锅炉二次风系统数值模拟计算研究

为了研究锅炉二次风系统内部流场的分布特性,采用ANSYA CFX数值模拟计算软件对平顶山平东热电厂某机组四角切圆燃烧锅炉的二次风系统进行计算分析,对二次风系统建立模型,进行网格划分,并在给定边界条件下进行不同工况下的数值模拟,同时提出结构优化的方法,合理分配二次风道内的风量,以提高锅炉的燃烧效率。结果表明:将总风管过渡到二次风箱的90°角换成45°角后,二次风道内的流量分配出现了沿程增大的现象,合理地分配了二次风道内的风量。     

大型旋转机械状态监测与故障诊断研究进展

分析了旋转机械状态监测与故障诊断研究的重要意义。提出了一种由状态监测与故障诊断理论和方法、状态监测与故障诊断关键技术、状态监测与故障诊断系统、状态监测与故障诊断工程应用四个方面相互支撑的旋转机械状态监测与诊断研究的体系架构,给出了一个超超临界汽轮发电机组状态监测与故障诊断系统研究的实例。分别综述了大型旋转机械状态监测与故障诊断的理论和方法、关键技术、应用系统研究及其工程应用的进展,提出了对于旋转机械状态监测与诊断研究的思考与建议。     

风电机组齿轮箱故障分类方法研究

风电机组齿轮箱的运行工况复杂多变,很难获取大量的所有已知故障的样本数据,为了能够实现在无已知样本数据条件下的故障分类,提出了一种基于ART2神经网络和C-均值聚类算法的风电机组齿轮箱故障分类方法。首先利用ART2无监督神经网络实现样本数据的初步分类,再利用C-均值聚类算法对分类结果进行修正,克服了由于原始神经网络算法存在"硬竞争"导致分类精度下降的问题。分析结果表明提出的方法具有更高的分类准确度,能够对健康和不同故障类型的风电机组齿轮箱进行准确分类识别。     

基于改进谐波小波包分解的滚动轴承复合故障特征分离方法

为解决滚动轴承单通道振动信号中复合故障特征难以分离的问题,提出了基于改进谐波小波包分解的轴承复合故障特征分离方法。首先,改进了二进谐波小波包分解方法,提出了连续谐波小波包分解方法,克服了信号分解后子带个数和带宽范围受二进制划分的缺陷;然后,采用谐波窗分解提取信号中频率成分集中的频段,根据轴承各单点故障特征频率确定分解层数,进行连续谐波小波包分解,利用能量算子包络解调得到子带信号中各个单点故障的权重因子;最后,重构轴承各单点故障信号,实现复合故障的特征分离和提取。对仿真信号和实测轴承内、外圈复合故障信号分析的结果表明,该方法能将轴承单通道复合故障信号分解到不同的通道中,实现了复合故障特征的分离,具有一定的工程实用价值。     

基于无级调速原理的并网型风电系统设计

针对变频器对风电系统的影响,提出一种用于并网型风电机组恒频输出的无级调速系统。该调速装置由可连续调速电动机和差动轮系组成,通过调节电动机的输出转速,电动机调速传动系统可以实现在不同的风速下的恒转速输出,从而实现发电机恒频输出。建立所设计的电动机调速传动系统SIMULINK模型,并采用美国国家可再生能源实验室开发的FAST(fatigue,aerodynamics,structures and turbulence)软件模拟不同风速下1.5 MW风力发电机的工作情况。通过FAST和SIMULINK仿真试验,在不同风速条件下,验证了设计的电动机调速传动系统。以上研究工作为并网型风电机组的无级调速传动系统设计奠定了一定的理论基础。     

CO2气化反应对O2/CO2气氛中煤焦燃烧特性影响

为探讨CO2气化反应在低氧气体积分数下对煤焦燃烧及燃烬过程的影响,利用热天平对比研究了大同煤焦在O2/N2/和O2/CO2气氛中的燃烧行为,主要探讨CO2气化反应对煤焦富氧燃烧特性的影响。实验结果表明,在5%氧气体积分数下,煤焦在O2/CO2气氛下的燃烧速率要低于O2/N2气氛下。当氧气体积分数降低到2%,且温度高于900 ℃时,在CO2气化反应的作用下,煤焦在O2/CO2气氛中的整体反应速率逐渐高于O2/N2气氛中的燃烧速率,使得燃烬提前。随着环境温度的升高,煤焦在O2/CO2和O2/N2气氛下的反应速率均有所增加,但在O2/CO2中增幅更显著。动力学分析显示,在5%氧气体积分数时,大同煤焦在O2/N2中的活化能要低于O2/CO2中。当氧体积分数减少到2%时,由于高温下煤焦的燃烧和气化反应同时进行,较高的气化反应活化能使得煤焦在O2/CO2中的整体反应活化能有明显增加。     

