2017年第32卷第9期文章目次

李琪飞 , 张正杰 , 权辉 , 王仁本

2017, 32(9):1-6.

[摘要](702) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
我国的电力需求在不断扩大，大部分地区电力需求波动性较大，峰谷差比较大，缺乏调峰能力，这便推动了抽水蓄能电站的高速建设与发展。水泵水轮机作为抽水蓄能电站中实现能量转换的核心部件，也是抽水蓄能技术国产化过程中的关键。本文介绍了水泵水轮机近几十年国内外的研究发展现状，针对水泵水轮机由于结构的特殊性在“S”特性区内低水头运行时常发生机组并网困难或者在甩负荷过程中水压异常上升的问题，通过描述“S”特性区的形成机理并从形成机理、设计方法、研究方法、和流道内部不稳定流动特性等方面入手分析了现有相关研究中存在的问题，总结了“S”特性区对抽水蓄能电站的不利影响及其相对成熟的预开导叶法。本文认为今后的研究重点是优化水力设计。

2 LNG冷能驱动的氨水吸收式制冷系统的性能研究

刘宇佳 , 张国强 , 杨勇平

2017, 32(9):7-13.

[摘要](574) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](81)

摘要:
本文提出了一种新型的以冷制冷的氨水吸收式制冷系统。系统利用LNG(液化天然气)气化释放的冷能作为冷源，通过少量的高品位冷能的利用来制取多量的低品位冷能，制冷循环采用氨水吸收式制冷系统。通过对系统的热力分析，结果表明：当制冷温度（蒸发器蒸发温度）为0℃，蒸馏率为0.185，LNG冷能输入系统的温度为-60℃时，系统的性能系数为1.74。在此条件下对系统进行㶲分析，发现吸收器的㶲损失最大，其㶲损系数约为24%，系统总的㶲效率为41%。对系统进行特性规律分析，发现当蒸发器的蒸发温度不变时，发生器氨气蒸馏率的增加会使得发生器操作压力下降，LNG冷却温度下降，但同时系统的性能系数会增加。蒸馏温度越高，系统的性能越好，当制冷温度为10℃时，系统的性能系数可以达到1.8以上。

3 氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料导热性能研究

李凯明 , 董华 , 林欢 , 张敬奎

2017, 32(9):14-19.

[摘要](1039) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](58)

摘要:
高分子材料作为一种新型导热材料，弥补了传统导热材料如金属、金属合金等抗腐蚀性弱、力学性能差等缺陷，但其导热系数的低下导致了应用范围的局限性,而将高分子材料复合后则能很好的解决这个问题。本文以聚乙烯醇为复合材料基体，氧化石墨烯为无机填充物，经反复冷冻解冻法制备出不同体积分数梯度的氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料。实验采用瞬态电热测试技术对其进行导热性能测试，得出该材料达到导热系数最优点时对应的填料体积分数为25%。在实验的基础上，利用软件拟合得出导热系数值曲线图并建立导热公式，加以验证与分析。该实验结果对复合材料的开发、设计及性能的改善具有重要的经验价值和借鉴作用。

4 椭圆横管外降膜流动和换热特性分析

谭起滨 , 蒋斌

2017, 32(9):20-25.

[摘要](349) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](59)

摘要:
基于VOF算法，编写用户自定义函数（UDF），采用FLUENT软件建立了椭圆横管外降膜流动和换热的计算模型。根据CFD模型，计算和分析了在不同长短轴比e下管外降膜速度分布、压力分布、液膜内温度分布和管外换热分布的变化规律。模拟所得和实验数据基本吻合。研究结果表明：长短轴比e的变化影响了管外液膜速度分布、压力分布和膜内温度分布；相比圆管，椭圆管的管外膜内液体流速更快。壁面压力沿周向逐渐减少并在X=0.9附近快速回升；随e的增加，周向压力最小值位置逐渐向后推移。局部Nu数分布与压力分布在趋势上存在一致性。当e=1.65附近时，椭圆的换热性能最优；最后，通过对管形的研究分析，提出横管的传热分区模型。

5 水平换热通道自然循环流动特性分析

张文超 , 肖雯

2017, 32(9):26-32.

[摘要](681) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
通过建立考虑密度变化的三维CFD（计算流体动力学）模型，对单相自然循环条件下水平换热回路的流动特性进行了研究。在稳态流动分析中，首先通过三维CFD模型，获取了加热管道的径向温度和速度分布，发现管道截面温度场和速度场均为不均匀分布，这分别是由径向自然对流和对流换热系数决定的；其次，应用量纲分析的方法，整理归纳系统无量纲参数间的线性关系。在非稳态分析中发现水平换热通道出现不规则复杂流动，证明了混沌现象的存在，产生这种现象的原因是自然循环的特性与回路布置方式双重作用的结果。

6 燃气轮机振荡燃烧主动控制方法

王威 , 李雅军 , 苗安立 , 林枫

2017, 32(9):33-39.

