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中国电机工程学报 2010年第02期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

风电场功率预测物理方法研究1-6

摘要：对风电场输出功率进行预测是增加风电接入容量、提高电力系统运行安全性与经济性的有效手段，风电场功率预测的物理方法不受历史数据的限制，可用于新建风电场的功率预测。对基于物理原理的风电场功率预测方法进行研究，提出了适用于工程应用的预测方法，该方法采用解析原理分析风电场局地效应与风电机组尾流影响，具有鲁棒性强、计算时间短等特点。通过与某风电场实测功率比较，表明预测方法可以实现对风电场各种典型出力方式的预测，整体预测与逐点预测的准确性满足功率预测的工程应用要求。受数值天气预报（numerical weather prediction，NWP）计算网格分辨率与模式的影响，预测方法对风电场输出功率快速变化的预测能力相对较差，提高NWP数据的准确性是改善预测结果的有效手段。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

直流炉机组给水控制系统的设计与应用7-16

摘要：超临界（或直流炉）机组协调与给水控制系统，其被控对象具有多入多出强耦合、非线性、变参数的特点。研究工作以受控系统能控且可稳为设计目标，以2种类型的实际运行机组为研究实例，设计相应的控制系统。针对直流炉机组给水控制系统的技术难点问题，首先分别给出协调与给水控制系统单独运行时的稳定性条件及证明，再进一步由数学推理给出整个控制系统联合运行的稳定性分析。以2台300MW亚临界直流炉机组和1台600MW超临界机组的实际运行效果，验证了该研究方法的有效性和实用性。数学分析还揭示了控制系统中PID调节器的作用，为实际工程应用中参数整定和误差估计提供了理论依据和实用方法。

锅炉-汽轮机单元协调控制的反推PID方法17-22

摘要：为有效提高大范围变工况时单元机组的负荷适应能力，克服非线性特征对系统运行性能的影响，该文基于反推法，针对一个典型的锅炉—汽轮机单元非线性模型，经过工作点的坐标平移、模型的适当简化，将其分解为2个具有一个相同控制输入的子系统，对于各个子系统，通过合理选择虚拟控制变量，逐步构造出偏差信号的李亚普诺夫函数，进而设计出非线性机炉协调控制器，并将其转换为PID控制器形式。针对某500MW锅炉-汽轮机单元进行的仿真试验表明，基于反推PID方法的协调控制器具有良好的给定值跟随性、抗干扰性、负荷适应性和鲁棒性。

基于多信息融合的旋流燃烧器燃烧状态评价23-28

摘要：为对燃烧器的燃烧状态进行合理评价，研究基于模糊原理的多源信息融合评价方法，并将其应用于对单个旋流燃烧器整体燃烧状态的评价。通过融合燃烧器不同区域的燃烧状态信息，获得燃烧稳定性的综合评价值，以直观、全面地反映燃烧器的燃烧状态。实验数据表明，当调整燃烧器的运行工况时，综合评价值能正确反映出燃烧器整体燃烧状态的变化，证明了此方法用于实现多信息融合的燃烧器状态评价的有效性，为燃烧器状态的监测、建模和优化控制提供基础。

电站多目标负荷优化分配与决策指导29-34

摘要：对传统意义下的厂级负荷优化分配模型进行修正，同时考虑全厂供电煤耗率、污染排全放和负荷调整时间3个目标，提出厂级负荷分配的多目标优化模型。将多目标优化方法和多属性决策结合使用，研究多目标优化指导的问题。针对非劣分层遗传算法（nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ，NSGA．Ⅱ）易于局部收敛的特点，提出了并行的NSGA，Ⅱ多目标优化结构，增加了Pareto前沿的多样性，为决策提供丰富的信息。引入基于基点和熵的多属性决策方法，对Pareto解集进行排序，得出最优解。对某火电厂进行实例分析，结果表明该方法能准确快速地完成多目标负荷分配优化，并给出正确的指导，具有一定的实用性。

