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中国电机工程学报 2010年第23期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

贫燃催化燃烧燃气轮机部分负荷特性分析1-7

摘要：介绍了贫燃催化燃烧燃气轮机系统的流程及可采用的部分负荷调节方式。建立各主要部件的数学模型,进行各调节方式下部分负荷特性的分析。提出了压气机进气加热调节方式,将此调节方式下的部分负荷特性与其他调节方式下的特性进行了对比。得到的主要结论有：催化燃烧室入口温度是影响系统部分负荷运行的关键因素;转速调节的工作范围最大,抽气调节居中,燃料气量调节最小;燃料气量调节方式下,甲烷转化率最低;在正常工作范围内,燃料气量调节工况下的系统热效率高于抽气调节工况下的热效率;压气机进气加热调节能延伸燃料气量调节方式的工作范围,但是降低了热效率。

整体煤气化联合循环三压再热底循环系统变工况特性8-13

摘要：采用ThermoFlex软件建立了200MW级整体煤气化联合循环（integrated gasification combinedcycle,IGCC）系统模型,研究三压再热流程的IGCC底循环系统变工况特性。详细讨论了燃气轮机负荷、大气温度和整体空分系数对底循环系统性能的影响。结果表明：燃气轮机采用调节压气机进口可转导叶角度–等燃气透平初温的调节方式降负荷时,随燃气轮机负荷降低,主蒸汽温度和再热蒸汽温度先升高后降低,关小压气机进口导叶角度可抑制高压汽包压力的下降,同时使汽轮机低压缸排汽干度上升,有利于提高底循环系统的变工况性能。随大气温度升高,高压汽包压力、高压缸进汽量和底循环功率均降低,而主蒸汽温度和汽轮机低压缸排汽干度升高。降低整体空分系数可以大幅度提高底循环系统功率,但导致汽轮机低压缸排汽干度缓慢降低。

热网加热器在热电联产系统中的全工况分析14-18

摘要：热网加热器是热力系统供热机组的重要组成部分。热电联产系统中,热网加热器不但是冷热流的换热设备,还是供热流的冷源设备,其参数的合理匹配,对能源的梯级利用起到决定性作用。该文将热用户、热网和供热机组看作一个整体系统,根据传热学等理论,通过迭代计算的方法,准确计算出热网加热器的传热系数,分析整个热电联产系统各部分参数的相互影响,得到全工况下热网加热器的特性和在不同的室外温度下,供热机合理的抽汽参数。最终实现能量的合理匹配,提高能源利用率。

电站锅炉空气分级低NOx燃烧技术的应用19-23

摘要：在一台SG–420/13.7–W756煤粉锅炉上进行了空气分级低NOx燃烧技术应用,研究了空气分级技术的NOx脱出效果,分析该技术对锅炉效率、结渣等的影响。采用空气分级燃烧技术,通过合理配风,改造后锅炉NOx排放量降低到379mg/m3（折算到？（O2）=6%）,NOx脱除率达到37.8%。改造后运行采用低氧燃烧,锅炉效率有所提高。采用了低NOx燃烧器、风包粉等防结渣技术,改造没有给锅炉带来结渣的问题。

中国电机工程学报杂志工程热物理

煤焦高温反应非线性特征分析34-39

摘要：煤焦燃烧/气化过程是非常复杂的非催化气固反应,其中颗粒相物理结构的演化一方面表征反应的进程,另一方面加剧了反应的复杂程度。该文主要以经典随机孔模型为基础,利用分形理论对经典随机孔模型的结构参数ψ进行修正,确定反应过程中结构参数的非线性变化特征,建立分形随机孔模型。通过与经典随机孔模型比较发现,分形随机孔模型计算得到的数值比经典随机孔模型得到的数值更接近实际情况。利用该模型,分析了焦作无烟煤在不同条件下等温反应的特性。ψ随着反应的进行呈现2种不同变化趋势。当固体反应转换率小于0.9时,ψ基本上保持不变,而在固体反应转换率超出0.9时,ψ急剧上升。

活性炭及氯改性活性炭吸附单质汞的机制研究40-44

摘要：建立了表征活性炭表面的饱和簇模型,采用量子化学的密度泛函理论,对单质汞在活性炭以及Cl改性活性炭表面的吸附进行了研究,并详细讨论了中间态产物的成键特性以及可能存在的吸附路径。当单质汞吸附在未改性活性炭表面主要表现为较弱的物理吸附。而单质汞吸附在含氯活性炭表面时,反应路径能量图表明活性炭表面会自发生成HgCl;电荷密度和键布局结果进一步表明HgCl可以稳定的存在,并增加了活性炭对单质汞的吸附能力。理论计算结果与实验结论一致,表明量子化学的理论计算是筛选汞等痕量元素有效吸附剂及反应机制研究的一种有效方法。

