2019年第34卷第5期文章目次

孙智滨 , 常俊 , 康英伟

2019, 34(5):1.

[摘要](436) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](76)

摘要:
电力行业作为大气污染物的排放大户，每年烟尘、SO2、NOx等污染物的排放量巨大。为控制污染物排放，燃煤电厂陆续进行超低排放改造，烟气协同治理技术和“环保岛”思想应运而生。本文从“环保岛”技术的不同技术路线入手，对不同路线的设备和工艺流程进行分析，通过具体实例验证“环保岛”技术的实用性。

2 二次再热机组锅炉烟气余热利用方案研究

史洪超 , 郑莆燕 , 杨宇 , 曹玮

2019, 34(5):9.

[摘要](463) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
以某典型超超临界二次再热机组为例，利用EBSILON软件，建立锅炉汽机一体化余热回收利用静态仿真模型,对4种余热回收方案（排挤一次再热前抽汽、排挤二次再热前抽汽、排挤全部高压加热器抽汽和排挤高压加热器-低压加热器抽汽）进行仿真计算，确定机组的热经济性。结果表明：排挤一次再热前抽汽的方案符合能量梯级利用和提高回热再热循环效率原则，节能效果最好，设计工况下发电标准煤耗率减少了7.24 g/（kW·h）；变工况时不仅煤耗率相对减少率最大，而且变化幅度较为平缓，节能效果也最好。

3 热源温度对有机朗肯循环发电特性的影响

张永峰 , 王子龙

2019, 34(5):15.

[摘要](164) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
基于搭建的以R245fa为工质的有机朗肯循环发电系统，通过调节电加热器功率来研究热源温度对有机朗肯循环发电特性的影响。研究表明：当冷凝温度不变时，随着热源温度的升高，蒸发压力升高，冷凝压力基本不变；膨胀机的压比和压差都增大；当热源温度由86 ℃升到99 ℃时，净输出电功率从4.7 kW增加到8 kW，发电效率由7.55%升至8.4%，功率和效率都近似线性增加。

4 不完全湿压缩应用于转子式制冷系统的可行性研究

何俊 , 陶乐仁 , 虞中旸 , 胡鹏荣

2019, 34(5):21.

[摘要](142) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
针对部分制冷工质排气温度较高的现象，将不完全湿压缩方法应用于转子式制冷系统，通过在不同频率下改变压缩机的吸气状态（过热至不完全湿压缩），研究了系统循环性能及核心部件的热力特性。实验结果表明：不完全湿压缩下存在一个最佳干度控制范围0<x<0.96，在该区间内制冷量提升5.1%~5.5%，制冷性能系数（Coefficient of Performance,COP）提升5.4%~5.8%，排气温度较过热段改善20%以上，系统性能得到了明显提升；当吸气干度范围在0<x<0.96时，压缩机的热力性能基本维持良好，相较于过热段的极大值处，容积效率降低仅1%~2%，电效率降低亦仅1%~2%；不完全湿压缩下，压缩机频率的变化对系统性能及压缩机热力性能影响均较大；将压缩机运行于最佳干度范围区间0<x<0.96的较低频或是额定频率附近将获得最优综合效率。

5 动叶端壁离散孔气膜冷却的数值研究

叶创捷 , 潘丞雄 , 张玫宝 , 戴韧

2019, 34(5):28.

[摘要](220) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](62)

摘要:
基于某F级燃气轮机第一级动叶栅的数值模拟，以实现动叶端壁气膜冷却全覆盖为目标，分析定常下动叶端壁的流动与传热特征，拟综合考虑端壁二次流结构特征与级间封严冷气泄漏流的影响，将端壁划分为四个具有不同流动传热特征的区域，并据此设计了叶根端壁仅13孔数的离散气膜孔布置方案各区域采取不同的冷却方式根据不同吹风比下的研究结果发现：吹风比为0.75时端壁冷却有效度均值在0.2以上，实现了全端壁冷却的目标；前缘附近端壁冷却效果受吹风比影响显著，吹风比在0.75以上时冷却有效度达到0.5以上；除近压力面区域，气膜冷却效果随吹风比的增大而提高。

6 坡型孔板孔径对高速泵进口段流动特性影响

石乘帆 , 宋文武 , 李金琼 , 万丽佳

2019, 34(5):37.

