2022年第37卷第8期文章目次

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  • 1  双碳目标下煤电深度调峰及调频技术研究进展
    谭增强,王一坤,牛拥军,李元昊
    2022, 37(8):1.
    [摘要](364) [HTML](0) [PDF 1.37 M](187)
    摘要:
    双碳目标下,电力供给将从以煤电为主导转化为以新能源为主体,加快煤电机组的调峰调频改造是支撑新能源应用快速发展和保障电力系统安全的关键。分析了煤电机组调峰调频技术的现状,指出现阶段提升电力系统灵活性的有效措施是进行煤电灵活性改造,但对于中长期电力系统灵活性需求来说,需要着重发展气电及储能等灵活性电力资源;储热调峰技术、抽水蓄能调峰技术、压缩空气储能调峰技术、液流电池调峰技术、飞轮储能调频技术、电磁储能调频技术和电化学储能调频技术,为后续煤电机组调峰调频技术的研发提供参考。
    2  无焰燃烧发展及研究现状
    程英杰,李 勤,霍英妲
    2022, 37(8):9.
    [摘要](355) [HTML](0) [PDF 2.48 M](170)
    摘要:
    无焰燃烧是一种同时具备高效和低排放特点的燃烧技术,然而传统实现无焰燃烧所需的高温预热空气及高速射流两大重要条件,提高了整体工业设备实现无焰燃烧的复杂性,限制了该技术在更广阔领域的发展。本文综述了无焰燃烧燃烧机理与特性的研究发展,并提出了未来可能的发展趋势。分析发现:高温预热空气并不是实现无焰燃烧的必要条件,而通过高速射流提高炉内烟气循环率却必不可少;使用EDC模型结合GRI 3.0反应机理能在数值模拟中得到贴合实验数据的结果;气体、液体及固末燃料均可实现无焰燃烧,使用CH4/H2混合气体实现无焰燃烧可在提升燃烧稳定性的同时依旧保持低排放的特点;炉膛结构可很大程度上影响炉内流场进而影响无焰燃烧效果。因此,研究无需预热的无焰燃烧系统在降低工业成本的同时可增大燃料种类的选择性,通过设计合理的炉膛结构,营造良好的炉内流场在强化无焰燃烧效果的同时可一定程度降低对初始射流速度的要求,研究CH4/H2混合气体的燃烧机理具有十分重要的意义。
    3  基于模型预测的多模式供热电厂机组间负荷优化分配调度研究
    郭赉佳,李 博,陈立东,钟 崴
    2022, 37(8):18.
    [摘要](508) [HTML](0) [PDF 1.44 M](177)
    摘要:
    为解决热电厂机组间负荷分配不合理的问题,提出一种基于模型预测的多模式供热电厂多机组间负荷实时优化分配方法。基于模块化建模原理构建热电厂全厂范围的机理仿真模型,并运用运行数据对模型辨识校准,根据机组特性和电网调峰补贴政策,建立全厂的运行经济性收益评估模型,进而设计基于粒子群算法的负荷实时优化方法,借助性能预测模型预测评估各方案的经济性。以某包含高背压、切缸、抽汽、光轴4种供热模式机组的电厂为例,对不同电、热负荷组合工况下的厂内负荷进行优化分配研究。应用结果表明:该方法可根据热、电负荷的实时指令在线获得经济性优化的厂内机组间负荷分配方案。
    4  火电机组湿态运行下的协调系统模型和控制策略研究
    王国涛,杜 鸣,张 庭,吴 哲
    2022, 37(8):25.
