冷却水污垢热阻预测的支持向量机法动态模拟实验研究

利用天然水通过管壳式模拟换热器来动态模拟冷却水系统的流动传热和污垢形成过程,实验中恒定壁面材料、加工方式和流速、水温等运行参数,突出研究水质参数对污垢形成的影响。文中基于污垢形成机制的初步认识,定性分析了硬度(钙、镁离子)、碱度、pH值、溶解氧、浊度、铁离子浓度等水质因素对污垢形成的影响,将其和时间作为输入量,污垢热阻作为输出变量,建立基于支持向量机的冷却水污垢热阻预测模型,并以另一运行周期数据检验模型预测精度,计及实验系统的不确定度,平均误差为8.874%;与美国管壳式换热器制造商协会(Tubular Heat Exchanger Manufactures Association,TEMA)标准推荐数据相比,本法所得污垢特性内涵更丰富,热阻除其渐近值,还有时变性;可靠性增强,逼真度高;可操作性强。

基于电导滴定法的碳酸钙成垢诱导期实验研究

基于碳酸钙成垢过程动力学与电导滴定过程电导率随滴定时间变化特征的对比分析,本文拟议了一个碳酸钙成垢诱导期的定义;基于自主研制的模拟实验检测装置进行的实验表明:可在线、实时准确测定碳酸钙成垢诱导期及其定义中的各时间段,可同期检测滴定过程中溶液钙、碳酸根等离子浓度、碳酸钙成核速率、生长速率、反应级数等参数,其中测得的分数反应级数证实了非线性化学的一个理论推断。实验检测结果还表明:所拟定的碳酸钙成垢诱导期定义既可确切反映碳酸钙成垢过程又易于被准确检测。

微生物污垢检测技术的特点、现状与发展趋势

微生物污垢是工业冷却水污垢的重要组成部分。在适宜条件下,引起污垢的微生物迅速繁殖,不但会显著增大污垢热阻、流动阻力和腐蚀速率,甚至还会堵塞流道而引发停机故障。本文介绍了微生物污垢的概念,阐述了微生物污垢检测技术研究的地位、作用和特点,归纳了目前已知的微生物污垢的形成过程及其主要影响因素,着重分析了目前国内外应用较广的微生物污垢检测方法、优缺点及其最新研究动态,展望了微生物污垢检测技术未来的发展趋势。

基于TDLAS技术的在线多组分气体浓度检测系统

为了提高环境气体监测精度,降低设备维护成本需求,设计了一种多组分气体同时或近同时在线检测系统。该系统基于TDLAS技术采用DFB可调谐激光测量气体浓度,能够实现760 nm O_2和2 326 nm CO混合气体同时在线监测。设计发射单元、接收单元等模块,分析TDLAS可调谐激光检测、PID温度控制、锁相检测原理。结合火电厂烟道氧量浓度测试,对系统进行了验证。实验结果表明:与传统的工业气体测量装置相比,该系统能获得更高的精度、更快的响应速度以及良好的稳定性,适应恶劣环境能力强,具有较好的实用性及可行性。

化工换热污垢管道超声检测优化仿真研究

由于污垢管层与流层之间存在相互耦合现象,加之实际检测中不具备多物理场耦合开展条件,化工换热管道中传统热阻法无法实现污垢定量分析。为解决上述问题,提出采用超声时域检测法,结合Comsol Multipysics多物理场仿真软件,对声-固耦合加速度边界进行设计优化,开展化工换热污垢管道超声检测瞬态传播特性研究,实现污垢厚度特征定量提取。结果表明:优化后的模型能准确反映换热污垢管道流场与固场传播特性分布规律,弥补了工程运用中无法展开多物理场耦合分析的局限性,超声波对管道沉积污垢的检测误差在±3%左右,证明了数值仿真的可行性与准确性。仿真结果对工程在役换热集输系统超声检测和腐蚀防范提供了仿真依据和理论支撑。

有机废物厌氧消化系统预处理装置工况优选的实验研究

现存于农村的厌氧消化装置大都是单相常温的,不但浪费原料而且产气量较低,难以保证用户供暖需求。研究设计了一套两相有机废物厌氧消化系统,针对预处理装置及其测控系统进行了实验研究,得出了可保证预处理装置原料利用率最高时的最优条件,使得后续厌氧消化系统的产气量得以保障。

氨水吸收式复合制冷循环电站空冷系统关键设备研究

针对现有空冷技术的缺陷,基于一种新型氨水吸收式复合制冷循环电站的间接空冷系统进行了研究,阐述了新型系统的工作原理及技术优势,重点对本系统的关键设备,如空冷设备双相换热器、空冷散热器、吸收器、发生器等进行了设计计算和初步规划,为新型系统的实际应用提供了参考依据。

