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中国电机工程学报 2008年第23期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

W火焰锅炉结渣特性数值模拟1-7

摘要：采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型，对一台DG1025／18．2-Ⅱ14型W火焰锅炉结渣特性进行了数值模拟，结合现场运行状况，对结渣位置、程度及原因进行了分析。结果表明，该锅炉的结渣位置主要是下炉膛侧墙、拱部燃烧器区域和前后墙局部区域。炉膛中心区域温度比两侧高，气流膨胀更迅速，压力更高，挤压两侧气流沿炉膛宽度方向向侧墙运动，产生偏斜，火焰冲刷侧墙，是导致W火焰锅炉侧墙结渣的根本原因。锅炉变工况运行时，切停或切换部分燃烧器，使炉内局部空气动力场偏斜，冲刷已关闭了燃烧器的拱部和前后墙区域，则是导致拱部燃烧器区域和前后墙局部区域结渣的主要原因。

凝结洗涤塔脱除燃煤超细颗粒实验研究8-13

摘要：对洗涤塔内相变促进燃煤细颗粒凝结长大与脱除进行了实验研究。通过在洗涤塔入口和洗涤塔内注入适量蒸汽，使其在塔内不同区域形成细颗粒凝结长大所需的过饱和环境。探讨了2种情况下，不同操作参数对燃煤超细颗粒脱除效率的影响规律。结果表明2种蒸汽添加方式均可显著促进燃煤超细颗粒的脱除，蒸汽添加量为0．03kg／m^3时，颗粒数浓度脱除效率分别提高了50％和60％；对于塔前添加蒸汽，气液温差的提高有利于细颗粒的脱除，而塔内添加蒸汽则正好相反；此外，对于气液温差较大的情况，增大液气比可有效提高脱除效率；燃煤细颗粒的脱除效率随烟气在塔内停留时间的增加而提高，特别是塔内添加蒸汽的情况，当停留时间为1．5S时，塔前和塔内添加蒸汽脱除效率可分别达到60％和65％以上，而未添加蒸汽时脱除效率几乎不受停留时间的影响。

选择性非催化还原法在电站锅炉上的应用14-19

摘要：对一台HG-410／9．8-YW15型煤粉锅炉，在已进行常规煤粉再燃改造基础上进一步结合了选择性非催化还原（selective non—catalytic reduction，SNCR）的改造，即对该锅炉采用了联合Reburning／SNCR技术。通过实验运行表明：当仅有再燃投入运行时，NOx可以低于350mg／m^3（标准状态，6％O2，干烟气）；而当结合了SNCR运行时，NOx则达到了200mg／m^3以下，同时尾部氨泄漏小于7．6mg／m^2。低负荷情况下脱硝率较高，对于51％负荷（φNH3）／φNO）等于1．0），NOx降至160mg/m^3，而此时的尾部氨泄漏只有1．14mg/m^3。此外，根据负荷及φ（NH3）／φ（NO）的不同，单独SNCR技术在再燃的基础上也实现了38．2％-73．9％的脱硝率。尾部烟道中的氨分布呈现出前墙高于后墙的现象。SNCR的投运对飞灰含碳量、排烟温度及CO排放等几乎没有影响，但会造成尾部排烟量的增加，即对锅炉效率造成了约0．5％的损失。

水煤浆再燃降低锅炉NOx排放的实验研究20-24

摘要：为明确锅炉采用水煤浆再燃技术时的整体NOx控制效果和影响因素，利用神华煤，在0．25MW沉降炉上，分别以煤粉和水煤浆为再燃燃料，进行了再燃NOx控制实验。结果显示，水煤浆再燃时的脱硝效果优于煤粉；一定范围内，较高的再燃比有利于锅炉整体再燃脱硝；锅炉主燃区宜采用氧化性氛围，此时该处的过量空气系数与脱硝效果呈现二次曲线关系；水煤浆再燃脱硝率与再燃区过量空气系数成反比。实验证实，水煤浆是一种较优的再燃燃料，可被广泛应用，以实现对工业炉NOx排放的有效控制。

