超临界循环流化床锅炉水冷壁吸热偏差计算及深度调峰水动力特性 被引量：1

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作者 张西容 宋园园 +3 位作者 周妍君 吕俊复 黄中 杨冬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期6047-6056,I0017,共11页

超临界循环流化床锅炉在深度调峰过程中受热负荷及质量流速变化的影响容易出现管壁拉裂、超温爆管等安全问题,故有必要对锅炉深度调峰负荷时热偏差系数、水动力特性进行计算研究。该文根据超临界循环流化床锅炉水冷壁及水冷屏结构,建立... 超临界循环流化床锅炉在深度调峰过程中受热负荷及质量流速变化的影响容易出现管壁拉裂、超温爆管等安全问题,故有必要对锅炉深度调峰负荷时热偏差系数、水动力特性进行计算研究。该文根据超临界循环流化床锅炉水冷壁及水冷屏结构,建立水动力计算数学模型并运用实炉测量数据计算实炉热偏差系数,对310及110MW负荷实炉热偏差系数进行计算,并采用110MW负荷实炉热偏差系数对120及70MW(深度调峰负荷)的水动力进行计算,将120MW负荷时的出口汽温计算结果与实炉测量数据进行对比验证,对70MW深度调峰负荷水动力计算结果进行分析。结果表明:循环流化床锅炉高低负荷时热偏差系数分布规律不同,在相近负荷时炉膛热偏差系数呈现出一致性,并且锅炉在70MW深度调峰负荷时,锅炉能安全稳定运行。深度调峰负荷时循环流化床锅炉吸热偏差系数及水动力特性的计算研究,为现有火电机组进行灵活性深度调峰优化改造提供一定的理论基础。 展开更多

关键词 超临界循环流化床锅炉 热偏差系数 深度调峰 水动力特性 实炉数据

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回转窑低阶煤热解提质工艺及应用技术研究进展

2

作者 杨远平 黄云 +3 位作者 宋民航 李刚 施鹏宇 李水清 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第6期2251-2263,I0018,共14页

“双碳”战略的启动,将加速推动煤炭行业,尤其是低阶煤产业的转型升级,促进低阶煤走向资源利用效率高、创新能力强、智能水平高、低碳可持续发展之路。在此背景下,回转窑因其原料适应广、操作连续灵活、产品优质及工艺可大型化等优势广... “双碳”战略的启动,将加速推动煤炭行业,尤其是低阶煤产业的转型升级,促进低阶煤走向资源利用效率高、创新能力强、智能水平高、低碳可持续发展之路。在此背景下,回转窑因其原料适应广、操作连续灵活、产品优质及工艺可大型化等优势广泛应用于煤热解。为阐明回转窑低阶煤热解技术发展现状及前景,该文总结现有回转窑低阶煤热解技术和工艺特点,归纳影响热解产物产率和质量的主要因素。随后,从模型建立及理论分析方面,总结回转窑内物料输运、破碎机制及传热机理。最后,归纳对比现有回转窑低阶煤提质应用技术,分析现阶段回转窑低阶煤热解技术面临的主要瓶颈与挑战,对未来低阶煤热解研究热点和发展方向进行展望,以期为回转窑低阶煤热解工艺的优化及绿色高效规模化发展提供一定参考。 展开更多

关键词 回转窑 低阶煤热解工艺 机理模型 传热机理 智能管控

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金属纤维表面燃烧器掺氢燃烧特性实验研究

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作者 王天天 王志宁 +3 位作者 张杨鑫 张扬 张海 庞尔总 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期424-432,I0001,共10页