基于软测量技术的污垢在线监测

利用热平衡理论和流体力学的知识推导的污垢热阻软测量模型,以及设计的污垢热阻在线监测装置,对监测到的污垢热阻时间序列的数据进行Logistic拟合、多项式拟合和S函数拟合的比较,得到了换热管的污垢热阻随时间变化的数学模型,并从理论上对此模型进行了探讨,验证了此模型的正确性。

基于加热法的蒸汽湿度在线监测模型及工业试验研究

提出一种基于加热法的湿度在线监测模型,并研制了新型湿度测量探针。采用了内加热螺旋通道、等温套管等结构的湿度测量探针在测量过程不仅能适应排汽高速流动,而且有效地避免了散热损失。该湿度测量探针在一台320MW机组上进行了工业试验,试验结果表明所测数据有效且有较高精度,可满足电厂汽轮机排汽湿度在线测量的需要。

多传感器数据融合技术在汽轮机排汽湿度监测系统中的应用

采用双区加热法在线监测汽轮机排汽湿度,由于各温度、压力传感器受位置、自身差异、环境等不可测因素的影响,使得其测量数据不能完全反映汽轮机的排汽湿度的真实状态。为此,利用改进的硬件和软件测量相结合的多传感器数据融合算法对测得数据进行处理,解决了过多的不确定因素导致的湿度测量精度不准问题。试验表明,该方法有效、可行。

基于模拟循环冷却装置的微生物污垢形成的影响因素

从松花江水中分离出黏液形成菌N1,形态学及生理生化指标鉴定其为微球菌属。利用污垢形成动态模拟实验装置,进行污垢热阻在线监测及传热特性分析,结果表明:在恒定工况下[水温30℃,流速0.4m.s-1,微生物浓度(7.0×106)～(2.2×1010)cfu.ml-1],不锈钢管的微生物污垢诱导期为57h左右,而铜管的微生物污垢诱导期较不锈钢管长。分别以缩放管及不锈钢管作为管材进行对比实验,结果显示:水流速度对微生物污垢形成具有一定影响,即变化的流速能够延长微生物污垢诱导期。在装置运行过程中,定期检测多个水质参数,包括pH值、电导率、细菌总数、总氮、COD等,并利用灰色关联算法分析了各水质参数与微生物污垢关联的权重比例,从而为微生物污垢预测及制定有效的防垢、抑垢和除垢对策提供了理论依据。

蒸汽动力循环耦合正、逆制冷循环的电站空冷系统

文中提出一种电站汽轮机凝汽器新型间接空冷系统,它通过特制的双相变换热器将蒸气压缩制冷循环及与其并联的逆制冷循环和蒸汽动力循环串接耦合,以使系统能根据环境温度的高低,分别利用正、逆制冷循环的相互切换和制冷设备运行参数的调整将蒸汽动力循环的平均放热温度降低到和水冷系统的相近或更低,从而使该系统既节水又低耗：而且还可增强空冷系统的环境适应能力：高环境温度时段能满发,低环境温度时段无冻害。文中介绍了该系统的组成和工作原理,预测了系统的主要效果,进行了粗略的经济、社会效益估计,指出了有待进一步深入研究的问题。分析得出结论：新空冷系统的原理可信,技术可行,效果显著。

循环冷却水管路微生物污垢形成的动态模拟

从松花江水中分离纯化出黏液形成菌N1,形态学及生理生化指标鉴定其为微球菌属。利用动态模拟实验装置,研究此菌株在工业运行环境下细菌总数的变化对不锈钢管式换热器传热表面污垢热阻的影响。在线监测结果显示,细菌总数与污垢热阻变化成正相关;对管壁黏泥分析的结果显示,其中含有约107 cfu/mL的微生物;元素分析结果发现,黏泥内主要成分为C、O、N和Cl,这与微生物基本元素组成相似,表明菌株N1有黏附于传热表面形成黏泥的特性。这对认识微生物污垢形成机制,尤其是形成起始阶段的变化有重要意义,将为新型高效换热设备的设计提供依据。

