2018年第33卷第12期文章目次

王维萌 , 黄葆华 , 宋亚军 , 宋洁

2018, 33(12):1.

[摘要](992) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](76)

摘要:
新型非补燃深冷液化空气储能发电系统是一种具有广阔应用前景的能量型储能方式。首先，综述了非补燃式压缩空气储能技术的发展、应用及研究现状。其次，围绕空气净化及压缩、空气液化、储热、蓄冷及膨胀发电五个子系统，简要介绍了10 MW级非补燃深冷液化空气储能发电系统的技术原理、工艺流程、运行模式及各子系统功能，并对各主要设备的工程化研制进展进行了详细的分析，包括主要功能、特殊工艺设计要求、工艺设计参数及生产制造现状等。最后，对系统工程化应用面临的技术问题进行了总结，提出了后续的发展方向和研究重点。

2 不同环境温度与负荷条件下燃气轮机联合循环热电联产特性分析

张国强 , 刘恒平 , 张恒 , 杨志平

2018, 33(12):8.

[摘要](533) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)

摘要:
为研究环境温度、热电负荷条件对联合循环热电联产全工况性能的影响，采用模块化建模方法对系统各部件建模，利用各部件参数的相互关系将各模型耦合得到联合循环热电联产模型，通过对比分析各环境温度下的机组特性得出结论：满负荷时，随环境温度的变化联合循环热效率存在最佳值，主要与凝汽器压力变化规律有关，凝汽器压力在环境温Ta=8 ℃时变化规律发生转变，联合循环效率在该温度下出现最佳值;变负荷运行时，底循环性能在高、中间和低负荷区域内的最佳环境温度不同;供热工况下，分析了热电联产机组不同评价指标下的最优供热方式，其中以经济效率作为热电联产评价指标时，在任何热负荷下都建议高电负荷运行。

3 双壳程管壳式换热器的传热和阻力特性

许晓红 , 郭建辉 , 雷勇刚 , 王飞

2018, 33(12):20.

[摘要](302) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](49)

摘要:
针对弓形折流板管壳式换热器流动死区大，压降高的不足，提出外螺旋折流板内斜百叶折流板的双壳程管壳式换热器结构，外螺旋角为15°~40°，内斜百叶折流板倾角为45°。通过三维数值模拟，研究其传热和阻力特性，获得其局部流场，并与传统弓形折流板换热器进行了对比，同时分析了外壳程螺旋折流板不同倾角对其性能的影响。结果表明：双壳程管壳式换热器的壳侧流场分布均匀，流动死区减小，综合性能高于相同壳径和管束布置的弓形折流板管壳式换热器，外螺旋角为30°时，单位压降下的传热系数平均提高了24.4%。当外螺旋角为20°时，该换热器具有最好的综合性能。

4 三维变形管换热器在压缩机中间冷却器中的应用研究

刘世杰 , 朱冬生 , 李修真

2018, 33(12):26.

[摘要](266) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](57)

摘要:
中间冷却器是提高压缩机效率的一种重要设备，在对三维变形管换热器的结构和传热特点进行介绍的基础上，对其在压缩机中间冷却器中的应用进行了可行性分析。采用三维变形管换热器对中石化某年产100万吨延迟焦化装置用富气压缩机中间冷却器进行了技术改造，并进行了实际运行测试和考核分析。结果表明：三维变形管换热器有效解决了管束的振动问题，在换热面积减少37.4%、气体阻力降低36.9%的情况下，气体出口温度达到生产工艺要求，起到了良好的节能节材效果。

5 水滴形管换热与阻力特性的数值研究

吴轩 , 赵伶玲 , 高腾

2018, 33(12):30.

[摘要](336) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
为提高换热管的综合性能，设计并研究了一种新型水滴形换热管，采用CFD软件，在相同管横截面积的前提下，对圆形、椭圆形及水滴形换热管单管和管束的换热与阻力特性进行了模拟计算。研究表明：水滴形管可以明显减小换热管背流面的回流；在相同的进口流速下，水滴形管管束努塞尔数Nu较圆管和椭圆管分别增大了28%和18.5%，而进出口压降相较于椭圆形及圆形管分别减小了45.5%及90%，相较于圆形管及椭圆形管，水滴型管具有更好的换热流动特性。

6 水平光管内R410A与R134a流动冷凝换热特性的对比研究

李庆普 , 陶乐仁 , 吴生礼 , 毛舒适

2018, 33(12):36.

