2021年第36卷第2期文章目次

2021, 36(2):1.

[摘要](472) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
从提高空气温度和改变空气湿度两方面详细阐述了空气源热泵系统无霜化处理方法，简单介绍了各方法的原理及相对除霜式空气源热泵所具有的优势。最后对空气源热泵无霜化的研究方向进行展望：可以利用余热或太阳能提高流经室外换热器空气的温度以实现无霜化；进一步研究固体除湿剂在低温环境下的吸附能力和再生能力；重点探究除湿溶液的再生方法以及再生能量来源和再生后水蒸气利用；加大研发更加高效的除湿溶液和防冻溶液。

2 安萨尔多F级燃气-蒸汽联合循环机组高精度全范围仿真系统的开发

曹军，周东阳，王喆

2021, 36(2):9.

[摘要](544) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对上海电气&安萨尔多公司联合制造的F级AE94.3A型燃气轮机，结合四会燃机电厂实际机组，采用虚拟DCS技术及模块化的建模思路，开发基于APROS的高精度全范围燃气-蒸汽联合循环的仿真系统。对该仿真系统动静态特性进行验证分析，仿真试验表明：该仿真系统具有很高的动静态精度，满足实时仿真的需要。可利用该仿真系统对运行人员和热控人员进行仿真培训，并可结合电厂实际工况，在仿真系统上开展控制策略验证、制定反事故措施等各种研究和试验工作。

3 650 MW超临界机组低压缸零出力技术的灵活性调峰能力及经济性分析

王建勋

2021, 36(2):18.

[摘要](93) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
以某电厂650 MW超临界机组为研究对象，针对机组传统供热改造后“以热定电”调峰灵活性较差的运行问题，提出了“低压缸零出力技术”的工作原理和提高机组热电解耦能力的改造方案，并分析了“低压缸零出力技术”改造后的灵活性调峰能力及经济性。结果表明：额定工况发电负荷由改造前的458.6 MW降至353.3 MW；额定工况供热负荷由改造前的540.6 MW增加至821.95 MW；额定工况发电煤耗由改造前的238.2 g/（kW·h）降至201.7 g/（kW·h），可大幅提高机组的灵活性调峰能力和供热能力，经济效益显著。

4 1 000 MW机组外置式蒸汽冷却器系统

周璐瑶，王梦娇

2021, 36(2):24.

[摘要](570) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对1 000 MW机组热力系统回热抽汽过热度偏高的问题,提出采用外置式蒸汽冷却器系统，比较了变负荷条件下1 000 MW机组常规系统和外置式蒸汽冷却器系统的〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损系数，分析了外置式蒸汽冷却器系统节能效果。结果表明：相比常规系统外置式蒸汽冷却器系统的发电效率提高0.19%，发电煤耗降低0.54 g/（kW·h）；外置式蒸汽冷却器系统中锅炉〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损系数和回热加热器〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损系数均低于常规系统，在两种热力系统中，回热加热器的〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损系数随着负荷的降低而降低，锅炉〖HT5”，7〗火〖KG-*3〗用〖HT5”〗损系数随着负荷的降低而增大。

5 涡轮盘的三种低周循环疲劳寿命预测方法对比研究

王磊，孙彦博，宋少雷

2021, 36(2):31.

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

摘要:
为了确定涡轮盘的低周循环疲劳寿命，在前人研究的基础上对基于局部应力应变法的低周循环疲劳寿命计算程序的计算结果进行了验证，并将其应用于某涡轮盘的寿命评估中。分别对比分析了Morrow平均应力方程、修正的Morrow以及SWT参数模型三种方法下，输入名义主应力谱、名义等效应力谱与真实主应力应变谱的寿命计算结果。研究表明：3种模型中SWT方程模型计算的寿命最短，Morrow次之，修正的Morrow计算寿命最长；相比修正Morrow，SWT和Morrow计算结果差别较小，误差在50%以内，真实主应力应变谱与名义主应力谱对寿命的预测趋势相同；选取基于名义主应力谱的SWT模型进行寿命预测，寿命安全系数为5时，该轮盘的冷却空气流动孔的寿命为1 941次循环，法兰孔的寿命为24 164次循环，盘心的寿命为16 235次循环。

6 双燃料燃气轮机火焰筒壁温计算与分析

杨强，李名家，范宇斐，林枫

2021, 36(2):38.