[摘要](395) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](72)

摘要:
振荡燃烧是贫燃预混燃烧室普遍面临的不稳定燃烧现象，该现象会导致发动机振动，污染物排放加剧，喷嘴烧蚀等，因此需要对这种现象进行控制，以减小压力脉动。本文针对某型低排放燃烧室，以对值班燃料供给控制为核心，设计了一套振荡燃烧主动控制系统，并进行了试验研究。分析了燃烧室内压力脉动控制的影响因素和变化规律，试验研究表明：（1）该系统有效地抑制了燃烧室的压力脉动。（2）控制系统投入工作的相位不同时，抑制效果明显变化。（3）该系统对由贫燃燃烧不稳定引起的压力脉动有明显抑制效果，对其他原因引起的脉动无明显抑制效果。

7 R32吸气状态对变频压缩机效率的影响

王超 , 陶乐仁 , 虞中旸 , 黄理浩

2017, 32(9):40-44.

[摘要](564) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](61)

摘要:
For refrigerant R32 as popular alternative refrigerant of R22, the high discharge temperature influences seriously the reliability of long time operation for compressor. The wet compression method can reduce the discharge temperature of compressor, but it also can reduce the compressor efficiency. Through the experiments under the condition of variable frequency with constant pressure ratio and the condition of variable pressure ratio with constant frequency, the effects of different suction state on the efficiency of rolling rotary compressor were studied, and the relationship between isentropic compression efficiency and volume efficiency with different suction states was summarized. The experimental results show that: when suction refrigerant is superheated, compressor can maintain a high isentropic compression efficiency and volume efficiency. The superheat degree has little effect on compressor efficiency. However, the change in the efficiency of the compressor with vapor-liquid mixture suction is different as suction refrigerant is superheated. Compared to x = 1, with x = 0.9, the isentropic compression efficiency and volumetric efficiency decreases by about 7% and 5%, respectively; the overall reduction is very small. With constant frequency, the greater the pressure ratio is, the larger the reduction in compressor efficiency. With constant pressure ratio, the higher the frequency is, the smaller the decrease. The trends of the isentropic compression efficiency and the comprehensive efficiency coefficient are consistent.

8 分流叶片进口直径对离心泵空化特性影响

张兴 , 赖喜德 , 廖姣

2017, 32(9):45-50.

[摘要](469) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](60)

摘要:
为探究分流叶片对离心泵空化性能的影响，以IS80-50-200模型泵为研究对象，在模型泵上设计添加了3种不同进口直径分流叶片，利用CFD 软件对离心泵进行全流道三维定常湍流空化数值模拟，分析不同汽蚀余量对离心泵空化特性和叶轮内部流场的影响，探究叶轮空化初生和发展规律。结果表明：添加分流叶片后，泵的扬程、效率均有一定程度的提高，且分流叶片的进口直径对扬程和效率的影响不大；泵的H-Q曲线驼峰减弱；泵的抗空化性能均有提高。在研究的水力模型中，当离心泵短叶片进口直径为0.8D2时，泵的抗空化性能最好。添加分流叶片后，长叶片两侧压差减小，叶轮进口处的低压区范围变小，有利于提高泵的抗空化能力。

9 一种新型水泥工业余热与生物质能互补发电系统

孟岩 , 阎维平 , 屈柯楠

2017, 32(9):51-56.

[摘要](599) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](50)

摘要:
提出一种新型水泥工业余热与生物质能互补发电系统，采用水泥窑低温余热和生物质补燃有机结合的方式，从而大幅提高水泥窑余热发电蒸汽参数，提高系统效率。来自水泥生产线窑头和窑尾的低温余热烟气全部用来加热工质水产生饱和蒸汽，饱和蒸汽进入生物质补燃系统中进行过热后送入汽轮发电机组中做功发电，补燃燃料为生物质气化燃气。建立了单压和双压两种互补发电系统，分析了其热力学性能，计算结果表明：单压互补发电系统与传统单压纯低温发电系统相比，系统循环热效率和系统发电效率分别提高了1.63和1.92个百分点。双压互补发电系统与传统双压纯低温发电系统相比，系统循环热效率和系统发电效率分别提高了1.05和1.53个百分点。新系统为水泥窑的低温余热和生物质能的充分高效利用提供一种新的途径。

10 煤粉锅炉气体再燃及SNCR联合脱硝的实验研究

岳朴杰 , 张忠孝 , 毕德贵 , 付振华

2017, 32(9):57-62.