[摘要](308) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
为研究R410A与R134a在水平光管内的冷凝换热特性，在管内冷凝换热试验台上进行冷凝试验，分析质量流量、冷凝温度、测试水雷诺数Re、管径和制冷剂物性对换热系数和压降的影响。研究表明：换热系数、压降均随着质量流量的增加而变大，随冷凝温度的升高而减小，换热系数随测试水雷诺数Re的增加而减小，而测试水雷诺数Re对压降的影响相对较小；尽管R410A的换热系数随管径的减小而增大，而管径对R134a换热系数的影响并不显著，R134a与R410A的压降均随管径的减小而增大；单位压降换热系数随质量流量的增加而减小；Cavallini et al.关联式可较好预测R410A与R134a在光管内换热系数，而Shah关联式只能用于预测R134a的换热系数。

7 孔型对水雾/空气气膜冷却特性影响的数值模拟研究

赵玉柱

2018, 33(12):42.

[摘要](387) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
在平板表面分别开设了圆柱孔、展向扩张孔和收缩扩张孔。对比研究了3种孔型的纯空气气膜冷却和水雾/空气气膜冷却特性。在3种吹风比：0.66、1.04、1.44下展开研究。将圆柱孔的数值计算结果与文献中的实验结果进行对照以验证水雾/空气冷却数值计算方法的正确性。对3种孔型下冷却气体混合物的无量纲速度矢量图和部分水雾颗粒的运动轨迹进行了比较和分析。对3种孔型中心线和展向平均气膜冷却效率进行了比较和分析。结果表明：圆柱孔和展向扩张孔射流形成的肾形涡将水雾颗粒抬离平板表面。收缩扩张孔射流形成的肾形涡增强了水雾颗粒的展向扩散并将靠近孔口两侧区域的水雾颗粒逐渐抬离平板表面。对于圆柱孔和展向扩张孔，其射流形成的肾形涡削弱了水雾颗粒对于展向平均气膜冷却效率的提高作用，收缩扩张孔水雾/空气冷却的展向平均气膜冷却效率在3种吹风比下均大于0.6，当吹风比为1.44时,收缩扩张孔的展向平均气膜冷却效率约为展向扩张孔的2倍，圆柱孔的4倍。2种冷却方式下，在吹风比从1.04增大到1.44时，展向扩张孔中心线气膜冷却效率降低0.3左右，而收缩扩张孔中心线冷却效率的降幅小于0.1。

8 基于能耗敏感性的超超临界660 MW汽轮机经济性分析

王波

2018, 33(12):45.

[摘要](280) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](48)

摘要:
以上汽N660-25/600/600型汽轮机为研究对象，采用汽轮机定功率变工况计算方法，对汽轮机高压缸、中压缸及低压缸进行能耗敏感性定量分析，得出通流效率变化对汽轮机热耗率的影响规律。根据锅炉热效率及厂用电率设计值计算额定工况下通流效率对机组发电煤耗及供电煤耗的影响。结果表明：高压缸效率每下降1%，不同负荷工况下热耗率增加11.04~12.80 kJ/(kW·h)；中压缸效率每下降1%，能耗敏感性介于21.02~22.77 kJ/(kW·h)；低压缸效率每下降1%，能耗敏感性介于23.42~24.68 kJ/(kW·h)；在通流部分中，低压缸能耗敏感性最大。

9 进气参数对LPP燃烧室振荡燃烧特性和火焰结构的影响

孙培锋 , 葛冰 , 袁逸人 , 臧述升

2018, 33(12):52.

[摘要](281) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
为研究贫预混预蒸发（LPP）燃烧室振荡燃烧规律和LPP火焰结构，利用动态压力传感器测量了LPP燃烧室内不同进气参数下时域及频域上的压力脉动；利用激光诱导荧光（PLIF）测量系统研究了不同进气参数下的LPP火焰结构变化规律。结果表明：随着燃烧室入口流速的增加，激励出的振荡燃烧的当量比区域会减小；在一定的入口流速下，所激励的振荡燃烧主频会随着当量比的增加而增加；随着燃烧室入口空气温度的提高，激励出振荡燃烧的区域会减小，激励出的振荡燃烧的强度会下降，但振荡燃烧的主频均会增加；稳定燃烧时，LPP火焰为V型火焰；振荡燃烧则会将LPP火焰转化为平整型火焰。

10 燃气轮机燃烧室中快速型NO形成的数值计算

席中亚 , 胡晓天 , 付忠广

2018, 33(12):59.

