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中国电机工程学报 2010年第29期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

垃圾焚烧炉受热面结渣实验研究1-8

摘要：垃圾焚烧烟气中的飞灰在焚烧炉过热器区域结渣,可能导致焚烧炉停机,影响焚烧发电的经济性。为探索焚烧炉受热面结渣机制,采用燃油产生的烟气和工业焚烧炉的飞灰混合模拟垃圾焚烧烟气,研究了过热器的运行工况、温度、布置形式、几何尺寸等对结渣过程的影响。利用扫描电镜/能谱分析、X射线荧光分析和X射线衍射等方法分析了渣的成分与物相。结果表明：高温烟气有利于渣块的形成,在实验过程中当温度高于450℃时,开始形成黏结性积灰,当温度高于460℃时,受热面开始结渣。管子壁面温度对结渣有直接影响,降低管壁温度可以抑制结渣过程。几何因素（管径）对结渣影响较大,直径较小的管子更容易结渣。另外,含有低熔点、高黏结性物质较多的颗粒更容易沉积形成结渣。渣中主要物相为：Ca2SiO4、Ca9（Al6O18）、Ca2Al（AlSiO7）、Fe2O3。低熔点化合物如KCl、CaCl2在结渣的初始层起到了黏合剂的作用。几何因素、温度对结渣过程的影响与实际垃圾焚烧炉改造和运行状况吻合。

75t/h循环流化床多联产装置试验研究9-15

摘要：在75t/h循环流化床多联产装置上,以淮南烟煤为原料,考察多联产装置的运行特性,并进行不同热解温度下淮南烟煤的热解规律及半焦燃烧特性试验研究。结果表明,该多联产装置可连续稳定运行;获得的煤气中H2和CH4含量高,煤气低位热值达22~26MJ/m3;在试验温度范围内,淮南烟煤焦油产率随着热解温度的升高先升高后降低,在540℃左右时达到最大值,约为收到基煤重的11%;对焦油成分的分析表明,多联产获得焦油可提取苯和酚类化学品后生产燃料油;剩余半焦可顺利送到锅炉高效稳定地燃烧产生蒸汽以供热发电。该装置将煤的热解和燃烧有机结合,在一套装置中实现热、电、气及焦油的联产,提高了煤炭的综合利用价值。

1025t/h旋流燃烧器煤粉炉降低NO_x生成的数值模拟16-23

摘要：针对某电厂运行中NOx排放量过高的问题,通过对NOx生成机制以及电厂实际燃用煤质的分析,采用去除部分卫燃带以及将主燃区内部分三次风移至主燃区上方的空气分级燃烧技术,对炉内进行降低NOx排放的改造。利用数值计算软件对改造前后的炉内温度水平、组分分布及NOx生成规律进行研究。计算结果表明,改造后,主燃区内氧量降低,炉内整体温度分布水平下降,缺氧燃烧造成主燃区内还原性气氛增强,有效地抑制了燃烧过程中NOx的生成。改造后的试验结果也表明,上移三次风后,炉内NOx生成量显著降低。继续增大上移三次风量的比例,NOx排放浓度持续降低,但飞灰含碳量逐渐升高。综合改造后的试验结果,上移三次风比例为70%时,炉膛出口NOx浓度较改造前降低了40%且对炉内燃烧影响较小,改造效果较好。

炉管泄漏口喷流噪声的辐射特性24-29

摘要：研究了管道泄漏喷流的流动特征及其噪声产生的物理机制,指出泄漏喷流的混合区域是产生噪声的主要区域,湍流射流的速度扰动是产生辐射声能量的根本原因。根据泄漏声辐射的声功率和频谱,分析给出了泄漏喷流噪声的峰值频率与喷流速度和喷口直径,以及辐射声功率与喷流速度之间的关系。对泄漏声辐射的频谱规律和指向性特征进行了实验研究,得出管道泄漏口径大小、管内气体压力（喷流速度）等参数与喷流噪声辐射的频谱分布、声压级大小和指向性等声学参量之间的关系,为炉内管道泄漏声检测技术的进一步发展提供了实验数据和声学依据。

