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中国电机工程学报 2011年第05期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

超超临界锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟1-6

摘要：在不同磨煤机组合运行方式下，对一台1 000 MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行了炉内流动、燃烧、传热与NOx排放特性数值模拟研究。模拟结果与试验测量值符合性较好。结果表明，不同的磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉膛内的停留时间、燃烧器区域空气分级效果、下炉膛出口烟气温度和水冷壁壁面热流分布有不同的影响。相比6台磨煤机运行，当5台磨煤机运行，停运上层燃烧器时，煤粉颗粒停留时间增加，飞灰含碳量降低，煤粉燃尽率增加；燃烧器区域空气分级效果得到强化，NOx排放量降低；下炉膛出口烟气温度降低，有利于降低大屏过热器挂渣的倾向。

50 kW循环流化床O2/CO2气氛下煤燃烧及污染物排放特性7-12

摘要：在热输入功率为50 kW的循环流化床富氧燃烧综合试验台上进行徐州烟煤和龙岩无烟煤在空气、21%O2/79% CO2、30%O2/70%CO2和40%O2/60%CO2气氛下的燃烧试验，考察气氛对温度、燃烧效率和污染物排放的影响。结果表明，2种煤在不同气氛下均燃烧稳定；沿炉膛高度方向，温度先升高后降低；随着氧化介质中O2浓度的增加，温度水平上升；随着氧化介质中O2浓度的提高，燃烧效率提高；空气气氛下燃烧效率介于21%O2/79%CO2和30%O2/70%CO2气氛之间；未添加脱硫剂时，随着氧化介质中O2浓度的提高，烟煤和无烟煤燃烧SO2排放浓度提高；21% O2/79%CO2气氛下，NO排放量比空气气氛下低；随着O2浓度的升高，NO排放量升高；21%O2/79%CO2气氛CO排放量比空气气氛下大很多，但随着O2浓度的升高，CO排放量迅速下降。

基于支持向量机与数值法的 W火焰锅炉多目标燃烧优化及火焰重建13-19

摘要：对一台300 MW机组W火焰锅炉进行研究，采用最小二乘支持向量机，建立了炉内燃烧温度、污染物生成以及飞灰含碳预测模型；并进一步结合遗传算法，建立了运行优化模型，实现了燃烧过程炉内火焰形貌的重建。研究结果表明所建燃烧预测模型能较准确地预测煤粉的燃尽程度、NOx排放，炉内火焰的形态、火焰中心位置以及火焰的温度水平。优化目标不同，得到的运行条件有显著差别。随负荷的不同，针对不同优化目标得到的运行参数的差别也不相同。以燃尽为优化目标得到的优化运行工况炉内火焰温度高于以控制NOx为优化目标的炉内火焰温度。

中国电机工程学报杂志工程热物理

H2含量和湍流强度对典型烟煤合成气火焰结构影响的测量研究28-33

摘要：针对典型烟煤合成气湍流预混火焰，利用平面激光诱导荧光技术测量燃烧中间产物OH自由基分布，研究H2含量和湍流强度对实际合成气火焰结构的影响。实验结果表明，H2对合成气火焰中OH生成具有正向促进作用，H2含量高的合成气在实际燃烧中更容易稳定着火，且燃烧速度更快，有利于合成气充分燃烧。湍流强度的增加使合成气火焰锋面的皱褶程度增大，且使火焰中OH自由基增多，强化了合成气燃烧。合成气湍流火焰的脉动特性受H2含量的影响不大，主要与湍流强度有关。

一种用于燃烧模拟的动态自适应化学机制方法34-39

摘要：介绍了一种动态自适应化学机制 （dynamic adaptive chemistry，DAC） 方法。采用直接关系图深度搜索算法，在燃烧过程的不同时刻点，根据当地的热化学状态对详细化学反应机制进行简化，得到即时的当地简化机制，并将该简化机制应用于下一时间步的计算。求解描述化学反应动力学的控制方程时，只对活跃组分进行求解，非活跃组分保持质量份额不变，且可作为基元反应的第三体。基于DAC方法，对包含558种组分、2539个基元反应的正庚烷详细机制定压绝热大空间自燃着火过程进行模拟，得到了精确的温度、主要组分质量份额变化曲线以及着火延迟时间等参数。与详细机制模拟结果进行了对比，模拟用时不足基于详细机制的1/15，证明了该方法的正确性与高效性。

