DN100型物联网流量型平衡阀性能试验研究

针对温度型平衡阀调控中的滞后性等问题,提出采用一种物联网流量型平衡阀,通过模拟3种阀芯形状(W型,V型,O型)的DN100物联网流量型平衡阀在不同开度时进出口压力的变化,计算出流量特性曲线,并利用试验台对W型阀门进行流量性能试验,研究阀门开度、阀门进出口压力与流量之间的函数关系,并对数值模拟结果进行论证。结果表明,压力场轴向分布特性和流量适配性相较于V型阀和O型阀,W型阀芯具有更好的调节能力,在对应的流量下,W型阀门开度在45%~63%之间,调节范围大,符合等百分比阀门特性,可实现小流量时精细调节、大流量时快速调节。研究结果可为物联网流量型平衡阀的设计和应用提供参考。

光煤互补发电系统研究综述

首先概述了光煤互补发电技术在国内外的发展现状,总结了国内外学者对光煤互补热力性能方面的研究进展,介绍了目前业内对光煤互补发电系统的评价准则,并对光煤互补发电系统经济性方面的研究进行了分析,最后介绍了国内外示范电站的现状。

煤炭与太阳能互补发电系统四季典型日变辐照聚光集热性能研究

光煤互补发电系统能将300℃以下的中低温太阳热能与传统燃煤电站相结合,用以替代回热抽汽加热给水,从而增加汽轮机出功。对传统的单轴跟踪槽式太阳能集热器用于光煤互补电站的热力性能进行了分析,并对其损失分布进行了研究。针对损失分布特性,提出了一种倾斜跟踪轴的槽式太阳能聚光集热器,并对该聚光集热器用于光煤互补电站后四季典型日的余弦损失、集热效率、太阳能瞬时功率、年均性能等进行了分析。结果表明,当跟踪轴倾斜角为15°时,年均余弦损失将从17.0%下降到9.8%,从而使年均集热效率从52.3%提升到59.5%,年均太阳能净发电效率从19.1%提升到21.7%,太阳能年发电量从17.2GW?h增加到19.6GW?h。

第二类吸收式热泵模拟研究

基于第二类吸收式热泵原理,建立了第二类吸收式热泵关键过程的数学模型,开发出第二类吸收式热泵循环模拟计算程序,研究了蒸发温度、发生温度、冷凝温度和吸收温度对吸收式热泵主要评价指标性能系数ηCOP、循环倍率R、温升能力ΔT和放气范围ΔX的影响.结果表明:当吸收温度一定时,循环倍率随着蒸发温度的升高逐渐减小,系统的ηCOP先急剧增大,然后缓慢减小;当吸收温度一定时,循环倍率随着冷凝温度的升高逐渐升高,系统的ηCOP先缓慢减小,然后急剧减小;当蒸发温度一定时,循环倍率随着吸收温度的升高逐渐升高,系统的ηCOP先缓慢增大,然后急剧减小.

煤炭与太阳能互补发电系统变工况热力性能研究

光煤互补发电技术利用太阳能聚光集热器聚集太阳热能用于加热锅炉给水,从而替代燃煤电站的回热抽汽。该技术能够增加燃煤电站发电量或者降低燃料使用量,并能在一定程度上减少温室气体排放。由于全年太阳辐照强度、太阳入射角等气象条件变化剧烈,而且燃煤机组的汽机负荷受到用户侧用电需求的影响,因此光煤互补发电系统总处于偏离设计工况的变辐照变工况运行状态。目前对于光煤互补发电系统的研究主要集中在设计工况,变辐照变工况热力性能的研究刚刚起步。该文以典型330 MW光煤互补示范电站为研究对象,研究聚光集热岛与动力岛之间的相互作用,揭示聚光集热岛与动力岛协同变化对光煤互补发电系统热力性能的作用。结果表明,互补系统的太阳能净发电效率随着太阳辐照强度、汽轮机运行负荷的变化存在最优值,当太阳辐照强度在300~650W/m^2,汽轮机运行负荷为75%时,互补系统的太阳能净发电效率最优。对于不同规模机组,太阳能净发电效率主要受抽汽品位的影响。