中国电机工程学报杂志工程热物理

烟气组分对脱硫灰吸附及催化氧化汞的影响30-36

摘要：半干法脱硫工艺协同控制燃煤汞排放的技术中,脱硫灰将作为汞脱除的吸附剂。选取2种典型半干法脱硫工艺的脱硫灰样品,使用固定床反应器,在模拟烟气条件下研究了烟气组分对半干法脱硫灰吸附和催化氧化汞的影响。汞的吸附率在总体上均随汞氧化率升高而增加;HCl和NO2在脱硫灰的催化作用下能有效氧化Hg0,从而使气态汞吸附在脱硫灰表面;HCl、NO2不能进一步促进Cl2对Hg0的氧化;SO2与氧化性气体竞争脱硫灰活性位,可能是导致其抑制汞氧化和吸附的主要原因;NO在不同气氛条件下对Hg0吸附与氧化的影响存在差异;半干法脱硫灰对汞的吸附能力与飞灰接近,而在脱硫塔内通常具有更高的浓度,这使得半干法脱硫系统具备了较好的脱汞效果。

榆木焦负载纳米TiO_2光催化剂的制备及其脱除单质汞的试验研究37-41

摘要：采用溶胶-凝胶法制备了榆木焦负载纳米TiO2的新型光催化材料,在固定床反应器上采用汞在线分析仪研究了N2气氛下榆木焦/纳米TiO2对单质汞的吸附氧化脱除特性,探讨了紫外光照、氧气、水蒸气等条件对除汞性能的影响。结果表明,在紫外光照射下,榆木焦/纳米TiO2具有良好的氧化除汞性能,氧气和水蒸气的加入因强氧化性自由基的产生对脱汞均有促进作用;在一定的催化剂质量和烟气流量比及紫外光照下,加入10%氧气脱汞效率可以达到86%。

钙基吸收剂煅烧/加压碳酸化循环特性实验研究42-48

摘要：石灰石的循环煅烧/碳酸化反应是燃煤电站分离CO2的有效方法。为解决石灰石在吸收CO2过程中随着循环反应次数增加碳酸化能力迅速衰减的问题,采用提高反应压力的方法提高其CO2捕获效率。研究表明,提高碳酸化反应压力有利于提高钙基吸收剂的碳酸化转化率。碳酸化反应压力一定时,钙基吸收剂在650~850℃下第一次转化率比较接近,随碳酸化温度的增加碳酸化转化率呈先增加后下降的趋势,碳酸化温度较高时碳酸化转化率随循环次数的增加下降较快,但仍比常压的最佳反应条件下的大。在700℃和0.5MPa下钙基吸收剂获得最高的碳酸化转化率。碳酸化反应压力和温度一定时,增加碳酸化气氛中CO2浓度,碳酸化转化率并不一定提高,钙基吸收剂的加压碳酸化循环反应对不同的煅烧气氛具有非常好的适应性。

掺杂镧铝盐对钙基循环捕捉CO_2能力的影响49-54

摘要：钙基循环已经被证明是燃煤电厂尾气CO2捕捉最有吸引力的方式之一。但是,随着循环反应次数的增加,再生的CaO的捕捉效率迅速降低。为提高多次循环后CaO的碳化效率和吸收容积,采用燃烧合成法制备不同掺杂质量比例的改性CaO/La2O3、CaO/Ca12Al14O33、CaO/LaAlO3吸收剂。研究结果表明,不同量地掺杂镧盐或铝盐均能大幅提高钙基CO2吸收剂的碳化效率,其中单独掺杂铝盐较镧盐使CaO循环捕捉CO2的效果更好。但是同时掺杂2者时,生成的LaAlO3作为极具活性的催化物质,只需要较小的掺杂量（5%）,就可以使吸收剂在15个碳化/煅烧循环后仍然获得超过0.4（gCO2/g吸收剂）的吸收容积。而单独掺杂铝盐,所生成的Ca12Al14O33作为一种惰性骨架物质,只有在掺杂量较大（〉10%）时才能使吸收剂获得等量的吸收容积。

