2019年第34卷第6期文章目次

摘要:
针对SOFC燃料电池和微型蒸汽透平联合循环发电装置开发了涡轮静叶片，该叶片采用多个后加载型线堆叠而成，并在风洞试验台上测试其气动性能，研究了不同冲角和不同马赫数条件下的流动特征。同时，采用计算流体动力学的方法对试验模型在相同的边界条件下气动性能进行了数值研究。研究表明：马赫数在0.5~0.9的范围内，随着马赫数的增加，能量损失减小，同时出口气流角度也略有减少；正负冲角对带有后部加载特征的叶栅的气动性能影响较小。

6 透平叶片尾缘冷却结构唇板构型对流动和传热的影响

黄春光

2019, 34(6):47.

[摘要](464) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](72)

摘要:
为了提高尾缘冷却效果和降低叶栅气动损失，采用SST k-ω模型研究简化的压力面射流冷却结构唇板构型对冷却效果的影响。结果表明：唇板改型可以提高射流出口段的传热强度，但会增大气动损失；在研究范围内抬升一倍下板尾部边界层厚度时综合效果最佳；速比0.5和1.0时，原型的射流出流后向上抬升，在下板表面附近产生低速区，降低当地传热强度；速比0.5时，原型下板尾缘出现分离区，并与板后的回流区发生掺混，改型结构增强射流刚性，分离点后移；改型结构在不同速比下的传热系数均有所增强，平均传热系数在3个速比下分别提高了26.31%、34.72%和15.33%，其中速比1.0的综合传热因子最高，传热系数增加的幅值最大，且总压损失增加不显著。

7 同速对转涡轮盘腔内流动和换热特性

陈淑仙

2019, 34(6):53.

[摘要](436) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](59)

摘要:
为研究对转盘旋转速度对盘腔内换热效果的影响，应用RNG k-ε湍流模型对中心进气、径向出流的同速对转涡轮盘腔内的流动和换热特性进行了数值模拟。揭示了盘腔内气体的流动结构、两盘壁面边界层内的径向速度、换热效率以及壁面温度分布特征，并进一步探究了转盘转速对上述流动和换热特征的影响规律。结果表明：对转盘腔内存在两个反向的回流涡胞，这两个涡胞的相对大小以及相遇的滞止点位置取决于进气惯性力和旋转力的相对大小；转盘近壁面流体径向流动速度与盘壁面的对流传热系数呈正相关变化；对于上游盘，低转速范围时转速对壁面换热影响取决于旋转径向力和进气惯性力对上游盘近壁面流体流动驱动作用的相对大小，高转速范围内增大转速，上游盘壁面传热系数增大，壁面温度降低；对于下游盘，壁面低半径区域的对流传热系数随转速增大而减小，而高半径区域的对流传热系数随转速增大而增大。

8 基于PSO-SVR的排汽比焓软测量建模研究

李丹阳

2019, 34(6):60.

[摘要](407) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](82)

摘要:
为更好地对汽轮机排汽比焓进行测量，将粒子群优化算法引入支持向量回归SVR模型中，构建与之相匹配的排汽比焓软测量预测模型。根据实例校验方法对该模型展开校验，采用汽轮机15种参数作为输入参数，排汽比焓作为输出参数。对某300 MW机组和200 MW机组数据进行仿真，并将该模型与标准SVR模型和双隐层RBF过程神经网络模型预测结果进行对比，对于300 MW机组，该模型的预测平均相对误差为0.101%，均方根误差为0.110%；对于200 MW机组，该模型的预测平均相对误差为0.057%，均方根误差为0.062%；与其他两种模型相比，PSOSVR模型的预测平均相对误差和均方根误差均最小。实例证明PSO-SVR的排汽比焓软测量预测模型在精确度以及泛化能力等方面呈现出一定的优势，具有较好的预测能力。

9 采用开缝叶片流动控制的低比转速离心泵数值模拟与试验研究

叶道星

2019, 34(6):68.

