为20％，韵为40％。对循环重要参数分流比S、基本工质氨质量浓度X变化对热力性能、评价准则的影响进行敏感性分析，讨论不同X下如何设置分流比S使循环能量利用更为合理。研究表明：综合考虑循环功冷联供性能、经济性能等因素，建议分流比S取0.4左右，基本工质氨质量浓度X取0．28-0．32。如需较大的冷输出，可适当加大S及X，但S过高（〉0．8）循环热力性能会恶化。

200MW锅炉低NOx燃烧系统改造与试验研究8-14

摘要：针对某燃用烟煤的200MW机组采用四角切圆布置方式燃烧器的670t／h锅炉，在主燃烧区域采用水平浓淡燃烧器、加装燃尽风喷口，采取燃料水平分级与空气垂直分级结合的方式进行改造，降低氮氧化物（NOx）排放水平。研究了该低NOx燃烧系统对锅炉NOx/CO排放和飞灰可燃物的影响规律。试验结果表明，当采用合理的燃尽风布置合理的二次风配风调节方式，燃尽风份额控制在30％时，机组NOx排放量可降低到300mg/m^3以下；在任一工况下都不高于400mg/m^3，其中最低NOx排放浓度为250．84mg／m^3。同时，对飞灰含碳量影响较小，保持在1．5％-3％之间。

油页岩流化床燃烧污染物排放特性15-20

摘要：在小型热态流化床燃烧实验台上进行了桦甸油页岩的燃烧污染物排放特性实验研究，得到了床温、油页岩颗粒粒度、Ca／S摩尔比、过量空气系数对油页岩流化床燃烧过程中SO2、NO、NO2等污染物排放特性的影响，实验结果表明：在床温为800-050℃、Ca／S摩尔比为5-7、过量空气系数为1．4，油页岩颗粒粒度适宜时各种污染物排放量相对最低，流化床在此工况下运行最合理。然而，流化床的常规运行温度虽然对SO2排放控制有利，但却不利于NOx污染物的排放控制；随着Ca／S摩尔比的增加各种污染物排放量明显下降；随过量空气系数的增加，各种污染物排放量开始均有所增加，而后逐渐下降。

垂直管煤粉高压密相气力输送特性的模拟研究21-25

摘要：基于颗粒动力学理论，采用κ-ε-κp-εp湍流模式，对垂直管内高压密相上升流的三维流动行为进行了数值模拟，其颗粒浓度高达30％，并对部分模拟结果进行了实验验证。模拟过程中考虑了气固两相之间的湍流相互作用，得到了两相速度分布、浓度分布和湍流强度分布，考察了表观气速、输送压力和煤粉粒径对流动行为的影响。模拟结果显示：表观气速的增加导致压降梯度先减小后增加，导致煤粉浓度减小；输送压力的减小导致压降梯度减小；煤粉粒径的增加导致压降梯度增加。通过实验得到了表观气速和输送压力对压降梯度的影响。数值模拟结果与实验结果吻合较好。

燃煤汽包炉发电机组的动态建模及其运行数据验证26-31

摘要：基于机理分析并结合机组实际运行数据，建立了一台汽包锅炉燃煤机组的非线性动态模型。该模型描述了机组的汽包压力、主蒸汽压力、主蒸汽温度和输出功率的动态特性。该建模方法避免了附加试验信号对机组正常运行的影响。建模过程中，当机组变负荷运行时，其他重要参数如压力、蒸汽流量及吸热量对主蒸汽温度的动态特性的影响得到了研究；并且过热器吸热量由炉膛辐射能信号来确定。验证结果表明：在一定范围内，模型输出的4个输出变量基本上与机组数据是一致的。

超（超）临界垂直管圈锅炉水冷壁流量分配及壁温计算32-38

摘要：水冷壁流量分配和壁温计算方法是开发自主产权超（超）临界锅炉的关键技术之一。针对垂直管圈结构和炉内热负荷分布特点，将水冷壁划分为由流量回路、压力节点和连接管组成的流动网络系统。根据质量守恒、动量守恒和能量守恒方程，建立了超（超）临界锅炉水冷壁流量和壁温计算的数学模型。与传统的图解法相比，该方法具有精度高、能够处理复杂结构等优点。在此基础上，通过对185个回路方程和10个压力节点方程组成的非线性方程组进行直接求解的方法，得到了100％、50％和35％锅炉最大连续蒸发量负荷下玉环电厂1000MW超超临界锅炉水冷壁流量分配和壁温分布，并与国外公司的计算结果进行了比较。结果表明二者符合较为一致，流量分配的最大误差为9．7％，壁温误差为3-7℃。