光煤互补发电系统热力学性能分析

建立了纯燃煤发电系统和光煤互补发电系统的物理模型,从系统的能量平衡和平衡方程出发,推导了光煤互补发电系统太阳能净发电效率的解析式,并对该系统的热力学性能进行了分析,研究了集热温度、聚光比、太阳辐照强度对互补系统太阳能净发电效率的影响。结果表明:太阳能聚光集热替代的抽汽级越高,互补发电系统的太阳能净发电效率越高;当太阳能聚光集热替代同一级抽汽时,集热温度越高,互补系统的太阳能净发电效率越低;对于给定的聚光集热温度和太阳辐照强度,互补系统的太阳能净发电效率随着聚光比的增大而升高;对于给定的集热温度和聚光比,互补系统的太阳能净发电效率随着太阳辐照强度的增加而升高。本文的研究结果可为光煤互补发电系统的优化设计提供理论参考。

燃煤电站与吸收式热泵耦合系统的方案研究

锅炉暖风器通常采用汽轮机抽汽作为热源加热一、二次风,暖风器内抽汽与空气换热温差较大,致使传热不可逆损失较大从而影响机组的整体性能。为了减小暖风器的不可逆损失,提高机组性能,提出将吸收式热泵技术应用于燃煤火力发电系统,采用汽轮机回热抽汽作为热泵驱动热源,以冷凝器循环水作为低温热源,制取中温热水用于加热暖风器内一、二次风,并采用低温省煤器回收烟气余热的技术方案。建立了该方案的物理模型,并分别与另外3种方案进行比较。结果表明,利用吸收式热泵加热燃煤电站一、二次风,并采用低温省煤器回收烟气余热后,汽轮机回热抽汽量减少,机组发电效率升高,热耗率降低,发电煤耗降低1.95 g/k W·h。

羊八井ZK4001井双螺杆膨胀机组性能模拟与能效评价

采用Aspen Plus软件建立了羊八井双螺杆膨胀机组热力系统模型,根据机组实际运行情况进行了模拟计算,对羊八井双螺杆膨胀机组进行了[火用]损失分析。羊八井双螺杆机组[火用]损失比较大的部件包括管网、扩容器、膨胀机、膨胀机排汽和尾水排放,全厂[火用]效率为9. 22%,热效率为2. 06%。针对井口汽源进行减温减压,地热水巨大的做功潜力被极大浪费的问题,提出了深层井地热驱动ORC系统流程,建立了羊八井深层井地热驱动ORC系统模拟程序,并进行了模拟计算,结果表明,有机朗肯循环能有效降低[火用]损失,提高发电效率。

330MW循环流化床机组烟气余热回收方案研究

低温省煤器是通过烟气余热利用换热器回收锅炉排烟热量的设备。基于一330 MW循环流化床机组,开发该机组热力系统集成优化模拟程序,并基于电厂的设计数据与运行数据进行校核验证。针对该机组,研究了采用低温省煤器回收烟气余热来加热凝结水或加热空气预热器的锅炉送风的节能效果,并进行方案比选。结果表明,采用低温省煤器回收烟气余热来加热凝结水或加热空气预热器的锅炉送风后,机组发电效率升高,热耗率降低,发电煤耗降低。