助剂对CaSO4载氧体化学链燃烧的影响40-47

摘要：在固定床实验台架上，研究了CaSO4和添加助剂的CaSO4与气体燃料发生反应的特性。结果表明：助剂可大幅度地提高CaSO4的反应活性，缩短反应时间。在950℃下，所有复合载氧体的转化率均超过95%。在还原和氧化过程中，载氧体释放的SO2曲线呈单峰特性，且随温度显著增大；温度对COS的释放没有明显的影响作用。含Ni-Fe的载氧体等转化率下硫的损失率最小。通过程序升温还原、X射线衍射和场发射扫描电镜等表征分析，研究了样品的反应性能,成分与结构变化，并提出了一个可能的催化还原反应和硫释放机制。

湿法烟气脱硫浆液中汞再释放特性研究48-51

摘要：在湿法烟气脱硫系统中由于还原性物质如亚硫酸根离子的存在使得被捕集的Hg2＋又以Hg0的形态排出，导致湿法烟气脱硫（wet flue gas desulfurization，WFGD）系统的脱汞效率降低。该文利用鼓泡反应器，研究了SO32-浓度、SO32-/HSO32-比值、浆液pH值、反应温度、Cl-浓度对湿法烟气脱硫浆液中Hg2＋还原和Hg0再释放特性的影响。实验结果表明，Hg0再释放速率随着浆液中S（IV）浓度的降低、pH值降低、SO32-/ HSO32-比值的增大、反应温度的升高而增大。通过提高浆液pH值、增加S（IV）浓度、降低SO32-/HSO32-比值、降低反应温度可以抑制或者减缓湿法烟气脱硫浆液中Hg0再释放，为WFGD同时控制煤燃烧过程中的汞奠定应用基础。

SO2对碳捕集过程影响的实验研究52-57

摘要：基于多喷嘴对置式水煤浆气化炉热态试验平台，以水煤浆为气化原料，氧气为氧化剂，研究温度和氧碳比对颗粒物性质的影响，并探讨其形成机制。研究表明：温度越高，生成的球形颗粒越多，颗粒表面S、Fe、Na元素的含量也越高，细颗粒物百分含量越大。随着氧碳比的增大，细颗粒生产量增多，颗粒含碳量下降，氧碳比为1.1时细颗粒主要以团聚体的形式存在；氧碳比对S、Fe、Na、Al和Si等元素在颗粒表面含量的影响较小；氧碳比对颗粒粒径分布的影响较明显，氧碳比为1.0时产生的细颗粒最多，粗颗粒粒径更小，氧碳比为1.1时产生的粗颗粒最多，细颗粒团聚体也较多，氧碳比为0.9时，颗粒物粒径分布居于两者之间。

温度及氧碳比对气化炉内颗粒物性质的影响58-62

摘要：基于多喷嘴对置式水煤浆气化炉热态试验平台，以水煤浆为气化原料，氧气为氧化剂，研究温度和氧碳比对颗粒物性质的影响，并探讨其形成机制。研究表明：温度越高，生成的球形颗粒越多，颗粒表面S、Fe、Na元素的含量也越高，细颗粒物百分含量越大。随着氧碳比的增大，细颗粒生产量增多，颗粒含碳量下降，氧碳比为1．1时细颗粒主要以团聚体的形式存在；氧碳比对S、Fe、Na、Al和Si等元素在颗粒表面含量的影响较小；氧碳比对颗粒粒径分布的影响较明显，氧碳比为1．0时产生的细颗粒最多，粗颗粒粒径更小，氧碳比为1．1时产生的粗颗粒最多，细颗粒团聚体也较多，氧碳比为0．9时，颗粒物粒径分布居于两者之间。

