2017年第32卷第5期文章目次

秦世刚 , 刘颖 , 陈芃樾

2017, 32(5).

[摘要](520) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](51)

摘要:
针对某核电站电动给水泵液力耦合器在调试运行中出现润滑油和工作油油温过高的问题，进行了现场勘查、检查和分析。发现造成油温过高的原因是液力耦合器运行工况偏离设计工况，高温的工作油部分溢流到润滑油箱所致，通过调整泵组启动运行工况，缩短启动时间、调整耦合器环流阀及工作油压等措施，使该问题得以顺利解决。

2 燃气—蒸汽联合循环机组轴系振动问题综述

黄葆华 , 宋亚军 , 孙燕平 , 张晓斌

2017, 32(5):1-7.

[摘要](307) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](62)

摘要:
本文对燃气—蒸汽联合循环机组轴系布置方案进行了详细研究，将其分为普通单轴布置轴系、带有SSS离合器（同步自动离合器）的单轴布置轴系、多轴布置中的燃气轮机轴系和汽轮机轴系4种类型。并且分析了4种类型与常规机组汽轮机轴系的区别，并通过对某联合循环电厂轴系的典型振动故障分析，讲述了此方面研究的重要性。本文从现场振动故障诊断和理论研究两个方面总结了近些年联合循环机组轴系振动的研究进展，提出带有SSS离合器的单轴布置轴系和多轴布置中带有SSS离合器的汽轮机轴系是今后的研究方向。

3 单元式露点蒸发冷却装置的实验研究

吕静 , 李宁 , 沈侃 , 朱思倩

2017, 32(5):8-14.

[摘要](283) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](43)

摘要:
本研究设计了一台由干、湿通道相结合的单元式露点蒸发冷却装置，通过实验研究了蒸发冷却装置在空气经过一级冷却的模式1和经过二级冷却的模式2两种运行模式下，不同空气入口参数时的换热效果。实验结果表明，空气的入口温度越高，换热效果越好;低湿度时空气的进出口温差比高湿度时大，但其湿球效率和露点效率反而较低，这说明2种效率并不适用于不同湿度间的冷却效果对比;模式2运行时的换热效果比模式1好。与已有研究成果对比表明,该单元式露点蒸发冷却装置的湿球效率和露点效率分别可以达到120%和88%，为露点蒸发冷却装置的优化设计提供理论依据和优化方向。

4 碳氢燃料低温定压比热测量实验研究

曹冬冬 , 郭亚军 , 冯松 , 刘朝晖

2017, 32(5):15-18.

[摘要](323) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](47)

摘要:
基于流动型定压比热容测量方法，本文设计了一套适用于高压低温的碳氢燃料定压比热测量系统，温度测量范围： 233.45~313.65 K，最高压力达到10 MPa，测量定压比热容的扩展相对不确定度为1.24%~2.20%（置信因子k=2）。实验在通过纯物质正己烷和质量比1:1正庚烷-正辛烷二元混合物对测量系统可靠性进行验证的基础上，测试了3种碳氢燃料A、B、C压力：0.7、1.5、3和6 MPa，温度：233.45~313.65 K的比热值，结果表明：3种燃料在4种压力下，定压比热分别随温度的增加而增加；在低温区，燃料A、B受温度的影响程度要小于燃料C；压力基本不影响碳氢燃料低温定压比热。该低温高压比热测量系统的建成为进一步开展碳氢化合物及其混合物低温定压比热的研究创造了条件。

5 基于场协同理论的超声波对强化换热影响

张艾萍 , 张越

2017, 32(5):19-25.

[摘要](334) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](67)

摘要:
本研究分别对圆管、波节管和横纹管在Fluent软件中进行数值模拟，模拟了3种管型在紊流工况下的换热效果并对数值模拟所得到的结果用场协同的理论分析。结果表明：从场协同理论得出加入超声波会增强场的协同程度，增强换热管的换热效果；圆管、波节管、横纹管的场协同数则随着雷诺数的增加而减小；而努塞尔数和表面传热系数随着雷诺数的增加而增加，综合性能系数随着雷诺数的增加而增加，而效能评价系数会随着雷诺数的增加而减小。

6 垂直窄缝通道内环状流沸腾传热特性

胡永攀 , 陶乐仁 , 李垒 , 李庆普

2017, 32(5):26-31.