330 MW光煤互补发电系统变辐照变工况性能研究

光煤互补的一种方式是利用太阳热能替代燃煤机组的回热抽汽来加热锅炉给水,能够辅助燃煤机组增大出功或降低燃料使用量、减少温室气体排放。文中以典型330 MW光煤互补系统为例探究了系统在不同汽轮机负荷下变辐照条件的热力性能,以75%汽轮机负荷为互补系统设计点,重点研究了影响互补系统性能的3个主要因素（辐照强度、入射角及汽轮机运行负荷）对系统中关键运行参数及太阳能净发电效率、汽轮机热耗率的影响规律。结果表明,不同辐照强度下太阳能净发电效率存在最大值,75%汽轮机负荷运行,辐照强度区间为200～700 W/m2时,太阳能净发电效率均高于17%;并且互补系统热耗率随着汽轮机负荷的增加而明显下降,汽轮机负荷从50%增加到75%时,互补系统的热耗率降低约4个百分点。

考虑交通管理策略的交叉口信号控制多目标优化

面向复杂多变的交通系统控制需求,提出一种考虑交通管理策略的交叉口信号控制多目标优化模型及算法,其步骤为:首先,构建城市道路交叉口多目标优化模型;然后,引入交通管理者的交通控制策略,基于模糊分析法确定各优化指标权重;最后,考虑Q学习算法简单方便且具有快速收敛性,基于Q学习算法对多目标优化模型进行求解,从而实时产生考虑交通管理者策略的交叉口信号控制方案。仿真结果表明,所提出的方法不仅能够充分反映交通管理者的控制策略,而且能够有效提高交叉口通行效率,相比传统方法具有缩短排队长度、降低延误时间和减少停车次数的优势,并且这种优势随着交通流量的增大而更加明显。

城市道路交通网络级联失效的灾害蔓延动力学模型

城市道路交通网络中个别节点的失效,可能引发大规模的交通瘫痪。为描述这种级联失效行为,考虑节点的自修复功能和灾害蔓延机制,基于复杂网络的蔓延动力学理论构建了城市道路交通网络灾害蔓延动力学模型。利用灾害蔓延动力学模型分析了城市道路交通网络节点失效与节点连接强度、节点度及自修复因子的相关性。结果表明,节点自修复能力和延迟时间因子对灾害蔓延有重要影响,所建立的模型能有效模拟城市道路交通网络的灾害演化动力学行为。

基于Q学习的城区干线区域交通控制优化

基于城区干线及周边区域的交通控制优化问题,提出基于Q学习的城区干线区域交通控制优化模型及算法,分析城区干线区域交通控制问题,考虑设计者的交通控制策略,构建城区干线区域交通控制模型;基于Q学习理论,提出面向城区干线区域交通控制的优化算法和步骤;以长沙城区干线区域交通控制为背景进行了仿真验证,仿真结果表明:本模型能够有效提高城区干线的通行效率,有效减少干线上的交通延误和停车率。

整体煤气化燃料电池发电系统构建及模拟优化研究

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)发电技术是一种清洁、高效、绿色的煤基发电技术,可以与CO_(2)捕集技术高效结合,实现CO_(2)近零排放。为实现对IGFC系统的高效模拟与计算分析,基于利用固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)的百MW级IGFC系统流程,在Aspen Plus软件上建立模拟仿真模型。以操作温度800℃、操作压力1.5MPa、燃料利用率80%、阴极空气循环比例0.5、阴极空气利用率12.5%为燃料电池单元的典型操作条件进行模拟,实现了46.24%的系统净发电效率,并对系统中各单元的出力、耗能情况进行分析。进一步,针对阴极空气循环比例、燃料利用率、燃料电池操作温度、阴极空气利用率等关键控制参数进行敏感性分析,研究其对系统效率和系统各单元出力、耗能的影响作用规律。结果可为进一步提高IGFC系统性能提供指导建议。

基于遗传算法的城市区域交通信号控制系统仿真

城市交通信号控制是城市交通管理中的主要手段和途径。提出从系统最优原则出发制定交通管理策略的观点,建立城市区域系统最优模型,并基于MATLAB软件中的遗传算法给出求解。最后,通过两个典型交通路网模拟验证最优模型的适用性和合理性,并获得控制目标交叉口绿信比、延误数以及区域交通网络总的运行时间。