    [摘要](450) [HTML](0) [PDF 2.79 M](165)
    摘要:
    为进一步提升火电机组运行灵活性,直流炉机组将调峰负荷下限逐渐拓宽至湿态运行,直流炉机组湿态稳定运行模式成为新的研究方向。以直流炉机组湿态运行过程为研究对象,分析了机组运行工艺流程和实际运行数据,提出了湿态运行机组的协调控制结构。利用机理分析和数据双向驱动的复合建模方法建立了湿态运行机组的简化控制模型,经过检验,模型输出与实际数据的机组功率和主蒸汽压力的相对偏差分别为2.85%和1.87%。在对调节特性研究的基础上,设计了基于直接能量平衡的湿态运行协调控制策略,仿真结果表明,该控制策略能够完成湿态运行过程的控制任务。
    5  以发电量最大为目标的母管制热电联产系统两级优化调度
    白天宇,杨 宇,郑莆燕,邹思宇
    2022, 37(8):33.
    [摘要](447) [HTML](0) [PDF 1.28 M](177)
    摘要:
    石化企业为保证企业效益,其自备电厂的负荷优化调度需要以发电最大为目标。针对这一问题,建立了优化调度仿真模型,分别采用功率微增法和遗传算法对总量一定的热负荷进行优化调度,得到了不同供热总量下的负荷分配图;针对实际运行中存在负荷波动问题,将遗传算法与功率微增率法相结合,提出了两级优化调度法,研究表明:与功率微增法相比,采用遗传算法最高可提高4.26%的发电量;采用两级优化调度法在±25 t/h的波动量下分别增加了3.81%和3.09%的最大发电量,比遗传算法平均减少了0.25%的发电量,但两级优化调度法将所需调整的机组台套数由4台降低为1台。进一步地,针对两级优化调度法中阈值对系统所需调整台套数和最大发电量的影响情况进行分析可知,阈值的改变会影响系统所需调整机组的台套数,对系统最大发电量的影响也会有所不同,实际运行需要考虑多种因素的影响,并合理选取阈值。该两级优化调度法对实际运行具有一定参考价值。
    6  基于热源耦合ORCANN模型的循环性能预测及工质优选
    彭艳楠,蔺新星,苏 文,周乃君
    2022, 37(8):40.
    [摘要](448) [HTML](0) [PDF 1.86 M](198)
    摘要:
    基于已建立的有机朗肯循环(ORC)人工神经网络(ANN)模型,将其与热源进行耦合,从而在不同烟气工况下对ORC进行循环性能预测及工质优选。为了分析与热源耦合的ORCANN模型精度,基于初选的10种工质,比较了该模型与REFPROP软件对基本ORC和回热ORC的计算结果,比较结果表明:该ORCANN模型对大部分循环参数的平均相对偏差都小于5%。在此基础上,针对不同烟气热源温度(523.15,488.15和453.15 K),以最大净输出功为目标,分别优化循环的蒸发温度,优化结果显示:3种热源温度对应的最佳工质分别为R1336mzz(Z),R600a和R236fa。
    7  基于遗传算法的燃气轮机叶片内部柱肋蒸汽冷却通道的优化分析
    廖高良,孙泽秦,张 峰
    2022, 37(8):48.
    [摘要](463) [HTML](0) [PDF 19.55 M](277)
    摘要:
    针对叶片尾缘内部柱肋冷却方式进行数值仿真和优化分析。采用CFX软件进行数值仿真计算,建立圆形柱肋、水滴形柱肋和正方形柱肋3种柱肋形状下,不同柱肋间距的矩形通道模型,验证数值模型的正确性以及网格无关性。分析了顺排和叉排的排列方式下,柱肋形状和柱肋间距对下底面努塞尔数以及整个通道内压力损失的影响,最后通过MATLAB的遗传算法对仿真结果进行优化。研究表明:柱肋模型中,横向和纵向柱肋间距最小时,换热效果最佳,压力损失最大;在顺排和叉排中,正方形柱肋对通道的换热强度的提升效果最明显,圆形柱肋提升效果最小。
    8  气膜防冰结构对发动机帽罩表面加热效果的影响
    蒋新伟,刘国朝,贾 琦,李云单
    2022, 37(8):57.
