近（亚）临界有机物朗肯循环的性能分析
摘要：针对有机物工质物性在近临界区的奇异性,选用了适用于近（亚）临界有机物朗肯循环（ORC）的3种典型工质：R236fa、R142b、R152a,建立热力学模型分析近临界循环与亚临界循环在性能上的差异,并从工质物性角度分析产生差异的原因。结果显示近临界循环的各项性能参数与亚临界循环差异明显;近临界ORC的比吸热量、比净功和热效率随蒸汽发生温度的变化缓慢,具有良好的变工况性能;这3种工质中干性工质R236fa最适用于近临界ORC。近临界ORC性能上的奇异性主要与有机物工质的潜热和干湿性在近临界区的特性有关。工质对低温蒸汽闪蒸–双工质联合循环性能的影响
摘要：为获得不同工质对新型双工质-闪蒸-双工质联合循环系统热力性能的影响规律及确定系统最佳工质,以流量27.8 kg/s,383.15 K的饱和蒸汽为热源,针对5种低沸点有机工质,以热力学第一、二定律为基础,编制计算程序,将不同工质对该联合循环系统热力性能的影响进行了对比分析。研究结果表明：在具有潜热的高压级双工质阶段,采用不同工质系统净输出功和热效率随蒸发压力增加均呈现出逐渐增加,增幅减小的趋势,热力性能表现为R600＞R236fa＞R114＞R245fa＞R123;对于不同温度热水热源,净输出功则表现出随蒸发压力的提高先增加后减小的特点,在汽轮机背压一定时,工质的沸点越低,其热力性能越好,热力性能表现为R236fa＞R600＞R114＞R245fa＞R123;在高压级、低压级双工质阶段分别采用R600,R236fa作为工质时,该联合循环系统取得最大净输出功6 466.1 kW、最大热效率9.46%和最小火用损失9 511.5 kW。双气头多联产系统的火用经济优化与分析
摘要：为探究多联产系统工艺条件、单元操作参数对系统经济性能的影响规律,实现以经济性能为第一考虑因素的工艺过程参数的优化,文中构建了产品的火用经济成本模型,通过对系统经济性能与生产过程工艺条件、单元操作参数间内在关系的认识和分析,建立对应关系,并将其作为经济优化的目标函数。以目前正在进行中试建设的合成气与富甲烷焦炉煤气为气源的＂双气头＂多联产系统为例,说明该经济优化模型的应用与优势。优化后系统产品单位火用经济成本从73.84减小到69.17 RMB/GJ;碳元素转化率达到61.45%,火用效率达到62.48%,较优化前分别提高了3.40个百分点和5.82个百分点。火用经济分析结果表明：产品火用经济成本降低的根本原因是化工过程参数的优化提高了化工过程与动力过程的耦合程度,能量利用效率最低的发电模块的火用耗系数从优化前的2.478降低到1.785。高温炉烟干燥开式制粉系统褐煤锅炉研究
摘要：提出了一种基于高温炉烟干燥开式制粉系统及乏气水回收的燃褐煤锅炉系统,并以某在役600 MW超临界燃褐煤（全水分39.5%）锅炉为例,对应用该系统的节煤、水回收及污染物减排效益进行了计算和分析。结果表明该系统可明显降低锅炉排烟热损失,从而提高锅炉热效率约2.7个百分点,锅炉污染物排放随之等比例减少;同时可通过冷却乏气回收大量凝结水,有望实现＂零水耗＂燃褐煤空冷电厂。该系统以高温炉烟为制粉系统干燥剂,可提高乏气水露点从而使乏气水回收更容易,还可降低乏气含氧量从而使褐煤制粉系统运行更安全。该系统工艺流程简洁且相关设备成熟,可直接应用于大型燃煤发电机组,也可与以提高蒸汽参数为思路的高效燃煤发电技术组合应用从而进一步提高电厂效率。两种煤成灰特性对比试验研究
摘要：为分析某循环流化床锅炉纯烧一种南非煤时无法实现满负荷运行的原因,利用热重及静态燃烧结合冷态振筛的方法将该南非煤和淮北烟煤进行燃烧和成灰特性对比试验。结果表明,南非煤发热量高、着火温度低、燃尽时间短、成灰量少且易成细灰;同等粒径的2种原煤在相同的成灰条件下,南非煤成灰的平均粒径明显偏细,细灰（≤91μm）质量份额高于40%,淮北烟煤低于20%;原煤粒径增大,南非煤成灰平均粒径变化不大;原煤粒径超过4 mm后,淮北烟煤成灰平均粒径显著增大。南非煤的成灰特性可能是此锅炉密相区超温、不能满负荷运行的原因,可从提高旋风分离器分离效率、添加辅助床料及采用飞灰回燃技术等方面着手改进。油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分模型
