高速数字摄影应用于流化床内颗粒旋转特性的测试

该文成功地把由高速数字摄影设备和大功率激光构成的测试系统应用于流化床内固相颗粒旋转可视化。为提高颗粒转速测量范围,提出了双帧频拍摄法,并进行了数学推导和实验验证。结果表明,该方法能够对两帧频最小公倍数一半内的颗粒转速进行准确的测定,实验误差小于1%。同时在一截面为200×200mm、高为4m的冷态循环流化床实验台上进行颗粒旋转速度的初步实验研究,当截面气体速度Vg=3.5m/s时,测得450~850μm透明玻璃珠在布风板以上0.98m的过渡区域内的平均旋转速度约为280r/s。     

双钩波形板分离器的三维数值模拟研究

利用数值模拟的方法对热态工况下双钩波形板分离器的单级分离效率、总分离效率以及压降进行了研究。结果表明:波形板双钩开口处漩涡的存在造成了蒸汽回流,提高了波形板的分离效率;当波形板入口蒸汽速度v小于2m/s时,分离效率随v的增大迅速提高,但当v大于2m/s时,分离效率趋于平稳;波形板压降随v的增加显著增大;液滴粒径大于10μm时,分离效率随v增加而升高,而液滴粒径为10μm时,分离效率随v增加而降低;液滴分离主要集中在双钩波形板的前2级,波形板后4级的分离效率显著降低;随液滴粒径增大,波形板第1级的分离效率逐渐增大,而第2级先增大后减小,当液滴粒径大于250μm时,前3级的分离效率不再受液滴粒径的影响。     

双钩波形板分离器的三维数值模拟研究

利用数值模拟的方法对热态工况下双钩波形板分离器的单级分离效率、总分离效率以及压降进行了研究.结果表明:波形板双钩开口处漩涡的存在造成了蒸汽回流,提高了波形板的分离效率；当波形板入口蒸汽速度v小于2 m/s时,分离效率随v的增大迅速提高,但当v大于2 m/s时,分离效率趋于平稳；波形板压降随v的增加显著增大；液滴粒径大于10μm时,分离效率随u增加而升高,而液滴粒径为10μm时,分离效率随v增加而降低；液滴分离主要集中在双钩波形板的前2级,波形板后4级的分离效率显著降低；随液滴粒径增大,波形板第1级的分离效率逐渐增大,而第2级先增大后减小,当液滴粒径大于250μtm时,前3级的分离效率不再受液滴粒径的影响.     

喷动气固流化床颗粒混合规律的实验研究

将改进的插板/隔板技术与快速摄像图像处理技术相结合,对100 mm′30 mm′500 mm喷动气固流化床内颗粒混合过程和混合行为进行了研究。同时引用统计学中相对标准差这一混合指数,系统地考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合行为的影响。结果表明,颗粒混合随着时间的发展经历了3个连续阶段：宏观混合阶段、微观混合阶段和稳定混合阶段。在宏观混合阶段,对流混合占主导作用;在微观混合阶段,剪切混合也起了很大作用。增大喷动气速和流化气速均促使颗粒混合均匀,但过大的气速反而抑制了混合质量的进一步提高。由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的主要机制。     

并联双旋风分离器气固分布分析

循环流化床锅炉常采用多个并联分离器来实现气固分离,然而运行中多存在气固两相流动分布不均的现象。以某300MW亚临界循环流化床锅炉的旋风分离器为研究对象,基于Chen-Shi压降关联式,研究并联双分离器中气体速度、入口颗粒浓度和分离器阻力特性曲线变化趋势对气固分布规律的影响。此外,通过改变结构参数探究其对气固分布的影响。研究发现,入口颗粒浓度和拐点浓度共同决定了气固分布的均匀性。减小芯筒直径和增大进口宽度,有利于增大双分离器内气固均匀分布的几率。     

喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟

采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明：由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。     

循环流率对循环流化床回路压降影响的实验研究

对于布置有流动密封阀的循环流化床反应器,其系统压力满足自平衡的特性,固体颗粒循环流率Gs和循环回路的压力平衡具有直接的联系。该文在冷态循环流化床实验台上研究了循环流率对系统各部件压降的影响:在流化风速一定时,随着流动密封阀回料风量升高,回料阀流动阻力下降,循环流率升高;提升管内床压降较高时,炉膛内物料体积份额增大。当Gs超过一定值时,提升管内进入"S"型分布的快速流态化,顶部达到饱和携带状态;分离器压降随着颗粒携带浓度Cs的增加先降低后升高,其转捩点约为3.2kg/m3;立管内负压差移动床的流动状态可以通过改变孔隙率和压差梯度,利用较低的料封实现较高的压头,自动吸收其他部件的压降波动,维持系统平衡。     