[摘要](431) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](60)

摘要:
对某厂一台240t/h煤粉锅炉采用空气分级、以化工合成气为再燃燃料及以氨气为还原剂的SNCR联合脱硝技术进行改造，并对改造后的脱硝效果进行测试实验。实验结果表明：气体再燃比在0~20%时，随着再燃量增大脱硝效率增加，高、低负荷工况时脱硝效率可达39.1%、43.1%；SNCR喷射点位置沿炉膛纵深存在温度梯度，水冷壁附近温度梯度较大，靠近炉膛中心处温度梯度降低；在空气分级基础上，高、低负荷工况时SNCR可分别提高35.1%、42.4%脱硝效率，氨气的使用不会造成锅炉效率的降低；满负荷工况采用气体再燃及SNCR技术联合脱硝时，在尾部氨逃逸小于15ppm时，可达到80.2%的整体脱硝效率。

11 基于MSET的电站风机故障预警技术研究

杨婷婷 , 张蓓 , 吕游 , 邸小慧

2017, 32(9):63-69.

[摘要](678) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](62)

摘要:
为了对电站风机进行故障预警并判断故障类型，在改进过程记忆矩阵构造的基础上进行多元状态估计（MSET）模型预测。利用层次分析法（AHP）求得各监测参数对风机故障预警作用的权重系数，并应用到相似度函数中，得到风机的相似度序列。利用滑动窗口法确定预警阈值，当发出预警信号后分析各监测参数实际值和估计值间的相对误差，以此追溯风机的可能故障点。利用某电厂引风机数据进行故障模拟仿真，结果表明该方法能及时捕捉到风机异常并在追溯可能故障点的同时对故障类型进行判断。

12 CO2与R41跨临界朗肯循环低温发电系统比较分析

廖吉香 , 郑群 , 刘兴业 , 张海

2017, 32(9):69-73.

[摘要](462) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
R41虽具有可燃性，但由于其临界温度低，易于实现跨临界循环。对以R41为工质的跨临界朗肯循环低温发电系统进行了热力性能分析，并与CO2跨临界发电系统进行比较，结果表明：R41和CO2系统均存在一个最优进口压力使得热效率在相同的膨胀机进口温度下达到最大值，且膨胀机进口温度越高，对应的最优压力也越大。同热效率一样，系统均存在一个最优进口压力使得净功在相同的膨胀机进口温度下达到最大值，且R41系统比CO2系统所作的最大净功平均提高52.6%，最优进口压力平均降低41.6%，系统火用效率平均提高24.8%。

13 一种新的风能吸收装置—行波板

李慧珍 , 黄典贵

2017, 32(9):74-79.

[摘要](442) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
本文提出了一种新型的风能吸收装置——波动板。在一定的来流风速下，利用行波状运动的板，可以从风中吸取能量，将风能转化成机械能。在Re=4×105下，采用数值模拟方法研究了波长和振幅对波动板做功系数和风能利用率的影响，结果表明：在一定振幅和波长下，风能利用率和做功系数随着无量纲波速的增加，先增加后减小；在一定无量纲波速和波长下，随着振幅的增加，风能利用率和做功系数逐渐增加；在一定无量纲波速和振幅下，随着波长的增加，风能利用率和做功系数先增大后减小，存在一个最佳的波长使得风能利用率和做功系数同时达到最大值。

14 基于STM32的太阳能热泵-壁挂炉供暖系统设计

魏毅立 , 华帅飞

2017, 32(9):87-91.

[摘要](605) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
针对太阳能-壁挂炉供暖系统存在的不足，提出了基于热泵技术的太阳能热泵-壁挂炉供暖系统。利用STM32（意法半导体32位微控制器）丰富的外设和较强的数据处理能力，依据控制对象的特点，结合相关算法，实现了太阳能热泵供暖与壁挂炉供暖的联合控制。STM32对温度、光照强度等数据进行处理，以此为依据来实现对电子膨胀阀流量和压缩机容量控制，保证对系统的实时控制

15 Spar平台螺旋侧板水动力特性研究

张楠 , 李春 , 丁勤卫 , 郝文星

2017, 32(9):87-91.

[摘要](361) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](55)

摘要:
Spar平台在来流作用下极易发生涡激运动，造成疲劳损坏。采用计算流体力学（CFD）方法，探究螺旋侧板对Spar平台水动力特性的影响。首先通过原型平台绕流分析验证模拟方法的可靠性，然后分析不同厚度及不同迎流角度时水动力参数的变化。结果表明：螺旋侧板可有效抑制涡激运动，使平台总体受力减小；在研究范围内，螺旋侧板厚度为0.10D（D为平台直径）时，对涡激运动的抑制效果最为显著；迎流角度在一定程度上会影响抑涡效果，在研究范围内b截面的拖曳力系数和升力系数均为最小值，抑涡效果最为理想

16 城市污泥流化床焚烧炉飞灰中重金属迁移特性

蒋志坚 , 曾小强 , 陈晓平 , 梁财

2017, 32(9):92-98.