    [摘要](493) [HTML](0) [PDF 6.54 M](190)
    摘要:
    为改善发动机进口帽罩表面加热效果,针对气膜防冰结构开展了数值模拟研究,重点分析了不同吹风比和圆柱孔、腰形孔和气膜缝等3种开孔形状的气膜结构对帽罩表面加热效率的影响。数值研究结果表明:对于圆柱孔和腰形孔气膜结构,随着吹风比增大,气膜出现脱壁现象,最佳吹风比为0.8;对于气膜缝结构,随着吹风比的增大,整体气膜加热效率逐渐增大,在气膜口处有较好的加热效果。
    9  加热方向对方腔内相变石蜡储热性能影响研究
    陈俊旗,曹世豪
    2022, 37(8):65.
    [摘要](25) [HTML](0) [PDF 12.97 M](420)
    摘要:
    为探究方腔内相变石蜡的储热性能,基于等效热容法和Boussinesq假设,建立相变石蜡融化储热计算模型,并针对加热方向及约束形式等因素对相变石蜡的储热性能的影响进行研究,并开展相变石蜡融化试验,验证计算模型的正确性。结果表明:相变石蜡融化储热过程是由热传导和自然对流传热综合决定的,其中自然对流传热在相变石蜡融化储热过程中起着极为显著的促进作用;不同加热方向下,相变石蜡表现出截然不同的融化储热效率,其中顶、底、侧边单独加热下的自然对流传热效应依次使储热效率提升了0.01,27.9和13.1倍,即底部热源的储热效率最高;在四面加热下,固相因无约束而下沉至底部,并抑制底部热壁面的自然对流传热效应,此时顶、底、侧热壁面的储热贡献率分别为17.3%,37.3%和22.7%;当固相运动被预埋热电偶等因素限制时,将形成钟型融化前缘,该形态包含了各热壁面单独加热下的融化储热特征,此时顶、底、侧热壁面的储热贡献率分别为19.2%,29.8%和25.5%。
    10  基于焓差理论的带填料逆流闭塔热力性能分析
    钟桂强,高 明,章立新,刘婧楠
    2022, 37(8):75.
    [摘要](20) [HTML](0) [PDF 2.18 M](143)
    摘要:
    为了分析不同风量和喷淋水量对填料逆流闭式冷却塔热力性能的影响,建立和验证了带填料逆流闭式冷却塔热质交换的数学模型,基于焓差理论对模型计算的结果进行分析。结果表明:加入填料相当于对盘管区进口的喷淋水进行预冷,降低了喷淋水的平均温度,使带填料闭式冷却塔的冷却性能优于纯盘管闭式冷却塔;风量的增加可以提高带填料逆流闭式冷却塔和纯盘管逆流闭式冷却塔的热力性能,两种塔的冷却性能随风量增加的提升速率相同;喷淋水量的增加对纯盘管逆流闭式冷却塔的热力性能的影响较小,却可以较大幅度提高带填料逆流闭式冷却塔的热力性能。
    11  基于前馈-自抗扰算法的换热器动态试验温度控制研究
    武桐言,李亚煜,王 亮,万江文
    2022, 37(8):83.
    [摘要](159) [HTML](0) [PDF 1.60 M](143)
    摘要:
    为了使换热器试验测控系统满足动态换热试验中对温度控制的要求,分析了试验系统中被控温度对象动态模型,设计了前馈-自抗扰温度控制算法。动态换热试验对象为管壳式换热器,试验过程管程流体为强迫对流换热,壳程流体自然对流换热,同时管程流体循环利用,要求控制管程入口温度稳定。控制算法全面利用模型信息,将壳程温度作为管程温度控制中的干扰,为其设计前馈补偿,同时设计自抗扰控制算法,处理模型偏差问题。利用AMESim软件搭建系统模型,在Simulink中设计控制算法,进行了AMESim/Simulink联合仿真,通过对比多种控制算法,验证了在壳程温度变化干扰的换热过程中,使用前馈-自抗扰控制算法能够使管程入口温度波动更小,更快达到稳定。
    12  基于格子Boltzmann方法的微通道受热表面析晶污垢模拟
    程 成,段钟弟,薛鸿祥,唐文勇
    2022, 37(8):91.
