高压电缆实时导体温度计算与载流量预测探究

电缆导体的实时温度是电缆是否达到载流量的判断依据。为了计算电缆的温度场,相关研究人员采用过数值分析、解析计算、试验和温度在线监测等方法。本文在构建电缆动态热路模型的基础上,结合敷设环境等条件,借助Matlab软件求得动态热路微分方程组的数值解,得到电缆温度场的实时分布情况,并预测出不同条件下电缆的可承受载流量。根据该方法也可以得到在施加阶跃电流作用下的电缆温度场的实时分布情况,并且可以计算出导体达到指定温度所需要的时间。分析结果表明,本文采用的方法不仅可以计算电缆的实时温度场和可承受载流量,还能够合理推算导体温升的时间,对相关工程实践有重要的参考意义。     

典型热分析仪测量精度不确定度评价方法研究

热分析仪炉腔温度场的精密检测与控制方法是实现热分析精密定量检测分析的核心,具有高度非线性耦合强干扰多等运行模式多变的不确定性特征。采用证据理论的可靠性评估与信息融合技术,利用热传导数学模型和实际数据测量相结合原理,提出一种炉腔内温度场热流分布特征的不确定度评价方法。基于Pignistic的指标函数优化算法,建立Pignistic向量的证据相似度度量模型。通过获得静态修正因子对测量结果进行多次修正,解决系统整体温度场热流瞬态分布的检测和热损失参量化计算的估计。实验验证表明,该方法能够评价热分析仪测量精度的不确定度与准确性。     

燃烧器摆动特性试验研究

针对国产300MW机组燃烧器摆动对汽温调节特性和炉内受热面壁温的影响进行了试验研究，分析了燃烧器摆动时炉内温度场和速度场的分布特征及对汽温偏差的影响。     

高压电力电缆温度场和载流量评估研究动态

为了提高电力电缆的利用率和安全可靠性,电力电缆温度场和载流量分析受到了相关研究人员的广泛关注。通过对现有研究现状分析,基于热路的解析计算、数值分析、试验和温度在线监测等方法已经应用于电力电缆温度场和载流量分析计算中;考虑土壤中水分迁移、排管等敷设方式下的内含封闭空气层等情况下的外部热阻是目前热路解析计算方式的研究重点;耦合求解水分迁移场、内部空气流场、温度场和电磁场是数值分析方法的研究重点;对于电缆不含光纤测温的回路,利用测温与数值分析方法相结合是确定实时动态载流量的研究重点。综合分析可知,外部热阻、多场耦合、实时动态载流量将是未来电力电缆群温度场和载流量分析的关键技术。     

燃煤锅炉结渣特性的数值模拟研究

分别对某电厂燃煤锅炉炉内的湍流、燃烧及传热过程进行数值模拟,模拟结果显示炉内速度场和温度场分布合理,但2、3级过热器屏底及炉膛出口处的左右两侧水冷壁会产生结渣。通过变工况模拟分析得出,关闭中间层一次风喷口及其相邻的二次风喷口挡板,既可防止气流刷壁、炉膛出口及侧墙结渣,还可适当分散燃烧器区域的热负荷,降低炉膛出口烟温。     

基于磁-热-流耦合模型的不规则排列电力电缆温度场与载流量计算

由于电缆不规则排列导致其温度场和载流量与规则排列电缆不同,针对沟槽内不规则排列电缆群的温度场和载流量计算,提出了电缆的磁-热-流耦合模型。该模型以110 k V交联聚乙烯电缆为例,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics对沟槽内规则与不规则排列电缆群的温度场和载流量进行计算。结果表明:电缆不规则排列可能导致其缆芯温度升高,载流量降低;利用电缆的磁-热-流耦合模型,可以准确计算沟槽内不规则电缆群的流场和温度场分布,从而准确计算沟槽内不规则排列电缆群的载流量。     

四角切圆锅炉炉内燃烧数值模拟

为了研究不同负荷下炉内燃烧及污染物排放情况,基于Fluent软件对某台350MW四角切圆燃烧锅炉进行数值模拟,分析随着锅炉负荷的变化,炉内的流场、温度场、组分分布及污染物NO_x质量浓度分布。结果表明:炉内切圆明显,整个炉膛空间存在螺旋上升的流场;燃烧器区域温度最高,炉内温度随着炉膛高度增加而降低;随着负荷降低,炉内温度水平降低,30%额定负荷工况时炉内温度水平偏低,需要考虑炉内煤粉的引燃和稳燃问题;组分场分布与温度场有很大关系,高温区对应高CO浓度场和低CO_2浓度场;在炉膛高温区大量生成热力型NO_x,随着锅炉负荷降低,炉膛出口NO_x质量浓度逐渐降低。     