[摘要](336) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](70)

摘要:
为数值预测燃气轮机燃烧室生成的快速型NO含量，分别采用完全NO机理GRI3.0（其中快速型NO机理为HCN子机理）及GRI3.0_modified（其中快速型NO机理为NCN子机理），通过计算流体力学（CFD）软件计算贫预混旋流火焰下的总NO生成，并将出口NO浓度的计算结果与实验值进行比较；然后分别采用加法和减法计算了HCN子机理及NCN子机理的快速型NO的生成。结果表明：GRI3.0及GRI3.0_modified均对出口NO浓度做出了准确的预测，GRI3.0_modified的准确度比GRI3.0高7%，这归功于后者的NCN子机理对前者的HCN子机理的替换；加法与减法的计算结果相互对应，验证了这两种方法计算快速型NO的准确性；NCN子机理的快速型NO生成速率高于HCN子机理，前者的NO出口浓度比后者高1倍，分别占各自完全NO机理生成的总NO出口浓度的17%（NCN）及10%（HCN）

11 旋流数对某环管型燃烧室内燃烧及NOx生成特性的影响

葛臣 , 付忠广 , 石黎 , 宋家胜

2018, 33(12):65.

[摘要](667) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
采用数值模拟的方法对主喷嘴不同旋流数下某重型燃气轮机环管型燃烧室内流场、温度场和热力型NOx生成规律进行分析。结果表明：燃烧室内主喷嘴出口形成主回流区，根部贴近壁面处形成外部回流区；值班喷嘴出口处形成中心回流区；值班喷嘴出口扩散火焰区域与外部回流区温度较高，热力型NOx生成速率明显加快；旋流数增大，主回流区范围增大，外部回流区范围减小，中心回流区消失；燃烧峰值温度略有降低，高温区范围明显减小，热力型NOx生成速率降低；适当增大主喷嘴旋流数有利于控制NOx排放。

12 拉杆转子轮盘结合面接触传热试验研究

李俊南 , 张锁怀 , 祝梦洁 , 纪林章

2018, 33(12):72.

[摘要](264) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](82)

摘要:
为了研究分布式拉杆转子在不同拉杆预紧力和轮盘表面粗糙度影响下轮盘结合面接触传热特性，建立了分布式拉杆转子轮盘结合面接触热阻分形模型，对拉杆转子进行了热力学计算。设计搭建拉杆转子轮盘结合面接触传热特性试验台，测量了拉杆转子温度场随拉杆预紧力和轮盘表面粗糙度的变化。结果表明：结合面接触传热系数随着拉杆预紧力增大而增大，随着轮盘表面粗糙度的增大而减小，并验证了结合面接触热阻分形模型适用于分布式拉杆转子轮盘结合面接触传热特性分析。

13 污泥再燃脱硝特性试验研究

肖凯华 , 侯志鹏 , 金晶

2018, 33(12):78.

[摘要](248) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](67)

摘要:
为分析再燃区温度、污泥含水率、过量空气系数和停留时间对污泥再燃脱硝特性的影响，对污泥再燃脱硝特性进行试验研究。采用配气法模拟流化床锅炉燃烧产生的烟气，使用污泥颗粒作为再燃燃料，通过立式管式炉进行再燃试验。结果表明：在再燃区温度为850~950 ℃时，随着再燃区温度升高，NO和N2O的还原率均升高；水分对NO和N2O的还原机理影响不同，含水率为10%~15%时，NOx的还原率较高；在过量空气系数为0.7~1.0时，随过量空气系数升高，NO和N2O的还原率减小；在停留时间为0.45~0.7 s时，随停留时间增大，NO和N2O的还原率增大。

14 基于改进自适应GPC的锅炉主蒸汽温度预测控制

谢七月 , 周超

2018, 33(12):86.

[摘要](864) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
为了维持锅炉主蒸汽温度良好的控制品质，提出基于改进自适应广义预测控制(A-PIGPC)的主蒸汽温度预测控制方法。首先，对锅炉主蒸汽温度高阶模型进行降阶，建立一阶加纯滞后(FOPDT)模型，并根据实际情况考虑了输入约束条件；然后，对广义预测控制(GPC)算法的优化性能指标进行改进，使其具有PI反馈结构，采用带遗忘因子的递推最小二乘法(RLS)在线辨识模型参数，满足变工况的需要；最后，进行MATLAB仿真验证所提方法的有效性。研究表明：A-PIGPC优于常规PID和GPC、预测函数控制(PFC)控制方法，且在变工况下有较强的鲁棒性。

15 CFD仿真设计新型双涡轮导叶可调式液力变矩器

王迪 , 常山 , 岳彦炯

2018, 33(12):93.