[摘要](412) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](66)

摘要:
基于流动控制技术，以某型号的低比转速离心式不锈钢冲压叶轮作为研究模型，采用数值模拟和试验研究了叶片不同开缝位置（r/R）对叶轮内部能量、湍流动能及耗散率分布的影响，同时制作了开缝叶片离心泵样机模型，并进行了试验验证，分析了叶片上开缝的相对位置对离心泵的扬程及效率等外特性的影响，比较了叶片有、无开缝的性能变化。研究结果表明：叶片开缝的位置对叶轮内流体能量的分布以及获得的总压能影响较大；开缝的存在会引起离心泵内部流场的变化，在开缝的地方会产生湍动能及耗散率的突变；不同的开缝相对位置对离心泵性能影响不同，开缝的相对位置为0.875，与没有开缝叶片的离心泵相比，效率提高了1.52%，拓宽了离心泵的高效区间，在大流量时，开缝存在起到了抑制分离的产生，提高了离心泵的扬程，改善了叶轮流道中流体的流动状态。

10 火电机组快速变负荷的锅炉动态响应分析

雒青

2019, 34(6):78.

[摘要](490) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](65)

摘要:
针对锅炉内典型烟气-金属-蒸汽换热器的动态换热过程，采用单一变量控制法，分析受热面对质量流量阶跃的动态响应时间，并建立锅炉动态模型，在不同边界条件发生阶跃变化时，计算各受热面的动态响应特性。结果表明：动态响应时间随并联管长度及壁厚尺寸的增加而增加；随入口工质温度、热负荷以及质量流速的增加而缩短。在质量流量发生-10%阶跃扰动时，省煤器对扰动的响应速度最慢，响应时间约220 s；水冷壁低温段及水平低温再热器次之，高温受热面（如末级过热器、末级再热器等）响应速度最快，响应时间约10 s，为提高机组变负荷灵活性，缩短锅炉对负荷响应时间，可通过旁路部分响应速率慢的受热面来实现。

11 超超临界循环流化床外置换热器壁温偏差特性研究

聂立

2019, 34(6):85.

[摘要](425) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](70)

摘要:
为减小高效超超临界循环流化床锅炉外置换热器受热面热偏差，通过600 MW超临界循环流化床（Circulating Fluidized Bed，CFB）锅炉实炉试验，分析了外置换热器的热偏差特性。结果表明：外置换热器内存在热偏差，靠外置换热器边壁区域温度较低，中间区域温度较高，温差可达50 ℃。根据实炉数据，通过数值计算，复现了外置换热器偏差特性，并提出通过工质侧结构调整分配流量来解决此偏差问题的方案，可使热偏差显著降低，确保660 MW高效超超临界CFB锅炉末级再热器壁温控制在现有材料允许壁温范围内，且有一定裕量，安全可靠。

12 料仓内稠密粉体卸料流动特性研究

孙珊珊

2019, 34(6):91.

[摘要](245) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](89)

摘要:
为了研究料仓内粉体卸料流动及混合特性，采用实验与模拟相结合的方法，利用粉体的溶解性质获得两种粉体卸料过程的混合曲线，并建立能够进行大规模数值计算颗粒间固相作用力的三维数学模型。该模型基于欧拉与拉格朗日相结合的方法，利用相邻网格间固相颗粒浓度梯度与颗粒平均速度梯度来描述颗粒间的固相作用力。结果表明：料仓半顶角与卸料口径对粉体卸料流率的影响的模拟结果与实验结果及Brown经验关联式预测值吻合较好。两种粉体卸料过程的混合指数随料仓半顶角的增加而减小，减小卸料口径时混合指数有所减小但减幅不大，表明增加料仓半顶角以及减小卸料口径均会促进两种粉体在卸料过程的混合。

13 并流蓄热式双膛石灰窑煅烧过程数值模拟研究

刘国辉

2019, 34(6):100.

