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中国电机工程学报 2009年第08期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

煤基多联产系统热力与经济性分析1-5

摘要：化工动力多联产系统作为一种高效和清洁的能源系统而备受关注。该文对3种不同集成特征的煤基化工动力多联产系统的热力和经济性能进行分析，揭示了多联产系统节能效果对系统经济性的影响关系。采用成本节约率GR作为系统经济性能的评价准则，合成反应新气无调整和合成过程未反应气部分循环的多联产系统能够取得最高的成本节约率为11．8％，是系统设备投资节约与系统节能效果均衡的结果，其中化工岛与动力岛之间能量利用的耦合改善了系统热力性能，起到关键作用。研究成果为多联产系统从技术和经济角度进行综合评价提供了分析方法。

十字隔墙湿式冷却塔冷却特性的数值研究6-13

摘要：为阐明十字隔墙对自然通风逆流湿式冷却塔冷却特性的影响，基于CFD软件FLUENT，建立了十字隔墙湿式冷却塔的三维数值计算模型，对塔内外空气动力场及塔内气一水两相间的传热传质进行了三维数值模拟。在2种典型风向下，分析了十字隔墙对冷却塔雨区空气动力场、水池水面水温场、通风量、塔内各区平均传热传质系数、各区冷却水温降及冷却水总温降的影响。研究表明：低风速时，十字隔墙可增大冷却塔总体冷却性能；高风速时，风向与迎风侧第1块隔墙平行时，冷却塔总体冷却性得到提高，风向与迎风侧第1块隔墙夹角为45°时，冷却塔总体冷却性能下降，间隙十字隔墙可有效减小无缝十字隔墙因高速侧风风向变化而产生的不利影响。

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响14-19

摘要：研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性，对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600Mw直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构，建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型，利用CFD模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场，进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响，提高冷却空气流量，改善空冷单元的传热状况。

煤粉锅炉不同粒径飞灰含碳量的非线性变化特性20-25

摘要：飞灰含碳量对于锅炉的热效率和安全运行、发电机组的性能以及飞灰利用等方面均有较大影响。以实验手段研究了飞灰含碳量与粒径尺寸之间的变化关系，实验结果表明，一定条件下，煤粉炉飞灰含碳量与粒径之间在存在非线性关系，典型的变化趋势为：随着粒径尺寸的减小，飞灰含碳量先减小后增加。通过已有研究、不同飞灰采样条件、不同电厂和煤种等方面的验证，确定了所发现变化趋势的可靠性。借助已有研究的实验数据，从锅炉相关因素和煤相关因素2方面，对该文所报道现象的合理性进行了肯定，同时进行了简要的机理分析，提出了可能造成此非线性变化趋势的原因。

中国电机工程学报杂志工程热物理

往复热循环多孔介质燃烧点火特性数值模拟26-33

摘要：采用无量纲形式，以有限容积法为基础，对往复式热循环多孔介质燃烧系统点火燃烧特性进行数值模拟，分析不同点火位置对多孔介质燃烧过程中点火燃烧演变过程、燃烧稳定状态、及点燃燃气热值的影响。指出在点火燃烧演变过程中，各点火位置下的温度分布经历明显演变过程，燃烧火焰位置均逐渐向“特定位置”移动；燃烧稳定时，火焰位置相互重合，预热区温度和峰值温度基本不变，点火位置向燃烧蓄热器中心靠近，蓄热区域内温度越高，直接点燃燃气热值越低。

低挥发分水煤浆燃烧特性及其在燃油锅炉上的应用34-39

摘要：通过热重分析研究对比了一种精煤水煤浆和一种低挥发分水煤浆的燃烧特性。结果表明，精煤水煤浆样品的着火和燃尽温度均低于低挥发分水煤浆，其着火、稳燃综合指数Rw高于低挥发分水煤浆。利用220t／h燃油改水煤浆锅炉试烧该低挥发分水煤浆样品，得到炉内温度、火焰黑度分布规律以及排烟成分特征，发现主要运行参数基本达到设计燃料数值，能够满足锅炉和机组运行要求，但锅炉燃烧效率和热效率均比设计值低。可通过调风等措施提高锅炉效率。燃料燃烧特性的热重分析结果与实际锅炉燃烧测试结果较吻合，为大型电站锅炉燃用低挥发分类水煤浆提供了借鉴和参考。