    [摘要](469) [HTML](0) [PDF 4.40 M](156)
    摘要:
    针对现有的污垢析晶沉积模型不能有效模拟真实污垢生长的问题,建立了一种引入析晶沉积动力学模型的多物理场耦合数值模型。模型基于格子Boltzmann方法和有限差分方法,模拟了微通道非等温热表面上近壁面处的沉积物溶质质量浓度分布和污垢生长过程,研究了流速、壁温和沉积物溶质质量浓度对微通道热表面污垢析晶沉积的影响。结果表明:沉积初始时刻流速和壁温对近壁面沉积物溶质质量浓度分布具有不同程度的影响,随着污垢不断生长,污垢-流体界面处的析晶沉积速率减小;相比于流速,沉积物溶质质量浓度对污垢热阻的影响更为显著。
    13  通道内置三维柔性元件强化传热特性的数值模拟研究
    苗春虎,齐晓霓,屈晓航,朱合刚
    2022, 37(8):100.
    [摘要](333) [HTML](0) [PDF 4.50 M](165)
    摘要:
    基于双向流固耦合方法,对流体通道内安插柔性元件的换热过程建立数值计算模型。分别计算了不同雷诺数下通道内安插刚性元件、传统柔性元件和新型三维柔性元件的速度场与温度场,调整新型柔性薄板的高度与通道高度之比进行多组计算,以验证新型三维柔性元件对换热效果的积极作用,并得到其最佳换热尺寸。结果表明:在换热的充分发展区域,三维柔性元件在扰流与避免后方蓄热等方面的效果优于刚性元件和传统柔性元件;当新型柔性薄板的高度与通道高度之比在13%~15%左右时强化换热效果最好;当Re为1 500时,换热的综合强化传热因子(PEC)可达1.25。
    14  流道内涡街诱导弹性体振荡强化传热分析
    田 程,杨 茉
    2022, 37(8):109.
    [摘要](27) [HTML](0) [PDF 5.55 M](176)
    摘要:
    以具有固定扰流圆柱的冲孔矩形涡流发生器通道内换热强化为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)法模拟了流道内涡街诱导弹性体振荡强化换热现象。通过对比分析流道内的流动损失E、净换热量Q和热效率因子η,研究了弹性体抗弯刚度及安装角度对通道内流体流动和换热的影响。结果表明:流体经刚性圆柱产生涡街,诱导弹性体发生振荡,尾涡在弹性体达到最大形变时从后缘脱落进入下游中,其形成的二次流不断扫掠热边界层,使得壁面附近热流体与来流冷流体相互掺混,从而有效强化换热;抗弯刚度越低,弹性体振荡位移越大,在低流动损失前提下产生的净换热量越高,从而显著提高换热效率;弹性体安装倾角为π/4、抗弯刚度为0.25时净换热量提升最显著,较常规通道提升88.5%,较刚性体通道提升82.7%;热效率因子在采用弹性体的通道内均高于刚性体情况,弹性体安装角度β为π/2时热效率因子最高,且其在弹性体任何抗弯刚度下较常规通道均有提升。
    15  亚临界强制循环锅炉20%低负荷稳燃优化调整的数值模拟与试验研究
    佟博恒,程 亮,李战国,白秀春
    2022, 37(8):117.