[摘要](147) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
为分析坡型孔板不同孔径对带诱导轮离心泵进口段流场及外特性影响,设置0.8R、1.0R、1.4R和1.6R（R为孔板半径）4种不同孔径的坡型孔板，基于ANSYS-CFX软件在0.6、0.8、1.0和1.2设计流量工况下进行数值模拟。结果表明:坡型孔板孔径的减小能够增强对进口段轴向回流的约束能力，但同时将加剧内部旋涡的产生与扩大;孔径为1.0R、0.8R的坡型孔板能够较好抑制进口段回流漩涡，在一定程度上提高水力性能。

7 BEST系统变工况特性及控制方式研究

王雅倩 , 付亦葳 , 张泽雄 , 殷江涛

2019, 34(5):42.

[摘要](182) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](63)

摘要:
为分析抽汽背压式汽轮机(Backpressure Extraction Steam Turbine,BEST)回热系统的变工况工作特性及保证小汽轮机与给水泵之间的功率匹配，提出采用小发电机、节流阀、补汽阀的3种控制策略，根据汽轮机、回热加热器等主要设备的变工况过程建立BEST系统的变工况数学模型，分析各负荷下BEST和给水泵系统的功率匹配特性和回热系统抽汽参数的变化规律。研究表明：小汽轮机与给水泵的功率差值随着负荷降低先增加后降低，最大值出现在约50%负荷左右；采用小发电机调节，BEST末级排汽流量与压力近似不变；采用节流阀调节，BEST末级排汽流量与压力随负荷降低而降低；采用补汽阀调节，BEST末级排汽压力与流量随负荷降低而升高；小发电机调节方式的热经济性最佳，相对于其他两种调节方式的热耗率明显偏低，节流调节方式存在节流损失，补汽阀调节在BEST末级排汽供汽中引入了大量经过再热的抽汽，提高了抽汽过热度，降低了系统效率。

8 不同烟气再循环方案对1 000 MW超超临界二次再热锅炉的影响

孙俊威 , 戴维葆 , 阎维平 , 李超凡

2019, 34(5):49.

[摘要](180) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](67)

摘要:
为了分析不同再循环烟气抽取点和引入点对某1 000 MW超超临界二次再热锅炉运行参数的影响，提出分别从省煤器和引风机后抽取烟气，并引入到炉膛底部和上部共4种烟气再循环方案。进行热力计算,分析不同负荷、不同再循环率下各方案对锅炉参数的影响。结果表明：烟气再循环会降低炉膛出口烟温和升高排烟温度，抽取点为引风机后，排烟温度升高幅度较大，引入点为炉膛上部时，炉膛出口烟温下降幅度较大；再循环烟气引入炉膛底部可以提高再热蒸汽温度和主蒸汽温度，引入点为炉膛上部不能明显提高再热蒸汽温度且会降低主蒸汽温度；随着再循环率的增加以及负荷降低，烟气再循环对蒸汽温度的影响程度增加；从省煤器后抽取烟气的方案对锅炉热效率的影响较小，但再循环风机磨损较严重，从引风机后抽取烟气对锅炉热效率影响较大。

9 基于CFD数据库的炉膛压力管道泄漏定位研究

冯强 , 张志刚 , 姜根山 , 徐国强

2019, 34(5):57.

[摘要](132) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](50)

摘要:
对非均匀温度场内定位方法进行研究，以解决炉膛热态情况下压力管道泄漏定位问题。使用广义互相关方法进行远距离时延值测量实验并进行低信噪比仿真；使用球型插值法进行三维空间定位仿真；在CFD数据库的基础上，假设声波直线传播，使用初值迭代寻优模型对泄漏定位。实验中，传感器相距10 m，仿真环境为-6 db，三维空间深9 m、宽9 m、高5 m。单峰温度场下，将温度场平均与假设声波直线传播的时延值误差对比。结果表明，广义互相关测量时延值在大空间、低信噪比环境下可行；单峰温度场情况下，假设声波直线传播、温度场平均的情况下所得时延值误差分别在0.2和2.2 ms范围内，由此导致的定位误差分别为0.4和8 m范围内，初值迭代寻优模型能够有效解决非均匀温度场中声速不固定而导致被动定位算法时延值无法反推距离差的问题；假设声波直线传播的时延值误差及由此导致的定位误差满足工程精度要求。

10 基于模糊自抗扰的锅炉主汽温控制策略研究

韩磊 , 王灵梅 , 孟子立 , 孟恩隆

2019, 34(5):65.