[摘要](296) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)

摘要:
本研究基于液膜和蒸汽的质量、动量和能量方程，建立了均匀热流垂直窄缝通道内环状流沸腾传热模型，通过相关文献估算环状流起始点处液膜厚度，利用有限差分法对环状流模型方程组进行数值求解，得到沿流道环状流区域的液膜厚度，并进一步预测了局部沸腾传热系数，结果表明：环状流区域的局部沸腾传热系数随质量流量和干度的增加而增加，与Kenning关联式对比，模型预测沸腾传热系数较关联式计算值偏低。将不同工况下的226组两相环状流实验数据与模型预测结果进行对比，平均绝对误差为18.2%。

7 热泵驱动低温蒸发废液处理装置性能研究

周先锋 , 柳建华 , 张良 , 姜林林

2017, 32(5):32-36.

[摘要](379) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
本研究设计并搭建了一种可以实现工业废液浓缩处理的热泵驱动低温蒸发废液处理装置。理论分析并实验验证了喷淋温度、循环空气流量、喷淋流量和废液浓度对装置处理量的影响，结果表明装置处理量随着喷淋温度、循环空气流量和喷淋流量的增加而增加，随着废液浓度的增加而减小，从而确定了装置的最佳运行参数；并对比分析了装置的运行热力能效比EER，约为热泵空调工况制热时的1.7倍，最高可以达到7.4。

8 非共沸工质与纯工质在ORC系统中的特性比较研究

王小柳 , 吴俐俊 , 张晓君 , 袁志成

2017, 32(5):37-43.

[摘要](261) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)

摘要:
工质的特性是影响ORC(有机朗肯循环）系统性能的重要因素之一。建立了65~100 ℃低温地热水有机朗肯循环发电系统数学模型，将R245fa分别与R601a和R227ea以不同比例混合作为ORC系统的工质，比较了非共沸混合物和纯物质两类工质对ORC系统循环净功、热效率和火用效率的影响。研究结果表明：无论是纯工质还是非共沸工质，系统的循环净功、热效率和火用效率都随着热源温度的升高而增大。工质在相变过程中是否存在温度滑移，是影响ORC系统性能的重要因素之一。在65~100 ℃的热源条件下，综合考虑3个评价指标，当R245fa配比为0.1~0.7时，R245fa/R601a混合物的循环净功、热效率和火用效率分别提升0.012~2.48 kW、0.005%~1.15%和0.08%~10.7%；当R245fa配比为0.5~0.9时，R245fa/R227ea混合物的循环净功、热效率和火用效率分别提升0.049~4.25 kW、0.057%~1.75%和0.21%~16.1%。

9 强旋流环形通道甲烷/空气回火特征大涡模拟研究

邹文杰 , 王岳 , 孔文俊

2017, 32(5):44-49.

[摘要](273) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](57)

摘要:
采用LES（大涡模拟）方法对强旋流环形通道入口速度突变后的回火特征进行了探究。通过模拟值和实验值的对比，验证了所用的大涡模拟方法。基于此模拟方法，研究了不同的旋流数下入口轴向流速突然降低，速度突变诱导的回火特性。研究表明，不同旋流数下都会出现核心区回火现象，而旋流数加倍的工况下核心区回火过程结束后还会出现燃烧诱导涡破碎回火现象。

10 基于改进型强跟踪卡尔曼滤波的燃气轮机组气路故障诊断研究

黄郑 , 周建新 , 李家伟 , 司风琪

2017, 32(5):50-56.

[摘要](253) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](58)

摘要:
针对燃气轮机组气路故障诊断易受时变噪声干扰以及突变故障诊断精度不高等问题，本文提出一种基于改进型强跟踪卡尔曼滤波的燃气轮机组气路故障诊断方法。该算法通过引入气路部件先验知识，合理分配各通道的调节作用，从而提高了气路故障诊断的精度以及动态响应速度。以PG9171E型燃气轮机为研究对象，分别利用EKF（扩展卡尔曼滤波）、STF（强跟踪滤波）以及ISTF（改进型强跟踪滤波）对常见气路故障进行诊断，结果表明ISTF算法同时兼具良好的响应速度以及较高的精度。

11 带真空腔周向槽抽吸影响跨声速压气机转子气动性能的数值研究

陆华伟 , 韩兴伟 , 王安妮 , 钟兢军

2017, 32(5):57-63.

[摘要](296) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](62)

摘要:
为探究附面层抽吸对跨声速压气机气动性能的影响，本研究利用数值方法对跨声速压气机转子进行模拟研究。在低抽吸流量下，对比单抽吸槽及双抽吸槽对跨声速压气机转子内部流动的改善效果，观察原型及转子压气机内部的流动状态，发现:抽吸流量为主流1%时，机匣周向槽抽吸处理可以改善转子上端流道流动状态，最大可使效率提高1.21%，压比提高2.53%，单抽吸槽抽吸效果更佳。

12 对冲燃烧超临界锅炉气固两相流动数值模拟

王为术 , 田苗 , 胡庆伟 , 郑梦星

2017, 32(5):64-69.

