1MW塔式太阳能电站换热网络的动态模拟

以1 MW塔式太阳能热电站蓄热系统的换热器网络为研究对象,通过理论分析,建立了管壳式换热器的动态数学模型,并验证了该模型及计算方法的合理性.在此基础上,采用模块化仿真方法分析了充、放热过程中受到入口温度、流量以及流量和温度同时扰动时,换热器A和C的动态特性.结果表明:换热器A和C都具有较大的热惯性,其动态响应时间分别约为30 min和20 min;在蒸汽进口温度的扰动下,换热器A和C导热油与蒸汽出口温度均无响应时滞;在导热油入口温度的扰动下,换热器C导热油出口温度存在响应时滞.     

反射式线性菲涅尔集热器性能的实验研究与模拟分析

采用热网络法建立菲涅尔集热系统CPC腔式接收器的数值传热模型,搭建集热器系统,实验研究集热器效率、CPC腔的集热性能。利用数值传热模型分析太阳辐照度、镜场宽度、工质入口温度和质量流量的变化对系统出口温度和效率的影响,以期为菲涅尔集热器出口参数的控制提供依据。实验数据验证了模型的有效性,模拟结果显示,质量流量对工质出口参数影响最大;镜场宽度和辐照度对集热效率的影响最为显著;菲涅尔集热器的热效率可达68%。     

基于频域法的超超临界锅炉水冷壁动态特性模型验证及计算分析

为了研究超超临界锅炉水冷壁出口参数的动态特性,采用频域法建立了超临界压力下的水冷壁系统动态特性计算模型。通过试验验证,计算值与试验测量数据符合较好。对某电厂超超临界锅炉下炉膛水冷壁进行了计算,得到75%热耗率验收工况(THA)负荷下的动态响应特性,研究了热负荷、入口焓、入口质量流量、出口压力阶跃时的动态特性,同时分析了不同压力、入口焓、入口质量流量、热负荷和管段长度对各参数阶跃时出口工质参数动态响应的影响。结果表明：入口焓、入口质量流量和热负荷增大时,扰动造成的响应时间减小,入口压力、管段长度增大时,扰动造成的响应时间增加。     

环腔流道太阳能空气吸热器的光-热转换特性研究北大核心CSCD

吸热器是太阳能聚光热利用系统中光-热能量转换的核心部件,文章针对一种简单结构的环腔流道吸热器,采用光线跟踪方法和计算流体力学方法实现光热耦合,建立了含石英窗环腔流道空气吸热器的耦合传热数值模型,探讨了碟式聚光器焦距、太阳直接辐射强度、质量流量、入口温度以及能流分布形式(非均匀与均匀能流分布)对光热转换性能的影响。研究表明:吸热器热效率和出口温度受焦距影响不大,但壁面峰值温度随焦距增大而急剧上升;热效率与质量流量呈正相关而与太阳直接辐射强度(Direct Normal Irradiance,DNI)呈负相关,出口温度反之,当DNI=800 W/m^(2),质量流量m=0.0166 kg/s时,吸热器综合热性能最优,热效率和出口温度分别为74.70%和478.74 K;出口温度受入口温度直接影响以几乎相同的差值变化,入口温度每升高50 K,热效率下降7.3%左右,该吸热器结构适用于中低温空气;能流分布均匀与否对出口温度及热效率影响不大,均匀能流分布下的吸热器壁面峰值温度反而略高于非均匀能流分布的。     

钠冷快堆直流蒸汽发生器建模与仿真研究

为了研究液态金属冷却快堆的运行模式和控制方案，需要对直流蒸汽发生器进行合理的建模仿真，以研究其动态特性。针对某大型钠冷快堆的直流式蒸汽发生器，采用Matlab/Simulink平台，基于三大守恒方程，建立了一种工艺仿真模型，包括稳态计算方法和瞬态计算模型。仿真结果表明，该模型的稳态精度较高，与设计参数的稳态误差在1%以内，且计算速度较快，能够满足控制系统设计的需求。基于该模型，对蒸汽发生器出口蒸汽参数的动态响应特性进行了仿真研究，得到了出口蒸汽和温度随入口钠、水参数阶跃变化的特性曲线，发现在其他条件不变时，直流蒸汽发生器出口蒸汽温度主要受入口钠温度影响，而出口蒸汽压力的主要影响因素为给水流量。在设计控制系统时，应当将钠入口温度作为蒸汽温度的主要调节参数，而将给水流量作为蒸汽压力的主要调节参数。     

DSG太阳能槽式集热器动态特性

采用数值模拟方法,分析了以水,水蒸气为工质的DSG槽式集热器的动态流动与传热特性.首先建立了管内流体的一维多相流动与传热模型,并利用差分法对该模型进行求解,计算结果与现有文献数据吻合较好.分析了稳态条件下,集热器出口流体工质参数受太阳辐射强度、流体质量流量、人口温度和入口压力的影响规律.在动态分析中,研究了辐射强度变化所导致的出口参数变化特性.从阶跃响应和脉冲响应的分析中得出,虽然热惯性存在,但短期的辐射强度波动对出口温度仍有较大影响,但对出口压力的影响较小.辐射波动将对一次直通DSG系统出口温度产生很大波动.     