[摘要](124) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](60)

摘要:
为提高火电主汽温控制系统在机组参与深度调峰过程中的控制品质，提升控制系统的自适应能力与鲁棒性，提出了模糊ADRC串级控制方案。在MATLAB仿真平台中搭建控制器进行仿真研究，并与传统的PID串级控制方案进行比较，最后用蒙特卡洛法验证控制系统的鲁棒性。仿真结果表明：模糊自抗扰控制器的快速响应能力优于PID控制器;在增加内扰的情况下，模糊ADRC的抗扰性较好；在随机工况的控制中，模糊ADRC表现出更好的自适应能力与鲁棒性。

11 高硫煤-CuO化学链燃烧特性及硫演化热力学研究

李贺宇 , 张声 , 王维 , 王保文

2019, 34(5):71.

[摘要](252) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](51)

摘要:
以贵州六枝高硫煤为研究对象，通过热重实验对该典型高硫煤和CuO氧载体的化学链燃烧特性及其与空气直接接触时的燃烧特性加以定性分析和定量评估。为探索煤中硫的演化及其与CuO氧载体作用对CuO氧化活性的影响，进一步采用HSC Chemistry软件，分析了氧载体过量系数Φ对煤中硫分布的影响。研究表明:相比于空气下煤直接燃烧，CuO与六枝煤化学链燃烧的着火温度高，可燃指数和综合燃烧特性指数小，显示CuO氧载体更低的反应活性；在热力学平衡状态下，当0＜Φ≤1.25及Φ＞1.25时，系统中硫组分分别以固相Cu2S和气相SO2形式存在。基于上述研究结果，提出了一种煤化学链燃烧系统中同时进行脱硫和CO2捕集的新方案。

12 煤泥燃烧产物析出特性的热重-质谱联用分析

张晓婉 , 龚德鸿

2019, 34(5):77.

[摘要](115) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](31)

摘要:
为研究含水率和升温速率对煤泥燃烧产物析出特性的影响，采用热重-质谱联用系统对煤泥进行燃烧实验，重点研究了5种含水率和3种升温速率条件下CO、CO2、NO、NO2的析出特性。实验结果表明：CO析出主要发生在焦炭燃烧阶段，CO2、NO、NO2在挥发份和焦炭燃烧阶段均有析出，析出温度范围分别在300~360 ℃和360~680 ℃；含水率对燃烧产物的析出特性影响较小；升温速率对燃烧产物析出有明显影响，随着升温速率增加，CO、CO2、NO、NO2的析出强度均增大，析出峰值温度均向高温区移动。

13 高温条件下NH3还原NO实验研究

朱江涛 , 王勇 , 陈灿 , 范卫东

2019, 34(5):84.

[摘要](304) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](38)

摘要:
利用固定床实验系统，在800～1 500 ℃的反应温度范围内进行了NH3还原NO实验，分析不同气氛条件下反应温度、氨氮摩尔比以及组分浓度对脱硝效率的影响。实验结果表明：氧化性气氛下最佳脱硝温度约为950 ℃，温度继续升高时脱硝效率开始下降，而还原性气氛下NH3对NO的还原存在一个临界温度（约1 000 ℃），低于临界温度时，NH3对NO没有脱除效果，反而会额外生成NO，超过临界温度后，脱硝效率随着温度的升高迅速跃升至最大，氨氮摩尔比为2.0时最大脱硝效率可达95%，且在1 200 ℃以上的高温条件下保持稳定；修正后的GADM98模型对NO浓度的预测与实验结果符合较好，活性基团对NH2的消耗是高温氧化性气氛下脱硝效率下降的重要原因。

14 燃煤链条炉循环烟气量对排烟氧、NOx浓度的影响

孙超 , 张健 , 张忠孝 , 郭欣维

2019, 34(5):91.