    [摘要](242) [HTML](0) [PDF 9.69 M](170)
    摘要:
    为研究火电机组深度调峰过程中,锅炉低负荷燃烧的稳燃和最佳的安全、高效运行方式,依托某电厂亚临界660 MW机组,对亚临界强制循环四角切圆锅炉在超低负荷(20%)下的稳燃性能进行了试验研究和数值模拟计算,对低负荷下燃烧运行工况优化进行了研究。研究结果表明:某电厂3号机组锅炉在低负荷燃烧时,能保持较高的煤粉燃尽率,炉膛最高温度可以达到1 400~1 600 K左右,运行O2体积分数为12%~13%左右,低负荷燃烧较为稳定;运行选择较为靠近炉膛上部的磨组运行方式、调整AA托底风门开度5%~10%、燃烧层之间辅助风门开度维持在9%~18%以及燃烧层周界风门开度约为18%等燃烧优化手段可以实现低负荷下的合理空气动力场,维持稳定燃烧。
    16  基于碳酸氢铵的SNCR低温脱硝实验研究
    罗 晨,马素霞,崔志刚,王 芳
    2022, 37(8):128.
    [摘要](491) [HTML](0) [PDF 1.50 M](159)
    摘要:
    为考察反应温度、氨氮摩尔比(NSR)、氧气体积分数及停留时间对选择性非催化还原(SNCR)脱硝效率的影响规律,并探究乙醇、碳酸钠和氯化铁添加剂的低温SNCR脱硝增效特性,深入分析其脱硝反应机理,在管式反应炉上进行了以碳酸氢铵为还原剂的SNCR脱硝实验及各添加剂的低温脱硝增效实验。实验结果表明:当氨氮摩尔比为1.7,氧气体积分数为4%时,以碳酸氢铵为还原剂的SNCR法在830~1 000 ℃下的脱硝效率高于60%;氧气体积分数为零时,不同温度下脱硝效率始终低于15%,氧气体积分数为2%~6%时,650~1 000 ℃下的脱硝效率随氧气体积分数增加而提高;SNCR反应速率随温度的升高而加快,反应达到平衡所需的停留时间变短;在模拟烟气中添加200 μl/L的乙醇可使650~800 ℃的低温范围内脱硝效率平均提升近30%,650 ℃的脱硝效率达到33.4%;添加少量碳酸钠(25 μl/L)或100 μl/L的氯化铁可使700~800 ℃下的脱硝效率平均提升超过25%;3种添加剂都能通过提高NH2自由基的生成量提高低温下SNCR法的脱硝效率。
    17  空气旋流数对甲烷燃烧NOx生成影响数值模拟研究
    曹文宣,徐 杰,王子兵,秦培禾
    2022, 37(8):135.
    [摘要](26) [HTML](0) [PDF 6.55 M](159)
    摘要:
    为研究甲烷-空气非预混燃烧下空气旋流数对流动特性、温度分布及其对污染物NOx生成的影响,利用CFD软件,采用标准的k-ε湍流模型、P-1辐射模型和涡流耗散模型进行数值模拟。结果表明:空气旋流数从0提高到0.8的过程中,形成的中心内回流区会强化燃料和空气混合,中心火焰向燃烧室两侧逐渐扩散,火焰长度变短,且高温区移动到燃烧室的前端,局部高温的产生得到了抑制,燃烧室内的温度场更加均匀,进而导致NOx生成量的下降。同时研究燃烧器几何尺寸对气体停留时间及NOx排放浓度的影响,发现缩小空气入口孔隙半径r和燃空径向隔板间距L会导致气流速度增大,促进反应更快地弥散到整个空间,能够进一步抑制NOx的产生。
    18  配置蓄热装置对热电机组运行经济性的影响分析
    张云鹏,金 晶,高新勇,候封校
    2022, 37(8):143.
    [摘要](331) [HTML](0) [PDF 2.35 M](164)
    摘要:
    为了解决我国“三北”地区的弃风、弃电问题,提升热电机组的调峰能力尤为重要,在热电机组中配置蓄热罐可实现“热电解耦”,是扩大机组调峰空间的有效方法。本文以某330 MW亚临界机组为研究对象,利用Aspen Plus软件构建了配置蓄热装置的热电机组仿真模型,借助煤耗量、能量效率等指标,分析了蓄热装置的抽汽位置对热电机组经济性的影响。模拟结果表明:热电机组在不同工况下模拟计算结果均与实际工程数据吻合良好,验证了计算模型的可靠性;在机组的采暖抽汽口抽汽进行蓄热,最为经济合理;针对选取的六种典型工况,配置蓄热装置后的机组相比原机组最高可节省总煤耗量7 003.74 kg,平均每小时可减少1 167.29 kg燃煤量。
    19  微小圆柱控制后向台阶流动分离与再附的数值模拟研究
    王子尧,罗大海
    2022, 37(8):150.
