2019年第34卷第4期文章目次

牛玉广

2019, 34(4):1.

[摘要](381) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](107)

摘要:
火力发电烟气选择性催化还原(Selective catalytic reduction,SCR）脱硝系统投运既需满足环保政策要求，又要尽量压缩成本，提升其自动控制水平。从控制角度出发，将脱硝系统研究成果按被控对象建模与控制系统优化分为两类。针对常规建模普遍存在的建模方向单一问题，提出未来模型应同时包含化学反应机理和流场数值模拟等角度，能够更全面地反应脱硝对象特性；为实现更优脱硝控制品质，提出应用大数据和深度控制思想可作为未来脱硝控制优化的重要方案。在总结已有成果的基础上，提出建立模型与控制器紧密联系的完整脱硝控制体系是为未来的发展目标。

2 超临界二氧化碳发电系统研究进展

潘岩 , 李晓彬 , 刘强 , 常山

2019, 34(4):11.

[摘要](758) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](84)

摘要:
发电系统是新能源发电的热点研究方向之一，本文系统地论述了该发电系统的原理和特点、发展历程、前沿技术和应用前景，指出先进密封技术、高温高压回热器设计技术和闭式循环系统控制技术等为目前存在的技术难点，并从循环机理分析、系统总体设计和关键部件设计等方面对未来发展趋势进行展望。

3 冷气掺混对涡轮叶栅气动性能影响试验研究

纪宏志 , 张润博 , 林显纳 , 吴永明

2019, 34(4):17.

[摘要](814) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](79)

摘要:
为分析冷气掺混对涡轮叶栅气动性能的影响，对某船用燃气轮机高压涡轮导叶开展了带冷气条件下的扇形叶栅吹风试验，结果表明：冷气掺混对叶片型面压力分布有较大影响，且在吸力面表现尤为突出；在冷气流量比小于7%工况下，叶栅能量损失较无冷气喷射时增加（< 9%），甚至在Ma=1.05时能量损失较无冷气喷射时还小；当冷气流量比大于7%时，叶栅能量损失随冷气流量比的增大而迅速增加（最大可达26%）；平均出口气流角随着出口马赫数的增加而增大，变化范围为17.7°~18.1°，且在同一工况下冷气喷射会使平均出口气流角增大。

4 基于神经网络的集中供暖系统约束控制

王宏伟 , 敖鑫 , 刘璐

2019, 34(4):23.

[摘要](369) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](75)

摘要:
为提高集中供暖系统的热效率，提出了一种基于神经网络的集中式供暖系统的水阀开合度控制策略，引入了障碍李雅普诺夫函数和一个特殊设计的辅助系统来解决控制系统中出现的输入输出约束的问题。采用了一种神经网络逼近器来在线估计系统模型，解决系统传递模型未知的问题。通过模拟仿真同时测试了所提出系统的性能，与传统PID控制系统进行对比，该系统具有良好的适应性和稳定性，有一定的实用价值。

5 一种应用于换热网络综合的伴随优化策略

鲍中凯 , 崔国民 , 陈家星 , 刘倩

2019, 34(4):29.

[摘要](722) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](84)

摘要:
为解决强制进化随机游走算法(random walk algorithm with compulsive evolution,RWCE)应用于换热网络综合时进化停滞的问题，提出了一种伴随优化策略（CO-RWCE)：对种群中各个体优化进程进行监控，当个体因接受差解陷入长期进化停滞时，将该个体历史最优解回代给个体以调整优化方向；若多次回代后个体仍未进化，则将全局最优解传给个体并摄动以实现重生。在回代或重生后，采用一种游走概率递减技术，控制游走变量个数以提升搜索精度。优化结果表明：改进策略增强了个体自身进化能力，有效提升了算法搜索能力。

6 某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

王洋洲 , 潘亮 , 马晓秋 , 杨强

2019, 34(4):34.

[摘要](777) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](76)

摘要:
针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障，通过理论计算和试验方法，对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响，利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能，完成了压气机叶片振动分析，通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后，在整机状态下，利用非接触式微波测量方法，对该级动叶进行了振动测试，获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min，实测得到的共振转速与理论计算结果吻合，为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。

7 某型低排放燃烧室喷嘴结构优化研究

梁恩广 , 赵乌恩 , 林枫 , 冯坤

2019, 34(4):40.