[摘要](255) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
以某型双燃料燃气轮机燃烧室为研究对象，采用天然气及-10号柴油为燃料在额定工况下利用热平衡迭代法计算了火焰筒一维壁温。计算表明: 使用不同燃料时，火焰筒壁温分布趋势基本一致；由于燃料组分中碳氢比不同，使用柴油燃料时火焰筒壁温更高；沿燃气流动方向，两种燃料条件下的火焰筒壁温差异程度越来越大。

7 准东煤旋风燃烧过程碱金属迁移规律

刘建华，孙亦鹏，张清峰，陈辰

2021, 36(2):43.

[摘要](488) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为研究旋风燃烧过程对碱金属迁移的影响，对比研究了燃用准东煤的旋风炉和室燃炉内碱金属Na、K的迁移规律。结果表明：旋风燃烧条件下Na在渣中的存在形式为不可溶的硅铝复盐，而在灰中的存在形式为硫酸盐和硅铝酸盐；渣中不可溶的K被全部置换进入气相；与固态排渣的室燃炉相比，旋风炉具有较高的捕渣率，水平烟道飞灰中Na、K盐浓度会升高，但进入炉膛尾部受热面的钠盐总量可减少21.88%；不同准东煤种的烟道飞灰中Na、K盐浓度主要由煤中Na2O、K2O质量分数确定。

8 翅片式相变储能器内赤藻糖醇蓄热性能研究

王倩蓉，李正贵，卢昌燊，李发荣

2021, 36(2):49.

[摘要](170) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
蓄热过程传热特性的影响，选取赤藻糖醇作为相变材料，首先利用实验方法验证数值模型的准确性，其次采用焓-多孔介质的方法对相变储能单元进行仿真计算，主要研究了翅片，以及翅片长度、翅片数量和翅片厚度等几何参数对蓄热过程中传热特性的影响。研究结果表明：添加翅片后，在翅片区域形成不同尺寸的涡，改善了流场分布，增强了液态相变材料自然对流的效果，使储能装置总蓄热时间比无翅片缩短了43%；在翅片参数的设计中，增加翅片长度可以有效缩短总蓄热时间，随着翅片长度的增加，总蓄热时间变化率减小；随着翅片数量的增加，换热面积增大，熔化速率增大，总蓄热时间缩短；随着翅片厚度的增加，储能速率加快，总蓄热时间缩短，且翅片厚度越厚，总熔化时间的变化率越大。

9 近壁面液膜层中微孔注气气泡动力学研究

张拯政，李良星，张双雷，李翔宇

2021, 36(2):57.

[摘要](94) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为了降低近壁面沸腾过程中气泡动力学分析的不确定性，利用光谱共焦传感器构建了7 mm的液膜层，对近壁面液膜层中单孔注气气泡动力学进行了系统研究。实验测试段为270 mm×6 mm×12 mm(长×宽×高)的矩形通道，注气小孔的直径为0.49 mm，气体流量为0.30~27.00 mL/min，液体流量为72.00~324.00 mL/min。研究结果表明:在流动和静止液膜中，不同气体流量下气泡的接触线直径均先增大后减小；受到液体水平曳力的影响，相同气体流量下，气泡在水平流动液膜中的脱离频率比静止液膜中大，脱离体积比静止液膜中小，并且气泡会沿流动方向倾斜，气泡前进接触角与后退接触角的差值随着液体流量的增加而增加；近壁面液膜层中注气气泡动力学的实验研究精确地测量了气泡接触线直径以及接触角等形状参数，为相似工况下沸腾气泡的受力分析研究提供重要参考。

10 刚性壁面法向振动对流动换热的影响

邬晓俊，王宏光，黄河

2021, 36(2):67.

[摘要](195) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
采用理论推导与数值模拟结合的方法，通过求解流动方程及能量方程得到壁面法向振动下流体流动特性变化规律，并分析振动对换热的影响。结果表明：层流状态下，低强度振动使壁面附近流体质点产生法向速度，但影响范围很小，对换热影响有限；随着振动强度的增大，流场逐渐转变为湍流，导致换热系数提升。通过数值模拟计算壁面平均努塞尔数随振动强度及来流速度的变化规律。结果表明：对于低速流体，当振动达到某一临界值后能增强换热效果，努塞尔数随振动强度增大而增加，最佳换热相位角在200°左右，低雷诺数下振动强化换热效果较为明显，对流换热系数最大可提升300%。

11 燃烧器摆角同步性对切圆锅炉再热汽温和壁温偏差的影响研究

王小华，王煜伟，赵鹏，俞胜捷

2021, 36(2):73.