添加剂对尿素/氨溶液同时脱硫脱硝特性影响的试验研究51-55

摘要：在鼓泡反应装置上进行铵根离子、尿素/添加剂同时脱硫脱硝的试验研究,比较高锰酸钾和有机添加剂三乙醇胺的性能。研究表明：高锰酸钾添加剂的单独脱硝效率远远优于三乙醇胺,在高锰酸钾质量分数为0.03%时,单独脱硝效率可达78.5%;高锰酸钾具有减缓脱氮效率下降的作用,而三乙醇胺起催化缓冲作用;SO2的加入对混合溶液/高锰酸钾添加剂的脱硝起竞争作用,而对混合溶液/三乙醇胺添加剂吸收NOx的反应却有协同促进作用;当SO2体积分数小于2×10-3时,高锰酸钾添加剂的脱硝效率高于三乙醇胺。

废塑料典型组分共热解特性及动力学分析56-61

摘要：废塑料混合热解的研究可为废塑料热解工艺的设计提供理论和实验方面的参考。该文选取生活垃圾中废塑料聚乙烯（polyethylene,PE）、聚丙烯（polypropylene,PP）、聚氯乙烯（polyvinyl chloride,PVC）及其混合物做差热（differential thermal analysis,DTA）和热重（thermogravimetric,TG）实验,实验在氮气气氛下进行,温度从室温升到700℃,升温速率为10℃/min。讨论了废塑料典型组分之间的相互影响,并采用Coast-Redfern法进行热解动力学分析,得到废塑料典型组分的共热解特性及反应动力学参数。研究结果表明,由于废塑料混合热解时存在分子间自由基转移,PP促进了PE的热解,而PVC多烯共轭结构抑制了PE、PP的热解;不同的温度区间内,废塑料混合热解时出现协同或阻碍效应;将混合物实验所得活化能Ee与线性叠加值Ec对比发现,废塑料混合热解时存在的分子间自由基转移有效地降低了混合物的热稳定性,使其更容易热解。

油页岩及半焦流化燃烧热破碎特性62-66

摘要：在小型流化床燃烧试验台上对桦甸油页岩及其干馏半焦、霍林河褐煤燃烧过程破碎特性进行试验研究,考察燃料粒径、床温、燃烧时间、流化风速对样品热破碎程度的影响。结果表明：油页岩及半焦的破碎主要在颗粒表面上进行,破碎后主要为细颗粒碎片,半焦的破碎程度比油页岩剧烈;燃料粒径增大、床温升高,停留时间延长均会加大样品破碎程度;干馏终温对半焦破碎特性有重要影响,随着干馏终温增大,半焦破碎严重。灰色关联分析表明：干馏终温为400、500℃的半焦和原油页岩热破碎影响因素排序为床温最大,粒径次之,燃烧时间最小;而600℃半焦略有不同,流化风速影响程度大于粒径的影响。

中速磨煤机的石子煤特性研究67-72

摘要：对ZGM95型中速磨煤机排放的石子煤进行了密度、发热量和灰成分的实验室化验分析,发现不同工况下排放的石子煤在外观和物性上都存在较大差别。利用FLUENT程序对中速磨煤机内的流场进行模拟,结果显示,由于一次风是从磨煤机一侧吹入,导致不同喷嘴环处的入口静压和流量呈不均匀分布。模拟验证了喷嘴环处的风速最高且是影响石子煤排放的一个重要因素。在模拟工况范围内,随着石子煤粒径和密度的增大,石子煤的排放量也越来越多,而在风量较大的情况下,石子煤的排量基本很少。根据数值模拟结果对中速磨煤机目前存在的问题提出了若干改造建议。

基于皮卡遗传算法的纳米多孔薄膜辐射特性反问题研究73-77

摘要：利用可见光–红外分光仪对实验制备得到的纳米多孔薄膜材料的辐射性能进行了测试,并以实验测试数据为依据,采用皮卡遗传算法,基于辐射传递理论,建立了纳米多孔薄膜材料辐射特性的反问题研究模型。利用该反问题研究模型,对不同物样的Sellmeier方程系数反射率、光学常数、以及厚度参数进行了反向计算,并将反向计算结果与实验测试结果进行对比分析,分析结果显示该反问题研究模型可以准确、快速地计算纳米多孔薄膜材料的各类辐射特性参数。