[摘要](707) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](50)

摘要:
为研究1 900 t/h超临界燃烧锅炉炉内气固两相流动问题，采用标准k-ɛ模型和DPM模型（离散相模型）对3种典型负荷下炉内流动特性和固体颗粒轨迹进行研究。研究结果表明：在不同典型负荷下前后墙射流均能形成稳定对称的流场，炉内气流扰动较强，有利于煤粉的燃烧燃尽；100%负荷下在炉膛四周产生漩涡，颗粒对水冷壁产生冲刷；炉内合适的煤粉粒径能够保证煤粉在炉内的停留时间。研究结果对锅炉的热态燃烧调整和效率的提高提供理论依据。

13 辐射管对加热炉内部燃烧影响的数值模拟与试验研究

韩守鹏 , 李宇翔 , 孟令山 , 徐洪涛

2017, 32(5):70-75.

[摘要](270) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
以大庆油田火筒式加热炉为研究对象，利用试验测试和数值模拟方法，分析加热炉内增加辐射管对火筒壁面温度场的影响。试验中采用的是大气式燃烧器，燃烧功率为400 kW。研究结果表明：数值模拟结果与试验测试基本一致；安装辐射管后，火筒壁面整体温度有所降低，但分布更加均匀；火筒上部、中部和下部非均匀温度系数宸直鸾档?36%、26%和32%；热烟气向上流动导致火筒壁面下部的非均匀温度系数比中、上部大。

14 扩散过滤燃烧的数值模拟研究

肖红侠 , 徐有宁 , 史俊瑞 , 李楠

2017, 32(5):76-80.

[摘要](265) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](60)

摘要:
通过二维双温模型，使用甲烷详细的化学反应机理，设计了甲烷与氧气扩散燃烧器模型，并与实验值进行对比验证了其有效性。分析了小球直径，燃料质量分数等对火焰高度的影响。结果表明:火焰高度随着入口流速和甲烷质量分数的增大而增大；随着小球直径、固体导热系数、分子扩散系数和质量弥散系数的增大而减小。与预混气体过滤燃烧相比，扩散过滤燃烧的反应区域的气体和固体的温度分布是不同的，二者之间的最大温差达到188 K。

15 电站输煤系统能源效率优化策略研究

张世荣 , 毛威

2017, 32(5):81-87.

[摘要](283) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)

摘要:
针对输煤系统中带式输送机和环锤式破碎机的串联耦合特性，将两者作为整体，研究其能源效率优化。在建立两者能耗模型基础上首先提出了能源效率的开环优化，然后引入模型预测控制思想建立了能效闭环优化策略。以实际电厂输煤系统为例进行了仿真研究。结果表明：与开环优化相比，基于模型预测控制的闭环优化能有效补偿煤耗率预测干扰、输送机装载量干扰及破碎机入料粒度干扰带来的影响，在满足各种约束同时提升能源效率，具有较好的鲁棒性和现场适应性。

16 基于NOx浓度场实时检测的喷氨优化应用研究

郭凯旋 , 牛玉广

2017, 32(5):88-94.

[摘要](328) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](63)

摘要:
在国家新的大气污染排放标准要求下，需要对燃煤电厂脱硝系统反应器进行喷氨实时优化。在工程实践中，首先需解决NH3/NOx混合效率问题，其次解决脱硝系统出口的NOx浓度场均匀性对催化剂寿命产生影响所带给电厂运行的经济性、安全性等问题。为此，对NOx浓度场进行实时检测并深入研究了脱硝系统喷氨实时优化方案，提出一种模糊控制与均衡控制相结合的前馈串级控制方法。目前，该系统已成功应用在1 000 MW机组中，应用显示控制法可以有效减小耗氨量，提高出口NOx的均匀程度，从而降低了机组运行电耗，增强了系统运行稳定性和可靠性，减少了氨逃逸，延长了催化剂使用寿命。给电力生产带来很好的经济效益，满足了脱硝工程中喷氨混合的需要。

17 基于固液两相流的离心泵内部流场数值分析

廖姣 , 赖喜德 , 廖功磊 , 张文明

2017, 32(5):95-99.

[摘要](251) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](62)

摘要:
为了初步研究泥沙颗粒直径对离心泵性能及内部流场的影响，本研究采用particles粒子模型对某离心泵进行全流道数值模拟实验。重点分析了在相同泥沙颗粒体积分数和不同来流泥沙颗粒直径下叶片表面的泥沙颗粒的体积分数分布、泥沙颗粒速度分布的情况。结果表明：由于固体的存在使得流动不稳定，同一离心泵在固液两相流介质下运行较单相流介质会不同程度使泵扬程和效率下降，在相同工况下，随着泥沙颗粒直径的增加，叶片表面泥沙颗粒体积分数上升，且有向压力面偏移的趋势，叶片表面泥沙颗粒速度也逐渐增大；导致叶片进水边、叶片吸力面出水边磨损较为严重。该研究可为以含沙水为工作介质的离心泵设计提供一定的参考。

18 不同含气率下混流泵叶轮内流场特性分析

张文明 , 赖喜德 , 廖功磊 , 张兴

2017, 32(5):100-104.