凝汽器壳侧准三维数值研究25-30

摘要：引入多孔介质，采用k-ε湍流模型，利用准三维数值计算方法对一双流程凝汽器的汽相流动与换热进行计算与分析。针对由于凝汽器喉部低压加热器和扩散角的影响以及冷却水温沿流程变化而引起的蒸汽热负荷分配不均的问题，提出安装导流板改善流动与传热特性的措施。通过计算证实：添加导流挡板后，增大了左边管束区的蒸汽流量，保证了这一区域管束的蒸汽负荷，提高了传热面积的有效利用面积，沿冷却水流向各管束区域的蒸汽负荷分配较为均匀，增加了蒸汽凝结量，提高了凝汽器真空，凝汽器的工作性能得到改善。

自激脉动燃烧器脉动频率跳变的实验研究31-36

摘要：对自激脉动燃烧器脉动频率的跳变现象进行实验研究，测得了此类燃烧器频率随功率、当量比跳变的规律：当燃烧器功率降低到某一临界值时，其工作频率将从基波型的频率值上跳到高一次的谐波型的频率值；进一步降低燃烧器的功率，其工作频率将在这一谐波振型上按声学规律继续下降，反之亦然；当量比较高时，燃烧器在功率较高的情况下就会出现频率跳变；当量比过低时，会导致燃烧器在频率跳变阶段运行不稳定。根据实验测量结果，运用瑞利准则分析了产生这一现象的机理，并且提出了控制燃烧器频率跳变的有效方法。

火电机组热经济性分析的统一物理模型和数学模型37-41

摘要：为实现火电机组节能降耗的目的，以质量平衡方程和能量平衡方程为基础，首次建立了火电机组热经济性分析的统一物理模型，并在此基础上，建立了火电机组热经济性分析的基础数学模型，即比内功方程、循环吸热量方程和汽水分布方程。统一物理模型的形式规范简明，数学模型形式简单统一、物理意义明确，能够适用于各种形式的火电机组。通过实例计算，验证了所建模型的正确性。为通用的热经济性在线或离线分析系统的开发奠定了基础，也为一般的热经济性分析、机组的变工况分析和制定热经济分析与能耗计算的统一标准提供了新的理论工具。

定功率下加热器端差对机组热经济性的影响42-45

摘要：定功率分析机组的热经济性有非常重要的意义。该文基于热力系统矩阵热平衡方程式与热耗变换系数的理论，通过严密的数学推导，建立了定功率条件下加热器端差对机组热经济性影响的简易数学模型。该数学模型考虑了热力系统的结构特点和辅助汽水系统的影响，并分别针对不同类型的加热器及在加热器之间采用不同连接方式时对机组热效率与加热器端差之间的依变关系进行了讨论。以某600MW机组为例，分别计算了其各级加热器端差增大2℃对机组热经济性的影响。研究表明，加热器端差对机组热经济性的影响可以用端差大小、热耗变换系数及相关的流量系数来描述。

中国电机工程学报杂志工程热物理

湍流混合限制下选择性非催化还原过程的数值模拟46-52

摘要：基于CFD软件平台，对燃烧研究设备（combustion research facility，CRF）中试试验装置的选择性非催化还原（selective non—catalytic reduction，SNCR）脱硝过程进行模拟计算，通过与试验结果的比较，验证了该文的数学模型和计算方法。文中研究了在不同的温度、氨氮摩尔比条件下，喷射尿素溶液对脱硝效率和漏失氨的影响。计算结果表明，随着[NH3]／[NO]的增加，NO的还原率逐渐提高，在[NH3]／[NO]为1．0-2．5时可以达到50％-90％的NO脱除效率。同时由于随着氨氮摩尔比的增加，漏失氨也随之增加，因而应合理控制氨氮摩尔比在1．5左右。