[摘要](507) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为解决某电厂660 MW超超临界机组切圆锅炉日常运行中再热汽温和壁温偏差大、管壁易超温和再热汽温不足等问题，本文研究了燃烧器摆角同步性对汽温和壁温偏差的影响特性。热态运行时，只有将炉外四个角的燃烧器摆角设置在不同位置时，才能在保证管壁不超温的前提下将再热汽温提升至设计值，初步判断造成这一现象的根本原因是炉内四个角燃烧器摆角不同步造成。机组冷态停炉检查时发现，有近一半的燃烧器摆角炉内外定位不一致导致四角不同步，对炉内外燃烧器摆角进行了重新定位。消缺处理后，再将炉外四个角的燃烧器摆角设置在同一位置，再热器两侧的汽温和壁温偏差均有所降低，机组状态显著改善。额定负荷下，在最高点再热器管壁温度降低了8.1 ℃的前提下，两侧再热汽温偏差降低至1.0 ℃的同时，再热汽温提升至619.8 ℃。

12 基于数据挖掘的火电厂制粉系统能效评估模型研究

孙宇贞，唐毅伟，李帅

2021, 36(2):80.

[摘要](47) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为降低超超临界机组在运行过程中的能耗，针对机组制粉系统建模过程繁琐及系统能效评估存在人为主观因素强和不确定性等缺陷，提出了一种适用于火电机组制粉系统能效评估的灰色模糊评估模型。通过引入Kmedoids聚类算法挖掘出各能效指标的基准值，避免了建模过程繁琐的问题，并有效削弱了现场数据中异常值的影响；通过将灰色模糊评估模型中的关联系数作为隶属度向量，并结合层次分析法（AHP）得到各分层指标的权重系数，有效地避免了评估过程中人为主观因素强和不确定性等问题。计算证明，用该方法能有效对火电机组制粉系统进行能效评估。

13 1 000 MW超临界塔式锅炉垂直水冷壁内工质流动与传热特性分析

郝小红，杜肃，徐培星，马达夫

2021, 36(2):86.

[摘要](60) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
以某1 000 MW超临界塔式锅炉水冷壁垂直管圈为研究对象，根据半侧绝热、半侧变热流和Y型三通的边界条件建立三维模型，进行数值模拟。模拟结果表明：在100%BMCR工况下，垂直管圈中超临界水入口温度为718.8 K，出口温度为729.8 K。内壁面的温度和超临界水的流速会受到截面积的影响，截面减小使得内壁面温度降低，流速增加；分析了传热系数对体积比热容和轴向流速的影响，发现体积比热容和传热系数变化趋势一致，轴向流动会极大影响传热；并最终拟合出新的符合垂直水冷壁工况的Nu准则式。

14 蓄热元件波纹参数对流动传热性能影响分析

于玉真，邸海宽，赵博，李海英

2021, 36(2):93.

[摘要](47) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为研究搪瓷蓄热元件波纹倾角和宽度对流动传热性能的影响，采用Fluent软件对某搪瓷蓄热元件进行数值模拟，得到蓄热元件不同波纹倾角和宽度时内部流场速度、温度分布及努塞尔数和阻力系数随雷诺数的变化曲线。模拟结果表明：波纹倾角由20°增大到60°时，蓄热元件阻力系数增大，努塞尔数增加，且阻力系数增幅大于努塞尔数增幅；波纹宽度由6 mm增加到10 mm时，阻力系数增幅较小，努塞尔数增幅较大。

15 热负荷阶跃变化条件下热回流式换热系统缺陷机理及优化方法研究

李文蛟

2021, 36(2):101.

[摘要](40) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
针对国内某北方核电厂的设备冷却水系统热回流式换热器，分析了不同热负荷下热回流式换热系统的稳态特性及负荷阶跃变化下热回流式换热系统缺陷机理，提出了热回流式换热器系统优化方法。研究表明：在不同热负荷下热回流式换热器系统切换的关键是与不同热负荷对应的具有特定温度的伴流的形成；热负荷阶跃变化下状态转换瞬态过程中存在系统缺陷，其根本原因在于单纯采取调节热回流率的方法，具有较大的时间滞后性；调节换热器冷介质侧的流体流量，改变换热器传热系数，强化了对状态改变的快速响应；采取热回流叠加换热器旁流方法，可以解决原有系统状态转换瞬态过程中存在的缺陷。

16 不同热调控策略下太阳能PV/TPCM系统性能实验研究

曹萌，张晨宇，张剑飞，徐洪涛

2021, 36(2):107.