[摘要](467) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](70)

摘要:
为提高并流蓄热式双膛石灰窑生产中石灰石的活性和降低能耗。以200 t/d的双膛石灰窑为研究对象，对采用自定义函数和自定义标量方程编译的局部非热平衡模型和石灰石化学反应模型添加前后的燃料、CO2、O2的质量分数分布及温度分布做了对比分析。结果表明：添加前后的燃料、O2和CO2质量分数分布趋势一致，添加前燃料和O2的质量分数比添加后高，CO2质量分数比添加后低；添加后煅烧带烟气温度分布为1 188~1 612 K，石灰石固体颗粒的温度为1 107~1 398 K，符合设计煅烧温度范围1 123~1 423 K；出口排烟和出料的模拟平均温度与同工况实测值相比，误差在15%以内；石灰窑煅烧窑体的预热带、煅烧带和冷却带的分布高度分别为3.5、6和4.5 m，与设计值基本吻合；添加后获得了设计工况下煅烧窑体中的碳酸钙累积分解率分布图，出窑时的分解率为0.961 5。

14 湿法脱硫尾气排放的烟羽扩散数值模拟

陈逸鹏

2019, 34(6):109.

[摘要](474) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](68)

摘要:
为了研究湿法脱硫尾气排放的烟羽扩散特性，基于大气环境基本理论，以在大气中扩散的混合气流为研究对象，通过FLUENT软件对不同参数下的烟羽扩散进行三维计算，模拟湿法脱硫尾气在大气中的温度场、速度场，进而获得湿法脱硫尾气的轨迹发展和扩散过程，并通过模拟数据与实测数据对比，验证了结果的可信性。结果表明：环境温度与烟气温度的降低，可有效缩减烟羽长度；烟气流速的提高对烟羽气相扩散有促进作用，烟羽抬升高度、落地距离和扩散宽度都有明显增加；环境风速和烟气速度的增加对液滴颗粒扩散影响显著，有利于湿烟羽的扩散。

15 锅炉水冷壁腐蚀、结焦问题的数值模拟研究

穆延非

2019, 34(6):116.

[摘要](272) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](78)

摘要:
为了研究某350 MW前后墙对冲燃烧煤粉锅炉经低氮燃烧技术改造后炉膛水冷壁出现的腐蚀结焦问题，利用ANSYS FLUENT软件对炉膛内的燃烧状况进行了数值模拟研究。结果表明：水冷壁附近的还原性气体（CO+H2S）的体积分数过高，约20.85%，是造成腐蚀、结焦问题的主要原因；分配调整燃尽风（OFA）风量和低氮燃烧器二次风风量，不能降低水冷壁附近还原性气体的体积分数；在保证现有运行工况不变的情况下，额外增加贴壁风口，贴壁风量为18.67 kg/s，在原腐蚀、结焦区附近形成空气保护层，能够有效地降低水冷壁附近还原性气体的体积分数至7.83%，从而有效地解决炉膛水冷壁的腐蚀、结焦问题。

16 稀释甲烷/氧气扩散过滤燃烧特性的实验研究

李楠

2019, 34(6):122.

[摘要](384) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](73)

摘要:
为了研究甲烷质量分数变化对扩散过滤燃烧特性的影响，通过实验对稀释甲烷/氧气在填充床中扩散过滤燃烧的火焰特性以及污染物CO的质量浓度进行研究。结果表明：当甲烷质量分数从0.138增加到0.288，小球填充高度从40 mm增加到200 mm时，同时存在浸没燃烧和表面燃烧；随着甲烷质量分数的增加，表面火焰的高度升高，CO的质量浓度降低，最低时约为12 mg/m3；随着填充床高度的增加，表面火焰的高度降低，CO的质量浓度增加，最大时约为420 mg/m3。

17 O2/H2O气氛下煤粉燃烧SO2生成特性

黄卫剑

2019, 34(6):128.