汽水喷射器升压特性及输出量的调节方法39-42

摘要：利用基于直接接触凝结的汽水喷射器一维理论模型对升压特性进行理论分析，并对求解该模型的一些关键问题进行了论述，如采用平均凝结换热系数计算相间质量传递及利用汽羽确定各相体积分数等。根据该理论模型给出了升压式汽水喷射器出口温度和流量的调节方案，理论分析表明出口温度及流量的调节是解耦的，调节进水的质量流量可控制出口温度；调节蒸汽喷嘴的喉部截面大小可控制出口质量流量。结合相关的实验结果表明输出压力具有定量特性，只须调节出口背压即可以实现对输出压力的调节且不影响进口状态。

12X18H12T钢管蒸汽侧氧化皮及其剥落物的微观结构与形貌特征43-48

摘要：通过对某电厂12X18H12T过热器和再热器割管样品内壁氧化皮及其剥落物进行金相检验、扫描电镜观察、微区能谱分析、X-射线衍射等试验分析，研究和总结了18-8系列粗晶奥氏体不锈钢过热器和再热器蒸汽侧氧化皮的宏观和微观结构与形貌特征。研究结果表明：该不锈钢原生氧化皮通常可分为内、中、外3层氧化物，其内层为结构致密的富铬尖晶石结构氧化物，中间层主要是结构疏松、多孔的Fe3O4，最外层为结构致密但厚度较薄的Fe2O3；剥落物主要是原生氧化皮的外两层铁氧化物，内层氧化物一般并不剥落。原生氧化皮外层剥落部位在后继运行过程中不会再生长出新的Fe3O4类氧化物，但会逐渐生长出新的Fe2O3层，该次生Fe2O3层生长速度十分缓慢。

中国电机工程学报杂志工程热物理

煤粉浓度对HCN与NH3析出特性的影响49-54

摘要：为探索煤粉浓度对含氮化合物生成与转化过程的影响机理，以连续给粉的一维沉降炉试验台为依托，在不同煤种、粒径和炉温下，对不同煤粉浓度下HCN与NH3的析出浓度进行了测试，并对HCN与NH3析出量与NOx转化率及燃尽率之间的关系进行了分析。试验结果表明：挥发分越高，煤粉粒径越小，HCN、NH3析出浓度越大。细颗粒煤粉更容易在高浓度下析出NH3，在低浓度下析出HCN，而粗颗粒煤粉情况正好相反。炉温越高，HCN析出量越低，NH3析出量越高，炉温700℃是HCN与NH3析出浓度发生显著变化的转折温度。在煤粉燃烧过程中，含氮化合物主要以HCN的形式析出。NOx转化率主要取决于NH3/HCN析出浓度比，煤粉的燃尽程度主要与HCN的析出特性有关。高浓度煤粉燃烧非常有利于抑制含氮化合物向NOx的转化。

水焦浆燃烧动力学参数求解方法55-60

摘要：利用热重分析仪获得水焦浆的燃烧失重特性曲线，采用4种动力学方法求解了水焦浆的活化能，分析了其动力学特性，并与充州烟煤水煤浆进行对比。结果表明，同一反应深度（转化率a）水焦浆的活化能低于烟煤水煤浆；CoatsRedfern法可以得到燃烧过程的平均活化能，得到水焦浆的反应级数为0．7，烟煤水煤浆的反应级数为1．0；等转化率的Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman-Reich-Levi法可以得到活化能随转化率的变化趋势，后者结果更可靠；非阿累尼乌斯公式的Dollimore法可以得到和Friedman-Reich-Levi法相近的活化能结果，这两种方法可以作为求解水焦浆燃烧动力学参数的优选方法。

有机酸盐强化石灰石湿法烟气脱硫试验研究61-65

摘要：在湍球塔设备中进行了有机酸盐强化石灰石湿法烟气脱硫的试验研究，对有机酸和有机酸盐强化石灰石湿法脱硫作了实验对比。结果显示，在脱硫系统中加入少量添加剂，既可以增加石灰石的溶解度，提高系统的脱硫率，也可以在较低的pH值下，防止结垢堵塞，增加系统运行的稳定性。己二酸钠和柠檬酸钠强化石灰石湿法烟气脱硫过程，可使系统脱硫率增加7％棚％，石灰石利用率提高近40％。根据实验结果，再考虑添加剂的市场价格，经过综合分析筛选，得出柠檬酸钠为性价比最好的添加剂。

颗粒间碰撞对气固两相流中细长颗粒流化取向分布的影响66-69

摘要：细长颗粒循环流化在工业生产中具有广泛的应用背景，如生物质秸杆在循环流化床中的燃烧，烟丝在循环流化床中的干燥、加湿等。细长颗粒在流化床内流化运动过程中，不可避免地存在颗粒之间的碰撞。文中根据直接模拟蒙特卡罗方法、刚体动力学原理及动量守恒定律，建立起气固两相流中细长颗粒间相互碰撞的三维数学模型。通过对比实验结果发现，考虑颗粒间碰撞的模拟结果比不考虑颗粒间碰撞的模型的模拟结果更加接近实验结果。研究发现，细长颗粒的取向分布随径向位置变化很大，颗粒间碰撞对细长颗粒的取向分布随高度及长径比的变化规律没有明显影响。

