汽轮机蒸汽管道与阀门及汽缸外缸外表面传热系数的计算模型和计算方法

构建了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀与汽缸外缸的外表面传热系数计算模型与计算方法。给出了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的内表面传热系数以及保温结构外表面与低压外缸外表面的复合传热系数计算公式。建立了汽轮机蒸汽管道、高压外缸与中压外缸的金属内层壁与保温结构外层壁的双层圆筒壁、主汽调节阀金属内层壁与保温结构外层壁的双层球壁以及低压外缸单层圆筒壁的传热过程计算模型。考虑到金属内层壁内表面温度与外表面温度和保温结构外层壁外表面温度均为待定温度,采用迭代法确定这些汽轮机部件的表面温度、传热过程的传热系数与热流密度。完成了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的外表面传热系数计算分析的应用实例,得出了这些汽轮机部件传热过程金属内层壁外表面的传热系数、热流密度与等效表面传热系数的计算结果,为这些汽轮机部件温度场与应力场的有限元数值计算提供了传热边界条件。

大型脱硝中试平台上SO_(3)的低温催化生成特性

为研究SCR系统低温运行时SO_(3)的生成特性,在中试实验台上分析了烟气温度、SO_(2)质量浓度和喷氨量对SO_(3)催化生成特性的影响。结果表明:温度是影响SO_(3)生成率的主要因素;随着烟气温度降低,SO_(3)生成率下降;SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度的影响;入口烟气SO_(2)质量浓度在700~1 150 mg/m^(3)范围内、温度低于260℃时,SO_(3)生成率受SO_(2)质量浓度影响很小;与未喷氨工况相比,在喷氨工况下出口SO_(3)质量浓度和SO_(3)生成率均下降,低温腐蚀概率下降,硫酸氢铵生成概率提高;低温下SCR系统中SO_(3)生成率下降,对低温受热面的危害体现在H_(2)SO_(4)和硫酸氢铵协同作用下的低温腐蚀和堵塞方面。

基于燃机余热和LNG冷能的sCO_(2)朗肯循环系统构建

构建了以燃气轮机烟气为热源、LNG气化热为冷源的超临界二氧化碳(sCO_(2))朗肯循环与天然气直接膨胀耦合的余热发电系统。针对300万t/a LNG气化站,开展了循环参数对热力学性能的敏感性分析以及优化计算。结果表明:该系统的总出力可达528.57 MW,可匹配约342 MW等级燃机,LNG贡献电能为0.095 7 MJ/kg,联合系统燃料热效率达到63.54%;相比传统的燃气蒸汽联合循环,系统净功提高3.5%,燃料热效率提升2.15个百分点。

扰流参数和非均匀颗粒结构参数对填充床相变蓄热器蓄热特性的影响

以填充床式相变蓄热器作为研究对象,将60%NaNO3和40%KNO3混合而成的二元硝酸盐作为传热流体,将59.98%MgCl2、20.42%KCl、19.6%NaCl混合熔盐作为相变材料,建立无需对每个封装颗粒网格离散化的多孔介质局部非热平衡模型。通过数值计算对填充床式相变蓄热器的蓄热性能进行研究,分析了扰流参数以及颗粒结构参数等对蓄热器蓄热性能的影响。为提升蓄热器的蓄热性能,采用非均匀颗粒直径分布,并与等颗粒直径进行比较。结果表明:与填充0.025 m和0.015m的等颗粒直径相比,蓄热器上端填充0.025m和下端填充0.015m的非均匀颗粒直径分布的相变材料完全融化时间分别缩短了3.81%和1.90%。

投稿须知

《动力工程学报》是由上海上发院发电成套设备工程有限公司和中国动力工程学会主办的综合性学术期刊,出版宗旨是报道动力工程领域最新科技成果,鼓励创意、促进创造、实现创新,为学科的发展和技术的进步服务.本刊为工程类核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一.刊登内容主要包括:汽轮机和燃气轮机,锅炉技术,电站辅机,自动控制,监测和故障诊断技术,工程热物理,洁净煤和环保技术.

300MW超临界CO_(2)二次再热燃煤锅炉系统设计

采用一次间冷二次再热和回热的超临界二氧化碳(S-CO_(2))布雷顿循环系统,并基于炉膛分区段传热计算方法,对300MW燃煤锅炉系统进行设计,重点分析了炉膛分区布置对气冷壁和炉膛沿程温度分布以及工质压降的影响。结果表明:在设计负荷下,过热气冷壁高度为炉膛高度的0.71时,沿程烟气温度处于合理范围内,炉膛气冷壁壁面温度具有较宽的安全裕度,并且设计成本相对较低;所提出的S-CO_(2)二次再热燃煤锅炉系统的循环热效率达到51.82%,比同级别的S-CO_(2)一次再热燃煤锅炉提高了1.79%,比同级别常规蒸汽机组高出约11%。

