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中国电机工程学报 2010年第32期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

超临界600MW火电机组热力系统的火用分析8-12

摘要：提出了火电机组回热系统的火用平衡矩阵方程式,并构建了热力系统火用分析的数学模型。应用该模型,分析了国产某超临界N600–24.2/566/566机组热力系统主要部件的火用损失和火用效率。结果表明：高压加热器的火用效率高于低压加热器,但是低压加热器的火用损系数较小;除氧器的火用损系数最大;汽轮机的火用效率高于其相对内效率;高压缸、中压缸和低压缸的火用效率分别为93.20%,96.18%和89.61%,但是低压缸承担做功量最大,因此低压缸仍有一定的节能潜力;锅炉的火用损系数高达49.47%,而凝汽器的火用损系数只有1.232%,所以锅炉是节能的重点对象。此外该机组的全厂热效率为44.54%,而火用效率为43.52%。

压缩制冷复合循环间冷机组热经济性分析与虚拟计算13-19

摘要：简要回顾以氨气压缩制冷为复合循环间接空气冷却系统的正循环系统（简称＂压缩制冷复合循环间冷系统＂）的构建及工作原理。基于热力学原理拟订了制冷循环热经济性能评价方法和评价指标;以蒙东某地亚临界600 MW直冷机组为比较基准,进行了同环境、同容量、同型号但不同低压缸的虚拟压缩制冷复合循环间冷机组的热经济性能评价指标的虚拟计算。从理论上导出了制冷循环年累计产/耗电量比大于1的存在必要条件为转捩温度Tt必须高于正/逆制冷循环切换温度Ts,且高得越多,热经济性能越佳;揭示了转捩温度的数值大小与产能和耗能设备的效率密切相关,切换温度与汽轮机排气背压及机组安装地的气象条件有关。

锅炉灰污染损失数学模型20-24

摘要：电站燃煤锅炉运行中,灰污染使得传热热阻变大,导致排烟热损失增加,锅炉效率降低。由灰污染引起的实际运行状态与无灰污染状态时的锅炉效率偏差即为灰污染损失。文中建立了灰污染损失的计算模型,包括排烟温度偏差和传热量偏差2个子模型,介绍了建模原理和方法,并对模型的正确性进行了初步验证。所建模型基于能量守恒和换热过程一般原理,建模和偏差分析过程均不涉及任何线性化的数学处理,因而保证了模型计算结果与真实值的一致性。

双循环流化床颗粒循环流率试验与BP神经网络预测25-29

摘要：双循环流化床生物质气化装置稳定运行的关键是合理控制颗粒循环流率。在双循环流化床冷态试验台上就鼓泡床风速、提升管风速、静床高和物料平均粒径几方面因素对颗粒循环流率的影响进行了系统的试验研究,并建立了加入动量的BP神经网络预测模型,对双循环流化床颗粒循环流率进行了有效模拟并得到了预测结果。定义了平均偏离度来评价模型预测值相对于试验值的平均偏离情况,通过对比分析试验数据与神经网络模型预测值,表明测试样本神经网络模型预测值相对于试验值偏差不超过0.8 kg·m-2·s-1,相对误差在±8%以内,平均偏离度仅为3.56%。结果表明建立的神经网络模型具有较好的预测效果。

中国电机工程学报杂志工程热物理

萘和苊在活性炭上的脱附动力学研究35-40

摘要：将热分析动力学方法引入多环芳烃脱附动力学的研究中,以活性炭上吸附的萘和苊为研究对象,在SETSYS Evolution 16型热重分析仪上得到了不同升温速率条件下的失重–微商失重（thermogravity-differential thermogravity,TG-DTG）曲线,根据参数特征值研究萘和苊的脱附行为。采用等转化率法求得萘和苊在活性炭上的平均脱附活化能分别为65.89和96.13 kJ·mol·1,根据主曲线法判断出最概然机理函数为JMA类方程,并精确求得指前因子A和反应级数n,最终给出萘和苊在活性炭上的脱附动力学模型积分形式分别为：G（α）=[-ln（1-α）]1.6526和G（α）=[-ln（1-α）]1.9650（α为转化百分率）。

预混气温度及多孔材料特性对多孔介质表面火焰的影响46-52

摘要：为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器结构,以甲烷/空气为预混气实验考察了预混气初始温度多孔壁面材料对多孔介质平面火焰形成、燃烧特性的影响。实验表明：在低当量比工况下（≤0.8）由于预混气初始温度升高可以有效降低多孔板对火焰的影响（热损失）,可以有效地拓宽平面火焰形成范围。当量比较大时（〉0.8）,由于甲烷在多孔板内部消耗,多孔表面火焰温度反而下降。不同材料的多孔板对火焰的影响主要由于导热系数差异引起,而且在火焰温度较低的时候明显。当火焰温度较高时几乎没影响。导热系数越小,多孔介质壁面温度越低。