中国电机工程学报杂志热能工程

整体煤气化联合循环系统气化岛特性模拟研究35-39

摘要：气化岛是整体煤气化联合循环（integrated gasification combined cycle，IGCC）系统中较为复杂的关键单元，对整个系统性能有较大的影响。利用Thermoflex软件建立200MW级IGCC系统模型，从系统角度出发，对直接激冷式、除尘系统前带有气／气热交换器和取消气／气热交换器的3种IGCC系统进行比较，结果表明取消气／气热交换器的IGCC系统同样具有较高的效率，且系统更加安全可靠。对此系统中空分单元的氮气回注系数、气化炉单元的氧煤质量比，以及对流废锅出口粗合成气温度进行计算。计算结果表明：在空分系数为30％时，系统最佳氮气回注系数为70％；综合多种因素考虑，所研究煤种的最佳的氧煤质量比约为0．91；系统效率随着对流废锅（convective syngas cooler，CSC）合成气出口温度的增加而下降，当辐射废锅（radiant syngas cooler，RSC）粗合成气出口温度为700℃，对流废锅出口合成气温度取350℃，系统效率较高。

空气槽对微型双通道螺旋型过量焓燃烧器工作特性的影响40-45

摘要：为了解空气槽对平板微型双通道螺旋型过量焓燃烧器（Swiss-roll燃烧器）工作特性的影响，采用甲烷／空气预混气，在带有空气槽和没有空气槽的平板Swiss—roll燃烧器中进行燃烧实验。实验结果表明：空气槽有助于扩展微燃烧器的可燃极限，使燃烧器在更大的空气过量系数和更小的甲烷流量下工作，同时增加了燃烧器外壁的温度梯度。另外，对带有空气槽的微燃烧器进行了数值模拟。数值结果表明，高温燃气对未燃混合物有很强的加热作用，一方面使预混火焰面发生倾斜，另一方面使预混火焰在微燃烧器内部的位置随着流速、空气过量系数、外界散热的变化而变化。

锅炉内爆动态模拟与分析46-49

摘要：建立锅炉全系统数学模型，对不同结构、不同负荷、不同容量的锅炉进行一系列内爆模拟。结果表明：由于烟道阻力的增大，加装选择性催化还原（selective catalytic reduction，SCR）脱硝装置后内爆负压增大，增加值接近SCR装置的阻力。由于引风机压头和炉膛内燃烧情况的影响，内爆强度也随着锅炉负荷、锅炉容量的增大而增大。基于一系列的模拟结果，得出炉膛内爆的主要成因是炉膛内燃烧的变化，引风机误操作带来的负面效果是内爆的另一诱因。模拟和分析结果有一定的理论研究价值和实践指导意义。

中国电机工程学报杂志工程热物理

高温煤气脱硫及其对逆水煤气变换反应的影响56-61

摘要：采用天然石灰石作脱硫剂，在固定床上进行高温煤气脱硫，研究脱硫剂粒径、用量、温度和入口H2S浓度对脱硫性能的影响及脱硫反应对逆水煤气变换反应的影响，并得到CaO的转化率曲线。结果表明：粒径对脱硫效果的影响很大，其中以0．38～0．9mm的石灰石脱硫效果最佳；脱硫剂用量增加，气固之间的接触机会增加，脱硫反应进行得更完全；温度对脱硫过程的影响比较复杂，最佳的脱硫温度为脱硫剂完全煅烧的温度；在一定的空速下，随着入口H2S浓度的减小，反应速率减慢；脱硫剂明显加快逆水煤气变换的反应速率，起到催化剂的作用，但是产生的CaS堵塞了脱硫剂的微孔，催化活性减弱，使逆水煤气变换反应速率减慢。

CO2气氛对烟煤热解过程的影响62-66

摘要：采用热重-傅里叶红外联用的方法研究徐州烟煤在Ar、N2和CO2气氛下的热解特性，考察CO2气氛下反应终温和升温速率对其失重和气体析出特性的影响。结果表明，CO2气氛对煤热解的影响主要在高温区，表现为对煤中碳酸盐分解的抑制作用和对煤焦的气化作用。反应终温900℃时，CO2气氛下CH4和C2H6的析出量较加和N2气氛下小，而CO析出量较大。CO2气氛下反应终温由700℃上升到1000℃，CH4和C2H6的析出量略有升高，CO析出量显著升高；升温速率提高，CH4、C2H6和CO析出量降低。

