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中国电机工程学报 2009年第29期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

300MW汽轮机内异质均质凝结的实验研究1-6

摘要：为减少湿蒸汽损失，汽轮机低压缸设计中需要知道湿蒸汽的水滴参数。水滴参数与凝结过程紧密相连，但目前已有的凝结理论模型和实验室中的喷嘴实验结果不能直接应用于真实的汽轮机中。简单介绍了汽轮机低压缸内湿蒸汽的凝结机制和新研制的改进型湿蒸汽测量系统的工作原理。基于实测变背压过程中直接空冷机组低压汽轮机末级后的蒸汽湿度参数并结合凝结机制，分析变背压过程中蒸汽湿度参数的变化规律及原因，证实了汽轮机中存在异质凝结现象以及凝结从异质为主向均质为主转变的过程。

W火焰锅炉结构效应对火焰影响的数值模拟13-18

摘要：定义锅炉本体结构所导致的火焰中心偏置为锅炉的结构效应。对2台使用不同类型燃烧器的w火焰锅炉的煤粉燃烧过程进行数值模拟，分析燃烧器类型、二次风配风方式与结构效应对火焰中心偏置的协同作用规律。计算与分析结果表明：折烟角与水平烟道强迫高温烟气流动方向改变，影响到炉膛内烟气压力分布，致使火焰中心偏向前墙；降低拱部燃烧器出口气流的旋流强度，火焰中心显著下移；从前后墙送入的二次风可有效平衡锅炉的结构效应，提高前后墙送入的二次风量可有效控制火焰中心向前墙的偏移。

微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成联合循环的设计与分析19-24

摘要：提出筛选有机朗肯循环工质的方法。基于能的“温度对口，梯级利用”原理和有机工质的热力性质，讨论用于增大输出轴功的微型燃气轮机与有机朗肯循环装置组成的联合循环，给出该联合循环的流程布置。用此布置将国内某正在研制中的微型燃气轮机与使用R123为底循环工质的有机朗肯循环装置组成联合循环，进行模拟计算和敏感性分析。结果表明，该联合循环可将热效率提高9．4％，达到38．4％，循环增压比、最高温度、回热度和环境温度的变化均会对热效率产生一定的影响。

高固体流率循环流化床内气体-颗粒团聚物流动特性25-29

摘要：采用Euler／Euler双流体模型、颗粒动理学方法模拟颗粒相流动，k-E双方程模型模拟气相湍流流动，同时采用以颗粒团聚物直径为定性尺寸的气-固曳力计算方法，数值模拟高固体流率循环流化床内颗粒的湍动流化特性。计算结果表明，考虑颗粒团聚物影响的模型能准确地反映出床内颗粒湍动流化的宏观规律。颗粒间摩擦应力对固相应力贡献较小。模拟结果获得的空隙率和颗粒浓度分布与实验结果相吻合，同时，预测出颗粒团聚物的分布规律。

中国电机工程学报杂志工程热物理

煤烟气再循环富氧燃烧污染物排放特性研究35-40

摘要：基于15kW一维下行燃烧炉，对烟气再循环富氧燃烧和常规空气燃烧2种工况下的污染物排放特性进行对比研究，发现烟气再循环富氧条件下煤粉燃尽率下降4．6％，烟气中CO浓度略有增加，而NOx和SO2的浓度大幅增加，但NOx转化率显著下降；静电低压撞击器（electrical low pressure impactor，ELPI）的测量结果表明，两工况排放颗粒物在1-10m区间都存在2个峰值，但烟气再循环富氧燃烧工况下颗粒双峰向大粒径方向移动。扫描电镜（scanning electron microscope，SEM）结合x-射线能谱（energy dispersive X-ray，EDX）的观测分析发现，颗粒物烟气再循环富氧燃烧工况和空气燃烧工况下PM．o的微观形貌和主要成分基本相同。颗粒物的电感耦合等离子体（inductively coupled plasma，ICP）分析表明，2种工况下PM10中的次量元素和大部分痕量元素分布基本一致，但烟气再循环富氧燃烧工况下PM10中Se的含量要明显高于空气工况，这可能是由于该工况下烟气中水蒸气含量较高，促进了CaO与灰中Se02的反应。

铁基催化剂选择性催化还原烟气脱硝特性比较研究47-51

摘要：以铁及铁的氧化物为床料，研究了不同催化剂对脱除烟气中氮氧化物效率的影响。实验中分别采用Fe和Fe2O3的混合物、纯Fe2O3及Fe3O4作为催化剂，研究在中低温的范围内烟气脱硝效果。结果表明，铁氧化物对选择性催化还原脱硝均有作用，但Fe2o3的活性更强，脱硝效果更大，在250℃时得到最高为91％的转化率。同时对催化剂进行了x射线衍射分析，初步确定反应的物相，M6ssbauer光谱分析则进一步确定催化剂所处的环境，结果表明两者的分析一致，γ-Fe2O3在选择性催化还原反应中起决定性的作用。

脱硫CaO团聚体晶粒产物层内Ca2＋和SO4^2-的扩散行为52-56

摘要：应用CaO团聚体晶粒双堆砌结构概念和晶体点缺陷扩散理论，研究了脱硫CaO团聚体晶粒的微观结构、硫化反应产物层内离子扩散的微观机制，并对产物层内2种固态离子扩散动力特性进行了模型计算。观察到团聚体晶粒一级气孔有效孔径〈50nm，模拟分析发现，CaSO4产物层内存在固态Ca2＋离子向晶粒表面迁移以及固态SO4^2-离子向晶粒深层渗透2种定向扩散流，产物层从晶粒边界向外生长形成纯CaSO4区域并受边界吸附反应制约而线性增厚，向内渗透则形成CaO和CaSO4的混合区，且CaSO4成分含量自外向内递减。研究结果表明：钙基脱硫剂硫化反应控制过程最终由气体扩散转换为固态离子扩散，2种固态离子扩散属于互扩散模式且扩散特性不同。