圆管内对流换热的场协同理论分析70-75

摘要：以空冷电机转予通道内的流动换热问题为背景，将场协同理论应用于旋转坐标系中。通过理论分析，指出了场协同理论应用于静止坐标与旋转坐标中的差异，说明了在旋转坐标系下对流换热问题的规律。采用数值模拟方法对旋转坐标下的三维轴向直圆管模型内部流动与换热进行了研究，验证了理论分析结果，并进一步对比了不同转速、不同入口条件下换热情况。理论分析与数值计算结果均证明在旋转坐标系下，高转速带预旋入口条件的轴向通道内固体壁面对流体做功量对总换热量的影响不可忽视。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

水滴高速撞击下汽轮机叶片的动力响应76-81

摘要：为获得汽轮机叶片在高速水滴撞击下的应力状况，从而为进一步研究汽轮机叶片水蚀提供撞击应力等基础参数，该文建立了高速水滴与叶片钢撞击模型。模型中采用光滑粒子动力学无网格方法描述水滴部分、常规有限元有网格方法描述叶片钢材部分，充分考虑了水滴与钢材间的流固耦合效应，研究了多种速度和粒径的水滴对叶片的撞击情况，得到了水滴内部的瞬态压力分布以及水滴撞击以后的压缩、扩展、飞溅的情况，叶片钢内部应力影响区域以及应力随时间的变化，撞击应力与水滴尺寸和撞击速度的关系等。与文献果的对比表明：文中的分析结果是合理的，试验结相关参数可以应用于汽轮机叶片的水蚀疲劳研究。

大容量火电机组固液两相流离心泵数值分析及结构优化82-86

摘要：广泛应用于300及600MW等大容量火电机组的固液两相流离心泵，由于其输送介质的特殊性，在运行中存在磨损严重以及效率低下等问题，而对泵性能产生影响的主要因素包括泵输送介质的特性和泵体几何结构因素。该文具体分析了泵体结构因素如蜗壳喉部面积、叶片数、叶片包角等对火电厂固液两相流离心泵性能的影响，并以此为依据，对其进行结构优化设计，然后通过选取合理的模型以及控制方程，借助于Fluent软件对改进后的泵内流场进行数值模拟，验证优化设计的效果。模拟结果显示，优化设计后的固液两相流离心泵达到了额定出力，效率有显著提高。

水轮机导叶开度的自适应非线性输出反馈控制87-91

摘要：水轮机导叶开度的控制归结为一个复杂的非最小相位非线性控制模型，其自适应控制不易采用传统非线性控制方法解决。为解决水轮机导叶开度的自适应控制问题，将通用自适应输出反馈控制应用到水轮机导叶开度的控制。首先通过一个线性可逆变换将水轮机导叶开度控制的非线性模型变换成满足通用自适应输出反馈控制定理要求的形式，然后证明变换后的形式满足通用自适应输出反馈控制定理要求的条件，最后对变换后的模型应用通用自适应输出反馈控制定理得到相应的控制器。数值仿真表明，基于通用自适应输出反馈设计的水轮机导叶非线性开度控制是有效的，且对系统参数变化具有极强的鲁棒性。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

基于免疫优化的机炉协调系统模糊增益调度H∞鲁棒控制92-98

摘要：针对非线性锅炉一汽轮机系统在负荷点大范围变动情况下的协调控制，提出了一种新的免疫优化模糊增益调度H∞鲁棒控制方法。该方法首先利用H∞／混合灵敏度方法设计出多个H∞局部鲁棒控制器以覆盖机炉系统的负荷变化区间；然后采用模糊推理生成增益调度准则以实现各局部控制器间的软切换；最后利用免疫遗传算法对模糊增益调度准则的结构参数进行优化设计，从而保证闭环系统具有良好的全局控制性能。仿真研究表明：基于该方法设计出的协调控制系统在大工况范围内具有优良的调节品质。

量子遗传算法优化RBF神经网络及其在热工辨识中的应用99-104

摘要：量子遗传算法是基于量子计算原理的概率优化方法，在量子门更新过程中，旋转角的大小直接影响优化的结果和进化的速度。文中针对模糊量子遗传算法（FQGA）容易导致系统陷入局部最优的缺点，将量子衍生交叉算法的思想引入FQGA，提出了一种新的量子遗传算法。同时利用该方法构造径向基函数神经网络进行非线性系统辨识。其特点是通过这种新的量子遗传算法，实现对RBF神经网络权值、宽度和中心位置等有关参数的估计。其速度快、精度高。通过RBF神经网络有效地完成了对非线性系统的辨识。对典型非线性函数辨识的测试表明：该方法有效地提高了量子遗传算法的计算精度和收敛速度。同时利用该方法设计了一种通用的热工对象模型辨识神经网络算法，编制了专用的模型识别软件，对某电厂循环流化床锅炉一次风对床温的动态特性进行辨识，结果表明该方法是一种精度比较高的辨识算法。