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中国电机工程学报 2011年第17期杂志 文档列表

中国电机工程学报杂志热能工程

中国电力工业CO2减排战略分析1-8

摘要：对电力工业主要的碳减排方式的减排成本、减排潜力及对化石能源消耗量的影响进行分析对比，并在此基础上对中国电力工业的碳减排战略进行了分析预测。研究结果表明：各种减排方式综合应用是我国电力工业碳减排的必然趋势，其中节能、核电以及水电、风电和太阳能发电等可再生能源发电在2050年的CO2减排潜力均可达到10亿吨以上，且可以节约大量化石能源，是应优先发展的重要减排技术。

干式低NOx燃气轮机燃烧室的燃料／空气预混均匀性问题分析9-19

摘要：干式低NOx（drylowNOx，DLN）燃烧技术的关键是在控制燃烧室主燃区总燃料／空气当量比的前提下，实现燃料／空气的均匀预混。国际上先进DLN燃烧室的研发都在预混均匀性问题上花费了很大精力，而我国对此问题的重视程度还不够。因此该文通过总结典型DLN燃烧室燃料／空气的预混方式，归纳出了在燃烧室中实现均匀预混的基本原则和方法。如气体燃料供应要采用将燃料导管伸入空气流道中，并通过小孔提供较多燃料喷射点的方式。燃料导管的位置一般视空气旋流器的位置而定，并应留有足够长的预混段。燃料应按与空气流动垂直的方向喷射，并要有较高的射流动量和适当的穿透深度。进而以此为依据分析了我国首台自主研发的重型燃气轮机R0110的DLN燃烧室在燃料／空气预混均匀性方面存在的问题并指出了改进的方向。

采用涡旋膨胀机的低品位热能有机物朗肯循环发电系统实验研究20-25

摘要：有机物朗肯循环（organicrankinecycle，ORC）的主要优点在于回收中低品位热能发电时的高效、环境友好、压力适宜等。文中对有机物朗肯循环进行了实验研究。实验装置采用涡旋式膨胀机，以R600a为工质，膨胀机最大输出电功率0．74kW，最大第一定律效率2．4％。实验发现膨胀机最高转速为4589r／min；根据膨胀机输出功率随工质泵频率及热源温度的变化情况，发现工质泵频率存在一个最佳值，使得系统输出功率最大。循环第一定律效率随着蒸发压力的增加也存在最大值，其原因是由于较高压力和流量下膨胀机入口存在汽液两相现象。通过对ORC的实验研究，认为涡旋式膨胀机在中小型低品位热能ORC系统中具有非常大的优势，ORC系统有机物工质的流量和蒸发压力与低品位热能热源的匹配，是提高ORC系统性能的一个重要设计方法。

中国电机工程学报杂志工程热物理

褐煤热解平行反应动力学模型研究26-31

摘要：采用热重分析方法对海拉尔和霍林河褐煤进行了等速升温热解实验研究。在无需预定子反应活化能分布和转化率的前提下，建立了新的热解平行反应模型，并利用所得到的热解实验数据，通过计算获得了褐煤热解动力学模型参数。模型中各子反应的活化能E主要分布在100～500kJ／mol之间，而指前因子4主要在10^7到10^26S^-1之间，E与InA表现出了很好的线性关系，说明所建模型具有很好的动力学补偿效应。利用该热解动力学模型对两种褐煤的热解过程进行了预测，结果表明，该模型可实现热解中失重速率以及剩余质量曲线的准确预测，最大平均偏差均分别小于9．12％和0．73％。采用该模型对不同煤与实验条件下的热解过程进行了预测，结果均符合较好，表明该模型具有较宽的适用范围。

基于非线性扩散模型的煤焦O2／CO2高温燃烧特征分析32-37

摘要：偏微分质量守恒方程能够简化为一组线性方程组并用以描述煤焦的反应性，但其计算量偏大，且计算结果也不一定收敛。文中根据反应过程中煤焦孔隙率和表面积之间的非线性变化特征，利用一种逼近的方法简化和求解偏微分质量守恒方程，并最终建立在扩散控制条件下预测煤焦反应性的逼近模型。通过与Rafsanjani模型比较发现，该模型计算得到的数值比Rafsafijani模型计算得到的数值更接近实际情况。基于该模型，分析了焦作无烟煤、云浮烟煤和西阳村贫煤在不同温度下O2／CO2燃烧的特性。