基于COMSOL的母线板多物理场耦合仿真分析

随着电力工业的快速发展,母线作为汇集、分配和传送电能的装置,广泛应用于各电工领域,但由于其流过电流较大,其温升发热问题不容忽视,该问题涉及到电磁场、温度场、流场及位移场等多物理场的综合应用。为了更好地研究其发热散热问题,采用COMSOL Multiphysics多物理场直接耦合分析软件,基于有限元理论,在考虑设备几何形状和材料物理特性影响的基础上,对母线板进行三维建模,分别在瞬态和稳态情况下对母线板进行电—热—力耦合场分析,电—热—流耦合场分析,研究母线板的温度、电流密度分布规律和由于热膨胀引起的形变大小,最后加入层流,分析在考虑气流冷却效应时母线板的散热情况,并对仿真结果进行研究分析。     

配电室温度场与湿度场的建模与仿真分析

考虑到变电站配电室内配电设备对环境温度和湿度有较严苛要求,因此有必要研究配电室内温度和湿度分布规律,有助于提高配电设备可靠性。按照与温度计算有关的能量传递方程和与湿度计算有关的气体扩散方程,由理论计算公式分析可知直接计算涉及多变量的耦合,求解难度大。本文采用有限元分析软件ANSYS对配电室的温度场和湿度场进行仿真计算,首先根据实际的典型配电室建立仿真计算模型,并高精度划分有限元网格。其次根据现场运行情况整定计算仿真需要的计算参数,利用仿真计算模型得到了室内温度场和湿度场的水平面分布情况。通过改变风机流量,分析了风机流量变化对配电柜内部温度的影响效果,总结了配电室内温度场与湿度场的分布规律。     

热解温度对神府煤热解与气化特性的影响

采用大容量加压热重分析仪研究了不同热解温度(500, 650, 800 和1 000 ℃)与压力(常压、3 MPa)下神府煤的热解特性,同时采用傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪等分析仪器对所得煤焦的物化特性进行了详细分析。发现高温有利于挥发分的析出,使得煤焦产量快速降低;同时煤焦内C元素的含量快速增加而H含量逐渐减少,同时煤焦内有机官能团的红外吸收也明显减少;煤焦的孔隙表面积和孔容随热解终温的升高先增大后减小,在800 ℃(常压)和650 ℃ (3MPa)取得最小值。热解温度和压力对煤焦的气化活性也有显著的影响。采用常压热重分析仪在1000 ℃下分析了煤焦的CO2等温气化特性。常压热解焦的CO2等温气化活性随温度升高而降低,而加压热解得到的焦有不同的趋势,说明压力和温度对煤粉热解和气化的影响有一定交互作用。     

感应发电机温度场的数值计算

给出了一种具有轴-径双向通风冷却系统的感应发电机定转子温度场的计算方法。根据其电磁及冷却结构上的对称性,结合适当的假设,建立了样机半个轴向段的全域物理模型,计算得到了样机在额定运行状况下,稳态全域温度分布情况。并由此模型,进一步研究了冷却水流量和散热筋数量改变情况下的稳态全域温度分布。得到了定转子温升随冷却水流量和散热筋数量变化的一般规律。     

基于磁热双向耦合的永磁电机损耗和温升分析

为了研究永磁电机材料（铜、钕铁硼）的温度特性对高速永磁电机的损耗和热性能的影响,在考虑电机部件装配间隙的基础上,提出一种磁-热双向耦合方法,根据电机电磁场实际损耗分布加载到其温度场中,绕组、永磁体等部件损耗随温度变化情况实时更新至电磁场,通过3-D瞬态有限元方法实现电机电磁场-温度场的多重迭代收敛计算。以一台15kW高速永磁电机为例,通过两种（磁-热双向、磁-热单向）不同的计算方法对该类电机在不同供电条件（正弦波供电及变频器供电条件）下的损耗及温升计算结果与样机试验结果进行对比和分析。结果表明,通过磁-热双向耦合方法所获得的结果与实验结果更为一致,验证了所提出的磁-热双向耦合法的准确性及优势,为提高该类电机损耗和温升计算精度提供指导。     