[摘要](451) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](74)

摘要:
对29 MW燃煤链条炉排锅炉增加烟气循环系统，让烟气在风室中与新风混合，从而降低风室中氧浓度（体积分数），创造炉内低氮燃烧的氛围，促进NOx减排。通过试验与系统流程计算的两种方法，对比了改造前后链条炉锅炉出口的NOx和氧气浓度，从而得出了烟气循环的最佳循环量。研究表明:改造后，随着烟气循环比例增加，烟气中氧气浓度降低，伴随NOx排放浓度降低，在研究条件下，由实验得出最佳的烟气循环率约为12%；系统流程计算是基于系统质量守恒，将烟气循环、布袋除尘器内漏风等因素加以考虑，程序可预报烟气氧浓度变化的规律，证明与实测一致；烟气循环比率存在最大值，超过后会严重影响炉内火焰稳定性；该锅炉在12%烟气循环比率条件下，NOx排放浓度降低22%，是低氮燃烧获得较好效果的烟气循环工况。

15 外波纹管管外降膜流动过程液膜厚度及速度分布特性

高晨曦 , 张少峰 , 张轶硕 , 王德武

2019, 34(5):97.

[摘要](118) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](106)

摘要:
针对外波纹管管外降膜流动过程，采用实验结合数值模拟的方法，考察了液体喷淋密度、管间距和管径变化对液膜厚度周向分布的影响，并与光滑管进行了比较，同时分析了外波纹管管外液膜速度分布特性。结果表明：光滑管外液膜厚度由上至下沿周向呈先减小、后增加的趋势，在90°~120°之间液膜最薄；外波纹管去除波纹间凹槽内的液体后，波纹外的液膜厚度数值及其周向分布规律与相同直径的光滑管相似，周向平均液膜厚度随着液体喷淋密度的增加、管间距及管径的减小而增大；液膜沿周向分布的均匀程度及流动速度大小均与液膜厚度有关，波纹外液膜沿周向分布的不均匀性随着液膜厚度的增加而增加，气液界面处的液体速度沿周向分布规律与液膜厚度分布规律相反；相邻两波峰间凹槽内的液体存在局部循环流动。

16 单面加热竖直窄通道内环状流沸腾传热特性

胡永攀 , 陶乐仁 , 黄嘉宇 , 刘庆庆

2019, 34(5):105.

[摘要](183) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
基于汽芯的动量方程和液膜的质量和动量方程，建立了单面均匀热流竖直窄通道内环状流沸腾传热模型，利用数值法对方程组进行求解，得出了环状流区域的液膜厚度，并进一步预测了环状流两相沸腾传热系数。研究表明:模型预测的两相沸腾传热系数比Mahmound关联式计算值偏小；将不同工况下的291组环状流两相沸腾传热系数实验值与模型预测值进行对比，平均绝对误差为12.7%。

17 高炉鼓风除湿热质交换性能理论与实验研究

张慧晨 , 柳建华 , 徐小进 , 张良

2019, 34(5):112.

[摘要](184) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
基于Whitman理论以及热质平衡理论建立高炉鼓风除湿器理论模型，设计并搭建1∶〖KG-2mm〗200高炉鼓风除湿模化实验台，对高温高湿环境下鼓风除湿性能进行实测。结果表明：除湿量理论值与实验值偏差在0.67%～8.53%内，数据差异小，说明理论模型适应性好，可将此理论模型用于大高炉鼓风除湿器设计计算;在高温高湿环境下，鼓风空气入口干球温度为43.5 ℃、含湿量为58.54 g/m3时，溶液喷淋浓度为40%，喷淋温度为21.2 ℃，气液质量流量比为0.7时，除湿效果最优，除湿后鼓风空气含湿量降低44.79 g/m3，鼓风湿度低至13.75 g/m3，高炉鼓风风温可提升268.74 ℃

18 前缘加微小圆柱对传统波浪翼型气动性能影响数值分析

于静梅 , 高鸽 , 张辉 , 张世轩

2019, 34(5):120.