一种预测煤灰变形温度的新方法38-43

摘要：在研究燃煤煤灰成分与其变形温度之间关系的基础上，提出了煤灰变形温度模拟退火支持向量机的预测模型。该模型将煤灰中的10个氧化物成分作为输入量，煤灰的变形温度作为输出量。用某电厂实测数据对模型进行了校验，结果表明，此方法是合理有效的，经模拟退火算法优化后的支持向量机模型可实现对变形温度较精确的预测。同时依据本模型及面向对象的高级语言，开发了相应的预测评判系统。

氨法烟气脱硫过程（NH4）2SO3溶液吸收NOx的特性研究44-49

摘要：为研究电厂湿式氨法烟气协同脱硫脱硝过程中的主要吸收剂（NH4）2SO3溶液与烟气中的NOx之间的反应特性，在小型双搅拌反应釜系统中，基于双膜理论对（NH4）2SO3溶液与Nox间的气液吸收反应进行研究。实验结果表明：随气液相搅拌速度和温度的增加，不同No2／NO之比下的NOx的吸收速率都相应的增加，而随着o2含量的增加，No2的吸收速率会不断降低，NO的吸收速率却会不断增加，这主要由于o2的存在涉及到NO和So32-的同时氧化。另外，由于气相中SO2的存在对NO2和NO的吸收速率都有一定的促进作用，因此氨法同时脱硫脱硝技术具有可行性。

原位沉淀技术制备整体型Mn／Ti-Si／堇青石选择性催化还原催化剂50-54

摘要：提高整体型低温选择性催化还原（selectivecatalyticreduction，SCR）催化剂表面活性组分的牢固度和分散性，以堇青石为载体，通过原位沉淀技术制各整体构件型的低温MnOffTiO2-SiO2催化剂，考察催化剂涂层的牢固度和脱硝活性。结果表明，利用原位沉积技术可以使Tio2-Sio2复合氧化物涂层均匀、致密地分散在堇青石载体上，并且具有很强的黏附性，SiO2的引入可以进一步提高涂层的比表面积和与载体的结合强度。在Tio2-Sio2涂层表面同样可以通过原位沉积使MnOx活性组分高度分散在涂层表面，晶相以Mn2o3为主，颗粒尺寸分布在0．5～1．0μm。SCR脱硝活性测试表明，整体催化剂表现出优良的低温SCR脱硝活性，尤其是当涂层n（Ti）：n（Si）：1：1时，催化剂在180℃时脱硝效率达到90％以上。

采用湿壁塔氨吸收法去除烟气中SO2的实验研究55-58

摘要：为检验并流降膜湿法烟气脱硫装置效果，以氨水作为吸收剂，对模拟烟气脱硫进行实验研究。考察吸收液pH值、液气比、烟气中SO2体积质量以及进气温度对脱硫率的影响。实验结果表明：随着吸收液的pH值，液气比以及吸收液浓度增大，脱硫率增大；随着烟气中SO2体积质量增大，脱硫率下降；烟气温度对脱硫率影响不大。实验得到最佳工艺参数为：在进气浓度为2500mg／ma时，液气比为2．4-2．8L／m3，吸收液pH值为5．8～6．5。在最佳工艺参数下脱硫效率可以达到95％。本实验研究可以为氨法脱硫的工业化应用提供有益的参考。

旋转横流中侧边射流偏斜和扩散的实验研究67-71

摘要：为研究旋转横流中侧边射流的偏斜和扩散特性，搭建了横向射流流动显示实验台架，采用可调同步激光器和CCD摄影技术获得了不同射流速度比率时（r=15、30、45、60、751横向射流的流场结构，基于横流槽道特征尺寸和射流速度的雷诺数Re介于22537和112683之间。实验结果表明，旋转横流中侧边射流的射流速度比率较大（p30）时，射流深度基本不变，异于均匀横流中侧边射流的气流偏斜特性。另外，并非越大的射流速度比率就能获得越大的射流扩展宽度，当r=60时，系统的射流扩展宽度最大，而且在较大的射流深度区域内维持较大的扩展宽度，有利于物质的混合扩散。