[摘要](682) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
为了研究煤粉在O2/H2O气氛下SO2的生成特性，选取3种特定含硫量和Ca/S摩尔比的煤粉，在沉降炉燃烧系统上对其在O2/N2、O2/CO2和O2/H2O 3种不同气氛下SO2生成与煤灰自固硫特性进行研究。结果表明：神华煤SO2排放质量浓度分别为120、125和129 mg/m3、自固硫效率为26%、26.01%和25.29%，霍林河煤为153、145和160 mg/m3以及35.65%、36.18%和35.43%，平顶山煤为1 007、1 071和1 064 mg/m3以及18.54%、19.69%和19.6%，煤燃烧产生的SO2以及煤灰的自固硫特性与燃烧气氛基本无关，与煤中硫的质量分数有关；含硫量越高的煤，SO2排放越多；煤灰的自固硫作用并不随Ca/S摩尔比的增加而增加。

18 非稳态横掠管束对流传热的数值模拟

凌玲

2019, 34(6):135.

[摘要](447) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](66)

摘要:
为研究管束内的换热规律与管间距的关系，通过分析不同物理模型的流场、换热系数，验证了针对横掠管束充分发展段采用周期性边界条件和对称性边界条件的合理性。采用FLUENT 软件，对一定雷诺数范围内、不同的管间距横掠顺排管束周期性充分发展段模型的流动换热进行数值模拟。结果表明：密集排列管束的换热效果明显要比稀疏排列的管束大，且对于纵向管间距Sn/d=1.25的管束，当横向管间距取Sp/d=2.0左右时，管束间的换热达到最强，可以为提高换热器换热能力提供工程实际参考。最后将数值模拟结果与已有的经验公式以及实验结果进行比较，验证数值模拟方法的正确性。

19 超超临界机组流动加速腐蚀的分析与控制

肖卓楠

2019, 34(6):142.

[摘要](272) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](54)

摘要:
为研究流动加速腐蚀的机理、腐蚀产物的迁徙规律及找到抑制流动加速腐蚀的方法，根据寿光电厂1号机组汽水系统数据，对临界溶氧量、pH值、温度、压力以及加氧量的关系进行分析。结果表明:增大pH值与溶氧量，减小氢电导率，有利于抑制流动加速腐蚀的发生，其中pH值与溶氧量存在临界值；pH值、温度以及压力的增大均会导致临界溶氧量的增大；给水加氧是有效预防流动加速腐蚀的水处理方式。

20 相变微胶囊悬浮液强制对流换热实验研究

张冠华

2019, 34(6):147.

[摘要](661) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](77)

摘要:
提出了一种可以同时作为储能介质与传热流体的新型相变微胶囊悬浮液(MPCS)，设计和搭建试验台，分别在层流和湍流条件下在等热流密度的光滑圆管中对MPCS进行了强制对流换热实验，研究了悬浮液浓度、流量、泵送功率和加热速率对其流动及传热特性的影响。结果表明：对于质量分数为5%的MPCS，当微胶囊中相变材料分别处于固体、固体-液体和液体状态时，对应的努塞尔数平均增大了23.9%、20.5%和9.1%；与纯水相比，MPCS作为在热力系统应用的传热流体可以实现强化传热，但是需要在传热实验中控制好相变过程才能使MPCS的传热性能优于水。

21 兆瓦级H型垂直轴风力发电机气动设计方案的数值模拟研究

吴云柯

2019, 34(6):155.

[摘要](301) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](67)

