基于两段式水煤浆气化的IGCC系统变工况特性
摘要：整体煤气化联合循环（integrated gasification combinedcycle,IGCC）机组在一定情况下处于非设计工况运行。为了研究IGCC系统变工况特性,采用ThermoFlex软件建立基于两段式水煤浆气化技术的200 MW级整体煤气化联合循环系统模型,主要考查燃气轮机负荷、整体空分系数Xas、大气温度、大气压力对系统性能的影响。研究结果表明,降低燃气轮机负荷或者提高大气温度系统效率均呈先升高而后降低的趋势。整体空分系数Xas增加,机组发电效率降低。大气压力对系统效率影响较小。上述条件下采用两段水煤浆气化技术,系统性能可以得到有效改善。研究结果可为采用两段式水煤浆气化技术的IGCC系统的设计、运行提供参考。燃机与锅炉耦合系统提高电厂供电效率的研究
摘要：为提高火力发电厂的供电效率,提出燃机与锅炉机组的耦合系统,并建立该耦合系统性能计算模型。经过对耦合系统性能的预测分析可知：排烟温度对系统的性能影响较大,在设定的130℃排烟温度条件下,耦合了燃机的电厂效率提高,供电煤耗降低。在一定的最高燃机工作温度条件下,进入锅炉机组总风量与流经燃机的空气流量与之间的比值有最佳值。以燃机最高工作温度700℃为例,耦合系统可以提高机组效率0.5%以上,其发出的功率可以增加电厂供电量超过4%,在考虑了机组热效率以及低温腐蚀等因素以后,除了抵消风机电耗以外,最佳的供电量增加幅度为1.64%,此时对应着最佳的锅炉机组总风量与流经燃机空气流量的比值,其大小为4.29。300MW煤粉/高炉煤气混燃锅炉燃烧特性数值模拟
摘要：钢厂高炉煤气是一种低热值燃料,它和煤粉在炉内掺烧是其一种有效的利用途径。但煤粉掺烧高炉煤气后燃烧特性与纯煤粉燃烧有很大不同,掺烧过程中易发生过/再热器超温、飞灰含碳量过高等问题,导致其在大型锅炉上的应用很少。针对某钢厂300MW四角切圆煤粉/高炉煤气混燃锅炉,使用二混合分数法对其燃烧特性进行数值模拟。对比研究了纯燃煤工况和高炉煤气掺烧量分别为10%、20%、30%的工况,发现掺烧高炉煤气时炉内温度水平有明显下降（如,掺烧10%高炉煤气时截面最高温度降低81K）,且随着掺烧量的增加而加剧,但下降的趋势变缓。掺烧高炉煤气后产生烟气量增多,炉膛出口烟速有明显增加,煤粉颗粒实际停留时间缩短,使得煤粉燃尽变得困难。同时,NO的生成量随高炉煤气掺烧量的增加而明显减少。基于图论的火电机组热经济性定量分析方法
摘要：在分析火电机组热力系统结构特点的基础上,将图论思想引入到热力系统节能分析中,规定了火电机组热力系统的划分原则及其基于图的表达方法,确定了火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵填写规则。根据能量守恒定律、质量守恒定律并结合有向图带权邻接矩阵,推导出火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵方程、燃料消耗率及燃料微分变动方程。基于图论的火电机组热力系统节能分析方法,以图的形式研究电站热力系统,以点与线组成的能量流、物质流二元关系图形来描述电站热力系统,数学模型物理意义明确,使用方便,矩阵填写规范,是一种全新的火电机组热力系统热经济性分析方法。最后给出实例验证了本方法的正确性。处理梯级水电站复杂约束的短期水火电系统环境经济优化调度
摘要：首先建立采用迭代费用惩罚系数的单目标水火电系统环境经济优化调度模型;其次为解决梯级水电站由于时间耦合性和空间相关性而带来的同时处理发电流量约束、库容约束和动态水量平衡约束的难题,给出约束条件的启发式处理方法,使得在满足上述复杂约束的同时,更利于最优解的搜寻。对总装机容量为2 975 MW的水火电系统（包含一个含4水电机组的梯级水电站和3个火电机组）进行仿真计算,结果不仅表明了该启发式约束条件处理方法的可行性和有效性,而且对比进化算法和差分进化算法所得结果,每天的燃料费用分别降低了4 303.96$和1 311.96$,污染气体排放量分别减少8 231.37 lb和1 522.37 lb。煤和垃圾衍生燃料循环流化床混烧的试验研究