选择性非催化还原脱除氮氧化物的影响因素分析53-59

摘要：进行以NH3作为还原剂的选择性非催化还原（selective non-catalytic reduction，SNCR）转化氮氧化物（NOx）的试验研究。考察SNCR转化NOx的各影响因素：温度，初始NH3和初始NOx摩尔浓度的比值η,NOx体积浓度，O2体积浓度，停留时间等对NOx转化率的影响。结果表明在900-1050℃的温度范围内，SNCR可以得到较高的NOx转化率。并且在该温度范围内，η值由0．8变化到1．6时，NOx转化率显著增加。通过对试验数据进行数理分析，对SNCR转化NOx各因素的影响进行了定量研究，得出NOx转化速率与各因素的关系方程。同时考察了H2O2作为添加剂对SNCR的影响，发现H2O2作为添加剂能够降低SNCR对反应温度的要求，对NH3的逃逸有抑制作用，并从机理上给予了解释。

煤粉孔隙分形结构对水煤浆性质的影响规律60-64

摘要：用分形理论能描述具有强烈非线性特征的煤粉孔隙结构，利用氮吸附仪分析得到10种煤样的孔隙分形维数为2．572～2．722，利用Haake黏度计测量水煤浆黏度，讨论了孔隙分形、水分、氧量和可磨性指数等对水煤浆性质的影响规律，得到相关的拟合经验公式。当分形维数由2．61增大到2．643和2．698时，不同煤粉制得水煤浆的最高浓度由70．8％降低到69．2％和62．4％，而相应在剪切速率20s^-1时表观黏度则由879mPa·s升高到1900和2006mPa·s。说明随着不同煤粉的孔隙分形维数增加，比表面积和孔容积增大，导致水煤浆黏度升高和浓度降低，对成浆特性造成不利影响；而随着煤粉内在水分增加、氧量增加和可磨性指数减小，煤粉的成浆特性变差。

短光程下差分吸收光谱法测量低浓度污染气体的反演算法65-70

摘要：传统差分吸收光谱（differential optical absorption spectroscopy，DOAS）技术对长光程或高浓度烟气污染物可以实现准确、快速和在线测量，但是对于短光程、低浓度污染气体测量却存在较大的浓度反演误差。该文提出了一种新的光谱数据处理方法，并对信噪比较低的实测光谱数据进行了浓度反演。研究结果表明：气体浓度在0～150mg／m^3范围内，新算法的反演精度明显优于传统算法，反演误差都在10％以内；在150～4000mg／m^3范围内与传统算法相当；超过4000mg／m^3后新算法的反演误差较大。新算法具有良好的抗烟尘干扰能力，其零点误差较传统算法减小了95％以上。与传统DOAS算法相结合可以获得较宽的动态测量范围。

壁面约束对气固两相流中细长颗粒流化特性影响的数值研究71-74

摘要：细长颗粒的循环流化在工业生产中具有非常广泛的应用，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于燥或加湿等。细长颗粒的流化特性受颗粒间碰撞及当地气场风速等因素的影响。文中根据刚体动力学及动量守恒定理，建立起颗粒-壁面碰撞三维数学模型，并采用此三维数学模型研究了壁面约束效应对细长颗粒流化特性的影响。研究发现，壁面对提升管内壁面附近区域的细长颗粒的取向分布及浓度分布均有明显的影响，并且，取向分布随径向位置变化规律也受壁面约束影响。

TiO2负载的二元金属氧化物催化剂低温NH3选择性还原NOx的研究75-80

摘要：在TiO2负载的锰氧化物（MnOx/TiO2）中引入第2种组分，制成二元金属氧化物（MnOx-A／TiO2）催化剂，A分别为Fe2O3、WO3、MoO3、Cr2O3，试验研究低温催化活性、N2选择性及抗SO2毒性。结果表明，低温催化活性从高到低依次为：Mn—W／TiO2〉Mn—Fe／TiO2〉Mn—Cr／TiO2〉Mn-Mo／TiO2；N2选择性：Mn—Fe／TiO2〉Mn—W／TiO2〉Mn—Mo／TiO2〉Mn—Cr／TiO2，Mn—Fe／TiO2和Mn—W／TiO2保持了较高低温催化活性的同时提高了N2选择性。当反应气中含有φ（SO2）=0．01％和φ（H2O）=6％，空速为12600h^-1、120℃、8h后NOx转化率Mn—W／TiO2、Mn—Fe／TiO2、Mn—Mo／TiO2分别保持在98．5％、95．8％及94．2％。由此得出，WO3、Fe2O3为MnOx有效的助催化剂，可大大提高MnOx／TiO2的选择性和抗SO2毒性的能力。傅里叶变换红外光谱显示，与Fe2O3不同，WO3也提供了部分Lewis酸活性点，说明在有低浓度SO2存在下，Mn—W／TiO2显示了极好的低温NH3选择性还原NOx的催化活性。