摘要：采用核磁共振碳谱（nuclear magnetic resonance spectra,1 3C-N M R）以及综合热分析仪和傅里叶红外联用技术（thermogravimetric-Fourier transform infrared spectroscopy,TG-FTIR）等手段,通过热解实验研究油页岩化学结构特性,建立适用于油页岩化学结构的化学渗透脱挥发分（chemical percolation for devolatilization,CPD）模型。该文通过13C-NMR对油页岩化学结构进行研究,得到CPD模型的4个输入参数。核磁共振分析表明,区别于煤的化学结构,芳碳含量在油页岩化学结构中所占比例相对较低,窑街样品中芳碳含量为50%,而在兴安盟样品中的含量仅为35%。利用TG-FTIR等手段通过C-R法求得桥键断裂的动力学参数,以窑街和兴安盟油页岩为样品,预测其在加热速率为50℃/min条件下的挥发分曲线。通过后验差法检验模型的预测误差,结果表明预测精度较高,验证了模型预测的合理性。复合制冷循环间接空冷系统变工况特性分析
摘要：基于复间冷系统的组成及其功能,建立复间冷系统变工况数学模型,提出了工作于环境高温时段的制冷循环过程中,汽轮机排汽压力的变工况计算模型。该模型揭示出压缩机功耗、环境气温、迎面风速、排汽热负荷等主要因素对汽轮机排汽压力的影响;工作于环境低温时段的逆制冷循环（动力循环）过程中,膨胀机输出功率的变工况计算模型,分析得出汽轮机排汽压力、工质过热度、环境气温、迎面风速、排汽热负荷等运行因素对膨胀机输出功率的影响。以600MW虚拟复间冷机组为例,定量阐明了诸影响因素对汽轮机排汽压力和膨胀机输出功率的影响规律。1 000 MW直接空冷发电机组凝汽器传热性能试验研究
摘要：不同工况下空冷凝汽器的换热性能,是火电直接空冷机组设计、优化和运行的主要依据。针对实际运行的1 000 MW超超临界直接空冷机组,对其凝汽器进行了夏季、冬季和秋季工况的试验研究。试验获得了夏季和冬季工况下凝汽器翅片管束迎面风速的分布和壁面温度的分布,发现翅片管束迎面风速分布从上至下逐渐增高,而管束壁面温度分布对于顺流单元从上至下逐渐降低,对于逆流单元从上至下逐渐增高;获得了顺流翅片管束的易结冻区域;获得了秋季工况下1 000 MW空冷机组空冷凝汽器空气侧努赛尔数和雷诺数之间的无量纲关联式。底面加热一侧全开圆柱形腔体对环境风的耦合热损失特性数值模拟
摘要：在考虑物性变化的基础上,对环境风（不同风速V和风向角α）下一侧全开圆柱形腔体仅底面受到均匀热流加热时的耦合热损失（对流、辐射和导热）特性进行三维数值模拟,得到了腔体内部和腔体开口面的温度和速度分布以及对流热损失平均努塞尔数Nuc、辐射热损失平均努塞尔数Nur随风速V和风向角α的变化曲线。结果表明：当风向角α=90°时,腔体内部和开口面附近的温度分布和速度分布与无风时十分类似,但风向角为其他值时,其分布规律与无风时差异很大;垂直风（α=90°）时,随着V的增大,Nuc缓慢减小而Nur缓慢增加,其他风向时,随着V的增大,Nuc逐渐增大而Nur逐渐减小;风速不变时,存在临界的风向角α使得Nuc最大,同时Nur达到最小值。生物质制二甲醚系统的综合性能评价
摘要：基于生命周期评价和层次分析法,对生物质制二甲醚系统进行环境–资源–经济的综合评价,获得了表征环境影响、资源消耗、经济性及三者综合影响的评价指标。结果显示：从全球角度分析,全球变暖、酸化、光化学污染是最主要的环境影响类型,三者占总环境影响的95%以上;经济性是影响系统综合性能最主要的因素,环境影响次之,资源消耗影响最轻微,且所占份额分别为56%～92%、6%～38%及1%～10%;减小收集半径可有效改善系统资源消耗和经济性,但对环境影响无明显作用。基于该文的工艺系统,建议生物质制二甲醚规模宜在25＊104 t/a左右。330 MW光煤互补发电系统变辐照变工况性能研究
