基于燃机余热和地热能的联合发电系统优化设计及热力性能分析

设计了一种超临界二氧化碳(S-CO_(2))再压缩系统与地热双闪蒸系统相结合的新型燃机余热利用联合发电系统。基于所建联合系统参数优化模型,应用遗传算法计算分析了联合系统内部参数和边界参数对最大输出功和燃机余热利用率的影响。结果表明:通过系统参数优化,联合系统实现了余热在2个子系统中的合理分配,加深了燃机余热的进一步利用;当一级闪蒸压力取99.89 kPa、二级闪蒸压力取29.4 kPa、S-CO_(2)质量流量取22.68 kg/s、分流比取0.3085时,联合系统最大净输出功达到6.402 MW,对应余热效率为67.9%;当一级闪蒸压力在90~115 kPa、二级闪蒸压力在25~35 kPa时,联合系统均可实现较高的净输出功,与最佳值的相对偏差在0.8%以内;随着S-CO_(2)流量或分流比逐渐增大,联合系统的净输出功均呈现先增大后减小的规律;联合系统的最大净输出功随S-CO_(2)透平进口压力的增大而增加,随S-CO_(2)透平出口压力和预冷器出口温度的增大而减小。

二次再热燃煤-捕碳-制甲醇系统集成设计与优化

针对碳捕集电厂的高能耗及CO_(2)的后续利用问题,设计了一种二次再热燃煤-捕碳-制甲醇一体化系统。以某1000 MW超超临界二次再热机组为例,采用动态自适应粒子群优化算法对所提系统参数进行优化计算,分析了碳捕集率和光电制氢成本等因素对系统性能的影响。结果表明:当碳捕集率为90%时,一体化系统的热效率相比燃煤-捕碳机组提高了6.62%,CO_(2)排放强度降低了4.45 g/(kW·h),净收益提高了33.42亿元;当碳捕集率在40%~90%内变化时,一体化系统的热效率能够稳定保持在49%以上;随着未来光电制氢成本的下降,一体化系统的净收益将显著提升。

外加电场作用下颗粒层除尘器过滤性能的数值研究

【目的】研究外加电场和细颗粒物粒径对固定床颗粒层除尘器(granular bed filter,GBF)过滤性能的影响。【方法】建立GBF的三维过滤模型和电场力模型并验证其准确性;研究有、无外加电场及不同电场强度情况下GBF对粒径为1~21μm的细颗粒物的过滤情况,并分析不同粒径的细颗粒物在GBF内部的分布规律。【结果】外加电场的存在能显著提高GBF对粒径为3~21μm的细颗粒物的过滤效率,且外加电场强度越大,细颗粒物粒径越大,GBF过滤效率提升越明显;随着粒径的增大,细颗粒物在堆积颗粒层内部的分布更加集中在高气流速度区域,且更容易通过堆积颗粒层与GBF壁面之间形成的通道;外加电场的存在使得堆积颗粒层内部的细颗粒物数量减少,分布散乱,且大粒径细颗粒物在GBF壁面附近区域发生较大规模聚集。【结论】外加电场和细颗粒物粒径的增大与GBF内部细颗粒物的分布规律密切联系,且对GBF过滤性能的提升发挥积极作用。

空冷机组汽轮机主轴直接驱动给水泵的变工况运行仿真试验

汽轮机主轴直接驱动给水泵技术是一种全新的给水泵驱动方式,目前国内尚无成熟的运行经验。针对采用该技术的某350 MW直接空冷机组进行了系列变工况运行仿真试验。结果表明:对于配置1台100%容量主机泵和1台50%容量备用泵的机组,该技术完全能够满足在机组背压快速变化、负荷变化及给水泵故障等工况下给水流量的需求。

双吸离心泵变频调速过程中叶轮的径向力特性

为研究离心泵在变频调节过程中叶轮的受力特性,以某一单级双吸泵离心泵为研究对象,对其在“线性”及“非线性”2种变转速调节规律下泵内流场进行数值模拟,分析变转速过程中叶轮所受径向力及其流道内压力变化.结果表明:不同的变转速过程,转速变化率对径向力变化出现差异起主导作用;2种变转速过程中径向力在圆周方向的矢量分布呈现略微差异,非线性变化时各方向受力更加均匀,更利于设备稳定运行;相比不同时刻所对应的定转速工况,变速工况下径向力均偏大,在0.11 s时刻最为明显,且非线性变化过程径向力值增幅更大,达到534 N;在变频调节过程中,径向力的脉动频率以低频为主;相比于其他部位,叶轮出口的压力变化较明显,引起叶轮出口受力变化,是影响径向力大小的直接因素.

