动力工程学报

汽轮机与燃气轮机

  • 汽轮机的特征通流面积及弗留格尔公式改进

    徐大懋;邓德兵;王世勇;陈伟;

    提出了汽轮机特征通流面积的新概念,并用明确的解析式表达.特征通流面积具有重要特点:只要相应级段的几何参数不变,特征通流面积在不同工况下保持常数,且有较高的精确度;反之,如果特征通流面积改变,原因一定来自级段几何参数的变化.采用特征通流面积可对汽轮机通流部分进行性能分析,建立机组的精确热力性能档案和实现精确的变工况计算,还可将其用于汽轮机的运行监测与诊断等.在研究特征通流面积的过程中,发现广为应用的弗留格尔公式误差较大,因而提出了高精度的改进公式.

    2010年07期 v.30;No.187 473-477页 [查看摘要][在线阅读][下载 168K]
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  • 超临界和超超临界汽轮机转子叶根槽传热系数的计算

    史进渊;邓志成;杨宇;

    提出了超临界和超超临界汽轮机转子叶根槽传热系数的计算方法:采用单层圆筒壁、多层圆筒壁与多层平壁模型计算叶根的传热热阻,采用串联热阻叠加原则计算叶根热传递过程的总热阻,并依据叶根的总热阻和叶根槽承力齿的面积计算叶根槽的传热系数.介绍了倒T型叶根槽、双倒T型叶根槽、叉型叶根槽和纵树型叶根槽传热系数的计算方法,并给出了600 MW超临界汽轮机高压转子叶根槽传热系数的定量计算结果.在超临界和超超临界汽轮机转子温度场和热应力场的有限元计算中,该计算方法为确定转子叶根槽的传热边界提供了依据.

    2010年07期 v.30;No.187 478-484页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 不同反应机理及模型对燃气轮机燃烧室数值模拟结果的影响

    郑韫哲;姚兆普;朱民;

    对甲烷燃烧NOx排放的5种典型机理进行分析比较,对比了详细机理、稳态假设简化机理和经验拟合机理在燃烧室NOx排放数值模拟中的特点,并运用这些机理计算了与燃气轮机燃烧室工况相似的湍流燃烧过程.通过已有试验结果对模型进行校验,讨论了模型参数、压力等对温度和NOx排放的影响,结果表明:模拟结果与试验结果较吻合,说明合理选择化学反应模型、湍流模型和燃烧模型,可以提高计算效率及保证结果的准确性.

    2010年07期 v.30;No.187 485-490页 [查看摘要][在线阅读][下载 1388K]
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  • 带复合角度气膜孔的透平叶片冷却流场大涡模拟

    张玲;温国亮;彭涛;李少华;

    采用大涡模型模拟了吹风比M=1.5时静止叶栅前缘射流孔为复合角度的流场结构,计算和分析了复合孔排叶片流场的三维流动结构及不同截面的涡量分布随时间的变化.结果表明:由于射流的存在,增加了流场的复杂性,流场中同时存在射流剪切层涡、马蹄形涡系、反向旋涡对和尾迹涡等4种涡系结构;叶片压力面和吸力面由于复合孔排的连续布置,冷却效果较好;射流的旋涡脱落呈周期性变化,第7排射流孔旋涡的脱落周期为0.04 s;在压力面侧,CVP的形成比吸力面早,涡的影响区域也相对较大.

    2010年07期 v.30;No.187 491-497页 [查看摘要][在线阅读][下载 3046K]
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锅炉技术

  • 流化床提升管内气固两相流动压降的预测及试验验证

    陈鸿伟;史洋;李德育;刘焕志;危日光;尹萍;

    提出了提升管压降的计算公式,并考虑了两个模型用于计算提升管中颗粒相的速度.搭建了双循环流化床冷态试验装置台,利用差压变送器对气固提升管内轴向压降进行了系统测试,研究了颗粒循环流率对压降的影响.将利用提升管压降公式计算得到的压降与试验测得的压降进行了比较.结果表明:在提升管加速段,假定提升管气固两相的滑移速度等于颗粒相的终端速度,将计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值比较吻合;在提升管充分发展段,将利用滑移因子ψ计算得到的颗粒相速度代入压降计算式中,得到的预测值与试验值较吻合.