[摘要](345) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](57)

摘要:
对120t/d城市污泥循环流化床焚烧炉飞灰中重金属迁移富集特性进行试验研究，对污泥、飞灰及不同温度、取样点的飞灰中Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb 8种重金属迁移富集特性进行了分析。试验结果表明：飞灰、底渣及入炉污泥中主要化学成分为SiO2、Fe2O3、CaO、Al2O3和P2O5，“Si02-CaO-Al2O3-金属氧化物”体系构成了重金属吸附的载体，也为不同形态重金属的吸附提供了活性空间。Cd、As为易挥发性重金属，在炉膛内挥发的Cd、As及其化合物蒸气在503 ℃和475 ℃时几乎全部富集于飞灰颗粒；Cr、Mn、Cu、Zn主要通过夹带富集于飞灰颗粒，它们在尾部烟道不同温度区域飞灰颗粒上的富集程度相当，为难挥发性重金属。

17 基于步长优化的扰动观察法最大功率点跟踪算法研究

余波 , 廖翔 , 刘彬 , 杨嘉伟 , 何文辉

2017, 32(9):99-104.

[摘要](487) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](56)

摘要:
光伏阵列的功率输出极易受到光照强度、温度变化等环境因素的影响。为了保证光伏发电系统保持高效的输出，最大功率点跟踪技术就显得尤为重要。针对目前的最大功率点跟踪技术仍存在功率振荡、步长选择以及跟踪时间等问题，提出一种基于功率对电压的导数变化的变步长最大功率点跟踪算法。通过实时数字仿真器建立半实物125 kW“T”型三电平三相光伏发电系统，对比分析了改进型算法和传统两段步长算法的静态特性和动态特性，实验结果表明：所提出算法具有更好的有效性和实用性。

18 基于全寿命周期的集中供热系统管网优化设计研究

贾玉贵 , 王雪峰

2017, 32(9):105-108.

[摘要](353) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](47)

摘要:
针对集中供热系统管网设计中存在的技术、节能、经济等特点，提出了一种新型供热系统管网优化设计新模式，即以水力计算为依据，选择优化管径布置模式，在此基础上，利用全寿命周期内管网成本最低原则，确定最佳的集中供热系统优化方案。实例演算表明，此种集中供热系统管网优化设计模式，既可以保证供热系统管网技术性能最优，也可以最大限度降低供热管网的初投资以及运行总费用。

19 某超超临界锅炉低NOX燃烧优化对高温腐蚀的影响

吕洪坤 , 童家麟 , 常毅君 , 蒋金忠 , 张明 , 熊建国

2017, 32(9):109-114.

[摘要](336) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](57)

摘要:
为了评估低NOX燃烧器升级后水冷壁高温腐蚀的可能性，对某超超临界锅炉炉内燃烧进行了数值模拟，并对SOFA上摆的燃烧优化工况做了水冷壁贴壁气氛测试。结果表明，主燃烧区的上部和COFA、SOFA之间的还原区发生高温腐蚀的可能性较大；SOFA上摆扩大了还原区，增加了高温腐蚀的可能性，还原区贴壁H2S平均浓度沿着炉膛高度的增加而升高，为180-400μl/L；SOFA摆角的偏差使得局部H2S浓度达到了800μl/L，进一步加剧了局部区域高温腐蚀的风险；强氧化⇌强还原交替变动，使得SOFA以上区域(43.3m-46.1m)的高温腐蚀风险较典型还原区更为严重。在锅炉实际运行中，应尽可能权衡降低NOX排放和控制高温腐蚀风险。

20 亚临界机组蒸汽参数提升条件下回热抽汽参数优化设计

崔传涛 , 赵玉柱 , 鄢传武

2017, 32(9):115-118.

[摘要](391) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](64)

摘要:
提高蒸汽初参数是提高机组热经济性的一个重要途径，在亚临界机组主蒸汽、再热蒸汽温度提升条件下，文章以300 MW等级亚临界机组为例，对现有加热器的换热能力进行计算分析，在充分发挥其换热能力基础上，对回热抽汽参数进行优化设计，合理分配各段抽汽参数，避免了四台加热器的更换；就抽汽参数优化对汽轮机热耗率的影响进行了定量计算。通过回热抽汽参数优化设计，减少项目投资六百余万元，降低汽轮机热耗率千分之一点七二，取得了明显的经济效益。

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