? 中国电机工程学报
中国电机工程学报
 
      设为首页      加入收藏
 
          首页 | 中国电机工程学报 | 期刊浏览 | 投稿指南 | 期刊订阅 | 联系我们 | 留 言 板 | English
办 公 区


读 者 区


   相 关 期 刊




期刊浏览
 
中国电机工程学报
2012年 32卷 2期
刊出日期 2012-01-15
热能工程
工程热物理
动力机械与工程
 
热能工程
1 杨建国 刘达 张兆营 鞠晓丽
加装导流网以改善横向风对直接空冷凝汽器的影响

横向风是造成直接空冷凝汽器迎风侧空冷单元风机进气量降低甚至空气倒灌的主要原因，解决横向风对直接空冷凝汽器的不良影响具有重要意义。该文提出了一种改善横向风对直接空冷凝汽器不良影响的新方法，即在空冷凝汽器的迎风侧挡风墙下方加装导流网。以某1 000 MW直接空冷凝汽器的一组典型单元为研究对象，建立几何模型和数学模型，通过计算流体力学(computational fluid dynamics，CFD)模拟分析，阐明了加装导流网以提高风机入口进气流量的机制。研究表明：加装导流网可以有效地减弱空冷凝汽器横向风迎风侧上游单元风机入口的负压，增大进气量，同时避免了加装导流板对下游风机的不利影响。
2012 Vol. 32 (2): 1-8 [摘要] ( 57 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 36 )
9 金台 张力 唐磊 易超 高翔 罗坤 樊建人
自然通风湿式冷却塔配水优化的三维数值研究
基于两相传热传质理论和FLUENT软件特点，采用自定义函数添加源项方法，开发了适用于自然通风湿式冷却塔热力特性计算的三维数值模拟平台。经过实验验证后，将该平台应用于实际工程中常采用的分区配水研究，详细模拟了均匀配水、内外圆区分区配水、内方区配水3种配水方式下某一冷却塔内部流场、温度场的变化，及其对冷却塔出塔水温的影响。结果发现，采用分区配水的方法可以降低出塔水温，提高冷却塔效率。
2012 Vol. 32 (2): 9-15 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 16 )
16 安连锁 王鹏 姜根山 李庚生 沈国清
锅炉承压管泄漏声传播时间延迟估计