低挥发分煤燃烧特性及NO_x生成规律的试验研究55-61

摘要：利用热天平对低挥发分煤的燃烧过程进行了研究,确定了低挥发分煤的燃烧特性。采用固定床反应器,系统研究低挥发分煤的NOx释放规律。试验结果表明：低挥发分煤的着火温度较高,可燃性较差,稳燃和燃尽性能尚可。随着温度的升高,低挥发分煤的NOx转化率随之降低;对于低挥发分煤而言,存在一个最佳粒径,在此粒径下煤种的NOx转化率最小,不同煤种的最佳煤粉粒径各不相同;当氧浓度增大时,煤种的NOx转化率也相应增加。试验结果与实际锅炉燃烧情况比较吻合,对于锅炉燃烧过程中NOx的控制有一定的参考意义。

增压富氧燃烧烟气辐射特性宽带关联k模型62-68

摘要：针对增压富氧燃烧方式下烟气中高浓度H2O和CO2混合气体的辐射换热问题,以改进的宽带关联k分布模型为基础,建立了CO2气体4.3μm多谱带合并带的分段处理模型,并与逐线计算和简化模型的计算结果进行对比,结果表明,随着压力的增大,该分段模型与逐线计算结果吻合较好,与简化模型相比,计算精度大大提高。针对电站燃煤锅炉采用富氧燃烧方式炉内H2O和CO2的生成状况,基于以上模型计算得出不同压力下H2O和CO2各谱带的吸收系数,并计算了不同温度和压力下混合气体的辐射强度和发射率,结果显示：在相同的压力下,混合气体的辐射强度和发射率随着温度的升高而升高;当压力由0.1MPa逐渐升至1.5MPa时,辐射强度和发射率逐渐增大,但二者的相对变化却逐渐减小。

含不凝气水平管内膜状冷凝的传热特性69-73

摘要：为深入研究含不凝气水平管内膜状冷凝的传热特性,建立了含不凝气的水平管内膜状冷凝传热的数学模型。模型考虑了汽液两相流间的剪切应力引起的轴向压力梯度及不凝气在相界面处的扩散传质热阻,推导出液膜换热系数、液膜厚度、轴向压力梯度、冷凝液层角度及厚度和冷凝界面温度的理论关系式。通过对纯蒸汽冷凝液膜特性数学模型计算结果间的比较,验证了数学模型的通用性和准确性。研究结果表明：汽液两相流间剪切应力和不凝气对沿管长方向蒸汽冷凝温度的降低有显著影响,要通过增加管长来抵消其对传热性能降低的影响;进口蒸汽中不凝气浓度的降低,有利于减少传热管管长。

差分吸收光谱法在线监测烟气SO_2浓度的直接反演法74-79

摘要：差分吸收光谱法（differential optical absorption spectroscopy,DOAS）用于锅炉排放烟尘烟气直接在线监测时,易受烟尘水汽等的干扰影响,造成测量误差较大。在实验室模拟真实烟道中的烟气监测环境,研究在光源发光强度大幅度衰减、存在高浓度水汽和烟尘情况下不同浓度SO2吸收光谱的特性。在对SO2吸收光谱进行小波分解后,发现即使受到高浓度烟尘颗粒、水汽、光源大幅度衰减等的影响,在某些波长处的小波系数变化仍较小,与未受干扰的SO2吸收光谱的小波系数基本相同。因此,提出一种差分吸收光谱法测量SO2浓度的新算法,即利用这些波长点的小波分解系数与浓度的关系,建立相应的函数关系,由吸收光谱经小波分解后的小波系数直接得到SO2的浓度。实验证明该方法可以消除烟尘水汽等的干扰影响,测量误差较小,可以满足排放监测要求。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