双碳目标下,掺氢天然气作为一种低碳燃料,其在已有燃气设备上的适应性成为关注重点。该文在一台配有金属纤维燃烧器的350 kW燃气实验炉上进行掺氢燃烧实验,重点关注掺氢比(0%~30%)和负荷(25%~100%)变化对燃烧器运行性能和污染物排放的... 双碳目标下,掺氢天然气作为一种低碳燃料,其在已有燃气设备上的适应性成为关注重点。该文在一台配有金属纤维燃烧器的350 kW燃气实验炉上进行掺氢燃烧实验,重点关注掺氢比(0%~30%)和负荷(25%~100%)变化对燃烧器运行性能和污染物排放的影响。结果表明,保证负荷和风机转速不变时,掺氢后炉膛燃烧的过量空气系数增加,NO_(x)、CO和CO_(2)同时降低;随着负荷的增加,金属纤维燃烧器更趋向于蓝焰模式,NO_(x)排放降低,CO排放增加。实验过程中,基本上所有工况(经过优化后)均可以满足NO_(x)和CO排放都低于30 mg/m^(3)。该文可为燃气锅炉掺氢燃烧工程实践提供一定的数据基础。 展开更多

关键词 掺氢天然气 金属纤维表面燃烧器 污染物排放 碳减排

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水轮机HFC-4310蒸发冷却换热特性及相关性研究

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作者 秦光宇 赵艳伟 +3 位作者 王雄师 李广德 吕俊复 吴玉新 《大电机技术》 2025年第2期62-69,77,共9页

蒸发冷却技术因其冷却效能高,在水轮发电机定子线棒冷却中具有广阔的应用前景,准确预测蒸发冷却管内传热特性对于水轮发电机的安全运行至关重要。本文旨在建立以十氟戊烷(HFC-4310)为工质的蒸发冷却管内的流动换热计算方法,根据不同尺... 蒸发冷却技术因其冷却效能高,在水轮发电机定子线棒冷却中具有广阔的应用前景,准确预测蒸发冷却管内传热特性对于水轮发电机的安全运行至关重要。本文旨在建立以十氟戊烷(HFC-4310)为工质的蒸发冷却管内的流动换热计算方法,根据不同尺寸选型的矩形空心导线在5000A~7500A负荷下的沿程温度分布数据,对比分析了三种单相流动换热(Kays-Crawford、Whitaker、Dittus-Boelter)关联式和四种饱和沸腾换热(Chen、Gungor-Winterton、Lazarek-Black、Li-Wu)关联式的准确性。误差分析结果表明,单相流动换热中Dittues-Boelter关联性能更准确地计算单相段沿程温度分布,饱和沸腾换热中Li-Wu关联式准确性最高,平均相对误差在5%以内。采用过冷沸腾的传热模型可有效提升预测精度,据此分析了5种矩形空心导线的实心管温度分布分析其散热性能,结果表明,在相同电流强度下,2.5×9.5的矩形空心导线冷却性能最佳。 展开更多

关键词 蒸发冷却 十氟戊烷 饱和沸腾换热 单相强制对流换热

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滇池底泥混燃特性及燃烧动力学分析

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作者 郑欣昱 陈嘉霖 +5 位作者 张飞 王随林 刘磊 苑鹏 武琪 黄中 《发电技术》 2025年第1期180-189,共10页

【目的】城市河道及湖泊多是污水的承载体,沉积有大量含氮高、重金属元素富集的底泥,采用燃烧处置具有清洁高效、经济环保等特点,研究其燃烧动力学特性对于处置利用有重要意义。【方法】采用热重分析法,先对比分析滇池底泥的单燃特性,... 【目的】城市河道及湖泊多是污水的承载体,沉积有大量含氮高、重金属元素富集的底泥,采用燃烧处置具有清洁高效、经济环保等特点,研究其燃烧动力学特性对于处置利用有重要意义。【方法】采用热重分析法,先对比分析滇池底泥的单燃特性,为了给实际工程应用提供参考,将底泥与煤按照底泥10%、20%、30%的比例混燃,并通过Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Coats-Redferm(Coats)法,选取11种常用动力学机理函数和固态反应机制函数,拟合各反应阶段活化能和机理函数。【结果】底泥燃烧分为4个阶段,相比于污泥煤泥,其着火温度较低,更易于燃烧,但燃尽温度较高,综合燃烧特性存在差距。底泥在不同升温速率下燃烧时,升温速率越低越利于燃烧;底泥与煤混燃存在协同效应,其相互作用对于燃尽特性有着积极影响,且随掺混比例的增加,着火性能得到了改善,但当掺混比例达到30%时,可燃特性指数明显减小,说明掺烧比例过大时,不利于改善燃料的燃烧性能。最终拟合结果显示,燃烧过程第二、三阶段反应机理一致,第四阶段不同。【结论】底泥可以作为一种燃料进行使用,底泥与煤混燃可以改善煤的着火性能,有利于煤的稳定燃烧,但比例不得超过30%,研究结果可为实际工程应用提供参考。 展开更多