PV/T和GHP再生的转轮除湿空调系统仿真模型研究

首先利用MATLAB软件模拟出了除湿转轮子系统、GHP子系统和PV/T子系统的仿真模块,并根据子系统建立一整套系统的仿真模型;对于再生温度不同时除湿转轮出口空气的温度与湿度、冷凝器入口水温不同时系统的冷凝温度和冷凝压力以及不同时刻空气集热器出口的温度进行了仿真模拟,并将结果和实验数据进行对照,吻合较好。     

600 MW亚临界机组中速辊式磨煤机出口温度优化的研究

采用热重-红外联用技术在空气气氛下对煤样进行热重及CO析出情况分析,得到CO析出规律;对磨煤机出口CO理论析出浓度进行分析,该值与入口风温、出口温度和风煤比有关;在理论计算及实验室分析基础上,现场试验将磨煤机出口温度从80℃提高到95℃,实测磨煤机出口CO析出规律与理论值的趋势相同,各工况下实测最高CO浓度为103.3 mg/m~3,在安全范围内,依此对相关规程提出补充建议。     

MPS磨煤机工作特性试验研究

利用零压摆式取样针煤粉等速取样方法在MPS磨煤机出口管道上等速取样煤粉,通过对煤粉细度、水分和质量的分析,研究MPS磨煤机的工作特性。试验中主要研究了静态分离器挡板开度、动态分离器转速、磨辊液压加载力、磨煤机入口温度及通风量对MPS磨工作特性的影响,从而为国内MPS磨煤机制造厂家提供设计参考,同时也为国内现役和即将投入运行的MPS磨煤机提供运行指导。     

基于自适应神经网络模糊PID的磨煤机控制研究

以衡丰发电厂钢球磨煤机辨识结果为研究对象,基于MATLAB/Simulink平台搭建自适应神经网络模糊PID的磨煤机控制系统仿真模型,通过自适应神经网络对模糊规则进行训练和学习,改进磨煤机出口温度控制、入口负压控制以及负荷控制策略.仿真结果表明:自适应神经网络模糊PID控制优化效果明显,在磨煤机50％工况下,相比传统P...     

双调风燃烧器锅炉燃烧参数优化的试验研究

通过对双调风燃烧器锅炉影响燃烧的主要运行参数的试验研究,分析得了氧量,一次风量,燃烧器各挡板开度,磨煤机给煤量等主要燃烧参数对锅炉经济性的影响规律,并对这些参数进行优化选择,使锅炉的运行经济性得到了明显提高,试验得出的一些结果对同类型锅炉有一定的参考价值。     

基于数据融合的机组燃煤可磨性在线检测

火电机组普遍面临煤质多变的问题,煤质的波动不但影响风/煤静态优化配比关系,对于中速磨正压直吹式制粉系统,煤质的改变影响制粉惯性的改变,从而影响风/煤在动态过程中的优化配比关系.针对MPS型中速磨正压直吹式制粉系统,制粉惯性受煤质和制粉系统运行状况影响而变化的问题,提出了广义可磨性的概念K_e.通过统计和机理分析,给出了广义可磨性K_e和判断基准K_e的表达式,二者对比可以判断可磨性的变化.与电厂煤质分析报告中主要指标在不同月份的变化趋势也进行对比分析,结果显示,广义可磨性与实际煤质可磨性的变化趋势吻合,验证了广义可磨性描述的正确性和合理性.     

流化床部分煤气化实验研究

在一台小型流化床部分煤气化气化炉上,以空气和水蒸气为气化剂,在不同操作条件下(给煤量、流化风量和蒸气量),进行了三种不同煤种的气化实验。研究结果表明,床温随给煤量和蒸汽量的增加以及流化风量的减小而降低;在一定范围内。煤气中CO含量随给煤量、流化风量和蒸汽量的增加以及煤化程度的降低而升高;煤气中H2含量随给煤量和煤化程度的升高以及流化风量和蒸汽量的减小而降低;CH4含量随给煤量的增加而增加,随流化风量、蒸汽量和煤化程度的升高而降低。另外,煤化程度升高,生成煤气的热值减小。     

Hydrogen production through steam electrolysis: Control strategies for a cathode-supported intermediate temperature solid oxide electrolysis cell

Hydrogen production via steam electrolysis may involve less electrical energy consumption than conventional low temperature water electrolysis, reflecting the favourable thermodynamics and kinetics at elevated temperatures. The present paper reports on the development of a one-dimensional dynamic model of a cathode-supported planar intermediate temperature solid oxide electrolysis cell (SOEC) stack with air flow introduced through the cells. The model, which consists of an electrochemical model, two mass balances, and four energy balances, is here employed to study the prospect of the stack temperature control through the variation of the air flow rate. The simulations found that the increase in the air flow rate provides enhanced cooling and heating during exothermic and endothermic operations, respectively. The stack behaviour has suggested that such a convective heat transfer between the cell components and air flow would allow the control of stack temperature. However, only a small dependence of the temperature on the air flow rate was observed for a stack driven at conditions near thermoneutral operation, indicating that this operating mode should be avoided from a control perspective.     