[摘要](287) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
提出设计国内首台双涡轮导叶可调式液力变矩器的理论方法:优化叶片形状,采用增大出口叶片角方式增大泵轮力矩系数，进而满足液力变矩器在低速比区域内高效率的特点;将固定导叶改变成可调导叶机构，实现液力变矩器内部流场特性的改变，进而改变输出特性。运用CFD仿真软件分析设计新型液力变矩器，计算新型双涡轮导叶可调式液力变矩器不同速比下的效率值，验证设计新型双涡轮导叶可调式液力变矩器理论方法的正确性。

16 基于曲柄双滑块机构的双级活塞压缩机设计

李盈盈 , 梁坤峰 , 李民 , 高凤玲

2018, 33(12):98.

[摘要](326) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](39)

摘要:
提出一种基于曲柄双滑块的双级活塞压缩机结构，通过多体动力学和计算流体力学的联合仿真，获得压缩机工作过程中气缸内气体压力的变化曲线，在Adams平台中，将压力载荷施加于压缩机活塞，进行多体动力学仿真和柔性体分析，得到压缩机构件的运动学参数曲线，以及关键部件的应力特性。结果表明:基于曲柄双滑块运动机构的压缩机设计是可行的，曲轴的强度符合材料力学要求;而该结构中曲轴应力比为0.93，更接近静态应力，具有更好的应力特性;往复惯性力造成两对活塞应力差别较大，并对曲轴应力分布有一定影响。

17 超临界直流锅炉实际蓄热系数计算分析

文乐 , 付龙龙 , 杨新民

2018, 33(12):105.

[摘要](334) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
为获得直流锅炉实际蓄热系数，分析锅炉在亚临界或超临界状态下的不同运行特性，根据工质相变对水冷壁进行汽水分段，针对锅炉的各汽水流程部件计算汽水蓄热系数和金属蓄热系数，结合汽轮机调门开度及热耗率变化影响，提出了实际蓄热系数计算方法。以某660 MW超临界机组为例进行计算，结果表明：金属蓄热系数大于汽水蓄热系数，随着负荷升高，汽水蓄热系数变化不大，金属蓄热系数减小；考虑到汽轮机热耗率变化的影响，不同负荷下实际蓄热系数之间偏差有所缩小。

18 1 000 MW超超临界机组锅炉再热蒸汽温度优化调整试验

宁志 , 何金龟 , 王小华 , 陈敏

2018, 33(12):111.

[摘要](298) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](66)

摘要:
针对某电厂1 000 MW超超临界机组3号、4号锅炉再热蒸汽温度偏低的问题（额定负荷下，两台机组再热蒸汽温度统计平均值分别为599.8和603.4 ℃，额定值为623 ℃）,研究了燃烧器拉杆、燃尽风挡板开度、整体配风方式和运行氧量等因素的调整对锅炉再热蒸汽温度的影响。研究表明：锅炉再热器管壁温度与燃烧器配风方式存在相关性，通过燃烧器（燃尽风）拉杆和燃尽风门挡板区别化配风方式的优化调整，降低了再热器管壁温度，再热蒸汽温度均能达到616.9 ℃，调整效果显著。

19 分段分形插值在风速时间序列中的应用

李洋 , 李春 , 李倩倩 , 杨阳

2018, 33(12):118.

[摘要](250) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](63)

摘要:
为提高分形插值的准确性，提出分段分形插值，建立多个迭代函数系。为验证分段分形插值准确性，采用全域随机湍流风模拟程序TurbSim对SMOOTH和Kaimal两种湍流风谱模型进行风场仿真，并随机选取点作为初始插值点，对初始点进行分段分形插值。结果表明：分段分形插值能有效提高垂直比例因子选取的准确性，相同时间段内，分段分形插值平均标准误差低于传统非分段分形插值，30 s时，分段分形差值的平均标准误差为0.910，而当时间段为50 s时，平均标准误差仅为0.695；分段节点作为初始插值点被使用了两次，间接地增加了初始点个数，提高了分形插值精度；分段分形插值降低了生成点个数，便于分析数据局部波动信息。

20 中弧线变形方式对扑翼能量吸收效率的影响

许鹏志 , 黄典贵

2018, 33(12):125.