摘要:
为解决兆瓦级H型垂直轴风力发电机气动设计过程中实验和数值模拟方面耗费巨大的问题，基于升力线模拟方法完成了兆瓦级H型垂直轴风力发电机的气动设计，并利用该方法研究不同垂直轴风力机翼型设计方案对整机气动性能的影响，研究结果表明：基元翼型选用NACA0015和NACA0018对称翼型能够获得更高的风能利用率；整机叶片造型方案中，前掠翼型性能优于直叶片，前掠翼型方案的最大风能利用率随掠角增大而小幅上升，完整旋转周期内的风能利用率则随掠角增加先增大后减小，且在掠角3°时可取到整体最大风能利用率；后掠翼型性能差于直叶片，风能利用系数随掠角增大而减小；前掠与后掠组合翼型方案性能稍好于直叶片，但不如前掠叶片；不同方案之间存在性能差异的原因可能在于不同翼型的叶片分离涡在竖直方向上的旋涡脱落顺序方面存在差异，其中上部较早脱落的前掠方案有助于风能利用系数提升，下部较早脱落的后掠方案则会对风能利用系数产生负面影响。

22 基于熵关联数据挖掘的MPSO-Elman风电功率预测

张伟

2019, 34(6):165.

[摘要](298) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](76)

摘要:
为进一步提高风电功率预测计算效率及准确性，建立基于熵关联数据挖掘的MPSO-Elman风电功率预测模型：在分析信息熵与互信息的熵相关系数(ECC)后，对各个历史日数据样本和待测时段参考样本间的复杂非线性映射关系进行量化评估，经过高关联度样本筛选，Elman模型隐含层结构优化以及权值初值选取改进，最后采用改进粒子群算法(MPSO)对网络参数进一步优化，并以某风电场实测数据为依据进行实例分析。结果表明，该模型使得功率预测准确度达到91.24%，预测效果要优于RBF-BP模型，证明了该模型的先进性与有效性。

23 风电机组振动数据分析与偏航校正

高鑫

2019, 34(6):172.

[摘要](327) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](91)

摘要:
风电机组运行数据能够反映各系统之间的相关性和机组运行中存在的问题。为了判断机组发电效率低的原因，本文根据机舱振动加速度数据提出假定并通过计算分析风速功率曲线和偏航误差角度对应关系。现场检查结果表明，该机组偏航存在45°误差并导致振动异常，与理论推算误差角度44.6°相符。

24 600 MW超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀运行优化调整

孙俊威

2019, 34(6):178.

[摘要](400) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](84)

摘要:
为解决某600 MW超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的问题，采用运行优化调整的方式，研究了燃烧器风量、外二次风旋流强度、燃尽风开度和运行氧量对近壁区CO和H2S体积分数的影响。结果表明：采用“碗式配风”同时降低外侧燃烧器外二次风旋流强度，可显著降低近壁区还原性气体体积分数；通过增加运行氧量和调整燃尽风风量的方式，提高主燃烧器区过量空气系数，也有利于改善壁面还原性气氛，降低水冷壁高温腐蚀的风险。

25 超超临界二次再热机组再热汽温低的分析与改进

李永生

2019, 34(6):184.

[摘要](426) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](67)

摘要:
针对国内已投产超超临界二次再热机组锅炉普遍存在再热汽温低的问题，对已投产的泰州电厂二期SG-2710/33.03-M7050型二次再热锅炉进行过热蒸汽和一、二次再热蒸汽的吸热量计算和分析，表明再热气温低的原因是受热面比例设计存在偏差。提出了烟气再循环的改造方案，在75%热耗保证（THA）工况采用5%烟气再循环率时，一、二次再热汽温可以达到610 ℃以上，50%THA工况采用15%烟气再循环率一、二次再热气温也可以接近600 ℃。

26 某330 MW机组送风机喘振跳闸分析

苏攀

2019, 34(6):190.

[摘要](584) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](88)

摘要:
为解决某330 MW机组配置的FAF22.4-12.5-1型动叶可调轴流式送风机喘振跳闸问题，对机组历史运行数据、风道阻力及风机出力进行分析。结果表明，送风机喘振的直接原因是，炉膛压力偏高及二次风箱压差偏大导致高负荷时送风机出口风道阻力增大。提出了有效预防送风机喘振的措施，包括运行过程中控制两侧送风机运行参数在合理范围、保持炉膛压力调整为微负压状态和同时保持二次风箱压差控制在规定值内，有效解决了运行过程中送风机喘振问题。

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