基于遗传模糊控制的风电机组偏航系统疲劳载荷研究

针对风电机组偏航系统累积轴承损伤对其对风效果及使用寿命造成的影响,从偏航系统机械结构与运行原理出发,引入2种疲劳损伤表征参数,用于指导偏航系统优化控制器设计。在基于经验的模糊偏航控制策略基础上,利用遗传算法和偏航疲劳损伤参数对模糊规则进行优化,有针对性地实现了偏航对风过程中偏航系统疲劳载荷的有效抑制,并利用所提出的控制策略进行了多工况仿真实验。结果表明:相比现有控制策略,所提出的遗传模糊偏航控制策略可明显降低偏航系统疲劳程度,有效减少偏航系统损伤。

基于ReaxFF MD方法的煤焦增压富氧燃烧模拟

基于实验表征结果构建了准东五彩湾煤焦的分子结构模型,采用基于反应力场的分子动力学(ReaxFF MD)方法研究了压力对准东五彩湾煤焦富氧燃烧的影响,并通过分析煤焦结构的演变从微观分子层面上揭示了压力对煤焦氧化反应和气化反应的影响机制。结果表明:煤焦的整体碳转化率随着压力的升高而增加;增压提高了氧化反应对煤焦转化的净贡献,却降低了气化反应对煤焦转化的净贡献;增压降低了煤焦氧化反应的活化能,但对煤焦气化反应活化能的影响并不明显。

风火储一体化电站功率特性研究

构建了风火储一体化电站,在假设燃煤机组达到无惯性延迟响应且储能电池可秒级切换充放电状态的极限情况下,规划适配该风火储一体化电站的优化调度策略;从电力波动率、弃电率和电力缺额率3个功率特性角度对风火储一体化电站与区域独立电站进行对比,并采用Matlab进行仿真验证。结果表明:相比区域独立电站,风火储一体化电站的电力波动率从1.306%降至0.178%,弃电率从0.667%降至0.145%,电力缺额率从0.643%降至0.010%,大幅提高了对AGC负荷指令的响应能力。

轮缘间隙出流对下游动叶端壁气膜冷却特性的影响

对轮缘间隙出流与主流相互作用下的动叶端壁气膜冷却特性进行了研究,通过数值求解三维RANS方程组和SST湍流模型,详细分析了冷却气流质量流量比MR和进气预旋度等气动参数对动叶端壁气膜冷却特性的影响规律。结果表明:增大MR有利于提高动叶前缘端壁区域的气膜冷却效率,但即使在较大MR工况下,动叶中后弦长端壁区域仍无法获得充足的气膜保护;随着进气预旋度的增大,气膜覆盖面积和平均气膜冷却效率均有所提高;通过调整进气预旋度使冷却气流以设计气流攻角进入动叶通道时,动叶端壁将获得最佳的气膜冷却特性。

基于大数据的燃煤电站空冷岛运行实时优化策略

为提高某电厂2×600MW超临界直接空冷燃煤机组的节能效果,采用大数据分析方法,对机组历史运行数据进行筛选得到最佳数据库,同时建立BP神经网络预测模型,预测实时机组净发电功率。最终从机组实时运行背压偏置范围中找出实时机组运行数据对应负荷及相应边界条件下的最佳背压,以指导其运行优化水平,计算节电量。结果表明:利用最佳背压思路进行寻优,最后通过仿真得到的优化效果较稳定,且当环境温度较低或机组处于中段负荷运行时,节能效果更明显。

燃准东煤锅炉灰沉积对炉膛传热的影响

针对某330 MW燃准东煤锅炉,借助实验手段与数值模拟方法,结合热力计算,分析了炉膛受热面不同程度灰沉积对传热过程中热流密度、导热系数和热有效系数等参数的影响,并拟合出屏式过热器出口烟气温度、热有效系数与灰沉积厚度的关系曲线。结果表明:灰渣导热系数随灰渣温度升高而增大;灰沉积厚度超过10 mm后,灰渣热流密度降幅减小,炉膛火焰燃烧稳定,炉膛出口烟气温度逐渐稳定,热有效系数保持较低状态,锅炉效率变化不大;灰沉积厚度从0增加到10 mm时,受热面热流密度明显下降,炉膛平均温度上升,炉膛出口烟气温度升高了16.5%,热有效系数减小了约68%,锅炉效率下降了2.26%;所得的拟合关系式对于燃准东煤锅炉改进结构设计和优化吹灰策略具有一定的指导作用。