燃烧气氛对燃煤飞灰磁特性的影响53-57

摘要：在一模拟流化床燃烧温度的沉降炉实验装置上制备了3种煤样在不同燃烧气氛下的飞灰样品。采用穆斯堡尔谱法定性分析了燃煤灰样中的含铁物相,并通过振动样品磁强计测试其磁特性。结果表明,燃烧气氛对燃煤灰样中的矿物晶体相包括含铁物相的种类没有影响,而对其相对含量有一定的影响。燃煤灰样中的γ-Fe2O3和Fe3O4是造成其铁磁特性的主要因素。氧浓度的降低导致3种燃煤灰样的饱和磁化强度均有不同程度的增加,而在O2/CO2气氛燃烧条件下,燃煤灰样的饱和磁化强度与煤种类型相关,会表现出不同的增减趋势。

改性生物聚合硫酸铁的制备及其性能研究58-62

摘要：以生物聚合硫酸铁（bio-polymeric ferric sulfate,BPFS）的制备为基础,以制得全铁含量为80 kg/m3的BPFS为母液,通过添加改性剂及调节pH制备改性BPFS,并考察BPFS盐基度及其制备过程中pH变化;以松花江水为原水,考察全铁含量为80 kg/m3改性BPFS的絮凝性能,并对改性BPFS的聚合形态进行分析。研究表明,硫铁比为1.3、pH为1.4的改性BPFS有效成分含量高,其除浊率达90%以上,絮凝性能较改性前有显著提高。

发电厂冷却系统不锈钢生物膜腐蚀的比较研究63-70

摘要：研究了以中水为循环冷却系统补水的北京某热电厂冷却塔底粘泥中分离富集出来的硫酸盐还原菌（sulfate reducing bacteria,SRB）生长特性。采用原子力显微镜（atomic force microscopy,AFM）和电化学交流阻抗（electrochemical impedence spectroscopy,EIS）方法对比研究了中水环境下,SS304和SS316L不锈钢表面SRB生物膜的生长特征以及不锈钢/生物膜界面电化学行为。结果表明,SS316L不锈钢比SS304对SRB有更强烈的吸附特性,而耐蚀性依然好于SS304。在含SRB的中水中浸泡14 d,SS304和SS316L试片的表面粗糙度分别为（222.95±16.06）nm和（249.68±38.18）nm;去掉生物膜后,SS304试片表面有明显点蚀痕迹,蚀坑最深处为541.24 nm,局部腐蚀速率相当于0.014 mm/a,而SS316L试片表面的蚀坑最深处为49.15 nm,局部腐蚀速率相当于0.001 mm/a。在浸泡后期SS304电极表面钝化膜开始出现点蚀,极化电阻比SS316L的低1~2个数量级。2种不锈钢表面形成SRB生物膜的过程是一个动态平衡过程。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

随机裂纹叶片抗共振可靠度及概率敏感性分析71-76

摘要：考虑叶片裂纹参数的随机性,研究裂纹叶片的抗共振可靠性和概率敏感性。首先考虑裂纹位置、深度和转速为随机变量,建立裂纹叶片的参数化有限元模型,并应用中心复合采样方法进行采样;然后采用元模型技术建立了叶片频率的二次线性回归近似模型,并采用3个误差指标评价模型的精度。最后用此近似模型代替有限元模型,用蒙特卡罗模拟方法研究了裂纹叶片在不同转速时频率的概率敏感性和抗共振可靠性。结果表明裂纹叶片频率对转速的概率敏感性很大,对裂纹深度的概率敏感性较大。

轴流风机多动叶安装角非同步调节下的内流特征和运行特性77-83

摘要：当动叶安装角不能与其他叶片同步调整时,将严重影响轴流风机的运行特性。针对OB-84型带后导叶的动叶可调轴流风机,采用Fluent模拟了相邻和相间两动叶、相邻三动叶安装角异常下的风机内流特征和运行特性。研究表明：相邻两动叶和三动叶下的径向总压在不同安装角偏离值Δβy下均高于正常值,而单动叶和相间两动叶下的全压在Δβy=18°、叶高中部处显著低于正常值。异常叶片后的尾迹低压区及其总压值受异常叶片数、叶片相位和Δβy的影响而呈现出不同的变化规律。风机全压随异常叶片数增加而提高,风机效率则减小,异常叶片数增加对效率的影响高于对全压的影响;虽然Δβy=6°和12°下的全压有所提高或基本不变,但其效率却明显下降。