煤制气再燃气固两相流分离数值模拟研究

以与某130 t/h冷态炉膛相匹配的部分煤制气实验装置为物理模型,基于颗粒轨道数学模型,采用Fluent计算软件对煤制气气固分离工况进行数值模拟。研究结果表明:随着分离风的增大,颗粒湍流范围增大,煤粉颗粒停留时间增加,当颗粒粒径为3.5 mm、分离风为11 m/s时,气固分离效果最好,颗粒停留时间达到2.2 s的比例为70%。     

棉秆在循环流化床中燃烧特性的实验研究

该文介绍了长度为10~100 mm棉秆与弱酸性床料的混合流化特性,主要研究流化风速和棉秆与床料不同配比对混合均匀度的影响。实验结果表明,10~100 mm棉秆与一定粒径分布的床料,质量配比为1~2%,流化数N>3时,能较均匀地混合流化,但流化数N> 7时,混合均匀度有所降低。棉秆与床料配比对混合均匀度也有影响,棉秆的质量配比越小,混合得越均匀,所以设计循环流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理。在0.5 MW CFB实验装置上研究了纯棉秆燃烧时,流化速度、二次风率和棉秆给料量对炉内温度场分布的影响,结果表明,根据CFB实际运行参数,当流化速度为4~4.5 m/s时,尽管此时混合均匀度有所降低,但并没有影响到密相区稳定燃烧,其温度能够维持在830~870 ℃。实验后放出的底渣没有出现烧结现象,基本保持原来的形貌,说明弱酸性床料能够适合棉秆循环流化床燃烧。     

自然通风湿式冷却塔冷却数随外界侧风变化规律的研究

外界侧风在很大程度上影响自然通风湿式冷却塔的冷却性能。冷却数作为衡量冷却性能的指标之一,其大小决定着冷却效率的高低。该文根据相似理论,通过热态模型实验,研究外界侧风对湿式冷却塔冷却数的影响规律。实验研究表明:冷却数随外界侧风风速的增加先减小后增大,当侧风风速达到0.7~0.8m/s(相当于实际风速7~8m/s)时,冷却数基本等于无风工况下的值。当外界侧风风速为0.4 m/s(相当于实际风速4m/s)时,冷却数达到最低,与无风工况相比,其值降低20%左右,对应的冷却效率降低约10%。该研究通过现场实验验证了实验室模型实验的准确性,现场实验表明:当外界侧风达到3.5 m/s(相当于实验风速0.35 m/s)时,冷却数降低约18%,冷却效率降低约11%。     

计及ROCOF与转子动能的风电机组自适应下垂控制策略

风电机组参与调频可提高风电并网系统的频率稳定性,但现有下垂控制难以兼顾频率响应特性和风机自身运行状态。提出了一种计及频率变化率(rate of change of frequency, ROCOF)与转子动能的自适应下垂控制策略,充分利用转子动能参与调频,确保风机稳定运行。根据系统频率情况,将ROCOF划分区间,通过分段函数构建下垂系数与ROCOF的耦合函数,确保风电机组在扰动初期释放更多能量,减缓频率跌落速度,提高风机对频率的支撑能力。同时,引入转速影响因子,根据风机自身运行状态调整下垂系数,防止风机转子失速,避免频率二次跌落。最后,在MATLAB/Simulink平台上,搭建了风火联合系统仿真模型,仿真验证了所提控制策略在改善调频效果、保证风机转速稳定方面的有效性。     

计及风机运行状态差异的风电场频率协同支撑控制

尾流效应会导致同一风电场内风机的调频能力各不相同,为了充分利用风电场内每台风机的调频能力以提升系统的频率表现,提出了一种计及风机运行状态差异的风电场频率协同支撑控制策略。所提控制策略分为2个阶段：在频率支撑阶段,采用无领导一致性算法使风机与邻近风机实时交换状态信息,实现合理的功率分配,并在此基础上自适应调整调频系数以保障风电场的安全运行;在风机由频率支撑阶段切换至转速恢复阶段,采用渐进转速恢复控制实现两控制间的平滑过渡,缓解二次频率跌落问题。以含风电场的4机2区系统和3端4区系统为算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提控制策略向上调频和向下调频的控制效果相比于集中式控制的优越性。     