    2010年07期 v.30;No.187 498-501+517页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 低NOx切向燃烧系统的改造及性能优化试验

    宁新宇;梁绍华;岳峻峰;张恩先;黄磊;

    针对某电厂将亚临界直流锅炉改为亚临界控制循环锅炉,对燃烧器进行了相关改造,研究分析了燃烧器改造前、后机组运行的变化,并根据改造前、后的机组运行结果进行了改变省煤器出口氧量、改变二次风配风方式和改变SOFA风风门开度等试验.结果表明:机组在300 MW负荷下,宜采用较高的运行氧量,二次风宜采用均布配风方式,SOFA风风门宜全开以及在燃烧器布置时,底层起转二次风的偏转角与位置需与一次风的假象切圆大小相配合等.同时,对机组运行存在的塌焦现象进行了初步分析,并提出了相关解决方案.

    2010年07期 v.30;No.187 502-507页 [查看摘要][在线阅读][下载 214K]
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  • 余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究

    刘正宁;刘洋;谭厚章;牛艳青;王学斌;徐通模;

    对国内某铝厂原料石油焦和煅烧后的石油焦进行了X射线荧光(XRF)分析,并通过省煤器样管的扫描电镜(SEM)分析及腐蚀层的X射线衍射(XRD)检测,讨论了余热锅炉省煤器管壁低温腐蚀的形成及其机理.结果表明:省煤器管壁腐蚀层物质的主要成分是FeSO4.H2O;炼焦产生的高浓度SO2以及天然气燃烧所产生的大量水蒸气是造成铝厂余热锅炉低温腐蚀的原因,可以通过提高省煤器管壁温度来防止低温腐蚀的发生.

    2010年07期 v.30;No.187 508-511页 [查看摘要][在线阅读][下载 1124K]
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自动控制与监测诊断

  • 电站锅炉全局优化智能配煤模型的建立及系统开发

    夏季;陆攀;华志刚;张成;徐远纲;陈刚;

    建立了应用于电站锅炉的全局优化智能配煤模型.该模型在多目标优化数学模型的框架下,运用模糊数学方法构建目标函数和遗传算法(GA)寻优,利用神经网络实现混煤燃烧特性的预测.为提高GA的寻优性能,应用正交设计法和自适应罚函数对简单GA进行改进,建立了基于自适应罚函数的正交遗传算法优化配煤模型.在此基础上,开发了智能配煤系统并应用于某电厂优化配煤,提高了电厂配煤的自动化和智能化水平,具有较好的应用前景和示范作用.

    2010年07期 v.30;No.187 512-517页 [查看摘要][在线阅读][下载 196K]
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辅机技术

  • 袋式除尘器内部流场的数值模拟研究

    张广朋;袁竹林;

    采用数值模拟方法对袋式除尘器的内部流场进行了研究,发现原设计方案存在气流分布不均匀、设备阻力过大、粉尘沉降困难等问题,提出了增加进风口和在进气通道内添加导流板的改进措施.结果表明:改进后,气流分布更均匀,进出口压力差减小,除尘器各部分均能起到良好的除尘作用,从而有效地减少了滤袋的磨损,提高了除尘效率和运行的稳定性,为袋式除尘器的结构优化设计提供了依据.

    2010年07期 v.30;No.187 518-522页 [查看摘要][在线阅读][下载 780K]
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  • 直接空冷机组喷淋冷却系统的数值模拟和性能分析

    石维柱;安连锁;张学镭;范志强;

    以国产某300 MW直接空冷机组为例,建立了空冷单元喷淋冷却系统的数值分析模型,设计了3种不同型式的喷淋冷却系统,并采用Fluent软件对喷淋冷却系统的性能进行了数值模拟,得到了空冷单元内部及出口的温度场.结果表明:喷淋后空冷单元的出口空气平均温度比喷淋前降低了2~5 K,其中加装喷淋系统C后的空冷单元出口空气平均温度降低了5 K,排汽压力降低了6.7 kPa;喷淋系统的喷雾越均匀,雾滴覆盖范围越大,喷淋冷却系统的性能越好,排汽压力的降幅越大,经济性越好;对于国产某300 MW机组,当除盐水量充足时,采用喷淋系统C是最佳方案,如除盐水量有限,则应选择喷淋系统B.