[摘要](593) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
通过在太阳能集热器中添加饱和式脂肪酸相变材料，对太阳能光伏光热系统的不同热调控策略开展了实验研究。分析集热器中通水和不通水两种热调控策略对系统能量利用的影响。结果表明：相变材料可有效降低光伏板温度，但两种热调控策略下相变材料存在明显的温度分层现象；与不通水策略相比，通水策略在强化系统换热的同时促进了更多余热的回收，不通水和通水策略的热效率分别为71.3%和77.1%；通水策略可以更加有效地降低光伏板温度，缓解相变材料过热的影响，光电转化效率提高了7.3%。

17 定常吸气对垂直轴风力机性能影响研究

罗帅，缪维跑，李春，朱海天

2021, 36(2):115.

[摘要](501) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
定常吸气装置可有效提高垂直轴风力机气动性能，改善风轮流场结构及翼型动态失速特性。基于CFD方法对垂直轴风力机进行数值模拟，研究不同叶尖速比（TSR）下定常吸气对风力机气动及流场特性的影响，对比分析原始风力机及定常吸气作用下的风能利用率、整机转矩系数及涡量分布。结果表明：不同尖速比下定常吸气均可显著提高风力机气动性能，减小风轮载荷波动，降低最佳叶尖速比，提高风力机运行稳定性；叶尖速比为2.51时，风能利用系数增加34.69%；定常吸气削弱了风轮叶片间尾涡脱落的影响，抑制叶片前缘涡的形成，减缓了叶片的动态失速现象，对风轮流场有良好的改善效果。

18 异步冰载荷作用下风力机动力学响应分析

胡璇，叶柯华，李春，张万福

2021, 36(2):123.

[摘要](517) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为研究与结构接触表面不平整浮冰导致的冰激振动对风力机影响，建立风力机Kane多体动力学模型，采用异步Matlock模型模拟冰激振动，由Kaimal风速谱、指数风廓线模型和空间相干模型模拟来流风场，结合叶素动力学计算风力机非定常气动载荷，分析湍流风载荷和异步冰激振动模型作用下塔架动力学响应。研究结果表明：异步Matlock模型冰载荷峰值低于同步模型；塔顶前后位移受冰激振动影响较侧向更为显著，幅值和标准差均大幅提高；冰激振动导致塔顶前后位置破碎频率及其靠近叶片2阶挥舞频率倍频处幅值大幅提高，且异步Matlock增幅小于同步模型；异步Matlock模型对塔顶侧向位移影响较小。

19 ZGM中速磨煤机局部磨损问题分析及治理

李强

2021, 36(2):132.

[摘要](108) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
为解决ZGM中速磨煤机运行中存在的局部磨损严重的问题，通过现场试验和数值模拟相结合的方法，确定了磨煤机风环喷口风速不均是导致该问题的主要原因。提出在磨煤机一次风风室内部，风环底部加装导流片的方式，对一次风室内部的流场进行重新组织，使得风环喷口风速得到优化。磨煤机风环改造前，单个风环喷口流量与平均流量的相对误差绝对值最大值达到100%，均匀性较差，风环进行相关优化改造后，单个风环喷口流量与平均流量的相对误差绝对值最大降低至15%，磨煤机所存在的流量偏差问题得到明显改善，同时运行一定时间后，检查发现原来磨损较严重的位置几乎没有磨损，改造效果明显。

20 基于改进型多模型预测控制的喷氨优化算法及其应用

盛锴，邓继军，王锡辉，邱靖

2021, 36(2):138.

[摘要](471) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](0)

摘要:
由于大时滞、非线性的控制难点，典型火电机组选择催化还原（Selective Catalytic Reduction，SCR）脱硝系统的控制效果难以保障。作为一种先进控制算法，与PID控制相比模型预测控制对大时延、大惯性的被控对象有着较好的控制效果，因此在脱硝控制系统优化中多有应用。然而SCR被控对象的非线性以及未知的外部干扰仍然会影响乃至恶化模型预测控制效果，因此提出了一种改进型多模型预测控制算法。该算法具有多个模型预测控制器以适应被控对象的非线性，通过设置闭锁条件以改善模型失配时的控制效果恶化，构建了动态前馈以加速调节并克服外部干扰。最终在此基础上开发了一套火电机组SCR喷氨优化装置并在某310 MW亚临界机组上实现应用，应用结果证明了该算法的有效性和优越性。

2021年第36卷第2期文章目次

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