短路故障时汽轮发电机组轴系弯扭耦合振动分析84-90

摘要：简要介绍了用于分析机组弯扭耦合振动的增量传递矩阵方法,利用该方法,分析了发电机出口端两相短路和三相短路故障时轴系弯扭耦合振动特性,并与三相短路重合闸以及非同期并网故障的耦合振动特性进行了比较。分析表明：发电机出口端发生短路故障时,各转子都很快被激励出扭振来,由于耦合作用,各转子弯振也发生一定的变化,但弯振的变化明显滞后于扭振;弯振受短路故障影响较为明显;各转子扭角与扭矩变化特征相似,其频率成分包含了工倍频及前三阶扭振固有频率;各种电气故障下,各转子弯振幅值都增大了,发电机转子增加最为明显;三相短路及重合闸故障不论是对高、中、低压转子,还是对发电机转子的弯振、扭振以及扭矩幅值影响都最为显著。

滑动轴承一维温度场稳态热效应研究91-95

摘要：在二维温度场模型基础上,建立了滑动轴承一维温度场计算模型。首先忽略周向速度中泊肃叶流项,实现了广义雷诺方程和油膜温度场控制方程的解耦;然后假定二维温度场径向是三次多项式函数,控制方程径向积分,利用油膜和轴颈、轴瓦接触面处热边界条件,获得了周向一维油膜温度场控制方程组和轴瓦内表面温度解析表达式。算例表明,轴瓦内表面温度值与实验数据吻合,运算时间仅为二维模型的千分之一,适用计及温黏效应下油膜润滑特性的工程分析。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

一种改进的子空间辨识方法在热工过程中的应用96-102

摘要：针对现有MOESP（multiple-input multiple-output output-error state space model identification）和N4SID（numerical algorithm for subspace state space systemidentification）算法在计算状态空间模型系统矩阵（A、B、C、D）时的不足,提出1种改进的子空间辨识方法。该方法利用MOESP算法可以根据系统观测矩阵直接计算出系统矩阵A和输出矩阵C的优点,先计算矩阵A和C,然后采用N4SID算法计算输入矩阵B和前馈矩阵D。该方法既能够避免MOESP算法在计算矩阵B和D时需要构建大矩阵的缺点,又能避免N4SID算法在计算矩阵A和C时需要求解线性最小二乘的问题,降低了算法的复杂性。将该算法应用于某天然气电站和Alstom气化炉模型的辨识中,通过考核算法的CPU运算时间、CPU浮点数运算次数（floating-pointoperations,FLOPS）和相对误差等指标,将该算法与原有MOESP和N4SID算法进行了比较。计算结果表明,改进的子空间辨识算法能够在保证较好辨识精度的前提下,提高原有算法的计算效率,特别是在大容量数据样本条件下,能够有效降低CPU运算时间和FLOPS。

蒸汽发生器水位的自抗扰控制103-107

摘要：针对蒸汽发生器（steam generator,SG）水位控制过程存在的主要问题,提出1种SG水位自抗扰控制（activedisturbances rejection control,ADRC）系统。基于SG水位变动过程分析,将SG水位控制对象等效为二阶系统,建立SG水位的二阶自抗扰控制系统。该控制系统利用扩张状态观测器对系统的＂内扰＂和＂外扰＂实时估计,通过前馈方式给予补偿;同时,通过非线性反馈控制改善控制系统的快速性和稳定性。在水位扰动、给水扰动和蒸汽扰动下,对SG水位自抗扰控制系统进行对比仿真试验,结果表明,建立的SG水位自抗扰控制系统具有良好的控制品质。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

联合海水淡化的太阳能烟囱发电系统非稳态传热研究108-114

摘要：提出联合海水淡化的太阳能烟囱发电综合系统的设计方案,给出描述综合系统非稳态传热问题的数学物理模型,搭建综合系统试验装置,并在实际天气条件下进行测试。结果表明：计算结果和试验结果吻合较好;海水厚度对综合系统运行特性有重要影响,单从获取淡水产量来说,在保证足够的水量以供蒸发又不至于在水面上形成反射盐层的前提下,水层应是越浅越好;单从可得到的理论发电功率来说,水层越浅越好;单从是否有利调整系统昼夜电力输出峰谷差,改善系统连续稳定运行来说,水层越厚越好。系统运行平稳时,海水厚度对太阳能日利用率的影响不大。

塔式太阳能热发电腔式吸热器动态仿真模型115-120

摘要：以大汉MW级塔式太阳能热发电系统过热型腔式吸热器为研究对象,采用模块化建模方法、根据吸热器的工作机制和热力学定律,建立过热型腔式吸热器的全工况动态仿真数学模型。模拟大汉兆瓦级塔式太阳能热发电站过热型腔式吸热器的动、静态特性。给出大汉兆瓦级塔式太阳能热发电过热型腔式吸热器太阳能辐照的阶跃扰动响应曲线,得出的结论对塔式太阳能热发电电站过热型吸热器的设计、塔式太阳能热发电电站运行策略的制定具有一定的指导意义。