电站锅炉内强背景噪声和炉膛、管道壁面的反射干扰，使声传感器阵列接收到的承压管泄漏声压信号的广义相关函数峰值模糊，甚至无法获得稳定的估计峰值，从而无法精确定位泄漏源位置。采用声场设计软件EASE构建了600 MW超临界锅炉模型，对泄漏声线的传播、衰减等进行追踪，计算出泄漏信噪比；采用系统冲击响应平方反向积分法与Sabine方法对炉膛混响时间进行计算；通过数值实验评估了相位变换(phase transformation，PHAT)、极大似然(maximum likelihood，ML)及改进的噪声条件下的相位变换(phase transform for noise，PTN)以及选择(SWITCH)算法的时间延迟估计性能。结果表明：在强背景噪声和混响存在情况下，SWITCH和PTN算法具有优越性。PTN性能略优于SWITCH算法，但需要泄漏混响与直达声能量比的先验知识，并且需要触发频点检测。
2012 Vol. 32 (2): 16-23 [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
24 苏凯 刘吉臻 牛玉广
考虑直吹式钢球磨电耗的厂级负荷优化分配
已有的厂级负荷优化分配研究，只单一从煤耗角度，或者从煤耗与某些实际要求结合的角度，如综合考虑快速性或污染排放数量最优。但对于装备直吹式钢球磨煤机的火电厂，分配指令可能引起投运成本，也即厂用电量高并未进行研究。因此，针对此类高电耗量的磨煤机，提出一种综合考虑磨投运成本与总煤耗量的厂级负荷优化分配策略，并基于在混合策略与编码策略两方面进行改进的遗传-禁忌混合算法实现，以确保煤耗量与磨煤机厂用电量二者达到综合最小。最后通过对某厂4′300 MW机组仿真说明提出的厂级优化分配策略，以及成本计算与优化算法的有效性。
2012 Vol. 32 (2): 24-30 [摘要] ( 29 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
31 胡亚轩 刘建忠 王睿坤 虞育杰 周俊虎 岑可法
配煤对水煤浆性质的影响
通过对石港、小屯、兖州、黄陵4种煤进行单煤制浆及不同比例2种煤的配煤制浆实验，研究配煤制浆对水煤浆的成浆性、流变性及稳定性的影响。单煤的成浆性研究表明：不同煤种成浆浓度有差异，氧碳比低的煤种成浆性较好，最大成浆浓度较高；水煤浆在一定浓度范围内具有剪切变稀的非牛顿流体特性，且浓度越高剪切变稀特性越明显。配煤制浆中，由于煤种间的相互作用效果不同，同一种煤与不同的煤分别相配，以及配比的不同，对水煤浆的流变性及稳定性影响不同；配煤制浆对浆体的成浆性影响具有明显的非线性特点，实验中配煤制浆的实际成浆浓度和线性加权平均得到的最大成浆浓度间最大相差1.82个百分点。稳定性试验表明，在正常的水煤浆浓度下，无论是单煤还是配煤制取的水煤浆，20天后析水率都比较合理，在15%以下。不同的煤种配煤制浆后对稳定性有不同的影响。
2012 Vol. 32 (2): 31-38 [摘要] ( 29 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
39 顾燕萍 赵文杰 吴占松
采用最优MVs决策模型的电站锅炉燃烧优化
基于锅炉燃烧模型的非线性寻优和基于历史运行工况的数据挖掘是两种常见的锅炉燃烧优化技术，且各有利弊。前者可得到全局最优解，但算法复杂度较高；后者计算较为简易，但只能实现局部最优。结合两种方案的优点，提出基于离线非线性寻优所得最优知识库，采用模糊关联规则挖掘算法，建立最优操作变量(manipulated variables，MVs)决策模型，实现高效、稳定的锅炉燃烧优化。关联规则挖掘中，提出基于k-均值聚类的语言变量非均等模糊分割，以提高所得规则库的可信度；并基于改进的支持度和置信度概念实现规则库的精简。仿真结果表明，基于该文最优MVs决策模型的锅炉燃烧优化结果与全局寻优结果接近，且算法复杂度低、稳定性高，适合于在线实时优化与自适应更新。
2012 Vol. 32 (2): 39-44 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
45 苏胜 蔡兴飞 吕宏彪 孙路石 向军 奉诚 王小龙
采用双混合分数/概率密度函数方法模拟混煤燃烧
混煤燃烧存在复杂的相互影响，将混煤当成单一煤种并采用单混合分数/概率密度函数(probability density function，PDF)方法计算，意味着忽略了煤种之间的影响，结果会产生很大偏差。而双混合分数/PDF方法可以分别定义各单煤性质并跟踪各单煤的燃烧过程，能够体现煤种之间燃烧特性的影响。利用单、双混合分数/PDF方法对同1台300 MW四角切圆锅炉进行模拟研究，并与实测数据进行对比，结果表明：双混合分数/PDF方法模拟的结果更符合混煤在炉内实际的燃烧情况。同时采用双混合分数/PDF方法模拟某一混煤燃烧过程，得到燃烧煤粉锅炉的流动，温度和烟气分布等特性。
2012 Vol. 32 (2): 45-52 [摘要] ( 20 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
53 孔红兵 柳朝晖 陈胜 张倩 郑楚光
600 MW富氧燃烧系统过程建模及优化