    2010年07期 v.30;No.187 523-527+553页 [查看摘要][在线阅读][下载 1045K]
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环境科学

  • 甲烷自激励脉动燃烧NOx排放特性的试验研究

    邓凯;钟英杰;李华;方德明;

    采用Rijke型自激式脉动燃烧器,结合纹影摄像,对不同脉动频率、脉动振幅和燃烧功率下的NOx排放量进行了比较和机理分析.结果表明:在试验工况范围内,甲烷自激励脉动燃烧与非脉动燃烧相比可降低NOx的生成,NOx最高降低了99%,对应的CO降低了13.8%;当燃烧功率增大时,会出现燃烧不完全和燃烧效率降低的现象;脉动火焰符合分形特征,其分形维数大于非脉动燃烧,火焰内流场褶皱、卷曲的程度更高;脉动燃烧下NOx降低的原因是掺混程度更好、传热率更高;随着脉动频率的增加,NOx的排放量降低,说明频率增加促进了气体掺混,减少了气体在高温区的停留时间;脉动燃烧下NOx的排放随燃烧功率的增大而升高.

    2010年07期 v.30;No.187 528-535页 [查看摘要][在线阅读][下载 568K]
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  • 富氧燃烧方式下NOx生成的化学动力学模拟

    胡满银;刘忠;李媛;刘玉静;

    利用CHEMKIN软件的PSR模块对次烟煤常规燃烧和富氧燃烧的试验过程进行了模拟,通过对两种燃烧方式下NOx生成速率的比较,从机理上分析了富氧燃烧方式下影响NOx生成的因素.结果表明:在富氧燃烧的情况下,O2和煤粉热解产生的NH3、HCN是NOx生成的主要因素,在保证正常燃烧情况下,应尽量降低O2量;烃类物质和CO2分解的CO对NOx的分解起到重要作用;选择适当的循环倍率对控制NOx的生成也起到一定作用,综合锅炉运行情况,建议循环倍率选择0.7.

    2010年07期 v.30;No.187 536-541页 [查看摘要][在线阅读][下载 184K]
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  • 钾基固体吸收剂脱除烟气中CO2技术的研究进展

    陈少卿;赵长遂;赵传文;

    总结了利用钾基固体吸收剂脱除烟气中CO2技术的研究进展.介绍了具有优越碳酸化特性的KHCO3晶体热解产物的碳酸化和再生反应特性的影响因素,得出最佳碳酸化和再生试验工况参数;比较了不同负载型吸收剂的碳酸化特性,发现K2CO3/Al2O3的性能更为优越;详细叙述了K2CO3/Al2O3负载型吸收剂的碳酸化/再生循环特性,发现其循环特性良好.同时,给出了进一步的研究展望.

    2010年07期 v.30;No.187 542-549页 [查看摘要][在线阅读][下载 608K]
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材料科学

  • P92钢时效过程中冲击性能和硬度变化的试验

    张红军;周荣灿;于在松;

    对P92钢在650℃下进行了长达10 000 h的时效试验,并研究了时效过程中P92钢的冲击性能和硬度的变化.结果表明:P92钢具有一定程度的热时效脆化倾向,时效初期脆化速度较快,时效500 h时冲击吸收能量约下降50%,随后放缓并逐渐趋于稳定;根据冲击吸收能量与回火参数之间的变化关系,推出600℃下母材和焊缝金属的时效脆化特性,在整个设计寿命内,虽然母材发生一定程度的时效脆化,但冲击韧性仍然较高;焊缝金属在600℃运行5 000 h时即发生很大程度的脆化,冲击韧性较低;P92钢的硬度随时效时间的增加呈下降趋势,但变化不明显.

    2010年07期 v.30;No.187 550-553页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 锅炉用奥氏体不锈钢弯管内部氧化皮检测的新方法

    龙会国;

    以锅炉用奥氏体不锈钢管TP304H和TP347H为例,采用剩磁法和提升力法对奥氏体不锈钢弯管内部氧化皮的堆积量进行检测.结果表明:外部磁场激化后,奥氏体不锈钢弯管内部氧化皮的剩磁磁感应强度和提升力均随堆积量的增加而增大,在一定量后变化趋于平缓;剩磁磁感应强度和提升力还与奥氏体不锈钢管的规格有关,壁厚越大或内径越大,剩磁磁感应强度和提升力越小;V型弯管内氧化皮的剩磁磁感应强度和提升力大,U型弯管次之,L型弯管最小.剩磁法和提升力法是快速检测奥氏体不锈钢弯管内部氧化皮堆积量的一种新方法.

    2010年07期 v.30;No.187 554-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 292K]
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