不同催化剂对准东煤的催化气化特性对比研究

为掌握低温750℃条件下准东煤的催化气化特性规律,采用差示扫描量热与热重分析仪,通过确定适宜的CO_2气体流量、煤焦质量和颗粒直径,研究分析了准东煤在低温、微量催化剂及其不同加载方式下的催化气化特性。结果表明:低温下,准东煤在微量催化剂条件下完成催化气化过程,催化剂添加量增加,反应速率加快,催化效果更强;催化剂加载方式不同,催化效果不同,对Ca(OH)_2而言,催化效果高温高压法浸渍法研磨法;对K_2CO_3而言,催化效果研磨法高温高压法浸渍法;相同加载方式条件下,当催化剂添加量小于1.70%(质量分数)时,Ca(OH)_2催化效果优于K_2CO_3;当催化剂添加量大于3.20%时,Ca(OH)_2催化效果弱于K_2CO_3,这很可能与煤中的活性位点等因素有关。     

CO_2/H_2O气化反应作用下煤恒温富氧燃烧特性

利用自制恒温热分析系统研究了不同气氛中(O_2/N2,O_2/CO_2和O_2/H2O_/CO_2)煤粉在温度(800~1 200℃)和氧气体积分数(2%~21%)范围内的燃烧行为,主要关注CO_2/H2O_气化反应作用下的燃烧特性。结果表明:在800℃时,大同烟煤在O_2/N_2中相对O_2/CO_2较快的燃烧速率主要源于N_2和CO_2物性的差异。温度升高到1 000℃进而到1 200℃,CO_2气化反应影响增强,大同煤在O_2/CO_2中整体反应速率逐步接近并超过O_2/N_2中的燃烧速率。但是当氧气体积分数超过10%后,气化反应影响减弱,大同煤在O_2/CO_2中的反应速率又逐渐落后于O_2/N_2中。因为H_2O比热和氧扩散能力介于N_2和CO_2之间,在气化反应作用之前,大同煤在O_2/CO_2/H_2O中的燃烧速率低于O_2/N_2而高于O_2/CO_2。在2%氧气体积分数下,温度的升高强化了CO_2/H_2O协同气化的影响,使得大同煤在O_2/H_2O/CO_2中的整体反应速率始终要高于O_2/CO_2中;但是氧气体积分数增加到10%后,协同气化作用减弱,导致大同煤在3种气氛中的反应过程较为接近。与大同烟煤相比,阳泉无烟煤在气化反应作用下的整体反应速率增幅更加明显,说明气化对高阶煤反应过程改善可能更为显著。     

配电线路带电异物清除工具的研制

悬挂在配电线路上的异物容易引起电气故障,现存方法难以高效去除异物。在分析了配电线路常见异物种类和目前异物清除方法的基础上,设计了一种配电线路带电异物清除工具。首先,阐述了主要基于剪刀原理和齿轮机构传动进行设计的设计思想;然后分析了工具的电气和机械性能要求;再给出详细的设计方案;最后采用Pro/E软件对工具进行三维参数化建模,并运用ADAMS仿真软件进行运动学和动力学仿真分析。结果表明,工具设计方案正确,可以有效去除异物。     

水蒸气对石灰石/白云石循环吸收CO_2能力影响

利用自制能实现等温下热重测量的实验系统,研究了水蒸气对不同粒径范围(75~97μm,150~250μm,355~450μm)石灰石与白云石在循环煅烧/碳酸化过程中对CO2吸收能力的影响。结果表明,当不考虑水蒸气时,白云石对CO2的吸收能力要高于石灰石;而考虑水蒸气时,两者对CO2的吸收能力则相差不多。碳酸化阶段水蒸气的存在提高了钙基吸收剂对CO2的吸收能力,尤其对石灰石作用更加明显。如在20%水蒸气下,石灰石循环第8次对CO2的吸收能力为0.24 g/g,而无水蒸气时仅为0.18 g/g。实验结果表明:比较石灰石与白云石对CO2的循环吸收能力时,水蒸气是重要的影响因素。