用Aspen Plus软件对O2/CO2燃烧气氛下600 MW燃煤电厂全过程进行建模分析和优化，对空分系统、烟气处理系统进行功耗分析，并对空分系统、锅炉热力发电系统和烟气处理系统三大系统耦合优化分析。结果表明，当对600MW传统电厂改造成富氧燃烧时，空分系统占电厂总电耗58.54%，烟气处理系统占总电耗26.97%，电厂的供电效率由原来的37.69%降低到25.62%；当对富氧燃烧进行综合优化后，空分系统电耗可以降低22.6%，烟气处理系统略增1.3%，电厂的供电效率可以提高3.11%，最佳供氧浓度为98%。
2012 Vol. 32 (2): 53-60 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 9 )
61 孟庆敏 陈晓平 刘道银
单个球形木材颗粒热解过程数值模拟
建立一维、非稳态单个球形木材颗粒热解模型，模型包含颗粒内部气相和固相质量、动量和能量守恒方程。颗粒内气体运动采用Darcy理论描述，传热模型包括颗粒内的导热和对流传热以及颗粒表面与外界的对流和辐射传热，热解动力学采用一步反应模型。运用文献中的实验结果对模型进行了验证，模型能够较好地预测颗粒内部不同位置处温度和固体失重率随时间的变化过程。运用模型考察进气温度和颗粒粒径对木材颗粒热解过程的影响。结果表明：进气温度越高，颗粒热解所需要的时间越短。相同无量纲直径处，小粒径的颗粒升温快，整个颗粒的温度趋于一致的时间较短，剩余固体率的变化规律与温度的变化一致。
2012 Vol. 32 (2): 61-66 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
67 朱志平 熊书华 赵永福 郭小翠 周瑜
锅炉水冷壁管材料20G和 15CrMo在含Cl-溶液中的点蚀特性
为研究水冷壁管材料20 G和15CrMo在含Cl-溶液中的点蚀特性，通过常温电化学实验和高温挂片实验，对其常温、高温腐蚀特性进行分析，用透反射金相显微镜、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy，SEM)、X能谱仪(energy dispersive spectrometer，EDS)、X射线衍射(X-ray diffraction，XRD)对试片表面形态和组分进行表征与分析。结果表明，常温条件下，Cl-对这2种材料都有侵蚀性，其中15CrMo耐Cl-侵蚀性能比20 G优秀。高温条件下，Cl-对20 G和15CrMo的侵蚀性严重，促进材料的溶解，加速材料的点蚀。常温条件下Cl-与OH-在金属表面存在竞争吸附作用，形成复合中间体FeOHCl，高温条件下Cl-的作用相当于催化剂，促进Fe2+水解，生成疏松无保护性的Fe3O4。在电厂实际运行中，应控制给水中Cl-质量浓度低于0.2 mg/L。
2012 Vol. 32 (2): 67-72 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
73 杨善让 雷扬 赵波 盛杰 陈立军
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。
2012 Vol. 32 (2): 73-79 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 9 )
80 程健 郭烈锦 许世森 张瑞云 李晨
熔融碳酸盐燃料电池烧结电极制备方法