[摘要](496) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](78)

摘要:
为提高干低排放燃烧室火焰稳定性，对某燃气轮机干低排放燃烧室喷嘴进行了结构优化，增加了中心预混值班喷嘴，同时对燃料分配进行调整，分析了值班火焰对燃烧室的火焰稳定性和污染物排放的影响。计算结果表明：值班路过量空气系数为1.5，两级旋流过量空气系数相同时，可有效拓宽燃烧室贫燃熄火边界，同时保持较低的污染物排放。最后通过试验测试了燃烧室的贫燃熄火特性和压力脉动特性，初步验证了值班喷嘴结构对稳定燃烧的作用。

8 某型燃气轮机滑油泵结构设计及试验验证

刘亚琼 , 陈宝星 , 朱溢铭 , 郑斐华

2019, 34(4):45.

[摘要](602) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
为满足某型燃气轮机各部位润滑冷却要求，按大流量、高可靠性、结构紧凑、轻量化的要求设计了一型由供油泵和4个回油泵组成的五联变位齿轮滑油泵，通过设计计算确定了滑油泵齿形参数，并进行了滑油泵的结构设计，根据设计图纸进行了滑油泵试验件的生产和试验。试验表明：在额定的转速和压力下，供油泵流量31 934 kg/h（设计流量29 000 kg/h）、回油泵Ⅰ流量25 291 kg/h（设计流量25 000 kg/h）、回油泵Ⅱ流量9 585 kg/h（设计流量8 700 kg/h）、回油泵Ⅲ流量14 586 kg/h（设计流量12 400 kg/h）、回油泵Ⅳ流量27 651 kg/h（设计流量24 800 kg/h），滑油泵各项参数与设计参数吻合性较好，能够满足某型燃气轮机润滑需求，属新型国内领先研制使用。

9 基于热力学方法的海上平台燃气轮机涡轮叶片热腐蚀影响评估研究

胡春艳 , 李伟 , 韩博 , 赵晓辉

2019, 34(4):51.

[摘要](355) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](70)

摘要:
为了有效评估燃料气中H2S超标对燃气轮机涡轮叶片热腐蚀的影响，在腐蚀机理研究基础上结合燃机的运行参数条件，采用热力学模拟方法完成了对25 MW燃气轮机涡轮叶片热腐蚀风险评估分析。通过分析杂质含量变化及燃料类型对腐蚀产物露点曲线的影响，得出了碱金属含量是涡轮叶片热腐蚀的关键影响因子，在（Na+K）质量分数小于1×10-5%的条件下，即使当H2S体积分数达到0.01%时，涡轮叶片也不会面临热腐蚀风险。这将对海上平台用国产25 MW燃气轮机燃料中杂质含量目标控制和高温涡轮叶片防护涂层设计起到了一定的参考作用。

10 船用汽轮机特征线谱控制及应用

赖喜德 , 廖功磊 , 钟林涛 , 张亮

2019, 34(4):58.

[摘要](530) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
针对船用汽轮机质量大、振动幅值大且低频特征线谱突出等特点，提出了在船用汽轮机上通过特定装置实现以振动抑制振动的思路，研制了满足结构和出力需求的低频特征线谱控制装置，并在船用汽轮机上进行了试验。结果表明：低频特征线谱控制装置能够使汽轮机的轴频降低6.6 dB，低频段平均振级降低1.7 dB。

11 船用汽轮机直驱式容积控制执行机构仿真及试验

原亚东 , 孙志强 , 陈贺敏

2019, 34(4):62.

[摘要](692) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
容积控制；执行机构；建模仿真

12 基于BP神经网络的集输-立管系统气液两相流流量测量

匡世才 , 王武强 , 周宏亮

2019, 34(4):79.

[摘要](310) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](71)

摘要:
针对海洋油气采输工业中集输-立管内气液两相流流量测量问题，在大型集输-立管实验环路上采集立管底部、顶部压力波动信号，提取其绝对值均值、绝对值方差、偏态系数、峰态系数，结合本征模函数（IMF）的高、中、低3个频段上的能量分数，构建了一个包含7个特征参数的BP神经网络测量模型。设计了集成化网络结构，在宽广的流型范围内，以最小均方误差算法（LMS）为基础，引入动量因子α和学习率自适应调节进行算法优化。集成网络预测的气相平均相对误差EMR和均方根相对误差ERMS分别为4.67%、4.91%，液相分别为5.83%、5.87%。

13 W型火焰锅炉煤粉浓缩方式改造

周文台 , 张清福 , 李广伟 , 王克

2019, 34(4):86.

[摘要](307) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](80)

摘要:
某厂超临界W型火焰锅炉在运行过程中出现汽温欠温严重、下部水冷壁频繁爆管的问题，分析发现导致该问题的原因是百叶窗式浓淡分离器浓缩性能较差造成着火延迟。为了对该燃烧器进行改造，开展了百叶窗式浓淡分离器与旋风分离器的分离性能对比试验。结果表明：百叶窗式浓淡分离器分离效率最高60%，而旋风分离器的分离效率超过95%，着火距离从2 m多缩短至不足1 m。将百叶窗式浓淡分离器改造为旋风分离器后，主蒸汽温度达到设计值，未出现热疲劳现象。

14 热电联产机组大功率同步自动离合器研制

郭欣维 , 詹腾腾 , 陈玉翔 , 李昂

2019, 34(4):87.