非球形颗粒在移动床中流动特性的离散单元法直接数值模拟78-83

摘要：采用多元颗粒模型对玉米形颗粒在移动床内的流动进行了离散单元法（discrete elementme thod,DEM）直接数值模拟。玉米形颗粒由4个叠加在一起的球元构成。讨论了玉米形颗粒的碰撞机制及运动过程中的受力情况,主要是碰撞力和重力。通过实验验证了模型的正确性。研究了移动床内的颗粒流动特性,分析了摩擦系数对壁面所受应力、颗粒空隙率及速度分布的影响。结果表明,摩擦系数越大,卸料所需时间越长,且在2种摩擦系数μ=0.24、0.44下,壁面都会产生过压力现象。空隙率随着摩擦系数的增大而增大;摩擦系数越小,水平方向上的速度分布越均匀,颗粒的流动越接近整体流。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

交叉小波变换在水轮机非平稳信号分析中的应用84-89

摘要：水压脉动是影响水力发电机组振动的主要因素之一。分析水压脉动与机组振动之间的相关性对于研究水压脉动对机组振动的影响机制具有重要意义。该文应用交叉小波变换在时频空间中分析水轮机导轴承振动和尾水管出口、蜗壳进口、顶盖下等3个典型水压脉动之间的相关性,提取机组振动与水压脉动之间的相关性随时间和频率变化的特征。分析结果表明：水压脉动以低频为主,不同测点的水压脉动会引起机组在不同时刻产生不同频率的低频振动,其时变特征与机组运行条件密切相关。与传统的互相关分析对比,交叉小波变换更能全面精细地刻画出2个信号之间相互联系的结构特征。

导叶预旋对扩压器进口非定常流动的影响90-95

摘要：使用X热线热膜技术,在设计流量下研究了3个不同进口导叶（inlet guide vanes,IGV）预旋角对叶片扩压器进口流场的影响。分析表明：集平均速度在不同预旋角下变化明显,且其在不同叶高处的变化规律不同。10%叶高处,3个预旋角下集平均绝对气流角均为负冲角;50%叶高处,-20°预旋角和0°预旋角下气流角为负冲角,但20°预旋角下在主叶片尾迹区附近出现正冲角;90%叶高处,集平均绝对气流角几乎均为负值。3个预旋角下,时间平均气流角在10%、50%和90%叶高处分别改变1.4°、2.2°和1.3°,表明预旋角对扩压器进口气流角影响较大,且对中间叶高处气流角的影响明显大于和轮盖侧;不同叶高处时间平均脉动角变化不超过0.6°,表明预旋角对脉动角影响相对较小。气流角沿叶高变化较大,推荐扩压器叶片进口缘沿轴向适当扭曲。

空冷汽轮发电机转子端部风口布置对温度场的影响96-102

摘要：在某端部弧段进风加直线段补风的空冷汽轮发电机转子通风设计中,当端部、轴径向段与副槽通风段长度确定后,为研究端部进、补风口布置方式对转子流场及温度场的影响,建立该转子风路最长的8号槽半轴向段整体结构模型。依据CFD原理,采用有限体积法,数值模拟得到转子内部空气、绕组温度场分布特点。结果表明：端部进、补风口布置方式对温度分布影响非常显著,采用不同的布置方式既可调节峰值温度的大小,又可调节峰值温度所在位置,还可以改变轴向温差的大小。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

直接碳燃料电池竹质活性炭的制备108-113

摘要：以K2CO3为活化剂,竹片为原料,采用化学活化法制取直接碳燃料电池（direct carbon fuel cell,DCFC）用活性炭,考察碱炭比、活化时间和活化温度对活性炭比表面积、孔容积、体积电阻率和灰分的影响,然后使用HNO3浸渍来实现活性炭表面改性和除灰,最后通过半电池实验分析了自制活性炭的性能。结果表明：活化温度为900℃、碱炭比为1、活化时间为2h时可制备比表面积为1264.38m2/g、孔容积为0.625m3/g、体积电阻率为1568.7μΩ·m、灰分为7.14%的活性炭;HNO3浸渍可以增加活性炭表面含氧官能团的种类和含量,也大大降低活性炭的灰分,最佳HNO3浸渍为2mol/L;自制活性炭在半电池中的极化性能优于其他2种炭燃料。

空冷型质子交换膜燃料电池堆温湿度特性自适应模糊建模与输出控制114-120

摘要：空冷型质子交换膜燃料电池（air-cooling proton exchange membrane fuel cell,PEMFC）堆具有结构简单,系统自身能耗低等特点,在便携式电源研究方面有良好的应用前景。以移动机器人为供电对象,通过实验获得最优性能输出下的最佳电堆工作温度和尾气排放周期变化规律,应用自适应模糊辨识方法建立电堆温湿度特性模型,并针对负载变化特点,采用自适应模糊控制方法设计电堆温度和湿度控制器,在满足系统稳态和动态性能基础上,获得最优性能输出。