该文探讨一种环保的、可连续生产的适合熔融碳酸盐燃料电池(molten carbonate fuel cell，MCFC)使用要求的烧结电极制备方法，以泡沫镍和冲孔镀镍钢带为支撑体，聚乙烯醇与羧甲基纤维素钠的混合溶液作为黏结剂，T255羰基镍粉为导电活性材料，运用拉浆法在不同的烧结温度下制备MCFC电极。在此基础上，采用煤油浸入法测量了制备电极的孔隙率，利用扫描电镜分析电极的微观形貌，通过热重分析仪测试镍浆的失重和热流变化，并对组装后MCFC中电极的电化学性能进行测试。测试结果表明，以镀镍钢带为支撑体的电极较泡沫镍电极具有更好的强度和电化学性能，在一定的烧结条件下，采用拉浆工艺能够制备满足MCFC要求的电极。
2012 Vol. 32 (2): 80-86 [摘要] ( 18 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 9 )
工程热物理
87 杨仲卿 张力 唐强
超低浓度煤层气在流化床燃烧过程中相间的 传热传质特性
气泡相和乳化相间的传热传质对超低浓度煤层气在流化床中的燃烧有重要的影响。基于流化床内能量平衡和质量平衡的建立了数学模型，结合催化动力学实验，研究了相间传热传质系数的变化，分析了床层温度、颗粒粒径、气泡直径、进气甲烷浓度对相间的传热传质特性的影响。研究表明：床层温度、颗粒粒径增加时，传热系数减小、传质系数增大、出口处无量纲甲烷浓度减小；存在一个临界气泡尺寸使相间的传热系数最大，颗粒粒径增大时，临界气泡尺寸略减小、出口处无量纲甲烷浓度增加；进气甲烷浓度对传热传质系数影响较小。
2012 Vol. 32 (2): 87-92 [摘要] ( 21 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
93 姜泽毅 柳翠翠 张欣欣 马强 孙雨生
单/多狭缝射流冲击柱状凸形表面流动和换热特性
为分析单狭缝、双狭缝和四狭缝射流冲击柱状凸形表面的流动换热特性，应用Realizable k-e模型对其展开数值研究。通过与实验数据对比验证了数学模型的适用性，比较探讨了单、多狭缝冲击射流的流场分布、边界层分离现象和冲击换热特点。结果表明：单、多狭缝射流冲击柱状凸形表面，气体分别在流动阻力和相邻狭缝射流逆向相遇阻力形成的逆压梯度作用下，发生边界层分离；随流动发展，多狭缝射流在相邻射流逆向相遇作用下，Nu迅速下降至最低值，随后在逆流作用下有所回升；每狭缝具有相同雷诺数Re条件下，当狭缝数目增加时，Re的增加对提高平均努塞尔数Num的效果相对较小，当无量纲曲率半径(D/B)增大时，Num对Re的变化更加敏感，增大Re将有效地增加表面Num；狭缝射流总流量一定时，狭缝数目越多，Num越小，局部努塞尔数Nu分布越均匀。
2012 Vol. 32 (2): 93-98 [摘要] ( 23 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
99 张丽慧 王广军 陈红 罗兆明
基于最优未来时间步求解非稳态导热反问题
应用顺序函数法(sequential function specification method，SFSM)研究利用未来时刻的温度测量信息反演非稳态导热系统表面热流问题。分析表面热流反演过程中未来时间步的优化问题，依据残差原理建立最优未来时间步的估算方法，并讨论了温度测量误差和测点位置对未来时间步的优化结果及表面热流反演结果的影响。数值试验结果表明，采用该文方法能够在综合考虑温度测量误差水平和温度测点位置等相关因素的基础上，恰当地选择未来时间步数，从而有效地改善表面热流的反演效果。
2012 Vol. 32 (2): 99-103 [摘要] ( 27 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 9 )
104 张文杰 谭建宇 赵军明 刘林华
考虑热辐射效应的泡沫金属有效导热系数数值分析