污泥和煤混烧过程中含氧官能团的变化规律40-44

摘要：采用X射线光电子能谱研究一种干燥后的市政污泥和一种烟煤在不同质量分数下组成混合物燃烧过程中含氧官能团的演化规律。分别取污泥质量分数为0、10％、20％、30％和100％配制成5组样品，在管式炉反应器中分别得到各样品在0、30％、50％、70％和100％燃尽率下的焦样。运用X射线光电子能谱对焦样中含氧官能团的分析发现：随着燃烧的进行，烟煤中无机氧的含量上升，羟基的含量减少，羰基含量呈波动状，羧基的含量先增加后减少。市政污泥中的含氧官能团形态与煤相同，其演化规律与煤相近。煤和污泥中的含氧官能团在混烧过程中均保持了各自的独立性，未发生明显的相互作用。

催化剂对天然焦-蒸汽气化特性的影响45-49

摘要：在小型流化床实验台上研究催化剂对天然焦一蒸汽气化特性的影响，考察了Ni、Fe、K、Ca基及其混合基催化剂对气化性能的影响。实验结果表明，添加催化剂能有效改善气化特性；单组分催化剂中，Ni基催化剂催化效果较好；复合型催化剂催化效果强于单组分催化剂。干混法添加天然焦质量4％的混合催化剂，其Fe基、Ni基、Cu基金属含量比分别为35％、55％、10％、与无催化剂相比，可将气化反应碳转化率从原来的34．6％提高到56．4％，提高1．63倍，产气量提高1．75倍，小时产气热值提高近2倍。

改性钙基吸附剂的汞吸附特性实验研究50-54

摘要：利用汞渗透管产生的气态单质汞和其他烟气主要气体成分模拟烟气条件，在固定床实验台上进行了以消石灰、飞灰和由两者混合物改性的3种物质作为吸附剂吸附单质汞的实验研究。实验结果表明，Ca（OH），吸附Hg^0效果较差，SO2的存在对Ca（OH）2吸附Hg^0有促进作用；经改性的普通高活性钙基吸附剂对Hg^0吸附效果比消石灰稍强，SO2的存在促进了普通高活性钙基吸附剂对Hg^0的吸附；有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg^0的吸附效率比普通高活性钙基吸附剂增加约30％，当有SO2存在时，有添加剂的高活性钙基吸附剂对Hg^0的吸附效率略低，而穿透时问延长。利用改性钙基吸附剂可以实现烟气中S02和Hg^0相对较低的成本同时脱除。

多孔气膜冷却纵向耦合涡的数值模拟55-59

摘要：应用Realizable κ--ε紊流模型并结合SIMPLEC算法，近壁区流动的处理采用加强壁面函数法，对多孔气膜冷却进行数值模拟，将数值解与实验值进行比较，对纵向耦合涡的发展与冷却死区范围变化的关系进行探讨。结果表明，数值计算可较真实地模拟平板多孔气膜冷却气膜孔间气膜冷却效率的分布规律。冷却气流对底面形成气膜冷却的效果是由于纵向耦合涡覆盖在底面之上，阻隔主流与底面直接接触；气膜孔后高涡量、低涡心位置的纵向耦合涡的形成有助于提高其覆盖区域的气膜冷却效率；底面气膜冷却效率的分布规律与纵向耦合涡在底面上的覆盖范围一致，多孔气膜冷却气膜孔后纵向耦合涡的汇合位置直接影响孔间冷却死区的范围。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

基于声发射的可倾瓦径向滑动轴承碰摩故障诊断64-69

摘要：该文尝试使用声发射技术检测径向可倾瓦轴承瓦块与转轴的碰摩故障，并在600Mw汽轮机发电机组模化实验台上进行了相应的实验研究。实验结果表明，当瓦块与转轴发生碰摩时，声发射信号的时域波形中出现周期性的脉冲信号，而且脉冲周期与轴旋转周期相同。此外，通过合理布置声发射传感器在轴承座上的位置，可以根据不同位置测量到的声发射信号幅值变化，以及声发射脉冲到达2个传感器的时间差，推断出发生碰摩的瓦块位置。因此，声发射技术能够作为可倾瓦径向滑动轴承故障诊断的有益补充。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

考虑量化效应的扭振观测器设计70-74

摘要：讨论了基于状态观测器的汽轮机轴系扭振测量方法，采用李亚普诺夫稳定性判据分析存在量化效应的条件下标准龙贝格观测器的动态特性，指出由于数字系统中的有限字长效应（量化效应）会使观测器的跟踪性能恶化，估计误差不能在大范围内渐进收敛。该文通过把量化器作为一个确定性的无记忆非线性环节，导出了一个在存在量化效应条件下保证观测器渐进收敛的充分条件。在此基础上改进了汽轮机轴系扭振观测器，保证当原系统矩阵满足赫尔维茨条件时观测器的状态估计误差渐进收敛。