高温煤基燃料的燃烧特性及NOx排放试验研究81-86

摘要：为探索控制煤粉燃烧时NOx的生成，参考高温空气燃烧的概念，提出将煤粉预热到800℃的高温后再进一步燃烧的新工艺，方法是借助循环流化床在低过剩空气系数下燃烧的技术预热煤粉。由于煤粉在预热过程中发生了部分燃烧，将生成物称为高温煤基燃料。在小型热态试验台上完成了第1阶段的概念性验证试验。热态试验以大同烟煤为燃料，试验台由提供高温煤基燃料的循环流化床和用于高温煤基燃料燃烧的下行燃烧室组成，下行燃烧室直径为220mm、高度为3000mm。试验结果表明：下行燃烧室内轴向温度分布比较均匀，最大温差为176℃；Nox排放值为399mg／m^3（φ（O2）=6％），高温煤基燃料中的燃料N向NOx的转化率为26．9％；燃烧效率达到99％。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

基于混沌遗传算法的主汽温系统RBF—PID控制87-92

摘要：针对火电厂主汽温控制系统具有大惯性、大迟延等特性，提出一种基于混沌遗传算法的径向基函数神经网络整定PID参数的控制策略。利用遗传算法优化神经网络权系数，同时利用混沌优化方法的局部快速搜索能力，实现全局最优化。该控制策略不仅具有常规PID串级控制的特性，而且具有智能控制器的自学习能力，增强了系统对不确定因素的适应性。仿真研究结果表明，这种方法具有全局优化的能力，对PID控制的参数优化设计是成功和有效的，系统动态品质明显优于通常的PID串级控制，系统控制性能得到了较大提高。

主汽温系统模糊自适应内模控制93-98

摘要：基于内模控制理论，针对火电厂主汽温被控对象的大惯性、大迟延、时变、多干扰的特点，设计了内模-比例串级控制系统，并将量子遗传算法应用于滤波器参数的寻优。并在此基础上结合T-S模糊建模和自适应控制技术，提出了模糊自适应内模控制（fuzzy adaprive internal model control，FAIMC）策略。该方案实现简单，对工况变化具有优良的适应性。对某超临界600MW直流锅炉主汽温系统4种典型工况进行仿真控制，其过渡过程时间短，超调量小，适用于大惯性、大迟延过程的控制，控制效果明显优于串级PID控制。为克服负荷变化对主汽温系统性能的影响，采用模糊自适应内模控制策略分别进行了升降负荷实验。仿真结果表明：提出的控制系统能较好的适应对象动态模型的大幅度变化，保持较优的调节性能。

中国电机工程学报杂志核能与可再生能源发电

麦秆热解过程中氮迁移特性的试验研究99-104

摘要：在氩气气氛下，利用热重-傅里叶红外光谱联用技术研究麦秆热解过程中含氮气体NH3、HCN、NO及HNCO等的析出及分布特性。揭示生物质挥发分中含氮化合物的主要存在形态和转化率。结果表明：热解条件影响生物质燃料氮的析出分布。升温速率提高，NH3及HCN的析出总量减少，但NO及HNCO的析出总量呈增加趋势；麦秆粒径增加，热解产生的含氨气体的析出量减小。NH3所占份额增加明显，HCN／NH3质量比减小。粒径越小，HNCO及NO在含氮气体中所占份额越大；热解终温升高，NH3及HCN的析出量增加，HNCO及NO的析出量减小。低温热解，残留在焦中的氮含量较高。