Assessment of supercritical water gasification of food waste under the background of waste sorting: Influences of plastic waste contents

Waste sorting is being gradually implemented as a key measure for circular and sustainable development in China, food waste will be separately collected and separated from municipal solid waste (MSW), thus the plastic content in food waste also will be reduced. In this study, supercritical water gasification (SCWG) of food waste with different contents of plastic (0–3.5 wt%) was experimentally investigated to simulate the influence of waste sorting on the food waste treatment. The results showed that lower plastic content in food waste favored higher gas yield and gasification efficiencies. The highest H₂ yield and total gas yield were 3.11 mol/kg and 8.41 mol/kg in the plastic-free case, respectively. When the plastic content decreased from 3.5 wt% to 0 wt%, the cold gas efficiency (CGE), carbon conversion efficiency (CE) and hydrogen gasification efficiency (HE) increased by 125.97%, 173.48% and 94.09%, respectively. However, lower plastic content negatively affected the quality of produced syngas through decreasing H₂ mole fraction and LHV. The solid residues from SCWG of food waste with lower plastic content had higher ratio of fixed carbon to volatile matter (FC/VM). Based on the analysis of pyrolysis properties and combustion behavior, decreasing the plastic content in food waste helped to improve the thermal stability of solid residues. Moreover, lower plastic content resulted in a decrease of total organic carbon (TOC) concentration in liquid effluent, which is favorable for further treatment of liquid effluent.     

锅炉低氮燃烧改造对煤灰熔融特性影响

为研究低氮燃烧改造对锅炉主燃区气氛以及对煤灰熔融特性的影响规律,首先对2台完成低氮燃烧改造的燃煤锅炉主燃区烟气成分进行测试,得出烟气成分分布范围;然后搭建一套气氛可调节的煤灰熔点测试系统,依据炉膛烟气成分测试结果,配制相应模拟气氛进行灰熔点测试,研究气氛变化对煤灰熔融特性的影响规律。结果表明:锅炉低氮燃烧改造后,主燃区CO体积分数由2%~3%上升至7%~15%,燃烧气氛由弱还原性气氛转变为强还原性气氛,煤灰熔点明显下降。     

基于随机森林算法的对冲锅炉出口NOx排放量预测模型研究

对冲锅炉中的仪器测量具有滞后性,导致控制系统作用始终落后于被控对象。为了提前了解对冲锅炉出口NOx排放量随工况变化的趋势,需要对对冲锅炉出口的NOx排放量进行快速并准确地预测。以实际运行的机组数据为基础,采用随机森林（random forest,RF）算法建立1 000 MW对冲锅炉机组的出口NOx排放量预测模型,并使用Spearman系数对对冲锅炉特征进行筛选,进一步降低模型计算时间。结果表明,随机森林模型预测结果的均方根误差为10.182 mg/m3,决定系数为0.913,可见基于特征选取的随机森林模型结构能实现对冲锅炉出口NOx趋势的提前预测。     

燃煤电厂旁路烟气干燥塔控制技术开发

以浙江两电厂为研究对象,分析了旁路烟气干燥脱硫废水零排放技术的控制难点,以不影响粉煤灰质量为目标,建立了多参数控制模型,在考虑烟气酸露点情况下确定最低烟气温度、最大脱硫废水处理量;同时基于能量平衡的精确控制技术和基于关键参数的软测量模型的互为备用,实现了脱硫废水的高效、低能耗干燥。台州第二发电厂脱硫水质控制限制的计算表明,粉煤灰可用作普通混凝土添加剂;长兴电厂脱硫废水干燥塔在旁路烟气挡板门全开的情况下,烟气入口温度357 ℃,脱硫废水质量流量达到4 200 kg/h时,出口温度仍有117 ℃;而在深度调峰工况,烟气入口温度下降到280 ℃时,出口温度高于110 ℃的下线预警值时,系统出力为1 750 kg/h,实验结果与基于能量平衡算法的理论预期基本一致。     

Nimonic 80A合金螺栓的组织织构及高温应力松弛行为

利用SEM与EBSD技术研究Nimonic 80A高温合金螺栓的组织织构特点,并对不同温度下的高温应力松弛行为及组织织构演变进行分析。结果表明,合金中γ相组织未形成显著织构,晶粒取向择尤情况与晶粒尺寸无对应性。合金中第二相主要为γ′相与Cr的碳化物,γ′相在基体中弥散分布,而Cr的碳化物分别在晶界析出和沿螺栓轴向“链状”分布,其分布特征与γ晶粒组织及取向无显著关联性。应力松弛前后,晶粒组织、碳化物分布及织构均无明显变化,但γ′相发生了一定的粗化。载荷一定时,温度对应力松弛行为存在显著影响,即较高温度下样品的应力松弛率较高。较高温度下位错滑移更易开动,与样品中更多晶粒表现出较高晶粒取向散布(GOS)值相对应,但各晶粒GOS值的高低未表现出晶粒取向与晶粒尺寸依赖性。     