基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护

针对直驱风场汇集线路故障难以识别的问题,提出了一种基于暂态高频能量的直驱风场汇集线路保护方法。首先,基于风机变流器控制系统与电气参数影响,结合元件在高频区段的暂态特性,建立由感性阻抗构成的风场汇集线路暂态高频模型。在此基础上,建立区内外故障下的暂态高频网络,根据不同故障场景与保护安装处暂态高频能量的匹配特性,构建基于暂态高频能量方向差异的保护判据。最后,在RT-LAB仿真平台验证了所提方法在各种故障情况下,均能正确识别区内外故障,故障识别不受同步误差影响,耐过渡电阻能力强。     

基于LLSE的配电网状态估计器及优化方法

随机性分布式可再生能源发电接入配电网以及有限的测量装置给传统配电网的状态估计带来了困难,为此本文设计了一种基于线性最小二乘法的配电网三相状态估计器。首先基于三相电压降落计算公式,建立配电网电压估计模型,根据线性最小二乘法得到估计器表达式。分析了风电等接入配电网时对估计器性能的影响,给出了监测节点位置优化模型的决策变量、目标函数和约束条件。通过在IEEE 33节点配电网络中的仿真计算验证了本文设计估计器及优化方法的正确性和有效性。本文为随机性分布式电源接入的配电网状态估计提供了理论和实用方法     

基于对通和变频法的跳扩频电台测试方案

为了提高通信的保密和抗干扰性,跳频和扩频技术越来越多地应用到现代超短波通信系统中。由于跳频图案和扩频编码是核心技术,厂方不可能提供给用户,跳扩频电台许多重要指标的检测难以实施。采用同型号电台对通的方法,有效避开电台测试过程中的跳频图案和扩频编码问题,同时采用变频的方法解决电台之间的同频干扰,并采用内嵌式计算机系统来完成射频信号的程控衰减和频谱分析、调制音频数据产生、信噪比和误码率分析、收发状态转换等功能,通过测试算法的优化设计,开展电台收发状态下所有重要指标的检测。实际检测结果证明,采用对通和变频方法能够实现在未知跳频图案和扩频码情况下跳扩频电台指标的自动检测,提高了跳扩频电台检测水平。     

污泥和煤混烧过程中含氧官能团的变化规律

采用X射线光电子能谱研究一种干燥后的市政污泥和一种烟煤在不同质量分数下组成混合物燃烧过程中含氧官能团的演化规律。分别取污泥质量分数为0、10%、20%、30%和100%配制成5组样品,在管式炉反应器中分别得到各样品在0、30%、50%、70%和100%燃尽率下的焦样。运用X射线光电子能谱对焦样中含氧官能团的分析发现：随着燃烧的进行,烟煤中无机氧的含量上升,羟基的含量减少,羰基含量呈波动状,羧基的含量先增加后减少。市政污泥中的含氧官能团形态与煤相同,其演化规律与煤相近。煤和污泥中的含氧官能团在混烧过程中均保持了各自的独立性,未发生明显的相互作用。     

State criterion of wind turbine generator operation using tower shadow effect (Part 2)

In order to obtain wind energy effectively, the pole‐change‐type induction generators are used as the wind turbine generators. Otherwise, the pole‐change‐type induction generator causes the voltage dips at pole changing time. To maintain the power quality, it is important to know the state change of the generator operation. Therefore, the authors have studied a state criterion of generator using the tower shadow effect, which is the active power oscillation caused by a rotation torque drop when the tower and the turbine blade overlap each other. In this paper, an improved identification method of oscillation frequency, which is the criterion of wind turbine generator operation, is proposed. The proposed method is applied to measured data and good results are obtained. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(1): 25–31, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20395     

基于双重混合粒子群算法的配电网重构

为进一步优化配电网运行结构,将混合蛙跳思想引入粒子群算法,结合配电网结构简化、支路分组,提出一种基于双重混合粒子群算法的配电网重构策略。为提高粒子搜索效率、防止算法早熟,首先,等效简化配电网结构图,对支路分组,缩短编码维数;其次,将各粒子依据一定规则分组,采用基于混合蛙跳思想的二进制粒子群算法进行支路组搜索,且对粒子历史最优值进行多次分组,组内搜索采用二进制粒子群搜索算法。运用该方法分别对IEEE33节点配电系统和136节点配电系统进行仿真,并与遗传算法和粒子群遗传混合算法进行对比分析,结果表明该方法收敛速度快,可得到最优网络重构结果,有效降低网损。