燃煤细颗粒固液团聚实验研究62-66

摘要：燃煤排放的大量细颗粒对大气环境和人类健康造成了严重的危害。化学团聚技术是控制燃煤电厂细颗粒排放最有效的方法之一。以青山电厂燃煤细颗粒为对象，采用激光粒度仪对细颗粒在化学团聚剂中的团聚行为进行实验研究。通过分析聚合氯化铝（PAC）、非离子型聚丙烯酰胺（PAM）、羧甲基纤维素钠（CMC）、黄原胶（XTG）4种高分子化合物对细颗粒的团聚效果，发现PAM对细颗粒的团聚效果最为明显，细颗粒主要通过高分子链的吸附架桥作用发生团聚。此外，针对PAM团聚剂研究了质量浓度、温度、表面活性剂、磷酸对细颗粒团聚的影响。结果表明：团聚剂中PAM的质量浓度不宜超过0．1g．L-1；温度对细颗粒团聚的影响非常显著，60℃时团聚剂中绝大部分细颗粒被团聚形成粒径大于10μm的团聚体：非离子表面活性剂对团聚剂中细颗粒的团聚有促进作用，阴离子表面活性剂则相反；磷酸使得PAM分子链发生卷曲，对细颗粒团聚有抑制作用。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

有效黏度效应对气体径向微轴承性能的影响84-88

摘要：基于1阶滑移速度边界，考虑到稀薄条件下气体的有效黏度，给出了气体径向微轴承润滑雷诺方程。采用有限差分法求解雷诺方程，得到不同参考努森数、轴承数以及不同偏心率下轴承的无量纲压力分布、无量纲承载能力及偏位角的大小。数值分析表明，稀薄条件下气体径向微轴承性能存在明显的有效黏度效应，而参考努森数是决定有效黏度效应的主要因素。相同轴承数时，随参考努森数的增大，气体有效黏度效应引起轴承的压力降低、承载力下降，而轴承偏位角增大；偏心率越大，有效黏度效应引起偏位角增大幅度越大，当偏心率小于0．6时，有效黏度效应不明显。相同偏心率时，有效黏度效应引起承载力降低、偏位角增大；轴承数较小时，气体的有效黏度效应不明显。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

基于平行反应模型的稻壳生物油燃烧机制研究89-95

摘要：利用热重一红外联用技术（thermogravimetric—Fourier transform infrared spectroscopy，TG—FTIR）研究稻壳生物油的燃烧过程。基于平行反应模型理论，使用多峰高斯拟合方法分析不同升温速率下稻壳生物油的失重速率曲线，并对燃烧各阶段释放的物质进行红外分析。结果表明，生物油燃烧的失重速率曲线可以描述为6个高斯函数峰的叠加。前3个拟合峰对应轻质有机物的挥发，第4个拟合峰对应重质有机物的分解和缓慢氧化，最后2个拟合峰对应二次焦炭的燃烧。升温速率的提高影响各拟合峰所占份额，加剧生物油挥发，减少二次焦炭生成，但仅对最后2个拟合峰的动力学参数有明显影响。最后结合多峰高斯拟合结果和红外分析结果提出稻壳生物油燃烧模型。

熔融碳酸盐燃料电池容阻特性建模与仿真96-101

摘要：基于守恒原理和热力学特性，建立熔融碳酸盐燃料电池-维分布参数模型。建模中考虑质量、动量、能量和组分守恒原理以及电化学特性，考虑气体特性沿电池长度方向的变化，能反映燃料电池的分布参数特性。应用容阻建模和集总-分布参数方法，将所建立的复杂偏微分方程组转化为常微分方程组，避免压力和流量的迭代计算，可满足实时动态仿真需求。利用该模型分析了熔融碳酸盐燃料电池稳态和动态特性。结果表明，这种建模方法是可行的，可用于熔融碳酸盐燃料电池的性能仿真。

两段式秸秆气化炉中当量比对气化特性的影响102-107

摘要：中国拥有大量的农林废弃物生物资源，因此开发以村为单位的生物质能量转化系统前景广阔。该文介绍上海交通大学研制的两段式秸秆气化炉的创新结构，并通过该两段式气化炉研究了当量比龟。对气化炉主要性能参数的影响。结果表明：在实验工况下，最佳当量比为0．3-0．35，此时秸秆气化气平均热值可达6009．7kJ/m3，产气率为1．84m3/kg，碳转化率为91．3％，气化效率为84．6％。当0．25〈εER〈O．3时，焦油含量随晚R的增大而减少，但εER〉0.3时，焦油含量又呈上升趋势。

风力发电机组风场模拟108-112

摘要：为考虑风力发电机组桨叶旋转效应，准确确定作用在桨叶风荷载，研究基于旋转样本谱进行风场模拟的问题。基于旋转样本谱的物理机制，从脉动风速Fourier展开的角度出发，首先推导脉动风速Fourier展开系数互谱，结合万函数的性质，提出基于物理机制的旋转样本互谱模型，并与旋转样本自谱共同构建了旋转样本谱矩阵。以旋转样本谱矩阵为基础，通过对其进行Cholesky分解，依据谱表现法实现风力发电机组脉动风场模拟。最后，结合典型的1．25Mw三桨叶变桨距风力发电机组进行纵向风速场数值仿真。研究表明，该算法可以准确地模拟给定风环境的风力发电机组脉动风速时程。