摘要：分别在热重分析仪和0.5MW循环流化床燃烧系统上进行了煤和垃圾衍生燃料混烧实验。热重试验表明：混烧过程中,两者基本上保持各自的燃烧特性,同时垃圾衍生燃料的加入能显著提高煤粉的燃烧性能。循环流化床试验表明：相对于煤粉单独燃烧,混烧能使整个炉膛的温度分布更均匀;垃圾衍生燃料的加入降低了CO、NO、N2O、SO2的排放,但却大大增加了烟气中HCl的浓度;垃圾衍生燃料中的钙基物质能对SO2起到脱除作用,同时HCl的存在会促进钙基物质与SO2的反应;在混烧情况下,随着床层温度的升高,N、S、Cl等元素对气相污染物的转化率增加,同时,钙基物质对酸性气体SO2、HCl的脱除反应受到抑制,因此烟气中的NO、SO2、HCl等污染物浓度增加。锅炉过热器蒸汽侧氧化膜的应力状态分析
摘要：火电机组锅炉过热器蒸汽侧氧化膜在机组变工况时可能发生开裂甚至脱落,对受热面安全性构成严重威胁。以超临界锅炉T91过热器管材为研究对象,在考虑温度对金属和氧化膜热膨胀系数影响的基础上,采用多层空心圆柱体模型,对3种不同工况下机组停炉过程中蒸汽侧氧化膜的稳态应力进行数值计算和分析。通过对各应力分量以及Mises等效应力进行分析,阐明了蒸汽侧氧化膜2种可能的开裂模式,同时得出了停炉过程中变工况后的负荷相同时蒸汽温度过低或者变工况后的蒸汽温度一定而负荷过低都可能导致氧化膜因等效应力过大而开裂甚至脱落的结论。多喷嘴汽-液两相喷射器的工作特性研究
摘要：对以湿蒸汽为工作流体的多喷嘴汽–液喷射器机制进行研究,利用质量、能量及动量守恒方程建立了喷射器工作特性一维理论模型。模型求解过程中,采用两相临界流均相平衡模型计算单喷射蒸汽喷嘴的临界流速,并利用多喷射速度系数对其修正,得到多喷射蒸汽喷嘴的出口速度;综合考虑Cattadori的壁面力和Howard的喉部压损理论对流动的影响来确定混合室阻力。为验证模型的正确性,设计以湿蒸汽为工作蒸汽的实验台,并采用多喷嘴喷射器作为实验元件。研究结果表明：容积喷射系数随压力比的增大而减小,且增大喷射器的截面比可使容积喷射系数增加,但缩小了喷射器的工作范围;容积喷射系数随蒸汽干度的增大和过冷水温度的升高而减小。理论计算结果与实验值基本相符。410t/h燃煤锅炉汞释放及赋存方式转变数值模拟
摘要：运用详细汞化学反应动力学机制和涡耗散概念（eddydissipation conception,EDC）模型对410 t/h四角切圆燃煤锅炉炉内汞释放及下游烟道内汞赋存方式变化进行了模拟,得出煤粉燃烧时炉内汞的析出释放和分布规律,以及下游烟道内汞赋存形态的转变迁移特性。结果表明：在燃煤烟气中,HCl是单质汞氧化的关键组分;温度高于1 000 K时,单质汞是汞的主要赋存形式,HOCl是氧化单质汞的重要组分;温度低于900 K时,氧化态汞是主要的存在状态,氯化物形态的汞化合物含量约为92.36%、HgO含量7.64%,Cl2是产生HgCl2的重要组分;汞的氧化反应主要发生在尾部下行烟道中,HgCl2浓度随温度下降均呈迅速上升趋势。湍流聚并器流场和颗粒运动轨迹模拟
摘要：颗粒物聚并技术是强化对超细颗粒粉尘收集的有效方法。基于FLUENT软件对聚并器内流场和颗粒轨迹进行了数值模拟。对流场模拟的结果表明,聚并器内的涡发生装置可以产生不同尺度的涡,为超细颗粒的碰撞聚并创造了条件。分别在不同流速、不同粒径以及有无荷电的情况下模拟颗粒在聚并器内的运动情况。结果表明,流速越大,颗粒受湍流影响越大,发生碰撞聚并的几率也就越大;大颗粒受湍流影响较小,小颗粒较容易受到湍流的影响,从而大小颗粒之间发生明显的相对运动,增大碰撞聚并几率;荷电可以使粒子间的引力明显增强,使湍流对粒子运动的影响更明显,有效地增加粒子的碰撞几率。矩形和圆形微通道内流体流动特性的实验研究
摘要：流体在微米级通道中的流动规律与常规通道不同,其区别主要体现在摩擦因子、转捩雷诺数和泊肃叶数等方面。针对上述问题,实验研究了水在水力直径为167~195 m矩形硅通道和水力直径为168~399 m圆形玻璃微管中的流动特性。结果表明,对水力直径为167~195 m的矩形通道,其转捩雷诺数发生在1 300~1 480;对水力直径为168~399 m的圆形通道,其转捩雷诺数位于2 600~2850,且二者的摩擦因子和泊肃叶数与理论值基本一致,这说明了微通道的形状对流动阻力特性没有明显影响。通道S-3的长径比为173,其入口段长度比常规管道入口段略长,说明微通道的入口效应较明显。实验测量了微通道的局部阻力压降随流量变化的关系。结果表明,突变微通道内水流动的局部阻力符合常规理论曲线。一种计算燃气轮机透平叶片温度分布和冷却空气需求量的修正的解析模型