关键词 湖泊底泥 热重实验 底泥燃烧 燃烧性质 动力学分析 表观活化能 反应机理函数 掺混比例

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背压式汽轮机组与有机朗肯循环耦合的热电联产系统 被引量：19

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作者 刘强 段远源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期29-36,12,共8页

该文提出背压式汽轮机组耦合有机朗肯循环(organicRankine cycle,ORC)的热电联产系统。通过提高背压式汽轮机组的蒸汽流量,多余排汽供ORC发电,以实现提高背压汽轮机组效率,增加系统发电量的目的。该系统可同时满足热负荷和电负荷的调节... 该文提出背压式汽轮机组耦合有机朗肯循环(organicRankine cycle,ORC)的热电联产系统。通过提高背压式汽轮机组的蒸汽流量,多余排汽供ORC发电,以实现提高背压汽轮机组效率,增加系统发电量的目的。该系统可同时满足热负荷和电负荷的调节。ORC的热效率随主气温度的提高而上升,但是其主气温度受背压式汽轮机排汽冷凝温度的限制。为了获取最大热效率,优化了R600a、R245fa、R123和R113这4种工质的运行压力。结果表明R113运行压力最低而热效率最高,其净发电量比R600a约高10%。随热负荷的降低该联产系统的燃料利用系数降低,但是火用效率会高于原工况。 展开更多

关键词 热电联产 背压式汽轮机 有机朗肯循环 参数优化 热经济性

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联合旁通烟道与暖风器的锅炉烟气余热利用系统 被引量：7

7

作者 马有福 杨丽娟 吕俊复 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第18期5359-5366,共8页

联合应用空气预热器旁通烟道与暖风器回收电站锅炉排烟余热,可使锅炉尾部烟气热能与汽轮机回热系统间的交叉梯级利用更优,获得更高的电厂效率。以某600 MW超超临界燃烟煤机组为例,对旁通烟道与暖风器联合系统进行了热经济性与技术经济... 联合应用空气预热器旁通烟道与暖风器回收电站锅炉排烟余热,可使锅炉尾部烟气热能与汽轮机回热系统间的交叉梯级利用更优,获得更高的电厂效率。以某600 MW超超临界燃烟煤机组为例,对旁通烟道与暖风器联合系统进行了热经济性与技术经济性分析,作为比较对常规旁通烟道系统也进行了计算。结果表明,由联合系统回收锅炉排烟从122℃降温至90℃的余热,使机组供电标准煤耗减小4.26g/(k W?h),需投资1500万元,动态投资回收期1.73年;而应用常规系统时上述结果分别为:2.63g/(k W?h)、1685万元和3.56年。可见联合系统具有明显的热经济性和技术经济性优势,建议对其进行工程化应用研究。提高暖风器出口温风温度可提高联合系统热经济性,但技术经济性结果变化很小,故温风温度不宜过高。 展开更多

关键词 火力发电厂 余热利用 旁通烟道 暖风器 技术 经济性分析

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水平圆管内气液两相逆向流动特性的管径尺度效应实验 被引量：2