[摘要](266) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](63)

摘要:
为了研究含气率下混流泵运行过程中叶轮内部的流动及压力变化情况，以某厂生产的导叶式混流泵为研究对象，应用商业CFD软件对不同含气率条件下额定流量运行过程中的混流泵进行瞬态数值模拟计算。结果表明：当泵进口含气率小于10%时，对叶轮流道内的压力分布与气相分布影响不明显，叶片上的压力波动变化幅度不大；当含气率大于10%时，气体逐渐在叶轮流道局部区域上聚集，叶轮上的压力脉动主频振幅开始逐渐增大，且在其出口处的压力脉动最为剧烈，并伴随着局部高压现象的发生。

19 大型风力机地震动力响应研究

杨阳 , 李春 , 袁全勇

2017, 32(5):105-110.

[摘要](296) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
为研究地震载荷与风载荷联合作用下的大型风力机结构动力学响应，本文研究分别以WindPACT 1.5 MW和NREL 5 MW风力机为研究对象，采用EI Centro 6.9级地震为输入激励，通过改进版的开源软件FAST(风电载荷仿真软件)计算风力机在正常运行、紧急停机和一直停机3种运行方式下的塔顶振动和塔架结构荷载情况，结果表明：地震载荷极大加剧了塔顶振动，机舱加速度峰值增大2倍以上。紧急停机操作可减小塔尖位移，一定程度上可以保护风力机结构安全。地震载荷主要增大了塔架一阶固有频率及其二倍频的振动。6.9级地震与额定风载荷联合作用下，NREL 5 MW风力机塔基弯矩设计需求为159 MN·m，略大于极限风载荷作用。说明地震常发地区，塔架结构强度设计必须考虑地震载荷作用。

20 基于太阳能利用的天然气冷热电联供系统热力性能研究

王江江 , 杨颖

2017, 32(5):111-117.

[摘要](247) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](50)

摘要:
提出了一种基于太阳能利用的天然气冷热电联供系统，利用平板式真空管太阳能集热器制取87.5 ℃的太阳能热水，在与天然气内燃机发电产生的缸套水混合后协同烟气共同驱动多源吸收式制冷机组制冷，其末端烟气通入余热换热器制热。采用“以电定热”的方式集成配置系统，研究模拟了系统设计工况及变工况下的热力学性能及太阳能与天然气的互补特性。结果表明：将100 kW的内燃机与集热效率59%的太阳能集热器阵列匹配时，系统一次能源效率、火用效率可达71.17%、33.33%；天然气子系统较太阳能子系统对于总系统一次能源效率、火用效率有更大的贡献率。

21 基于分形学的湍流风谱特性对比研究

袁全勇 , 李春 , 杨阳 , 丁勤卫

2017, 32(5):118-124.

[摘要](283) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)

摘要:
为定量描述湍流风场和解决湍流风谱模型选择时存在盲目性和不准确性等问题，基于多种湍流风谱模型并考虑湍流强度、地表粗糙度及空间高度的影响，生成不同程度的风速时间序列曲线。基于图像识别技术和计盒维数法对各条件下风速曲线分形维数进行计算。结果表明：不同湍流风谱模型具有不同的分形特性；湍流风分形特性受湍流强度和地表粗糙度影响；相同地貌特征和气候条件下，不同高度处风速时间序列数据具有不同的分形维数。

22 基于新增水冷蒸发受热面的CFB锅炉环保提效实践

杜佳军

2017, 32(5):128-132.

[摘要](247) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](44)

摘要:
某电厂690 t/h CFB锅炉运行中存在床温整体偏高现象，直接导致了锅炉炉内SO2和NOx排放浓度偏高问题，严重影响了机组正常发电生产的环保经济性。在与锅炉厂家讨论分析燃烧煤种、实际运行条件、分离器效率、蒸发受热面布置等多方面因素后，得出锅炉炉内蒸发受热面面积过小是造成床温偏高的主要原因。为此电厂实施了锅炉新增水冷蒸发屏受热面技术改造项目，在保证新增水冷蒸发屏安全可靠运行及锅炉热效率基础上，有效降低了锅炉运行床温、炉内脱硫Ca/S、炉内NOx生成浓度，提高了锅炉炉内脱硫脱硝的效率，提升了生产的环保经济性。

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