摘要：现代燃气轮机冷却技术非常复杂,该文针对传统的计算透平叶片冷却空气量模型的不足,基于热力学、传热学理论,对以往模型进行修正和改进,建立一种考虑了气膜冷却和热障涂层（thermal barrier coating,TBC）的修正的解析模型。通过对不易测得的叶片内部冷却通道参数的合理处理,模型可计算得出叶片的冷却空气需求量以及温度分布情况,并通过算例进行了计算分析,得到较合理的结果。该模型可以用于燃机叶片温度实时监测以提高燃机机组运行的安全性,还可对燃机设计、性能分析和冷却空气量分配控制提供一些参考。离心风机旋转失速状态下的流体动力学特征
摘要：基于节流阀函数及Navier-Stokes方程,对电厂常用的G4-73型后向式离心风机的旋转失速现象进行了非定常数值模拟。结果表明,失速先兆呈现明显的模态波形,存在一个传播速度为62.9%wr的失速团。风机失速频率为14.15 Hz,与实验结果一致。分析旋转失速发生前后4个典型时刻的流场动力学特征,并研究失速团的周向传播规律,相对坐标系下失速团沿着与叶轮相反的旋转方向传播。失速区全压波动曲线的规律研究揭示了失速团的相对位置及传播速度是影响风机全压波动及其频率的根本原因。研究结果对旋转失速故障的预估及主动控制具有重要意义。共用管段的水力解耦及非线性水轮机模型
摘要：研究具有共用管段水力系统的耦合问题,提出水力耦合分解成多个仅依赖于各自管段流量的单变量函数的解耦方法,以解决水力耦合带来的复杂性和困难。将传递函数描述的弹性水击水力动态转化为相对值形式的微分方程模型,与主接力器运动方程构成水轮机的微分方程模型。解耦后的其他管段的耦合作用以附加输入扰动的形式出现在水轮机模型中,实现输入的解耦,可有效简化控制器的设计。仿真表明,所提出的解耦方法是有效的。一种基于鲁棒自联想神经网络的传感器故障诊断方法
摘要：提出一种可用于非线性系统建模的鲁棒自联想神经网络,将该网络映射层和解映射层分别作为2个子网络进行训练,提高了收敛速率。在网络训练目标函数中加入网络权值限制项,抑制了训练过程中网络权值的异常调整,提高了模型的准确性和鲁棒性。在解映射子网络训练结果集和原输入数据集中增加了扰动数据,构成映射网络的扩展训练样本集,提高了整个网络的鲁棒性。该文给出基于所提网络模型的传感器故障诊断方法及诊断流程,并以某300 MW机组热力系统为对象进行算例分析,结果表明该文方法应用于传感器故障诊断时能够实现对故障测点的快速准确定位,并对各变量值进行精确重构。风剪切和动态来流对水平轴风力机尾迹和气动性能的影响
摘要：对风剪切和动态来流情况下NREL Phase VI风力机尾迹结构和气动性能进行计算。计算方法采用基于Weissinger-L升力面模型和时间推进自由尾迹模型的涡尾迹方法。应用所建立的方法对轴流工况时风力机的气动性能进行计算,并与实验数据进行比较,验证了模型的有效性。之后对不同来流风,包括稳态风剪切、极端垂直风切变和极端运行阵风时风力机的尾迹结构和气动性能进行计算。结果表明,风剪切使得叶片在旋转周期内经历变化的风速,导致尾迹结构不对称,叶片载荷随时间周期性波动;非稳态来流时,尾迹结构非对称性更明显,载荷波动更大,风力机疲劳载荷增加。计算结果能够为风力机优化设计提供支持。一种引入停止机制的改进爬山算法
摘要：针对爬山法（hill-climbing searching,HCS）在最大功率点（maximum power point,MPP）处存在的转速振荡和风速变化导致搜索方向误判的问题,提出1种具有扰动停止机制的改进爬山算法。该算法不仅继承了变步长爬山法快速搜索至MPP附近的优点,还具有MPP检测和停止机制。在风机跟踪至MPP附近时,该机制不仅可以有效降低转速振荡对风机系统机械部件的磨损,而且克服了算法停止机制生效后风速再次变化时对搜索方向判断的干扰,从而进一步提高了风能捕获效率。在简化风电系统模型的基础上,仿真结果验证了该算法的有效性和优越性。Off-design Characteristics of IGCC System Based on Two-stage Coal-slurry Gasification Technology