8

作者 马有福 彭杰伟 +4 位作者 吕俊复 袁益超 郭雪岩 杨斌 岳荣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第19期5772-5778,共7页

水平管内气液两相逆向流动过程与水下舰船动力系统及核能发电系统的安全可靠工作密切相关。利用水下排气可视化实验系统,以空气和水为两相介质,对4个不同管径水平圆管进行气液两相逆向流动实验。研究管径变化对水平管内气液逆流特性及... 水平管内气液两相逆向流动过程与水下舰船动力系统及核能发电系统的安全可靠工作密切相关。利用水下排气可视化实验系统,以空气和水为两相介质,对4个不同管径水平圆管进行气液两相逆向流动实验。研究管径变化对水平管内气液逆流特性及无量纲模型适用性的影响。主要结论有：1）管径对水平管内气液逆流流量关系具有显著影响,减小管径能有效防止水下排气柴油机发生水倒灌事故,增大管径则有利于强化核堆热段内冷凝水回流。2）Wallis模型在较大管径时对水平管气液逆流特性的关联性较好,但管径小于100mm时关联性能变差,表现出特殊的管径尺度效应。3）探讨Wallis模型在小管径范围关联性变差的原因,并提出预测大管径水平管内气液逆流特性的实验关联式。 展开更多

关键词 气液两相流 逆向流动 可视化实验 热段 水下排气 水平圆管

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宽负荷下供热机组煤耗实时寻优分析 被引量：8

9

作者 王志敏 黄骞 +1 位作者 王可轩 李水清 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1347-1358,共12页

燃煤机组宽负荷清洁高效运行是平稳达成“双碳”目标的关键支撑技术之一。当前,机组运行煤耗仍具较大优化空间,但各变量的优化调整尚依赖于经验,缺乏理论性。首先,该文构建基于反平衡方法的350MW供热机组供电煤耗实时计算模型,同时提出... 燃煤机组宽负荷清洁高效运行是平稳达成“双碳”目标的关键支撑技术之一。当前,机组运行煤耗仍具较大优化空间,但各变量的优化调整尚依赖于经验,缺乏理论性。首先,该文构建基于反平衡方法的350MW供热机组供电煤耗实时计算模型,同时提出基于该模型的Sodol敏感性分析法以获取机组各重要可控参数的敏感性系数。其次,采用R检测法实时筛选机组稳态数据,并通过三维边界(供热比、负荷、环境温度)约束方式给出机组运行工况划分方式。进一步,采取主要目标法构建以煤耗为主要目标的供热机组多元寻优模型,从而获得机组各工况的历史可达最优煤耗点。最后,计算一台350MW供热机组实时运行数据与模型寻优结果的偏差,并以“碳减排量”作为评价指标,量化该机组低碳运行的碳经济性,验证了该模型实际应用的可靠性。 展开更多

关键词 燃煤机组 煤耗寻优 热电联供 敏感性分析 CO_(2)减排

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百千瓦级天然气制氢质子交换膜燃料电池热电联产系统稳态特性模拟分析 被引量：2

10

作者 吴磊 彭黎菊 +2 位作者 李爽 史翊翔 蔡宁生 《发电技术》 CSCD 2023年第3期350-360,共11页

依托Aspen Plus平台建立了百千瓦级质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联产系统模型,该模型由燃料处理单元、热回收单元与PEMFC单元构成。燃料处理单元关键设备模型依据反应动力学参数搭建,PEMFC电堆采... 依托Aspen Plus平台建立了百千瓦级质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)热电联产系统模型,该模型由燃料处理单元、热回收单元与PEMFC单元构成。燃料处理单元关键设备模型依据反应动力学参数搭建,PEMFC电堆采用Aspen Custom Modeler自定义模型。验证了关键设备模型的准确性,并分析了稳态条件下设备运行参数对系统性能的影响,结果表明:在以电定热运行模式下,可适当减少燃烧天然气进料或者降低重整原料水碳比,以提高系统的电效率与㶲效率。此外,可调节变压吸附(pressure swing adsorption,PSA)至PEMFC管路阀门,增大电堆阳极进气压力以提高发电量,但不建议增大电堆阴极进气压力,这会导致系统辅助设备耗电量上升、净电效率下降。以热定电时,可采取相反的调节方式,降低燃烧烟气与PEMFC尾气的排放温度,提高系统热效率。研究结果可为调整PEMFC热电联产系统工作参数以实现热电输出合理配比提供参考。 展开更多