有效导热系数是泡沫金属工程应用中传热相关设计的一个重要参数。该文基于简化元胞结构模型，通过直接求解样品内部导热微分方程和辐射传递方程，研究FeCrAlY开孔泡沫金属的有效导热系数。比较了基于剖球模型与传统等截面支架搭接模型的计算结果，分析剖球模型下孔隙单元尺寸、孔隙率、样品平均温度等因素对有效导热系数的影响。研究结果表明，孔隙单元结构对有效导热系数的影响很大，不能仅通过孔隙率和孔隙数密度来研究有效导热系数的变化规律。高温下辐射传热占主导，孔隙率越高，孔隙越大，有效导热系数对温度越敏感。增大孔隙率、减小孔隙尺寸、降低工作温度等会减小泡沫金属的有效导热系数。基于简化几何模型的直接数值模拟可以作获得泡沫金属有效导热系数的一种行之有效的方法。
2012 Vol. 32 (2): 104-109 [摘要] ( 28 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 12 )
110 宋飞虎 许传龙 王式民
基于彩虹技术的吸收性液滴多参数测量方法
目前彩虹测量技术广泛地应用于液体参数的测量，然而针对吸收性液滴彩虹测量技术的研究较少。该文基于几何光学理论、Mie理论和Bouguer定律，提出一种同时测量液滴粒径、折射率和吸收率的多参数测量方法。利用电荷藕合器件图像传感器(charge-coupled device, CCD)相机拍摄液滴的彩虹信号，通过彩虹信号的Ripple结构频率、主峰峰值位置和强度，实现多参数测量。为避免自由下落液滴形成长短轴比随机的椭球而带来的测量误差，以毛细管出口的稳定液柱为测量对象进行实验研究。结果表明：若Ripple结构淹没在噪声之中，则无法准确获得频率，粒径的测量会产生较大误差；在Ripple结构信噪比较高的前提下，该方法具有较小的测量误差。红墨水溶液的吸收率与其浓度成线性关系，吸收率的测量下限可以达到10-5。
2012 Vol. 32 (2): 110-116 [摘要] ( 26 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 10 )
动力机械与工程
117 蒲星星 刘尚明 蒋洪德
重型燃气轮机状态能观度分析及 其在故障诊断中的应用
不同能观度的测量模型对重型燃气轮机故障诊断精度影响很大，对测量模型的优劣进行定量评价有重要意义。针对现有系统状态能观度分析存在的不足，提出一种新的基于能观矩阵奇异值分解的状态能观度分析方法，该方法在系统状态处于不同数量级时也可以准确计算系统各个状态的能观度。利用提出的能观度分析方法，计算得到了重型燃气轮机在设计工况下各状态的能观度和各测量对各状态能观度的敏感度排序。利用强跟踪滤波器对两种能观度测量模型下重型燃气轮机压气机故障诊断进行仿真，结果验证了文中方法的正确性，该方法可以用于测量模型优劣的定量评价。
2012 Vol. 32 (2): 117-122 [摘要] ( 32 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 12 )
123 徐伟 王彤 谷传纲
小流量工况下采用孔式机匣的 离心压气机内部流场分析
实验结果表明，应用于半开式离心压气机的孔式机匣处理方式可以有效扩大压气机的稳定工作范围，而且不会降低压气机的效率。采用数值计算方法，比较了某离心压气机叶轮有无孔式机匣处理的内部流动情况，计算结果与实验结果相符。通过对小流量工况下计算结果的分析发现，孔式机匣处理结构对压气机叶片通道上部区域的流动影响显著，抽吸流量重新进入叶片通道后可以降低叶片通道入口局部的气流冲角。孔式机匣处理结构还可以抑制叶顶间隙涡，补偿抽吸掺混带来的损失。
2012 Vol. 32 (2): 123-129 [摘要] ( 26 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 8 )
130 钱玉良 张浩 彭道刚 夏飞
基于新的广义粒子群方法的发电机组轴心轨迹提纯
针对发电机组等旋转机械轴心轨迹图的特点，结合案例提出一种新的广义粒子群思想，并将这一新的广义粒子群优化方法用于轴心轨迹提纯。将轴心轨迹图作为粒子群，建立粒子运动模型，阐述了广义粒子群方法的提纯和去噪机制，并给出了广义粒子群–模拟退火算法。通过转子振动试验平台上的模拟测试实例验证了该方法提纯轨迹的效果；对提纯后的轨迹图反演振动信号的分析表明，该方法去噪效果优于数学形态学滤波方法。该方法实现简单，是一种有效实现轴心轨迹提纯的新方法。
2012 Vol. 32 (2): 130-137 [摘要] ( 34 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 13 )
 
 
访问量：
京ICP备05032083号
北京市海淀区清河小营东路15号　100192　电话：010-82812533