氧形态及水对从头合成二恶英的影响67-71

摘要：氧和水是从头合成的关键因素，在管式炉中用模拟灰研究了氧形态和水对从头合成二恶英的影响。试验结果表明，水和CuO中的氧均不能参与到二恶英的从头合成反应中，而O2的加入可极大的促进二恶英的从头合成。O2由催化剂Cu2Cl2传递到固相的主要途径可能是：O2与Cu2Cl2合成络合物，络合物氧化炭的同时被还原为Cu2Cl2。实验发现水的存在可以强烈抑制二恶英的从头合成。水和飞灰中的CuCl2和Cu2OCl2反应生成不具有催化作用的CuO是水抑制从头合成二恶英的主要机制。

低温等离子体促进烟气中单质汞氧化的特性分析72-76

摘要：建立了实验室规模的低温等离子体氧化单质汞效能测定系统。实验研究了在介质阻挡放电所产生的低温等离子体条件下，烟气中主要成分对单质汞氧化的影响规律。实验结果表明：低温等离子体对烟气中单质汞均可达到较高的氧化效率；O2和H2O单组分可显著促进单质汞的氧化，1．5％的O2和4％的H2O分别可以获得97．4％和92．5％以上的单质汞氧化效率，电离产生的O、O3、OH等具有氧化性的活性粒子起到了重要作用；CO2的存在会增加烟气的还原性氛围，对单质汞的氧化具有不利影响：在Hg／N2/O2／CO2／H2O复杂烟气氛围下，由于活性基团相互之间的制约，单质汞的氧化率平均为75％，在烟气中添加少量的HCl会明显提高单质汞的氧化率。提出了在等离子体条件下HCl离解并氧化单质汞的机制。

丙酮在活性炭上的脱附实验和数值模拟77-85

摘要：实验测试了丙酮在不同温度、真空度和饱和吸附量的活性炭上脱附的出口浓度。结果表明：脱附真空度越大，脱附初始吸附容量越大，但脱附速率相应变小；吸附剂微孔内的毛细管现象作用和脱附过程中的传热传质耦合影响使脱附浓度曲线表现出真空浓缩区、快速衰减区和缓慢衰减区3个阶段，特别在脱附压力低于60kPa时，脱附出口浓度开始出现较长时间的反弹和维持，然后才缓慢下降。通过理论分析和建立脱附过程的耦合模型，数值模拟了丙酮在活性炭上的脱附，实验和理论分析发现脱附引起温度变化不大，相应由于温度变化所引起的传质系数变化以及浓度变化都不大；耦合影响的传质系数在脱附过程的不同阶段对浓度曲线影响程度不一样；分段求取传质系数和轴向扩散系数可以使数值计算结果很好地与实验数据吻合；对于同一初始吸附容量，脱附时丙酮分压越大其传质系数k越大；轴向扩散系数在真空脱附时不宜忽略。

基于最小二乘支持向量机和粒子群算法的两相流含油率软测量方法86-91

摘要：为提高油水两相流含油率的测量精度，提出基于最小二乘支持向量机（least squares support vector machine，LSSVM）和改进的粒子群算法（particle swarm optimization，PSO）的含油率建模方法。该方法将测量的油水总流量和加热器上下游温差作为LSSVM输入，含油率作为输出，对含油率与温差和总流量的关系进行训练，通过改进的PSO优化LSSVM的参数，建立了含油率的优化模型，并用测试数据对含油率的模型进行了比较。实验结果表明，基于改进的PSO-LSSVM含油率模型比PSO-LSSVM和遗传算法-最小二乘支持向量机模型运算速度快，比理论修正模型测量精度高，含油率在4％～60％时，平均测量误差为0．93％。