汽油机掺醇燃烧进气油膜湿壁温度预测

对进气口喷射汽油机进气门处传热过程进行了分析,建立了进气油膜吸附壁面温度模型.通过冷机状态起动试验和温升过程数据分析,对已有模型结构进行了细化和改进,并基于试验数据及MATLAB参数辨识工具箱对模型参数进行了辨识.根据模型结构及试验数据,分析了油膜吸附壁面温度的关键影响因素和影响规律,以及不同掺混比例乙醇汽油下的差异.油膜吸附壁面温度变化规律类似一阶惯性系统特性,其温升时间常数可视为进气流量的单值函数,但稳态项与多个发动机工况参数有关,而不同乙醇汽油下油膜吸附壁面温度则差异不大.改进与辨识后油膜吸附壁面温度模型在纯汽油及掺醇汽油下均具有较高的预测精度,可直接用于油膜动态补偿器设计.     

Application of a detailed dimensional solid oxide fuel cell model in integrated gasification fuel cell system design and analysis

Integrated gasification fuel cell (IGFC) systems that combine coal gasification and solid oxide fuel cells (SOFC) are promising for highly efficient and environmentally sensitive utilization of coal for power production. Most IGFC system analysis efforts performed to-date have employed non-dimensional SOFC models, which predict SOFC performance based upon global mass and energy balances that do not resolve important intrinsic constraints of SOFC operation, such as the limits of internal temperatures and species concentrations. In this work, a detailed dimensional planar SOFC model is applied in IGFC system analysis to investigate these constraints and their implications and effects on the system performance. The analysis results further confirm the need for employing a dimensional SOFC model in IGFC system design. To maintain the SOFC internal temperature within a safe operating range, the required cooling air flow rate is much larger than that predicted by the non-dimensional SOFC model, which results in a larger air compressor design and operating power that significantly reduces the system efficiency. Options to mitigate the challenges introduced by considering the intrinsic constraints of SOFC operation in the analyses and improve IGFC design and operation have also been investigated. Novel design concepts that include staged SOFC stacks and cascading air flow can achieve a system efficiency that is close to that of the baseline analyses, which did not consider the intrinsic SOFC limitations.     

An experimental study and model validation of a membrane humidifier for PEM fuel cell humidification control

This paper presents an experimental study and model validation of an external membrane humidifier for PEM fuel cell humidification control. Membrane humidification behavior was investigated with steady-state and dynamic tests. Steady-state test results show that the membrane vapor transfer rate increases significantly with water channel temperature, air channel temperature, and air flow rate. Water channel pressure has little effect on the vapor transfer rate and thus can be neglected in the system modeling. Dynamic test results reveal that the membrane humidifier has a non-minimum phase (NMP) behavior, which presents extra challenges for control system design. Based on the test data, a new water vapor transfer coefficient for Nafion membrane was obtained. This coefficient increases exponentially with the membrane temperature. The test results were also used to validate a thermodynamic model for membrane humidification. It is shown that the model prediction agrees well with the experimental results. The validated model provides an important tool for external humidifier design and fuel cell humidification control.     

空调房间温湿度控制模拟分析

控制空调房间的设定温、湿度且使能耗最少是研究者关注的重要问题。文中以某一空调房间的变水量自动控制为例,分析了变水量空调系统的动态特性,研究了水流量变化、加湿量变化对房间温湿度的影响,分析模拟了PI控制参数的选取对控制过程影响进行。模拟结果显示合理的控制参数能实现较好的控制精度。     

用 MATLAB/SIMULINK 实现柴油机及其控制系统的动态仿真

动态仿真是发动机控制系统开发过程中的重要环节。本文建立了柴油机准线性动态模型，详细描述了空气流量率、燃空比、指示热效率、摩擦损失、平均指示压力输出、发动机动力学等子模型。控制系统模型包括控制策略、传感器和执行器模型，本文选用的控制策略为ＰＩＤ调节器。文中给出了以上主要模型在ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ环境下的实现过程和结构组成图。以ＢＮ４９３自然吸气柴油机及其控制系统为仿真对象，在ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ环境下进行了动态仿真计算，文中给出了典型瞬态过程的仿真和实测结果。