应用背景纹影技术的温度场测量63-67

摘要：为了重建温度场，通过试验获得存在温度场梯度分布的背景斑点图像和不存在温度场梯度分布的背景斑点图像，然后使用粒子图像处理软件对2幅图像进行互相关分析，求取背景粒子偏移量，即获得光线通过温度场以后在相机上的投影偏折角。将获取的任意切面偏折角数据进行迭代重建， 求取这一切面的折射率分布，最后根据盖斯公式和气体状态方程进行求解，获得任意切面的温度场分布，将重建结果和谱线反转法测定的温度场进行比较，温度场分布符合实际情况。试验条件较为简单，迭代重建算法也极为成熟，具有广泛应用前景。

不同物性对椭球形颗粒在移动床中流动特性影响的模拟研究68-75

摘要：采用多元颗粒模型对椭球形颗粒在移动床内的流动进行了离散单元法直接数值模拟。椭球形颗粒由3个叠加在一起的球元构成，建立了椭球形颗粒的碰撞机制，详细分析了其运动过程中的受力情况，主要是碰撞力和重力，并通过实验验证了模型的正确性。探讨不同物性颗粒在移动床内的流动特性，分析颗粒物性对流型、空隙率分布以及颗粒分离情况的影响。结果表明，滑动摩擦系数越小，颗粒流动越接近整体流，滑动摩擦系数越大，颗粒流动越接近漏斗流，且滑动摩擦系数越大，空隙率的波动范围越大，滑动摩擦系数越小，空隙率分布越均匀。滚动摩擦系数和弹性恢复系数对流型和空隙率的影响都很小。在二元混合物中，颗粒直径比越大，空隙率越小。不同尺寸颗粒混合物会导致颗粒分离，在下料时，颗粒直径比越大，细颗粒含量越少，但在物料卸出90%以后，细颗粒含量反而变大。滑动摩擦系数增大，在下料初始和最终阶段，细颗粒含量变大，而在下料中间阶段，细颗粒含量变少。

顺列管束间气液两相流型及压降特性研究84-89

摘要：采用高速摄像仪研究矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠节距比P/D为1.3和1.8的顺列水平管束的流型，拍摄到泡状流、间歇流和雾状流3种典型流型。采用气液折算速度绘制了流型图，发现在低折算液速和折算气速下与前人研究较一致。对比分析了2种管束间不同流型的压降，结果表明：2种管束的泡状流压降最大，间歇流次之，雾状流最小。含气率a在0.15~0.67范围内，P/D=1.8管束的压降大于P/D=1.3管束的压降。含气率a小于0.15和大于0.67时，大节距比管束的压降反而小于小节距比管束的压降。对压差波动信号的功率谱特征进行分析的结果表明，利用压差时域信号的功率谱特性可以鉴别流型。

不同Fe3＋/Al3＋比复合阳离子絮凝剂聚合硫酸铝铁的合成及性能研究90-95

摘要：为融合铁系与铝系絮凝剂的优点，以钢厂废渣或赤铁矿尾矿、粉煤灰和浓硫酸为原料，合成了不同Fe3＋/Al3＋比的复合阳离子型聚合硫酸铝铁（poly-alumino-iron sulfate，PAFS）絮凝剂。利用沸点升高法、络合滴定分析法（ethylene diamine tetraacethyl acid，EDTA）和红外光谱 （infrared spectroscopy，IR）等方法对合成的PAFS进行了分析和表征，结果表明：PAFS的密度为1.45~1.64 g/mL，Fe3＋含量〉160 g/L，Al3＋含量10.29~99.18 g/L，平均分子量为5.1′104；IR光谱显示PAFS是羟基桥联结构。利用四因素三水平L9（34）正交试验和混凝试验确定了制备PAFS的最佳条件。进行了自制PAFS与市售絮凝剂聚合氯化铝的絮凝效果对比试验，结果表明PAFS对黄河水的除浊率达到了100%，对COD的去除率达到40%，和工业产品聚合氯化铝相比，制备的PAFS具有除浊率高、投药量少、成本低的优点，显示出良好的工业应用前景。