永磁交流伺服电动机温度场计算及冷却系统改进研究

永磁交流伺服电动机温升是影响电动机运行性能的一个重要因素。温度场计算可以准确地得到电机各部件的温升及其分布。建立了电机三维温度场的数学模型及有限元模型,得到电机整体的温度分布。在此基础上分析空气流动状态及机壳结构形式对电机冷却效果的影响规律,对电机冷却系统改进设计具有一定的指导意义。     

嵌入式系统在热电厂流量积算仪中的应用

热力发电时实时监测水蒸汽的温度、压力和流量以便及时控制发电过程是非常重要的。运用嵌入式微控制器组成的流量积算仪可以及时检测生产过程中水蒸汽的温度、压力和流量，并积算流量，通过RS485通信接口将检测结果发送给远程控制中心。文中给出了流量测量、积算的方法，阐明了系统硬件设计与软件实现的技巧。实际应用表明，该流量积算仪性价比高、测量准确、运行可靠，具有较大的应用价值。     

基于CAT技术的130t/h煤粉锅炉炉膛温度场在线仿真显示

从锅炉存在的问题着手,在完善风粉系统的测量仪表的基础上,对锅炉相关指标进行在线采集后,使用数值计算软件计算炉膛温度场分布,再经过二次重构,实时显示炉膛温度,为锅炉操作人员提供监测数据。     

基于图像融合技术的近红外热图像处理

电力设备的在线监测具有非常重要的意义。针对目前一般采用的电力设备监测仪器———红外热像仪,存在着结构复杂、功耗较大、价格昂贵、不能实现在线监测的问题,文章介绍了以黑白CCD传感器为核心的电力设备在线监测实验系统,并围绕近红外热图像因受物体低温影响,从而影响温度场计算精度的问题,详细阐述了应用基于拉普拉斯塔形分解的图像融合方法对近红外热图像进行处理。     

CFB锅炉温度场及氧量场测试与数值模拟

对某循环流化床锅炉炉内温度场及氧量场进行了测试研究,利用数值模拟软件对锅炉的燃烧过程进行了模拟。结果显示,炉膛温度沿炉膛高度分布较为均匀,锅炉设计时稀相区的温度可采用一个固定值代替,距离壁面1 m以上距离的温度变化很小且趋于恒定,锅炉设计时可以用炉膛中心温度作为设计温度;氧气浓度分布规律沿炉膛宽度方向呈近似“M”型分布,炉膛中心和壁面氧浓度低。软件模拟结果与测试结果也基本吻合。研究结果可为掌握循环流化床锅炉温度场及氧量场的基本规律、提高锅炉燃烧效率提供帮助,同时也可为大型循环流化床锅炉的设计和理论研究提供参考。     

考虑围岩传热的深埋引水隧洞TBM施工通风模拟

深埋引水隧洞的储热作用及TBM施工过程中的围岩散热导致通风降温除尘十分困难。相关研究仅考虑了隧洞壁面与风流的热交换作用，而忽略了围岩内部热传导的影响；同时，目前有关围岩温度场的研究大多将岩石导热系数视为围岩导热系数，忽略了裂隙填充介质对围岩传热的影响。针对以上两方面的问题，提出基于多边形离散裂隙网络模型的围岩等效导热系数分形分析方法；进而建立综合考虑围岩内部热传导和隧洞壁面与风流的对流热交换的深埋引水隧洞TBM施工通风Euler-Lagrange两相流数学模型。结合实际工程的分析表明该工程围岩等效导热系数为0.47 W/(m?K)，远低于岩石导热系数3 W/(m?K)。将本模型和传统模型的模拟结果与实测数据进行对比，验证了本模型的准确性、一致性和有效性。研究结果可为相关深埋引水隧洞TBM施工通风提供理论指导。     

基于三维模糊PID控制策略的水泥分解炉温度控制系统研究

本文分析了水泥回转窑分解炉生产工艺,阐述了生料流量、煤粉和三次风配比与分解炉温度之间的关系,以下料量、三次风压和主排风机风速与设定值的偏差为输入量,炉温为控制量,设计出基于三维模糊控制和PID控制策略串级应用相结合的水泥分解炉温度控制系统。在该温度控制系统中,依据模糊控制理论,结合人工经验和现场要求得出控制规则,对煤粉阀门进行控制,其中三维模糊控制器设定分解炉温度,PID控制器对温度实施精确控制,使分解炉温度保持在设定温度的2.5%范围内波动。现场实际运行结果表明,该控制系统大大提高了分解炉喂煤的控制精度,运行稳定可靠,具有良好的控制效果,能够满足现代工艺的要求。