关键词 天然气蒸气重整制氢 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 热电联产 稳态特性

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太阳能-地热能混合式发电系统的性能评价 被引量：1

11

作者 刘强 张恩涛 +1 位作者 贺江龙 段远源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期2109-2118,共10页

混合式发电系统是可再生能源高效利用的主要技术,能流的匹配特性是提高系统发电稳定性和效率的关键。围绕西藏当雄地区的太阳能和地热能资源特征,提出太阳能加热地热水产生高压蒸汽协同地热饱和蒸汽驱动汽轮机发电,而低温地热水驱动有... 混合式发电系统是可再生能源高效利用的主要技术,能流的匹配特性是提高系统发电稳定性和效率的关键。围绕西藏当雄地区的太阳能和地热能资源特征,提出太阳能加热地热水产生高压蒸汽协同地热饱和蒸汽驱动汽轮机发电,而低温地热水驱动有机朗肯循环的混合式发电系统。构建了系统的热力学模型,分析了设计工况下系统的热力性能,探究了地热水温度、流量和太阳能辐射强度(direct normal irradiance,DNI)对系统性能的影响。提出系统全工况运行策略,探讨系统在典型日不同时段的热力性能表现。结果表明:系统的净输出功率和热效率随DNI的增加而上升,但是系统(火用)效率下降。设计工况系统的热效率为14.66%;系统(火用)效率为27.52%,太阳能集热器(火用)损失达45.4%。夏季和秋季典型日储热时段,高、低压汽轮机载荷因子分别高于0.94和0.95。当系统仅由地热能驱动时,热效率降低至12.08%。该研究可为太阳能与地热能混合式发电系统的设计和运行提供参考。 展开更多

关键词 太阳能 地热能 混合式发电系统 运行策略 热力性能

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回注参数对增强型地热超临界CO_(2)循环热力性能的影响 被引量：1

12

作者 刘强 万旭 段远源 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第21期7884-7892,共9页

采用超临界CO_(2)循环的增强型地热系统(enhanced geothermalsystems,EGS)是干热岩开发技术之一,回注参数决定了生产井口CO_(2)的压力和温度,进而影响循环的热力性能。基于青海共和盆地干热岩特性,建立井下换热模型,揭示井下沿程CO_(2)... 采用超临界CO_(2)循环的增强型地热系统(enhanced geothermalsystems,EGS)是干热岩开发技术之一,回注参数决定了生产井口CO_(2)的压力和温度,进而影响循环的热力性能。基于青海共和盆地干热岩特性,建立井下换热模型,揭示井下沿程CO_(2)的压力、温度及相关热物性参数的变化规律,分析回注参数对CO_(2)-EGS循环热力性能的影响。结果表明:回注压力一定,增大过冷度,可提高生产井出口压力,进而提高净输出功率,且回注压力越大,增大过冷度对提高净输出功率的作用越明显。回注温度低于23.5℃时,净输出功率和发电效率随回注压力的升高先增加后降低;回注温度为20℃,回注压力为6.29MPa时系统的净输出功率最大,达3.17MW。 展开更多

关键词 增强型地热系统 超临界CO_(2)循环 回注参数 热力性能

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均匀受热垂直上升管内界限质量流速的解析表达式 被引量：1

13

作者 唐国力 顾君苹 +3 位作者 吴玉新 李舟航 吕俊复 刘青 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期2357-2364,共8页