灵活性运行1000MW机组汽轮机高压内缸温度场和应力场的有限元模拟

通过对某1000MW机组汽轮机高压内缸现场三维扫描后建模,调取调峰工况下高压内缸进出口温度和压力参数,有限元模拟计算稳态及变负荷工况下该汽轮机高压内缸缸体的温度场和应力场。结果表明,在满负荷和低负荷稳态运行时,高压内缸温度场和应力场分布均匀,低负荷时的最大应力小于满负荷。随着机组负荷的增加或降低,内缸温度变化不大,但其最大应力相应地增大或减小,可见,汽轮机的启停和变负荷会导致高压内缸应力的周期性变化,从而对内缸的疲劳寿命产生影响。

基于极端梯度提升及可靠性评价的磨煤机故障预警方法

磨煤机实时监测预警及可靠性评价因模型复杂而存在应用困难的问题。基于XGBoost(eXtreme gradient boosting)算法建立了特征参数的实时估计模型。引入一种能适应工况变化的动态阈值确定方法,通过时间序列的不断迭代完成阈值的在线更新。进一步,采用可靠度评价方法对设备的运行状态进行实时评估,为故障后的决策指导提供可靠的依据。算例结果表明,该故障预警方法具有更高的预警准确率,可靠性评价方法正确有效,适合于工程应用。

利用数据流进行供水二次管网的漏损控制技术分析

城市供水系统是城市基础设施的重要组成部分,保障供水系统的正常运行对于提高城市生活质量和促进经济发展至关重要。本文总结了实时数据分析技术在供水系统漏损管理中的应用,详细探讨了流量、压力、水质及地理信息数据的实时监测与采集方法。采集的数据通过回归分析、灰色预测模型及多种机器学习算法进行漏损预测,并通过物理硬件检测法和基于模拟计算的方法进行漏损定位,展示了贝叶斯理论、神经网络算法及支持向量机在漏损识别中取得的研究成果。最后,探讨了在数据和模型两方面所面临的挑战,并提出了相应的改进建议,为未来城市供水管网漏损治理提供了科学依据与实践指导。

冶金工程中机械设备的安装施工及维护探讨

冶金工程中用到的机械设备是较多的,这些机械设备性能会在某些方面影响冶金工程施工的效率,还会影响工程施工的质量。基于此,要对冶金工程设设备的安装有足够的重视度,注重对设备的维护工作,切实提高冶金工程中机械工作的效率。而本文就是对冶金工程中机械设备的安装施工及维护进行地阐述,希望可以提供一些有效的建议。

供需平衡下的城市供水管网升级改造

随着城市化发展,城市供水管网作为城市基础设施的重要组成部分,在关埠镇等地区进行升级改造是当地城市发展与解决用水问题的必要举措。以关埠镇为例,从供需平衡的角度出发,全面分析城市供水管网升级改造的相关问题,旨在解决当地用水问题、完善供水设施、加快经济发展和提升居民生活质量。

粉尘浓度检测仪棒状电极感应空间灵敏度及感应信号研究

在粉尘的环境下,粉尘不仅会对人体皮肤造成直接的危害,而且还会被人慢慢地吸入,从而对人体的器官产生不良的作用。另外,如果空气中的粉尘含量较高,还存在着发生火灾的隐患。基于此,文章从实际出发,对目前的粉尘浓度探测技术的发展状况进行探讨,并针对目前的粉尘探测方法中的不足之处,给出相应的改善对策。

基于多层感知机的超超临界火电机组煤耗建模

提高燃煤火力发电机组的运行灵活性成为目前消纳新能源入网的可靠手段,然而燃煤机组频繁变负荷、变煤种等特点增加了机组运行优化控制的难度,迫切需研究和开发更智能、更先进的运行优化方法。建立准确的能耗动态模型,是实现优化运行的基础,为提高机组运行优化效率,提出了一种基于多层感知机神经网络(MLP)的煤耗建模方法,该方法统筹考虑锅炉侧和汽机侧参数对煤耗的耦合影响关系。以一台660 MW超超临界火电机组为建模对象,选择了54个主要的运行参数作为模型的输入特征,输入特性包含锅炉侧主要运行参数、汽机侧主要运行参数以及电气侧主要运行参数,选取2 a运行数据作为建模数据,预处理后最终确定306234组用于模型的训练与验证,其中80%数据用于模型训练,剩余20%用于模型验证。模型训练采用EarlyStopping技术监控训练集的均方根误差M_(SE),模型训练过程中还需对网络层数、隐藏层节点数及训练批次数据量大小(batch_size)优化。神经网络的初始系数为随机生成,计算结果可能存在随机性,因此每个参数的调参次数均为5次,并采用其平均数作为最终值,最终确定模型隐藏层数为1,隐藏层节点数为64,激活函数选用relu,每次训练抓取的数据量为256。在训练集和测试集表现效果方面,分别有97.69%和97.67%的煤耗预测值与实际值绝对误差值±0.325 g/kWh,其中分别有62.22%和61.93%的煤耗预测值与实际值绝对误差值位于±0.125 g/kWh,同时训练集和测试集在不同误差时出现频率基本相同,说明MPL模型的泛化能力较好。MLP可替代机理模型进行煤耗计算,为实现在线实时优化奠定基础。