燃料电池多能互补微网系统并网运行特性研究

搭建了一套燃料电池多能互补微网系统,并搭建了相关的能量管控平台,整套系统遵循“并网不上网”的原则。以燃料电池为主要支撑电源,锂电池补充,分六种情况,对多能互补微网系统进行了试验测试。通过断开负载以及限制源端的功率输出等方式,改变微网的运行状态,能量管控系统能够及时地按照管控逻辑自动调整运行,智能化地调控微网系统的运行,保证系统的能量平衡,为燃料电池多能互补微网系统的进一步深入研究奠定了基础。

基于聚光太阳能热发电的联合循环发电系统

针对我国西北沙漠地区太阳能资源丰富但缺水严重的问题,提出了一种间冷回热太阳能燃气轮机与卡林那相结合的联合循环发电系统。通过"比较法",推导出太阳能热发电效率简明解析式。基于能的品位概念,采用EUD图像分析方法,探讨了新循环各个子过程的不可逆损失,指出了不可逆损失分布特征和太阳能热发电效率提高的潜力。通过分析关键参数对热力性能的影响,揭示了这种太阳能联合循环的热力特性规律。另外,针对传统太阳能热发电系统在低辐照时不发电的现状,提出了一种由太阳能燃气轮机循环、朗肯循环、卡林那循环组成的联合循环发电系统,并提出了一种新的运行调变策略,根据太阳辐照强度的变化切换系统流程,从而实现低辐照发电。以新疆地区的气象条件为例,研究了系统四季典型日的变辐照运行性能。

多能互补能源综合利用关键技术研究现状及发展趋势

多能互补技术可以更充分地利用分布式能源和可再生能源,是能源互联网的物理基础,对于提高可再生能源比例和能源综合利用效率具有重要意义。本文从可再生能源的利用出发,引出多能源系统和能源互联网的发展背景,并阐述了多能互补发展中的关键技术,特别分析了多能源分析规划技术、能量管理技术、协调优化控制体系与储能技术的发展研究现状,指出多能互补将向着容纳高比例波动性可再生能源电力的发、输、配、储、用一体化的局域电力系统发展。

煤气化燃料电池发电技术研究进展

煤气化燃料电池发电(IGFC)技术是一种清洁高效的绿色煤电技术,可以与CO_(2)捕集技术相结合实现高效率的CO_(2)捕集,并为后续的碳利用与封存提供基础。本文介绍了IGFC技术的研究进展:首先对IGFC系统的整体流程进行说明,其中包括煤气化、粗煤气净化、燃料电池发电、尾气燃烧与余热回收发电等单元的具体流程及主要技术;然后综述了煤气化与煤气净化单元、燃料电池发电单元及IGFC整体流程的模拟研究进展;并对日本、美国和我国的IGFC技术研发与示范情况与目标进行了说明;最后总结了IGFC技术研发亟需解决的关键问题,其中主要包括大功率燃料电池的长周期运行、粗煤气中温干法净化和尾气纯氧催化燃烧技术开发等技术存在问题,可为后续兆瓦级IGFC系统的开发与示范提供指导。

燃气轮机燃烧室内热声反问题求解方法研究

在燃气轮机燃烧室内，压力脉动分布和放热率脉动分布的关系可以写成第一类Volterra积分方程的形式。通过此关系，可以利用动态压力信息，重建燃烧室内一维放热率脉动的分布。在重建过程中，将积分方程离散成矩阵方程进行求解。为了减小压力测量误差对热声反问题的影响，需对求解过程进行正则化处理。文中针对求解过程应用3种不同的正则化处理方法：Tikhonov正则化方法，TSVD正则化算和共轭梯度最小二乘法，并研究不同离散化算法、不同信噪比、不同离散步长以及不同正则化算法对放热率脉动重建结果的影响。综合考虑正则化算法的稳定性和适应性，在热声反问题中应采用Tikhonov或者TSVD正则化算法。