超临界机组协调控制系统设计新方法及其工程应用75-81

摘要：超临界燃煤发电机组配置的直流锅炉，动态特性复杂。该文给出超临界机组协调受控对象的一种实用数学模型，采用观测器预估燃煤的热值，设计一种基于增量式函数观测的状态反馈＋串级PID＋智能控制（IC）＋热值补偿（BTU）的综合型协调控制系统。采用数学方法描述了IC部分的具体内容，用状态空间法给出了整个控制系统的数学描述。通过数学分析，证明了系统稳定的充分条件，揭示了该综合型协调控制系统中串级PID调节器的作用。工程应用表明，在定压、滑压两种方式下变化负荷，其负荷速率可达12MW／min，证明了该控制系统的稳定鲁棒性。

基于最差子空间分解聚类的热工过程模糊辨识82-86

摘要：以较少的模糊规则在全局范围内获得满意的辨识精度，是模糊辨识追求的重要目标。该文提出了一种基于最差子空间分解聚类的非线性系统模糊辨识方法。根据各子空间的“可线性化”程度，对聚类的有效性进行评判，进一步对有效性最差的子集进行重新分解聚类，并辨识新增子空间的模型参数，以此逐步完成整个样本空间的模糊划分和模型辨识过程，直至模型满足既定要求。文中给出了所提出的模糊辨识方法与其他相关模糊辨识方法的对比结果，并利用该方法对2个典型热工对象进行了模糊辨识。

电站锅炉主元分析建模中的数据选取87-91

摘要：主元分析方法作为一种经典的建模方法已被成功应用到电站锅炉的过程监测中，然而建模时样本数据如何选取的问题并没有得到很好的解决。通过推导主元模型的故障可检测性指标和建模数据样本的方差之间的解析关系，发现主元模型的故障可检测性随建模数据样本标准差的变大而提高。采用2段600MW电站锅炉相同工况下的历史数据分别建立对应的主元模型，通过比较2段数据的方差和模型的故障可检测性，验证了上述结论的正确性。因此建立电站锅炉模型时，应采用稳定工况下波动性较强的过程数据样本建模，以提高模型的精度。

基于支持向量机的回归预测和异常数据检测92-96

摘要：针对电站实时数据中普遍存在异常数据的情况，提出一种基于支持向量回归的异常数据检测方法。该方法利用支持向量回归估计模型不倾向于消除个别大的回归误差，而是从整体上考虑回归曲线的平滑程度的特点，通过比较回归估计值与实测值之问的残差来识别测量数据中的异常数据。以某300Mw机组的主蒸汽流量为具体对象，给出了该方法的算例和检测结果，计算结果表明该方法能有效地实现异常数据的定位与分离，为提高电站性能计算的精确性奠定基础。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

生物质灰成分测试中的偏差问题分析97-102

摘要：灰成分是表征燃料特性时常用的一项重要指标，但生物质的灰成分分析结果总和常远低于100％，经分析发现主要是由于在生物质灰成分分析中忽略了氯的含量以及不准确的碱金属化合物表示两种原因造成的。该文确认了生物质低温成灰的重要性，然后参考煤和生物质各自的分析标准对常见的2种煤和3种生物质的灰成分进行了分析，发现部分生物质灰成分偏差达到20％以上。选取麦草灰做x射线衍射（XRD）物相分析，结果表明生物质灰中碱金衍属的氯化物远高于其氧化物。结合XRD分析结果，发现将氯作为灰成分的一项来计量仍有不合理之处。在分析对比灰成分的表达形式后，提出生物质灰成分中需要同时计算碱金属的氯化物和氧化物的结论，并尝试给出了碱金属的氯化物和氧化物的计算方法和分配原则。通过在利用该方法重新计算3种生物质的灰成分后，得到了比较合理的结果。

计及旁路二极管效应的太阳能模组性能评估103-108

摘要：为避免功率失配损失，太阳能模组一般都配置旁路二极管，提供一个能量散逸的途径。基于这种配置提出一种新的太阳能模组性能评估算法。依据实际旁路区段配置建立网络方程，通过牛顿一拉夫逊非线性迭代方法实现拓扑求解，继而获得模组的整体性能。在用制造商标准测试数据验证了该评估算法的有效性后，进一步考察各种阴影场景下的模组整体性能，并给出全局最大功率点（maximal ower oint，MPP）位置随辐射强度变化时的定性结论。理论分析和仿真结果表明，由于多辐射强度导致功率多峰值的存在，常规最大功率点跟踪（maximal ower oint rack，MPPT）算法可能会因为只能检测到MPPT伪极大值点而失效；而且，旁路二极管的合理配置对太阳能模组性能有很大影响。