滑动轴承广义雷诺方程的一维快速解法85-89

摘要：对计及温黏变化的广义雷诺方程的计算方法进行研究。基于满足雷诺边界条件下的广义雷诺方程的变分原理和与其等价的变分不等方程,将压力函数分离变量,变分方程取极值,确定出压力轴方向双曲余弦函数式,从而将原本求解油膜压力的二维变分不等方程降阶为一维形式;提出修正的追赶法求解一维有限元方程,无须迭代,可直接计算油膜压力和油膜破裂边界。该方法适用于广义雷诺方程中黏度场只是周向和径向坐标的函数,适用于瓦块总数大于2块的多瓦轴承非线性油膜力计算。

基于转子动力学的旋转机械参数图形插值方法90-95

摘要：以旋转机械振动参数图形为研究对象,指出了基于图形识别技术的旋转机械故障诊断方法存在的局限性。利用旋转机械具有周期激振的特点,研究了基于转子动力学理论的旋转机械参数图形插值重构方法。利用转子动力学理论构造振动响应基函数对实验测取的旋转机械参数图形进行插值重构。通过对插值后的图形进行诊断可有效地提高诊断准确率,进而验证了所提方法的有效性,为准确诊断设备故障打下良好基础。

以赫斯特指数与近似熵为声发射特征参数的碰摩故障识别96-102

摘要：针对常规Hurst指数估计法计算赫斯特（Hurst）指数时受拟合长度与直线拟合方式影响较大的问题,提出一种改进标度长度选取方法及进行分段拟合的优化措施。其中标度长度采用2的指数方式选取,而将重标极差序列曲线分为4段,选取其中合适的1段曲线进行直线拟合,所得的直线斜率即是Hurst指数估计值。通过数值仿真验证了该方法比常规Hurst指数估计法具有更好的估计精度。分析了声发射信号的Hurst指数与近似熵作为表征碰摩发生及强度的特征参数的有效性。在转子试验台上采集不同碰摩状态下的声发射信号,将提取的Hurst指数与近似熵以单独和组合的方式分别作为BP神经网络的输入来识别不同的碰摩状态。实验结果表明：Hurst指数与近似熵相结合具有较高的识别准确率,为旋转机械碰摩故障识别提供了一种新的方法。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

基于最小二乘支持向量机的模糊辨识及其在热工对象逆系统建模中的应用103-106

摘要：建立1种基于最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）的模糊辨识方法,根据学习样本集的模糊聚类结果,产生LSSVM的模糊核函数,并证明该模糊核函数是Mercer核函数,为LSSVM提供1种构造核函数的简便方法。此外,由于所建立的模糊辨识方法在T-S模糊模型的后件参数学习过程中采用结构风险最小化准则,提高了模型的泛化能力。利用所建立的辨识方法进行热工对象逆系统模型辨识,证明了该方法的有效性。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

太阳能塔式热发电站熔融盐吸热器过热故障的影响因素分析107-114

摘要：在塔式太阳能热发电站中使用熔融盐作为换热工质,有利于提高电站整体运行效率,但高温下运行的吸热器易发生过热故障,对吸热器的结构与熔融盐都会造成破坏。为了找出过热发生的主要影响因素,利用计算流体力学数值模拟软件,对吸热器及换热工质各项参数进行温度的敏感性分析。分析结果表明,决定吸热器圆管及内部工质局部温度的变量主要有4个,分别为辐照能流极大值qmax、吸热器圆管壁厚δ、熔融盐工质的流速u与流体平均温度tf,并进一步分析了这4个变量对温度的影响趋势及各自原因。这一结论有助于吸热器运行时进行局部过热的预测。该文还提出了将其用于判断吸热器过热的方法。

新型塔式太阳能热发电系统集成研究115-121

摘要：基于我国发展塔式太阳能的实际情况和能的综合梯级利用思路,提出一种新颖的太阳能塔式热发电系统。新系统采用双级蓄热技术,分级存储不同品位的太阳能;同时具有多种运行模式,可以灵活地切换。模拟计算表明,1MW塔式太阳能热电站的峰值太阳能发电效率为10.6%,年平均发电效率为5.1%。研究表明,合理的运行模式和系统的规模化是提高太阳能热发电系统性能的关键所在。该文研究结果为我国塔式太阳能热发电提供了新的思路和方案。