CPR1000机组蒸汽发生器腐蚀产物沉积预测和治理

蒸汽发生器传热管二次侧腐蚀产物沉积到一定程度,将引起材料腐蚀、运行水位震荡和传热性能降低等方面的问题。基于统计数据和行业经验,结合不同腐蚀产物治理措施的应用效果,建立了某CRP1000机组55/19B蒸汽发生器60 a寿命周期内沉积物厚度和热力性能的预测模型。结果表明:运行60 a后蒸汽发生器二次侧沉积物厚度将达到95μm,二次侧蒸汽压力将降低460 kPa。如不进行及时治理,将影响机组发电量。软化学清洗ASCA初次应用后,污垢热阻降低约4.54×10-6 m2·℃/W,对应主蒸汽压力升高约60 kPa;硬化学清洗SGCC应用后,污垢热阻值恢复到商运之初的清洁状态值。该模型可为我国CRP1000机组蒸汽发生器安全经济运行评估提供一定指导作用。

基于小波包分解与半监督生成对抗网络的轴流通风机故障诊断

针对轴流通风机故障诊断中需要大量带标签数据用于分类模型训练的问题,提出基于小波包分解(Wavelet packet decomposition,WPD)与半监督生成对抗网络(Semi-supervised generative adverserial networks,SGAN)的轴流通风机故障诊断方法。首先对预处理后的通风机振动数据进行小波包分解,将提取到的有效频带能量信息作为故障诊断模型的特征输入;其次利用训练数据中的带标签数据与无标签数据,训练SGAN的生成器和鉴别器,将训练后的鉴别器作为分类器用于实现少量带标签数据下的轴流通风机故障诊断。搭建了轴流通风机故障诊断试验台,采集了包括正常运行、基座松动与4种不同程度转子不平衡的6类状况下通风机振动数据。利用数据训练得到了基于WPD-SGAN的通风机故障诊断模型。故障诊断实验结果显示,在少标签样本情况下,该方法的诊断准确率达到80%以上。相比传统支持向量机与神经网络监督学习方法,该方法的准确率有大幅提升;与半监督支持向量机方法相比,该方法的准确率提高了9~14个百分点。

小型高参数机组给水泵振动问题分析

小型高参数机组给水泵具有小流量、高扬程的特点,国内外各给水泵厂家均无成熟运行业绩。通过对给水泵技术特点进行分析,总结出给水泵振动问题分析方法,利用该方法解决了现场给水泵振动问题,并为其它项目处理类似问题提供了解决思路。

火电机组热力系统汽水分布通用矩阵方程

通过严密的推导论证 ,首次给出了火电机组热力系统汽水分布的通用矩阵方程。该方程全面反映了主系统及各种辅助系统的影响 ,构造容易 ,各项含义明确。不仅可以简化传统的火电机组热力系统的计算 ,为编制通用的热力系统计算程序提供了依据 ,而且为火电机组热力系统节能分析特别是为进行局部的定量分析提供了新的理论基础。

阀门泄漏率的声发射测定技术研究

针对目前火力发电厂无法实现阀门的泄漏故障定量诊断的问题,通过理论和试验相结合的研究方法探讨了阀门泄漏率与泄漏声发射信号特征参数均方根值之间的定量关系,获得了一种新的基于声发射信号特征的阀门泄漏率计算方法,并在阀门泄漏故障模拟试验台上,使用以Lab-VIEW软件为开发平台所开发出的阀门泄漏故障声发射检测系统验证了该计算方法的准确性.

锅炉燃烧和运行对电除尘器性能影响的分析与研究

本文分析研究了锅炉燃烧和运行工况变化时对电除尘器性能的影响，为电除尘器的设计、运行维护和管理、预报和研究锅炉燃烧和运行对其性能的影响及其相应对策提供了必要的依据。

基于声发射检测的阀门泄漏故障模式诊断技术研究

为了实现对阀门泄漏故障更直观、准确的诊断,采用理论与试验相结合的方法,对工程实际中常见的阀门泄漏模式进行了归纳和分类,分析了典型泄漏模式下阀门漏孔处流场及能量计算方法;对具有不同泄漏模式的阀门泄漏状态进行了模拟试验研究,并对阀门泄漏声发射信号进行了小波包分析,获得不同泄漏模式下阀门泄漏产生的声发射信号能量的变化规律.结果表明:不同泄漏模式下阀门发生泄漏产生的声发射信号各子频率段能量比具有规律性差异;该诊断标准为阀门泄漏故障的可视化诊断奠定了一定的基础.

复合式静电除尘器脱除电厂排放PM2.5研究

控制燃煤电厂的小颗粒PM2.5排放是控制大气可吸入颗粒物污染的重要途径之一.传统静电除尘器对亚微米级颗粒脱除效率较低,为提高脱除效率,建立了一种脉冲预荷电直流收尘的复合式除尘系统,采用较低能耗的高压窄脉冲放电对颗粒物预荷电,大大提高了亚微米级颗粒的荷电量.结合传统的直流静电除尘器可以大幅提高对亚微米级颗粒的脱除效率,对小于1μm的颗粒脱除效率可以达到90%以上.并分析了脉冲荷电的电源形式和电压等因素对脱除效率的影响,为改造传统静电除尘器提供了理论支持.