界限质量流速G0是直流锅炉垂直管圈水冷壁设计的一个关键参数。当垂直管圈水冷壁支管内的质量流速小于G0时,水冷壁将呈现正流量响应特性。为了系统研究G0的影响因素及它们对G0的影响规律,文中建立亚临界/超临界压力条件下垂直管内工质... 界限质量流速G0是直流锅炉垂直管圈水冷壁设计的一个关键参数。当垂直管圈水冷壁支管内的质量流速小于G0时,水冷壁将呈现正流量响应特性。为了系统研究G0的影响因素及它们对G0的影响规律,文中建立亚临界/超临界压力条件下垂直管内工质流动压降的计算模型,推导出均匀受热垂直上升管内G0的解析表达式,揭示了界限质量流速与加热条件和管子结构参数的函数关系。在此基础上,结合两相流流动特性参数的经验关联式,系统分析G0在不同条件下的变化规律。结果表明,进出口工质温度、工质压力、管子内径和沿程摩阻系数、管长对G0均有一定影响。在几何结构不变时,降低工质进、出口温度或者提高工质工作压力都会使得G0增大。在进、出口工质温度和工作压力不变时,减小管子内径、增大沿程摩阻系数或是减小管长会使得G0减小。 展开更多

关键词 垂直管圈水冷壁 低质量流速 正流量响应特性 界限质量流速 解析解

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燃准东煤电站锅炉沾污结渣特性及防治措施研究进展 被引量：1

14

作者 卢啸风 李建波 +6 位作者 刘卓 黄中 辛胜伟 龙潇飞 王虎 苗闪闪 王泉海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7247-7263,I0013,共18页

新疆地区的准东煤预测储量高达3900亿t,然而煤灰的高沾污结渣倾向严重制约着准东煤在电站锅炉的安全经济利用。为了明晰沾污结渣机理,推动准东煤在电站锅炉的高比例掺烧甚至纯烧,该文从准东煤的无机组分组成、煤的成灰特性、灰的沉积特... 新疆地区的准东煤预测储量高达3900亿t,然而煤灰的高沾污结渣倾向严重制约着准东煤在电站锅炉的安全经济利用。为了明晰沾污结渣机理,推动准东煤在电站锅炉的高比例掺烧甚至纯烧,该文从准东煤的无机组分组成、煤的成灰特性、灰的沉积特性、电站锅炉受热面沾污结渣特性和防治措施5个方面对相关基础研究和工业应用情况进行总结。碱金属钠的释放、冷凝和低熔点组分的形成是沾污结渣主要原因,混煤和添加剂的使用以及燃烧调整是最常用的应对措施,降低炉膛出口烟气温度、优化受热面布置和吹灰方式是目前主流的炉型设计思路。开发完善新的炉型和技术手段有望为纯烧准东煤提供解决思路,但还需要应对燃准东煤电站锅炉灵活低碳发展过程的新挑战。 展开更多

关键词 准东煤 积灰 结渣 沾污 防治措施

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重型燃气轮机侧向进气蜗壳参数化设计方法研究 被引量：2

15

作者 李晓晔 李雪松 +3 位作者 马琨 任晓栋 李宇红 顾春伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期5620-5630,I0015,共12页

重型燃气轮机侧向进气蜗壳会带来额外进气损失并产生进气畸变,这将会影响压气机的效率和稳定性,进而影响整机效率。目前侧向进气蜗壳的设计仍以经验设计为基础,并未形成系统化的侧向进气蜗壳参数化设计方法,尚无各关键无量纲参数的推荐... 重型燃气轮机侧向进气蜗壳会带来额外进气损失并产生进气畸变,这将会影响压气机的效率和稳定性,进而影响整机效率。目前侧向进气蜗壳的设计仍以经验设计为基础,并未形成系统化的侧向进气蜗壳参数化设计方法,尚无各关键无量纲参数的推荐取值范围。该文基于传统的蜗壳设计理论,针对侧向进气道蜗壳进行简化设计,并通过数值模拟方法研究其内部流动机理,明确进气蜗壳内的流动损失主要来自导流锥两侧的剪切涡、支板绕流涡和收缩段边界层。在此基础上,提出一种参数化设计方法,研究几何结构对进气蜗壳总压损失和出口气流不均匀性的影响。结果表明,收缩段入口直径、锥底直径和锥角对进气蜗壳气动性能影响较大。最后,该文给出各设计参数的推荐取值范围,可为未来高性能侧向进气蜗壳设计准则制定提供基础。 展开更多