矩形管边界层内亚微米颗粒运动热泳规律的实验研究92-97

摘要：建立带有玻璃窗的由“煮黑”工艺完成的矩形通道实验装置，对已有的颗粒动态分析（particle dynamics analyzer，PDA）测量技术进行了改进，并以此方法对矩形通道内的不均匀温度场中近壁区的亚微米颗粒的运动情况进行了测量。改进的PDA测量方式可更有效地了解近壁面颗粒运动状况。利用实验数据对在温度场中亚微米颗粒的受力情况和运动情况进行了分析。研究表明：亚微米颗粒在湍流温度场中运动，既有湍流和热泳的沉积效应，也存在较小颗粒的团聚效应。热泳力对较小粒子的作用强于较大粒子，但如果粒径太小，粒子在主流中的跟随性变强。热泳力对亚微米颗粒作用较强，湍流对较大颗粒作用较强。由于亚微米颗粒能够跟随气流运动，对沉积也带来不利的影响。当温度较高时，在边界层内，热泳力超过由于速度梯度造成的横向沙夫曼力，是使细颗粒发生热泳沉积的重要原因。布朗扩散可能对亚微米颗粒运动起到主导作用。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

超超临界机组用P92钢焊接细晶区高温蠕变行为研究104-108

摘要：用热模拟方法制备了P92钢的焊接细晶区（fine grained heat-affected zone，FGHAZ）试样，观察细晶区的显微组织，研究比较细晶区与母材在650℃、90～120MPa蠕变行为的差异。研究结果表明，与母材相比，细晶区的蠕变性能出现劣化现象，稳态蠕变速率明显增大，蠕变断裂寿命缩短。可用幂律蠕变定律来描述细晶区稳态蠕变速率与应力之间的关系。当应力≥100MPa时，n为15．1；应力小于100MPa时，n降低为8．64。高应力（2100MPa）下，细晶区蠕变断裂主要受晶内空位和裂纹形成与扩展所控制，且其断裂数据遵循Monkman-Grant规律。与母材相比，细晶区M23C6相数量和尺寸差别不大，但其基体组织有显著改变，板条亚结构特征不明显。FGHAZ蠕变性能的劣化可能与基体组织改变有关。

离心压缩机弯道回流器子午型线的改进研究109-114

摘要：以某大型多级离心压缩机第1级为研究对象，在设计工况下对其内部的三维可压缩黏性流动进行数值模拟并对子午面流动进行分析，发现弯道进出口附近各存在一个明显的气流分离区域，且弯道进口处的气流分离比出口处更加严重。针对这一主要问题，该文对该级弯道回流器的子午型线进行了改进。改进的主要思路是减小弯道前半部分通道的扩压度，并同时加大弯道出口内侧的转弯半径，主要做法是在不增加整级轴向尺寸的前提下，用任意曲线取代传统弯道的同心圆环结构，给定弯道回流器子午型线的外侧型线，采用Bezier曲线对内侧型线的2段曲线进行参数化描述，利用遗传算法和反向传播（back-propagation，BP）神经网络相结合的方法对内侧型线进行优化，得到新的弯道回流器子午型线。数值模拟结果表明，与改进前相比，改进后弯道进出口附近的气流分离现象得到明显改善，弯道回流器的总压损失系数减小，回流器出口气流更加均匀，在设计工况点，弯道回流器多变效率提高20．14％，整级多变效率提高2．47％，在0．8～1．2设计流量的变工况范围内，压缩机级的整体性能也都有所提高。

不同负荷下高加给水系统程度迥异故障诊断的新方法115-121

摘要：在深入研究高加系统故障特征规律的基础上，提出一种结合最大故障分离度为目标的征兆寻优技术和神经网络，适用于不同负荷下高加给水系统程度迥异故障诊断的新方法。仿真诊断结果表明：在系统拓扑结构基本不变的前提下，该方法对不同负荷下程度迥异的高加故障均可得到具有高故障分离度的正确诊断结果，并可通过最优缩放倍率大致判断故障程度。该方法应用于高加故障诊断可大大减少神经网络训练样本的数量，增强故障诊断系统对不同负荷下程度迥异故障的诊断能力，改善系统现场应用效果。