充液率对单环路脉动热管启动运行的影响79-85

摘要：针对单环路脉动热管建立了可视化实验平台，着重考察单环路脉动热管在不同充液率（30％，50％，70％）下的启动、运行情况。实验过程中观察到高充液率下（50％，70％）管内工质的主要流型为塞状流，低充液率下（30％）主要流型为环状流；启动过程中管内工质左右振荡，运行中工质呈现较稳定的单向流动；50％及70％充液率下脉动热管能够顺利地启动运行；较低的充液率（30％）影响到热管的正常启动和稳定运行；文中采用运行热阻评价热管运行中的传热效果，结果表明，70％充液率的传热效果优于50％充液率。

一种新的电容层析成像电容测量值归一化模型86-90

摘要：在电容层析成像（electricalcapacitancetomography，ECT）图像重建中，测量电容需根据高、低介电常数进行归一化处理。并联模型为常用的归一化模型，其归一化电容值与测量电容值为线性关系。串联归一化模型，其归一化电容值与测量电容值则为非线性关系，与并联归一化模型相比，重建图像有所改善。最新提出的基于电力中心线的混联模型为并联及串联归一化模型的混合，该文针对混联归一化模型提出了确定模型因子的多阈值方法。仿真及实验结果表明，基于多阈值的混联归一化模型，其重建图像质量得到较大提高。

中国电机工程学报杂志可再生能源发电

生物质热解气部分氧化的数值模拟99-105

摘要：为研究生物质热解气在部分氧化条件下的反应特性，更好地预测气相产物的反应行为，建立一个管流反应区内的热解气部分氧化反应模型。选用苯酚，甲苯，苯，萘4种物质作为焦油模型化合物，小分子气体由CO、CO2、CH4、H2、N2和o2组成。搭建一个连续性实验台用以验证模型。结果显示，模型对于小分子气体的变化趋势能够较准确地预测，但定量预测仍存在一定的误差；对于焦油总量及变化趋势方面较为准确。与实验结果相比，该模型能够定性地反映生物质热解气部分氧化条件下的反应规律。

质子交换膜燃料电池扩散层水传递可视化研究106-111

摘要：质子交换膜燃料电池（polymerelectrolytefuelcell，PEFC）扩散层（gasdiffusionlayer，GDL）水管理对其性能十分关键，扩散层可视化研究对指导微观模型的建立，进而指导电池的设计意义重大。搭建了一个离线扩散层可视化研究实验台，通过对不同碳纸进行液态水穿透实验，观测了液态水突破现象，并得到碳纸突破压力随温度近似呈线性变化且成反比。同时通过分析碳纸中传递过程，建立了一种微观模型，通过MATLAB编程计算突破压力大小，并与实验值进行了对比，得到比较一致的结果。

固体氧化物直接碳燃料电池研究进展112-120

摘要：固体氧化物直接碳燃料电池（solidoxidedirectcarbonfuelcell，SO—DCFC）在煤炭清洁利用方面具有独特优势，近年来受到研究人员的广泛重视。在对SO-DCFC基本概念与特点介绍基础上，对其中3个重要研究内容，即阳极反应机制、机制建模与模拟、及性能改进与优化方面的研究现状和进展进行了综述分析，指出SO—DCFC阳极反应机制与碳燃料和阳极接触方式密切相关，对其性能改进极为重要；碳燃料与阳极直接物理接触时基本不发生碳的直接电化学反应，碳燃料与C02的气化反应是影响SO-DCFC性能的速率控制步骤；目前SO-DCFC模拟研究工作较少，应加强SO—DCFC机制建模与模拟工作；通过引入碳燃料催化气化和抑制阳极CO积炭能显著改善电池性能。