关键词 燃气轮机 进气道 参数化设计 总压损失 进气畸变

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面向双碳目标的多元燃料循环流化床燃烧技术展望 被引量：1

16

作者 岳光溪 张扬 +3 位作者 张建春 王志宁 柯希玮 张海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期6844-6854,I0012,共12页

双碳目标让煤电机组的低碳化受到广泛关注。低碳燃料替代是循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术的重要方向之一。零碳、低碳燃料特性与煤显著不同,这对CFB燃烧技术的燃料适应性提出了新的挑战。该文从燃料的着火与... 双碳目标让煤电机组的低碳化受到广泛关注。低碳燃料替代是循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧发电技术的重要方向之一。零碳、低碳燃料特性与煤显著不同,这对CFB燃烧技术的燃料适应性提出了新的挑战。该文从燃料的着火与燃尽、低成本污染物控制和受热面安全3个角度,剖析CFB燃烧技术燃料适应性广的理论基础,提出丰富的床料蓄热和高效物料循环是支撑其适应低碳灵活燃料燃烧的两大基础条件。可以通过构建合理流态和炉内气氛,进一步提升CFB燃烧技术在多元低碳燃料上的适应性。对于生物质燃料,利用循环物料冲刷减少高温受热面沾污、减轻腐蚀,能够提高生物质发电的蒸汽参数,进而提高生物质发电的经济性;对于氨燃料,利用炉内高温床料蓄热解决稳燃问题,利用炉内气氛调控解决低成本脱硝问题,有望攻克氨燃料的高效低成本燃烧技术;对于化工冶金过程中广泛存在的超低热值废气,可利用CFB燃烧技术无害化处理同时回收废气中热能,显著提升废气处理的经济性,减少系统能耗和碳排放。面向双碳目标,CFB燃烧技术将进一步发挥和拓展其燃料适应性广的优势,具有较好前景。 展开更多

关键词 双碳目标 循环流化床 生物质 氨燃料 烧结烟气

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活性添加剂对生物质循环流化床燃烧特性影响研究进展

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作者 马宇宸 张一珍 +5 位作者 汤薛玉 齐俊钢 韦鲁滨 黄中 吕俊复 柯希玮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第19期7693-7705,I0017,共14页

循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧被认为是未来大规模开发利用生物质能源最有潜力的技术之一。该文概述生物质直燃CFB锅炉在运行实践中面临的受热面沾污腐蚀、床料烧结团聚、燃烧不均匀、NO_(x)原始排放高等诸多问题和对... 循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧被认为是未来大规模开发利用生物质能源最有潜力的技术之一。该文概述生物质直燃CFB锅炉在运行实践中面临的受热面沾污腐蚀、床料烧结团聚、燃烧不均匀、NO_(x)原始排放高等诸多问题和对应的活性添加剂解决方案。如采用硅铝基、硫基、钙基、磷基等添加剂形成高熔点盐或降低Cl含量,可有效缓解炉内受热面沾污腐蚀等现象;借助载氧体辅助燃烧技术,有望通过替代床料的氧化还原循环反应改善炉内气氛分布均匀性并提高燃烧效率;在燃烧过程中投入适量的铁基或还原类添加剂,可抑制含氮前驱体向NO_(x)转化,亦或还原已生成的NO_(x),从而降低NO_(x)原始排放。未来,对添加剂的研究应重点关注机理分析、标准化、工程放大、固废资源化利用等方向,以期实现对生物质的清洁高效利用。 展开更多