复合制冷循环间冷系统制冷剂/工质的选择论证

该文旨在从目前80余种制冷剂(包括替代工质)中筛选出能满足复合制冷循环间冷系统(以下简称复间冷)要求的中间传热介质(制冷剂/工质)。筛选步骤如下:1)按制冷剂的臭氧损耗潜势和全球变暖潜势挑选出满足环保要求的"环保型制冷剂";2)根据环保型制冷剂的物性对复间冷要求的满足程度,挑出合适度比较高的若干种;3)从前两轮筛选出的制冷剂/工质挑出做功能力最大者。最终氨成为3轮筛选唯一胜出的自然物质。考虑到氨的气味对人的呼吸道有刺激性,条件具备时可燃可爆,故再次仔细分析了其安全性,指出其燃爆可防、易防,拟定了相应防范措施,并列举了应用实例。全文结论为:氨物性对复间冷的合适度最高,环境最友好,安全可靠,性价比高。作为复间冷的制冷剂/工质,氨虽非最佳,但目前尚无更佳的替代物。

压缩和吸收式制冷复合循环电站空冷系统性能评价

针对电站传统空冷技术的种种缺陷,曾提出蒸汽动力循环耦合以氨为制冷剂的正、逆制冷循环的电站空冷系统(以下简称复合循环空冷系统)。复合循环的正制冷循环可根据机组负荷特性和安装地的气象条件选用氨蒸气压缩制冷循环或氨水吸收式制冷循环。为便于设计选型,简要介绍复合循环空冷系统的两制冷循环的构成及工作原理,建立复合循环空冷系统性能评价指标;并根据模拟计算机组安装地的典型年-气温分布进行2种方案的性能评价指标的计算分析及2种方案能级和能耗的对比分析。算例表明:氨水吸收式制冷复合循环空冷系统的性能评价指标和能级和能耗均明显优于氨蒸气压缩式制冷复合循环空冷系统,前者还有望用于高温时段长的南方地区。

压缩制冷复合循环间冷机组热经济性分析与虚拟计算

简要回顾以氨气压缩制冷为复合循环间接空气冷却系统的正循环系统(简称"压缩制冷复合循环间冷系统")的构建及工作原理。基于热力学原理拟订了制冷循环热经济性能评价方法和评价指标;以蒙东某地亚临界600 MW直冷机组为比较基准,进行了同环境、同容量、同型号但不同低压缸的虚拟压缩制冷复合循环间冷机组的热经济性能评价指标的虚拟计算。从理论上导出了制冷循环年累计产/耗电量比大于1的存在必要条件为转捩温度Tt必须高于正/逆制冷循环切换温度Ts,且高得越多,热经济性能越佳;揭示了转捩温度的数值大小与产能和耗能设备的效率密切相关,切换温度与汽轮机排气背压及机组安装地的气象条件有关。

空冷汽轮机设计气温确定方法探讨

阐述了计算空冷汽轮机设计气温目前已有的几种方法,并提出了以空冷汽轮机组全年利用小时数为依据的利用小时数加权平均法。通过实例,得出了各种方法确定的设计气温值。对计算结果分析论证后认为,利用小时数加权平均法计算空冷汽轮机设计气温较合理。

有机废物厌氧消化热电联产系统性能评价

现有农村单体、常温发酵沼气池的产气率较低。环境温度越低,供暖量的需求越大,单体沼气池很难满足农牧地区供暖热负荷的需求。文章研究设计了一套适用于我国北方农牧地区的增强型甲烷供暖、氢气发电的热电联供系统。采用国际能源署颁布的发电成本计算法(LEC)和生命周期分析法(LCA)分别计算评价了有机废物厌氧消化热电联产技术方案和生物质直燃发电技术及生物质气化发电技术的经济和排放性能,并给出了该技术方案的投资回收周期。

基于Mie散射低浓度烟尘检测系统设计

针对我国低浓度烟尘排放要求,以Mie散射为理论基础,设计了一款低成本、高精度的低浓度烟尘检测系统。通过理论分析获得散射光强与烟尘浓度呈线性关系,设计了激光发射单元、信号接收单元以及STM32数据处理单元,分析激光调制驱动原理及微弱信号选频放大原理。利用Lab VIEW软件编写上位机程序,通过上位机前面板对检测数据进行实时显示。实验结果表明:该系统灵敏度高、响应速度快、重复性好,并且可以长时间地在线测量,具有很好的实用性。

复间冷系统凝汽器管内换热的数值模拟与优化

对电站空冷凝汽器管壳式换热管内氨进行汽液两相流蒸发沸腾的数值模拟,将换热器简化为研究单根水平换热管,分析了不同管壁温度、液氨进口流速、入口温度对沸腾传热性能的影响。确定最优管壁温度、进口流速、入口温度的组合形式。结果表明:壁面温度为302.96K、进口流速为0.1m/s、入口温度为278.15K时换热管的换热效果最佳。