    [摘要](20) [HTML](0) [PDF 12.09 M](180)
    摘要:
    为了控制后向台阶分离流动的再附过程,采用雷诺平均N-S方程(RANS)方法和延迟分离涡模拟(DDES)方法对剪切层上方布置了微小圆柱的后向台阶进行数值模拟研究,分析了离体微小圆柱对流动再附位置的影响及其控制分离流动再附过程的内在机理。数值模拟结果表明:圆柱的布置位置和直径对分离流动再附过程有明显的影响,当圆柱布置在剪切层上方特定位置时会使再附位置提前,布置在剪切层内部核心区则会导致再附位置靠后;随着圆柱直径增大,台阶下游分离区长度先减小后增大。
    20  间接膨胀式太阳能高温热泵系统运行性能实验研究
    刘 克,宋亚伟,齐 耀,杨 宾
    2022, 37(8):159.
    [摘要](412) [HTML](0) [PDF 4.41 M](149)
    摘要:
    为研究间接膨胀式太阳能高温热泵系统实际应用的可行性和有效性,搭建实验平台,在天津地区气象条件下对高温热泵全天动态运行特性开展实验研究,分析太阳辐射强度、水箱储热性能、冷凝温度及膨胀阀开度对系统运行性能影响。结果表明:平均太阳辐射强度由396 W/m2增加到563 W/m2,高温热泵性能系数COP由3.62增至3.93;因水箱储热功能,间接膨胀式系统在太阳辐射强度剧烈波动时能够保持高温热泵相对稳定的蒸发温度;当蒸发温度固定时高温热泵COP随冷凝温度升高而降低,冷凝温度由70 ℃增至80 ℃,COP由4.32降至2.76;膨胀阀开度由150步增至250步,高温热泵全天平均COP由3.14升至5.12,排气压力降低46%。
    21  风浪异向下漂浮式风电场平台动态响应研究
    何鸿圣,李蜀军,岳敏楠,李 春
    2022, 37(8):166.
    [摘要](50) [HTML](0) [PDF 5.62 M](145)
    摘要:
    为研究风浪异向下海上漂浮式风电场平台运动响应,建立基于ITI Energy Barge平台的漂浮式风力机及共用系泊的二阶阵列漂浮式风电场模型,运用水动力学软件AQWA与风力机仿真软件OpenFAST分别对水动与气动载荷进行计算,分析了风浪异向下二阶阵列漂浮式风电场Barge平台时频响应特性。结果表明:频域内,Barge平台响应主要集中在低频区域,波浪方向对纵摇和纵荡响应影响较大,对垂荡响应影响较小;时域内,纵摇和艏摇自由度背风侧平台响应幅值明显大于迎风侧平台;风电场各平台在横荡、横摇上的响应幅度随波浪入射角度的增大而增大,纵荡和垂荡自由度则几乎不受影响。
    22  火电机组能耗指标体系构建与经济性诊断研究
    王亚欧,陈有福,牟柯昱,任少君
    2022, 37(8):175.
    [摘要](207) [HTML](0) [PDF 4.34 M](195)
    摘要:
    数据挖掘技术已广泛应用于传统火电行业的节能优化运行与管理,但目前基于数据挖掘的机组运行优化方法往往缺乏普遍性和实操性,针对少量典型工况挖掘得到的参数目标值,无法给予实际运行机组全面的指导。本文在分析锅炉和汽轮机等主要子系统性能指标影响因素的前提下,建立基于层次划分的火电机组能耗指标体系,提出了数据挖掘与火电机组能耗机理分析耦合的经济性诊断模型,有效提高了输出的鲁棒性。以供电煤耗为例,基于历史数据挖掘的火电机组经济性诊断模型和流程,准确分析出能耗水平高于报警阈70%是由于实时排烟氧量偏离基准值造成的,并给出符合实际工况的调节建议。
    23  基于优化经验小波变换与改进支持向量机的齿轮箱故障检测策略
    孙 康,金江涛,李 春,许子非
    2022, 37(8):186.