摘要：光煤互补的一种方式是利用太阳热能替代燃煤机组的回热抽汽来加热锅炉给水,能够辅助燃煤机组增大出功或降低燃料使用量、减少温室气体排放。文中以典型330 MW光煤互补系统为例探究了系统在不同汽轮机负荷下变辐照条件的热力性能,以75%汽轮机负荷为互补系统设计点,重点研究了影响互补系统性能的3个主要因素（辐照强度、入射角及汽轮机运行负荷）对系统中关键运行参数及太阳能净发电效率、汽轮机热耗率的影响规律。结果表明,不同辐照强度下太阳能净发电效率存在最大值,75%汽轮机负荷运行,辐照强度区间为200～700 W/m2时,太阳能净发电效率均高于17%;并且互补系统热耗率随着汽轮机负荷的增加而明显下降,汽轮机负荷从50%增加到75%时,互补系统的热耗率降低约4个百分点。被测物场空间分布对电磁测量系统相位检测的影响分析
摘要：电磁层析成像技术在过程检测中因其低成本与非侵入性而具有广泛的潜在应用价值。研究显示,相位测量的精确度与成像质量具有密切联系。为了深入了解与相位测量相关的制约因素,进而优化测量系统,提高系统敏感性和测量精度,提高成像质量,利用有限元仿真软件（COMSOL Multiphysics）对电磁层析成像系统的空间分布相位测量影响进行仿真分析,包括改变物场内电性参数分布以及改变物体自身空间位置,且对仿真结果进行实验验证,对电磁层析成像测量系统工作状态下场的分布情况及状态给予估计,为图像重建的优化使用提供参考。非透明管道内匀加速流场超声成像测速技术的研究
摘要：基于对超声成像过程的分析建立了一种利用超声成像测速技术（ultrasound imaging velocimetry,UIV）测量非透明管道内匀加速流体速度场的误差修正方法。数值模拟了传统UIV技术测量匀加速流体二维速度场的过程,并定量分析了流体加速度对传统UIV技术速度测量误差的影响。研究结果表明,传统UIV技术随着采样时间和流体加速度的增加,测速误差逐渐增大。利用该文所建立的考虑流动加速度影响后的速度修正方法对传统UIV技术所得速度值进行修正后获得的流体速度分布与理论值基本吻合,表明该文所提出的速度修正方法可有效提高UIV技术的测量精度。汽轮机调节阀–调节级段三维流动与压力损失数值研究
摘要：部分进汽是喷嘴调节汽轮机变工况运行时的主要状态,调节级部分进汽通常效率较低,流动情况复杂。该文采用ANSYS-CFX软件数值研究了亚临界600MW汽轮机调节阀-调节级段在不同阀门开度组合情况下的三维流动与压力损失特性。结果表明：调节阀-调节级段的流动是复杂而强烈的有旋流动;调节阀喉部的节流作用和阀碟下方＂空穴＂区以及调节阀下游部分区域的漩涡会引起较大的压力损失;当4个调节阀全部开启时,调节阀-调节级段的流动性能良好,当某调节阀门处于关闭状态时,部分进汽调节级的动叶栅在从进汽弧段转到非进汽弧段过程中,动叶通道中的流体被抽吸到非进汽腔室以及对应的喷嘴叶栅中,形成大量的漩涡,造成较大的压力损失。大型风力机叶片表面粗糙度效应数值研究
摘要：采用CFD方法,通过在风力机二维翼型和三维叶片表面设置等效颗粒粗糙度,对某1.5MW水平轴风力机积灰和昆虫引起的粗糙度效应进行详细的数值研究;计算结果表明：翼型表面尤其是前缘的粗糙度严重影响翼型气动性能,翼型气动性能对翼型表面光洁到粗糙的变化敏感,翼型前缘的粗糙度敏感性随着攻角增大而增加,压力面尾缘局部粗糙度会在一定程度上提高翼型气动性能;对于三维叶片,表面粗糙度尤其是叶尖部位将严重破坏叶片气动性能,叶片整体粗糙度效应不是各段局部粗糙效应简单的线性叠加,而是其综合影响的结果。该文研究可以对风力机叶片表面粗糙度效应机制和气动性能优化提供理论依据。基于Volterra模型盲辨识的水轮机转轮状态识别
摘要：为实现水轮机转轮状态及时有效地识别,运用基于模型的状态识别方法建立水轮机转轮模型,从而提取转轮不同状态下的特征,达到状态识别的目的。鉴于水轮机转轮模型的输入量非常复杂且不易测得的特点,假定水轮机转轮受到的不均匀力作为一个随机输入,利用水导轴承摆度作为输出,提出了基于Volterra模型盲辨识的水轮机转轮状态识别方法。利用在线监测系统中已有的水导轴承摆度数据作为输出,辨识出水轮机转轮Volterra时域模型。结合多维傅里叶变化,建立转轮的广义频率响应模型（generalized frequency response function,GFRF）。通过模型频域上的变化,分析转轮状态的变化。仿真实验和实例研究表明,Volterra模型盲辨识方法能够很好地反映原系统的频域特性,实现了水电机组转轮频域特征的良好提取,进而可采用该方法对水轮机转轮进行状态识别。