[摘要](160) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](76)

摘要:
以NACA63(2)-215翼型为研究对象，在波谷处加微小圆柱，利用FLUENT中k-ε湍流模型和大涡模型进行流场数值模拟，分析其对气动性能的影响。工况为来流风速为8 m/s和出口压力为0 MPa。研究表明：波谷前加微小圆柱能使传统波浪翼型叶片升力系数提高，最高可提升13%左右，在大攻角失速区内也能使其阻力系数降低，在30°攻角附近可降低15%左右，从而优化了叶片整体气动性能；微小圆柱的存在使得其后方翼型截面流动分离推迟，稳定叶片表面气流流动，延缓叶片失速；波谷前加微小圆柱能增加传统波浪翼型叶片刚性，降低叶根处所受应力，使叶片不易磨损或折断。

19 基于LES方法的气动弹片对风力机翼型气动特性影响研究

周伟 , 叶舟 , 李春 , 郝文星

2019, 34(5):127.

[摘要](152) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)

摘要:
为分析弹片对翼型气动及噪声方面的影响，以NACA0022为原始翼型，通过在其吸力面加装不同形式的固定气动弹片，比较原始翼型与弹片翼型的气动性能和噪声特性。采用大涡模拟，计算来流风速为29.4 m/s，迎角范围在4°~24°内翼型气动性能和流场分布的变化。研究翼型噪声产生机理，运用FW-H方程进行声学计算，并通过傅里叶转换进行频谱分析。数值计算结果表明：大于12°攻角下，弹片翼型较原始翼型气动性能改善明显，升力系数最大可提高27.31%，且有效推迟翼型的失速产生，单个气动弹片翼型表现更优；大于8°攻角时，气动弹片对监测点处噪声总声压级增大效果并不明显，最大仅为1.90%，且翼型噪声总声压级在指向性分布上呈现较为明显的偶极子分布。

20 临机加热疏水系统的简化改进分析

许朋江 , 李冬泉 , 居文平 , 陈铭 , 王永杰 , 刘晓东

2019, 34(5):136.

[摘要](152) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](59)

摘要:
为解决临机加热系统复杂和推广困难的问题，对临机加热系统的改进方法进行研究。以660 MW超超临界机组临机加热系统实际运行数据为基础，提出通过取消疏水系统简化临机加热系统的改造方法，并对其进行能耗及技术经济分析。研究表明:临机加热系统取消2号高压加热器至除氧器的正常疏水系统可以使系统大幅简化，示例机组投资减少约48%，能耗提高约7%~14%;示例机组在标煤单价800元/t、全年系统投入运行20次条件下，正常疏水系统的投资回收年限为23.63 a；总体来看，简化系统是一种更为经济可行的系统型式。

21 烟煤锅炉燃用褐煤时碳黑形成分析及控制

王小华 , 陈春华 , 邱盈忠 , 彭小敏

2019, 34(5):149.

[摘要](122) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](66)

摘要:
大唐宁德发电厂设计燃用烟煤锅炉在掺烧高比例褐煤过程中，出现了飞灰、石膏发黑、以及烟气从烟囱排出冷凝后污染了厂区和周边区域现象。为分析其产生的根本原因，以2号锅炉为研究对象，从燃烧器结构、燃用煤种和运行条件方面，详细阐述了碳黑的生成原因，并有针对性的进行了优化调整。优化调整后，省煤器出口截面的氧量的均匀性得到明显改善，最高点氧量值（体积分数）为3.33%，最低点氧量值为2.27%；随着氧量分布均匀性的改善，CO排放浓度显著下降，飞灰、石膏发黑以及烟囱排气冷凝后污染厂区的现象已消除，取得了良好的经济效益和社会效益。

22 某型TRT机组叶片性能优化设计

余道刚 , 冀文慧 , 赵宝德

2019, 34(5):155.

[摘要](164) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](71)

摘要:
某运行高炉煤气余压回收透平发电装置（Blast Furnace Gas Top Pressure Recovery Turbine Unit， TRT）的动叶片是直叶片，机组运行效率不高。在不改变机组进气条件的前提下，通过优化叶型降低流道中的损失，提高TRT涡轮的效率。在给定TRT涡轮通流尺寸的基础上优化动叶片的型线，对原始型线进行三维CFD计算，在原型线的基础上进行优化改进，并针对动叶片的叶身部分做了强度校核计算，优化后机组的总效率提高了1.7%，机组的输出功增加了4.2%。

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