[摘要](259) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](85)

摘要:
选用NACA0015翼型，在Re=1·10 4的条件下，采取正弦和分段函数两种不同的中弧线变形规律，通过对最大变形位置、变形幅值等参数的分析，揭示两种变形方式对于扑翼能量吸收效率的影响。研究表明：两种变形方式均能带来扑翼能量吸收效率的提升，且最大变形位置越靠后，扑翼能在更大的变形幅值范围内获得能量吸收效率的提升；随着最大变形位置的后移，正弦形式取代分段函数形式成为一种较优的变形方式；正弦的中弧线变形方式降低了输出功率系数曲线的第二个峰值，但其大幅提升第一、二峰值之间区域的数值，故正弦的中弧线变形方式仍是一种较优的变形方式。

21 不同厚度不同系列波状运动翼型的能量吸收特性

林燕 , 黄典贵

2018, 33(12):131.

[摘要](238) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](69)

摘要:
为改善做行波运动的翼型的能量吸收特性，基于计算流体力学方法，分析波长（0.6L~1.4L，L为中弧线长度）、振幅（0.02L~0.1L）与无量纲波速（0.1~0.9）对做行波运动的NACA4、NACA63与NACA65系列不同最大厚度的翼型以及行波运动板的能量吸收特性的影响。研究表明：当运动参数相同时，同一系列翼型的获能效率随最大厚度的增大而减小，且行波板的获能效率最高；当行波振幅与无量纲波速一定时，厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随波长的增大而减小，且不同系列翼型的获能效率基本相当；当行波波长与无量纲波速一定时，厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随振幅的增大而增大；当行波波长与振幅一定时，厚度相同的不同系列翼型的获能效率均随无量纲波速的增大而先增大后减小，且在无量纲波速c=0.45左右达到最大值。

22 基于串级IMC-PID的SCR脱硝控制系统设计及应用

盛锴 , 寻新

2018, 33(12):141.

[摘要](298) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
针对燃煤机组SCR脱硝系统出口NOx浓度大时延、大惯性导致常规PID控制效果不佳的问题，提出了串级IMC-PID的出口NOx浓度控制方案。对SCR脱硝系统出口NOx浓度进行扰动试验，根据试验数据并基于单纯形（Nelder-mead）法实现了对出口NOx浓度动态特性的系统辨识，构建出口NOx浓度的被控对象模型，基于所得模型参数实现对串级IMC-PID控制系统的参数整定。将重新设计的控制系统用于某300 MW亚临界燃煤机组的SCR脱硝系统，实际应用效果表明，与原始控制方案相比，采用串级IMC-PID控制方案的SCR脱硝系统的出口NOx浓度控制平稳，波动范围明显减小，控制效果显著改善。

23 多约束的小型水电站厂内定负荷运行优化模型

李励 , 赖喜德 , 陈小明 , 魏杰

2018, 33(12):148.

[摘要](272) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
以小型水电站的实际特性为依据，在满足电站日常要求下考虑多种约束条件，建立小型水电站厂内定负荷运行优化模型，采用递推优选法对模型进行求解。以四川龙潭水电站为实例，采用该模型对水电站机组运行参数进行优化，优化后日发电耗流量由7.459 m3/（kW·h）下降至7.349 m3/（kW·h），且所有机组均处在建议的运行工况区。对于小型水电站厂内优化运行问题，所采用的计算模型求解精度高、结果稳定，能有效避开机组振动区。

24 双管程热交换器强化传热研究

李永田 , 金继红

2018, 33(12):154.

[摘要](317) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](52)

摘要:
研发一种双管程热交换器(液/液),以强化传热技术为基础，从换热温度、流体流速、蒸发量和最小换热温差4个方面进行协同优化设计。通过相变优化、驻点优化技术，该换热器换热能力可提高30%,同时增强了抗堵塞和耐腐蚀能力。

25 余热锅炉入口烟气导流板约束装置的结构优化

薛敏 , 尤建华 , 王坤峰 , 赵煜

2018, 33(12):158.

[摘要](274) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
为了解决余热锅炉入口烟道导流板约束装置易损坏的问题，以某项目型号为PG9171E的燃气蒸汽联合发电系统余热锅炉入口烟道烟气导流板约束装置为研究对象，设计了角钢加强型约束装置、肋板套筒加强型约束装置和综合优化加强型（在外护板外侧焊接外部加强筋，支板两端同时焊接内部加强肋板）约束装置3种优化方案，并进行了支板局部加载荷抗变形性能实验。结果表明：不同的约束装置结构型式，其极限承载能力大不相同。当单个约束装置的支板端部载荷大于1.0 MPa时，应该采用综合优化加强型方案，并结合实际工程应用提出最优方案及结构优化设计方法。

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