关键词 生物质 循环流化床 活性添加剂 燃烧 NO_(x)

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改进型纯氧-纯氢燃烧Graz循环优化与参数影响规律

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作者 余世达 胡博 +3 位作者 李雪松 任晓栋 李想 顾春伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3962-3974,I0018,共14页

为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可... 为提升储氢发电的能源利用率,该文在Graz循环的基础上,提出一种改进型Graz循环(R-Graz循环),可实现更为高效的氢-电转换。循环的建模与优化程序基于MATLAB平台开发,工质热力性质由REFPROP得到,计算结果表明:R-Graz循环的设计点净效率可达70.98%,比同等输入参数的Graz循环高约0.5%,远高于现代燃气-蒸汽联合循环。在相同的氢使用量下,R-Graz循环系统相较Graz循环系统,可多生产0.34%的电能。对关键参数的影响规律分析表明,提升高温燃气透平进口温度、进口压力、高压蒸汽透平进口温度,降低冷凝压力均有助于提升R-Graz循环效率,其中高温燃气透平进口压力、冷凝压力的影响尤为显著。结果为电-氢-电模式的应用提供了新的路径,为部件设计以及参数选择提供了参考。 展开更多

关键词 纯氧燃烧 燃气轮机循环 氢能利用 热力学分析

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利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述 被引量：285

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作者 刘畅 卓建坤 +4 位作者 赵东明 李水清 陈景硕 王金星 姚强 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期1-18,共18页

储能技术是保证微电网稳定运行的关键技术手段,也是推动可再生能源微电网技术广泛应用的重要措施之一。该文从可再生能源微电网技术特点出发,对储能系统在微电网中的作用、分类、设计优化方法和应用情况进行综述。研究表明,通过储能系... 储能技术是保证微电网稳定运行的关键技术手段,也是推动可再生能源微电网技术广泛应用的重要措施之一。该文从可再生能源微电网技术特点出发,对储能系统在微电网中的作用、分类、设计优化方法和应用情况进行综述。研究表明,通过储能系统的优化配置和需求响应相结合的控制策略可有效提高微电网的经济性、可靠性以及能源的综合利用率。综合评估能量密度、功率密度、响应时间以及额定功率,可获取不同储能技术在微电网中的适用性。储能技术在微电网的灵活调峰应用中具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 微电网 安全稳定运行 储能 需求响应 优化配置

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化学链燃烧中试系统的研究进展与展望 被引量：12

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作者 李振山 陈虎 +2 位作者 李维成 刘磊 蔡宁生 《发电技术》 2022年第4期544-561,共18页

化学链燃烧技术具有CO内分离和显著降低NOx生产的优势。反应器是载氧体氧化还原与燃料转化的重要场所。从反应器型式、物料循环方式和设计理论3方面,分析了当前化学链燃烧中试系统的研究现状。目前,国际上已建立了热输入功率为10~3 000... 化学链燃烧技术具有CO内分离和显著降低NOx生产的优势。反应器是载氧体氧化还原与燃料转化的重要场所。从反应器型式、物料循环方式和设计理论3方面,分析了当前化学链燃烧中试系统的研究现状。目前,国际上已建立了热输入功率为10~3 000 kW的化学链装置,技术成熟度为6级,其中空气反应器和燃料反应器均采用流化床的串行双流化床工艺是化学链燃烧反应器的主流技术路线。此外,化学链中试装置的系统循环流率普遍低于25.5 kg/(m^(2)·s),导致难以实现自热运行。最后,介绍了高效炭颗粒分离、高通量循环流率化学链燃烧装置及反应器系统设计理论等相关工作的最新进展。 展开更多

关键词 碳捕集、利用与封存(CCUS) 化学链燃烧 反应器 流化床 设计理论

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