    [摘要](132) [HTML](0) [PDF 8.23 M](149)
    摘要:
    针对强噪声背景下风力机齿轮箱振动信号易被掩盖、难以提取的难题,基于频域谱负熵(Frequency-domain Spectral Negentropy,FSN)改进经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)提出优化经验小波变换方法(Improved Empirical Wavelet Transform,IEWT),并采用改进灰狼算法(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)惩罚系数α及核参数σ。基于NREL GRC风力机齿轮箱数据验证所提方法的有效性。结果表明:IEWT-IGWO-SVM可有效提取故障信息并进行故障识别,分类准确率高达99.66%。
    24  火电机组一次调频性能实时监测系统
    盛 锴,邹 鑫,朱晓星,陈 珣
    2022, 37(8):197.
    [摘要](42) [HTML](0) [PDF 1.61 M](136)
    摘要:
    为了实时监测和评价火电机组一次调频性能,开发了火电机组一次调频性能实测监测系统。该系统具有一次调频参数异动感知、一次调频性能量化预测及自适应校正等关键功能。某机组的实际应用表明,该系统能够实现火电机组一次调频关键参数的实时监测和调频性能的准确预测。
    25  基于深度卷积神经网络的转子轴心轨迹智能识别
    钱 虹,王建棋,刘 刚
    2022, 37(8):204.
    [摘要](289) [HTML](0) [PDF 2.38 M](143)
    摘要:
    转子轴心轨迹作为转子故障的典型特征之一,可以提供更具代表性的故障特征信息。对转子轴心轨迹形状进行准确识别是构建转子故障特征征兆的基础。为提高转子轴心轨迹形状识别的泛化能力,提出一种基于深度卷积神经网络的转子轴心轨迹成像及形状识别方法(DimShapeNet)。将转子轴心轨迹映射到二维数字图像中,利用反灰度化预处理方法,去除二维数字图像中多余的颜色信息;将预处理后的转子轴心轨迹数字图像输入深度卷积神经网络中进行训练。结果表明:经过反灰度化预处理的转子轴心轨迹数字图像在深度卷积神经网络的训练中更有优势;相比于传统的转子轴心轨迹形状识别方法,基于深度卷积神经网络的转子轴心轨迹形状识别方法具有更高的准确性和更好的鲁棒性。
    26  基于LSTM神经网络与贝叶斯优化的电站风机故障预警
    雷 萌,吕 游,魏 玮,任 倩
    2022, 37(8):213.
    [摘要](150) [HTML](0) [PDF 3.35 M](148)
    摘要:
    风机持续健康稳定运行是电站机组安全性与经济性的重要保障,故障预警技术对于提高风机运行可靠性和降低维护成本尤为重要。为此,本文提出一种基于长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)神经网络与贝叶斯优化算法的早期故障预警方法,充分挖掘电站风机正常运行数据,采用LSTM网络挖掘多种参数的关联特性及历史数据的时序特性,建立风机运行状态预测模型。为了提高预测模型的精确度,利用贝叶斯优化算法优化并设定LSTM网络的最佳超参数组合。考虑模型预测偏离度的非平稳性和多极值特点,引入广义极值理论从正常运行工况中确定报警阈值,以实现设备的早期故障预警。最后,将所提出的算法应用于某燃煤电站引风机故障预警中。结果表明:贝叶斯优化算法优化后的LSTM神经网络不仅可以精确表征风机在正常状态下运行行为,同时能够准确地获取风机的故障信息,从而能够在故障发生前4 h发现异常,实现故障预警。

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