《动力工程学报》

《动力工程学报》(月刊)是国内外公开发行的学术性刊物,主要报道动力工程领域的新理论、新方法和新成果.1981年创刊,由上海上发院发电成套设备工程有限公司和中国动力工程学会主办.《动力工程学报》被列为中国工程类核心期刊,也是国家教委认可的核心期刊,被英国INSPEC数据库、美国《剑桥科学文摘(工程技术)》、《日本科学技术振兴机构中国文献数据库》、中国科学引文数据库、中国科技论文统计源、中国学术期刊综合评价数据库以及其他相关数据库收录。

煤粉锅炉超低负荷运行的技术问题和应对措施

对我国现阶段电站煤粉锅炉在低负荷(40%额定负荷以下)及超低负荷(20%~30%额定负荷)下出现的燃烧稳定性变差、水动力安全性降低、污染物排放升高和机组经济性下降等运行技术问题和相应措施进行了分析。结果表明:采取精细化燃烧调整等相应措施后锅炉可实现超低负荷稳燃;直流锅炉在30%额定负荷以上运行时水动力较安全,随着负荷的降低,汽包锅炉水动力安全性升高,运行经济性指标大幅度降低;污染物排放应着重关注NOx质量浓度。

跨声速压气机转子叶顶区域流场非定常计算和POD分析

采用时间精确求解法对跨声速轴流式压气机转子NASA Rotor35单流道进行了三维非定常数值模拟,研究了叶顶区域流场的时间非定常波动特性。将叶顶区域流场的非定常解作为快照,采用本征正交分解(POD)方法提取POD模态,进一步分析了叶顶近失速点流场的流动特性。结果表明:在近峰值效率点的大质量流量工况下,叶顶区域流场呈现出稳定性,基本不发生随时间波动的特性;在近失速点的小质量流量工况下,叶顶区域流场呈现周期性的波动特性,由激波与叶顶间隙泄漏涡形成的破碎、通道中部未形成泄漏涡的相邻叶片泄漏流流线以及来流一起形成的叶顶二次涡是叶顶非定常周期性波动形成的必要条件。

汽轮机扭振作用下叶片响应及应力计算

建立了适用于汽轮发电机组轴系扭振与叶片振动耦合分析的转子-叶片耦合扭振模型,并将该模型应用于某国产600MW汽轮发电机组末级长叶片的分析计算中。基于该模型采用Riccati传递矩阵法和Newmark-β法相结合的方法得到轴系扭振故障时叶片的位移响应曲线,利用Ansys软件计算得到叶片位移-应力关系曲线,确定了叶片振动的危险截面,得到叶片危险点的应力历程,为转子和叶片的扭振疲劳寿命损耗在线分析和安全性评估奠定了基础。

AP1000主泵安装关键技术研究与工程应用

为保证AP1000反应堆冷却剂主泵的安装满足设计要求,对测量技术、主泵顶升及主泵在蒸汽发生器腔室内的水平运输进行了研究。结果表明:激光测量能完全满足精度控制要求,最佳顶升速度范围为3.0~4.0mm/min,主泵水平运输时距墙体最近为18mm;在上述研究的指导下,主泵安装完全满足设计要求。

超(超)临界火电机组乘数型协调预测函数优化控制研究及应用

为了提高超(超)临界火电机组协调控制系统控制性能,提出了一种乘数型预测函数控制方法,设计了带扰动信号的乘数型预测函数最优控制律,并将预测函数控制系统与优化控制方法应用于超超临界机组主汽压力与过热汽温控制回路。将汽轮机调门指令和给煤量指令作为主汽压力预测系统的一种扰动信号进行控制,计算出给水优化指令,叠加前馈信号后作用于整个系统;将给水量指令作为过热汽温预测系统的一种扰动信号进行控制,计算出给煤量优化指令,叠加前馈信号后作用于整个系统。结果表明:对于三输入三输出的超临界机组来说,该方法有效地解决了系统的耦合问题,工程实践证明了其良好的应用前景。

混合醇胺的浸润性对膜吸收法中CO_2传质性能的影响

为了探究混合醇胺应用于膜吸收法时其对膜的浸润性以及CO_2传质性能的影响,采用接触角试验和浸润试验,测定了2种混合醇胺——N-甲基二乙醇胺(MDEA)+一乙醇胺(MEA)和MDEA+三乙醇胺(TEA)对聚丙烯中空纤维膜的浸润特性和润湿速率,并通过吸收试验确定了不同润湿程度下的CO_2传质速率。结果表明:相同质量分数、溶质配比下,MDEA+TEA溶液对膜的浸润性要大于MDEA+MEA溶液,MDEA+TEA溶液的膜润湿速率大于MDEA+MEA溶液的膜润湿速率;同一混合醇胺对膜浸润性随溶质配比的增加而增大;对比试验结果表明,CO_2传质速率减小是由混合醇胺对膜浸润性引起的,膜润湿程度增大,混合醇胺CO_2传质速率减小。