中国电机工程学报杂志动力机械与工程

密封气流力试验识别方法及影响因素研究96-100

摘要：针对在气缸偏摆状态下的气流力识别问题，引入转子动力学双平面平衡理论，将多级密封内的气流力等效到两个端面上，建立多级密封气流力等效试验识别模型。通过气缸共振的方法放大气流力影响，提高识别精度。通过更换不同刚度的弹簧来实现多转速下的试验。在密封试验台上开展了进气压力、振动、转速等因素对气流力的影响。试验结果表明，随着进气压力增加，气流力增大，两者间近似为线性关系。升速过程中气流力的变化主要还是由于振动变化所引起。随着振动的增加，气流力增大。气流力所作功量与气流力和振动之间的相位角差关系较大。相位差为90°时，作功量最大。

双机组风力机尾流互扰及阵列的数值模拟101-107

摘要：为合理布置风力机，尽量减小风力机尾流的影响，提高风电场效率，采用Fluent 6.3软件，结合尾流理论分别对单机、2台串列、并列及错列布置的风力机进行数值模拟。通过比较单机风力机下风向流场分布和尾流模型计算结果，验证数值模拟合理性；比较单机及各种布置方式的输出功率、流场分布，对风力机间相互影响及互扰损失进行分析。结果表明：串列布置时，下风向叶轮对上风向机组发散状尾流有收敛作用，下风向机组受上游尾流影响较大，功率明显降低；并列及错列时被干扰机组受参考机组尾流挤压，但功率受影响较小。

中国电机工程学报杂志热工自动控制

基于简化热平衡方程的再热蒸汽流量实时软测量114-119

摘要：再热蒸汽流量的软测量方法通常精确度不高或实时性不好。针对这个问题，该文研究了一种提高再热蒸汽流量测量实时性和准确性的方法。首先获得了基于简化热平衡方程的再热蒸汽流量稳态计算公式。该公式不包含待定参数，不需要用实验等手段来校正公式中的参数，且其计算精度相对其他公式来说也较高，然而该公式只适用于稳态工况。为此，又从精度不高的弗留格尔公式中提取了可以快速反映再热蒸汽流量变化的动态信息结构，并利用稳态计算公式在不同稳态工况下的计算值对其进行了参数标定，得到了动态计算公式。最后文章有效利用了稳态计算公式和动态计算公式的信息互补性，应用互补滤波器方法将上述2个公式在频域内进行了融合。经频域融合后得到的再热蒸汽流量不仅在机组稳态时准确度高还可以快速地反映再热蒸汽流量的变化。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制及数值模拟120-124

摘要：采用生物质燃料再燃方式既能减少NOx排放，又能减少CO2、SOx排放，因此生物质燃料再燃是具有优势的生物质能利用方式，成为再燃技术研究的新方向。生物质气化再燃相比较直接再燃，气化后再燃不会破坏锅炉的灰成分，同时锅炉受热面的积灰、结渣、腐蚀等问题也可以避免，尤其适合难以直接燃烧的生物质。生物质气化气还原NO的化学反应动力学机制研究有助于深入理解再燃过程，优化再燃效果。提出1套详细的化学反应动力学机制，并对稻杆气化气的再燃进行模拟与分析，针对温度、当量比这2个重要再燃参数，得出稻杆气化气再燃的最佳当量比为 f = 1.1~1.5，最佳温度范围在1 300 K以上。

《中国电机工程学报》百篇杰出学术论文名单I0001-I0006

摘要：百篇杰出学术论文评选按照中国电机工程学会关于开展《中国电机工程学报》百篇杰出学术论文评选活动的通知，经专家和读者论文推荐阶段、编辑部初审并网上公示两周后，300多位特约专家复审，最后经编辑部整理，由《中国电机工程学报》编委会进行论文最终审核，共评选出《改进粒子群算法及其在电力系统经济负荷分配中的应用》等百篇杰出学术论文100篇，入围奖论文82篇。