[摘要](333) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
国内首次完成了燃气-蒸汽联合循环热电联产机组用150 MW大功率同步自动离合器产品的研制。其安装在汽轮机高中压转子与低压转子之间，用以实现低压转子的自动“解列”和“并列”，从而使汽轮机能够在凝汽、抽凝、背压3种运行模式下自由切换。阐述了同步自动离合器的功能及技术指标、总体结构设计，并对关键传扭部件进行强度分析。在国内首次制造了额定功率150 MW、额定转速3 000 r/min的全尺寸实物样机，设计和搭建了专用试验台，开展了全面的同步自动离合器功能试验，试验结果证明所研制的大功率同步自动离合器符合设计指标及功能需求，填补了该项技术的国内空白。

15 齿轮箱振动噪声仿真分析与结构优化

叶新茂 , 马湘蓉 , 闫亚岭 , 胡申华

2019, 34(4):92.

[摘要](872) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](87)

摘要:
为解决齿轮箱机脚结构噪声超标问题，利用LMS VituralLab软件从动力学仿真、模态、传递路径和模态贡献度几个方面对该机组进行了振动分析和噪声预估。首先，对齿轮系进行动力学仿真，得到轴承动态力。然后，采用基于模态叠加法的强迫振动响应分析方法，计算得到齿轮箱机脚位置的结构噪声。最后，针对超标现象，对齿轮箱进行传递函数与模态贡献度分析，提出结构优化方案。根据模态振型可锁定振动最敏感位置，并在此处采取增加肋板的方式。优化后的振动仿真结果及声学边界元法计算出辐射声场的声压分布表明：传递函数和模态贡献度有明显改善，齿轮箱机脚振动较优化前减小了3.2 dB，辐射声场的声压级可以满足指标要求。该仿真分析与结构优化方法可有效指导实际工程机组的优化设计。

16 高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

白昊 , 张忠孝 , 岳朴杰

2019, 34(4):93.

[摘要](357) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](88)

摘要:
为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH3对NOx还原效果的影响，采用尿素溶液为氨基还原剂，利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NOx在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明：主燃区温度为1 573 K时，在过量空气系数α≤0.95条件下，尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NOx还原为N2，且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高，当n＞1.75时，脱硝效率升高速度变缓；在还原性氛围中，相同n时，温度越高，脱硝效率越高，且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率；试验条件下，神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%；单独喷水可降低NOx浓度，但与喷氨工况相比，其降低幅度不明显。

17 行星齿轮减速器隔振式双层箱体支撑刚度优化研究

于涛 , 鲁许鳌 , 郭志城

2019, 34(4):103.

[摘要](328) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](80)

摘要:
从工程实际应用出发，为使行星减速器既能稳定运行又可以达到良好的隔振效果，以某功率分流行星隔振式双层箱体减速器为研究对象，在MASTA软件中采用子结构耦合法将箱体结构与传动系统模型进行耦合，在考虑箱体动态特性情况下，分析功率分流式行星减速器传递误差基频率特性与传动系统动态啮合力，并结合工程实际求出了主要激励频率以及凝聚节点的动态啮合力，以此作为隔振优化和振动响应计算的条件，以振级落差和插入损失作为隔振效果评价指标，研究了隔振支撑刚度变化对隔振指标的影响，通过分析不同支撑刚度下Ⅱ级动态啮合力的变化规律，对隔振效果、动态啮合力与支撑刚度的关系进行了综合评定，优化确定了隔振式双层箱体的稳定隔振支撑刚度区域，在获得较好隔振效果同时保证了行星减速器稳定运行。

18 两相射流泵供液下的平板速冻实验研究

贺卫东 , 万金庆 , 葛锐 , 杨建蒙

2019, 34(4):111.

[摘要](372) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
为了验证两相射流泵在商用平板速冻机中应用的可行性，根据射流泵用作节流装置时可以回收制冷剂的膨胀功实现蒸发器倍量供液的基本原理，研究了射流泵供液的平板速冻机在25、30、35和40 ℃ 4个冷凝温度下的性能。实验结果表明：射流泵可以适应新型制冷剂R507并且可应用于1.3 t/批商用平板速冻机；平板速冻机的性能随着冷凝温度的升高先上升后下降。当冷凝温度为35 ℃时性能最佳，此时射流泵的引射系数比25 ℃时提升42.5%，比40 ℃时提升36.8%，而平板速冻机比使用热力膨胀阀供液时的冻结速率快7.7%，节约能耗7.4%。

19 户用太阳能制冷系统参数选取与验证

李培涛 , 田瑞 , 辛浩 , 王志敏

2019, 34(4):122.