发电机膛内检测运转平台双电机交叉耦合控制策略

针对用于大型发电机膛内检测装置的双电机驱动系统可能存在运动过程不同步而导致系统机械损坏等问题,提出一种将交叉耦合补偿机制应用于双电机闭环控制的优化算法,解决了系统运行过程中两个电机由于位置、转速等不同步而导致的系统震荡甚至损坏。仿真和实验结果验证了该方案的有效性和可行性。     

直驱永磁电机绕组匝间短路故障研究

直驱永磁电机包括旋转结构与直线结构,其电磁负荷高,直接与负载相连接,电机的可靠性运行对系统安全非常重要,绕组匝间短路故障是其中一种重要的影响因素。本文以直驱永磁直线电机（PMLM）为研究对象,基于有限元方法分析了初级绕组匝间短路故障对电机性能的影响。首先介绍了直驱PMLM的拓扑结构与气隙磁场,分析了匝间短路对相电流与短路电流的影响,然后计算了短路匝数、短路位置对电机性能的影响,包括三相电流、短路电流、平均推力与推力波动,最后总结了匝间短路故障对PMLM性能的影响,为直驱系统的故障诊断与容错运行提供理论支持。     

Inconel783高温合金螺栓的组织与织构

研究了Inconel783高温合金螺栓的组织结构与织构特点,重点关注β相的分布与析出特征,并研究了高温应力松弛前后组织与织构的变化情况。结果表明,螺栓试样γ相晶粒分布较为均匀,同时存在弥散分布的γ′相析出。大颗粒的β相沿螺栓轴向成串分布,其分布特征与γ相晶粒取向及尺寸无关,主要由冶炼方式与热加工过程决定;较小的β相在γ相晶界与晶内、连续或孤立析出。织构方面,γ相与β相均未表现出强织构,与热加工过程中变化的多向应力状态有关。以螺栓轴向(x方向)为试样参考方向,γ相存在一定的<111>//x与<100>//x择优,其中前者强度稍高。高温应力松弛试验后,γ相组织、β相分布与各相织构均较为稳定。对该合金中发挥重要作用的小尺寸β相分析发现,其析出行为受到γ相基体取向与晶界特征影响,其中<111>取向晶粒内析出较多,孪晶界上β相析出不占优势。因此,通过控制热加工与固溶处理过程中γ晶粒尺寸与取向择优,有望调控其析出特征。     

超超临界锅炉低温再热器垂直段频繁爆管原因分析

某电厂2台超超临界1 000 MW机组投运2年内低温再热器（低再）垂直段出口频繁发生泄漏失效，通过割取失效管样进行宏观、显微组织及力学检验，测量分析低再管屏壁温、烟温等实际工况数据，对造成低再频繁爆管的原因进行分析。最终确认爆管直接原因为低再垂直段长时过热，壁温测点安装位置不合理且数量偏少及报警温度过高，导致超温不能及时报警；本质原因是烟气上游管屏换热面积偏小、吸热不足导致下游低再管垂直段进口烟温偏高，促使该位置在（超）低负荷时换热严重恶化。为此，提出改造壁温测点位置、增加壁温测点数量、适量安装隔热瓦、降低报警温度等控制手段，采用这些控制手段对该机组改造1年多来未发生超温报警，有效防止了低再管过热爆管。     

气体渗氮对F92钢在700 ℃空气中氧化行为的影响

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)研究了F92钢供货态和渗氮后在700 ℃静态空气中的高温氧化行为,阐述了气体渗氮对F92钢氧化行为的影响。研究表明,渗氮后F92钢表面形成了氮的过饱和膨胀铁素体相和CrN相。供货态F92钢表面生成了薄且致密的(Cr, Fe, Mn)₂O₃和MnCr₂O₄氧化层,具有良好的保护性。此外,供货态F92钢表面有两种瘤状氧化物生成,一种由连续的Fe₂O₃构成,另一种独立的由外层Fe₂O₃和内层富Cr的(Cr, Fe, Mn)₃O₄组成。渗氮加剧了F92钢的氧化,基体内部观察到了内氧化区。渗氮试样表面氧化膜呈双层结构,其中,外层为Fe₂O₃,内层为富Cr的Fe-Cr氧化物。F92钢渗氮过程中形成的膨胀氮过饱和铁素体相和CrN相以及氧化过程中析出的CrN沉淀相降低了铬的活性,阻碍了有保护性的富铬氧化物的生成,从而导致抗氧化性能的下降。