[摘要](269) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
为得到实验室现有户用太阳能单效溴化锂吸收式制冷系统的运行参数，综合考虑环境温度、辐照度、制冷量、COP值和集热面积等，对系统温水入口温度、冷却水入口温度及冷媒水出口温度进行了仿真计算。将计算结果输入实际循环，得到发生器单位热负荷值，并与模拟值进行对比。结果表明：温水入口温度、冷却水入口温度、冷媒水出口温度的最优范围分别为66~71 ℃、25~30 ℃和14~17 ℃；由于实际循环中存在非凝性气体、管路流动阻力、热交换器热量无法完全回收以及发生器热损等情况，发生器单位热负荷的实测值略大于模拟值，且随着温水入口温度升高两者误差不断增大，最大误差为11.8%，平均误差不超过7%，说明运行参数选取具有较高的准确性。

20 凹凸前缘叶片气动性能与绕流流场数值研究

孙贵洋 , 陈二云 , 杨爱玲

2019, 34(4):127.

[摘要](323) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](89)

摘要:
以NACA0018翼型为原始模型进行前缘结构设计，采用计算流体动力学（CFD）方法分析凹凸前缘结构参数对叶片绕流流动及气动性能的影响。结果表明：在0°~10°攻角范围内，凹凸前缘叶片气动性能与原始叶片基本一致，但在15°~25°攻角范围内，正弦波形凹凸前缘叶片升力系数最大提升20.2%；叠加波形凹凸前缘叶片在15°~25°攻角内，气动性能均有不同程度的下降，波峰处推迟分离，而在波谷分离提前，在吸力面每个波谷顺流方向叶片及展向形成反向涡对，相互卷吸并与主流掺混增加能量交换向尾缘处移动，改变了叶片原始流场反馈回路，阻碍了叶片展向涡及流向涡的发展。

21 可同时发电的余热回收系统与试验研究

李永光 , 王菁 , 白曾凯

2019, 34(4):135.

[摘要](313) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](88)

摘要:
为了将余热回收与温差发电技术结合起来，建立了一套热回收系统，该系统在回收热的同时还可以发电。建立了相应试验系统，分别采用3组不同流量的冷却水对发电片冷端进行降温，同时收集热量。得出了回收热量和电量与余热温度及水流量之间的关系式，调节冷却水流量可以调节电能与热能回收的比例。研究表明：应尽量使温差发电片冷热两端温差在大于30 ℃的工况下运行，此时电量和热量回收效率均较高。

22 AP1000核电厂二回路热力系统离线性能计算软件开发

吴志钢 , 刘琦 , 部俊锋 , 杨志平

2019, 34(4):140.

[摘要](689) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
核电机组二回路热力系统是核电站热经济性的集中体现，对核电机组二回路热力系统进行热力性能计算与分析是核电机组设计和运行中的重要课题。以某典型AP1000机组为例，基于Eclipse开发平台，运用Java语言开发出AP1000核电机组二回路主要设备及系统的离线性能计算与分析软件。通过该软件不仅能够快速直接地完成案例机组在设计工况和变工况下详细的热力计算分析，还可对机组主要热力参数变化时各项性能指标的变化进行快速计算；同时还可建立案例机组的性能档案列表与参数变化图。

23 660 MW超临界机组凝汽器空化故障分析

韩立争

2019, 34(4):147.

[摘要](569) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](72)

摘要:
660 MW超临界机组凝汽器（型号N-36600）在循环水系统调试过程中，出现噪声、水侧液位波动等异常现象，液位最大波动幅度达400 mm，现场通过逐步关小凝汽器回水阀门，提高凝汽器冷却管内压力，当进口水室压力达到0.106 MPa时，凝汽器水侧的噪声、液位波动等现象消失。结合空化初生理论分析，认为凝汽器内部发生了空化。标准与工程经验中确定虹吸利用高度时，基于水的饱和蒸汽压力，通常要求凝汽器最高点冷却管压力不低于20 kPa（绝压），而有关试验研究表明：清水的饱和蒸汽压力比空化初生压力低得多，即清水的绝对压力高于相应温度下的饱和蒸汽压力时，仍然可能发生空化，空化初生与水中的气态微核有直接关系。因此，在循环水系统水力计算中，虹吸利用高度的确定应充分考虑空化初生压力的影响，留出余量。并给出了处理建议，通过加高脱硫曝气池溢流堰的堰顶标高，提高凝汽器冷却管末端压力，是消除凝汽器空化现象最为经济合理的解决方案，有助于分析类似问题。

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