感应荷电过程中喷雾荷电特性影响规律实验研究

荷电水雾可有效提高液滴捕集微细颗粒物的效率,其中液滴的荷电特性是影响荷电水雾除尘效率的重要因素。为此,从水雾感应荷电理论出发,建立了液滴群荷电量的理论计算式,通过改变荷电电压、电极间距、雾化压力以及电极环直径,实验研究了各种因素对液滴荷质比的影响规律,并测试了喷雾特性。实验研究结果表明:液滴荷质比随荷电电压的升高而先增大后减小,随电极环直径的增大而减小,随电极间距的增大而增大;液滴的荷电效果与雾化压力有关,且对于同一喷嘴存在荷电效果最佳的雾化压力值;液滴粒径随荷电电压的增大而逐渐减小,且当液滴粒径较小时,荷电电压对液滴粒径的影响相对较弱。该研究结果对于提高液滴的荷电效果、促进荷电水雾在控制微细颗粒物方面的应用具有重要的指导意义。     

角管式蒸汽锅炉预分离装置汽液分离数值模拟研究

采用数值模拟的方法研究了角管式蒸汽锅炉预分离装置不同运行参数下汽水两相的分离效率,分析了压力、入口干度、入口质量流速及引出管内径对预分离装置汽水分离效率的影响。模拟结果表明:当压力升高,汽水密度差和液滴直径减小,导致水滴的重力小于蒸汽对它的浮力及摩擦力之和,使得更多水滴被蒸汽带入引出管内,从而分离效率降低;分离效率随入口干度的增高而增大;增大入口质量流速不利于汽液两相的分离;增加引出管内径会使预分离装置分离效率降低。     

热水闪蒸蒸发特性数值模拟

借助数值模拟方法,研究了过热度、闪蒸压力、热水质量流量和闪蒸室热水进口距闪蒸室底部的高度对闪蒸蒸发特性的影响。模拟过程中过热度为5～30℃,闪蒸压力为29.3 k Pa、47.4 k Pa、70.2 k Pa,热水质量流量为18～68 t/h,闪蒸室热水进口距闪蒸室底部的高度为1440～240 mm。结果表明:闪蒸压力一定时,闪蒸效率随过热度的增加呈近似线性的增大;过热度一定时,闪蒸效率随闪蒸压力的升高而增大;闪蒸室热水进口距闪蒸室底部的高度的增加闪蒸效率增大;热水质量流量的变化对闪蒸效率的影响较小。     

弓网系统中滑动电接触受流效率的研究

利用自行设计的滑动电接触摩擦磨损实验机,在不同速度、电流、压力的条件下,对铜锡合金导线/浸铜碳滑板做摩擦磨损实验,结合实验数据绘出受流效率在不同条件下的曲线,并对影响受流效率的滑动速度、电流以及接触压力做出了理论分析。受流效率随着速度的增加逐渐降低,且在速度较小时,受流效率随接触压力增大的幅度较大。接触力在30~80N之间时,受流效率随电流增大而增大,而接触力在80~120N之间时,受流效率随电流增大而下降,总体趋势上受流效率随接触压力增大而增大。接触压力越大、给定电流越大,受流效率越高,而且当速度增大时,受流效率受电流的影响减小,此时速度为主要影响因素。     

电场对有机胺气溶胶作用机理与实验研究

燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术是实现2060年碳中和目标的重要手段,然而化学吸收法存在吸收剂二次携带与生成新的气溶胶污染物等问题。为了探究电场对有机胺气溶胶作用机理,使用COMSOL软件模拟有机胺气溶胶、固体颗粒在空间电场中荷电特征与运动特性区别;用实验手段研究有机胺气溶胶对线板式静电除雾器伏安特性影响,通过ELPI+分析电场对有机胺气溶胶控制效果。结果表明:板间电流随电压增大而变大,近似为指数函数;当极线间距一定时,电流随板间距增大而减小;极板间距一定时,电流随线间距增大而增大,最大值对应尺寸为板间距7 cm、线间距7 cm;电除雾器对于0.20~0.50 μm粒径有机胺气溶胶的脱除效率最低为40%;有机胺气溶胶相对介电常数更高,表面张力更大,其在除雾器中的脱除效率比固体颗粒更高;0.10 μm以下和0.10 μm以上粒径有机胺气溶胶脱除效率分别相差约2百分点、8百分点。     

微型燃气轮机冷热电三联产系统的产品成本分析

介绍了微型燃气轮机(微燃机)冷热电三联产系统(三联产)的构成,利用热力学理论对三联产系统在额定工况下的产品成本单价进行了分析,计算了在不同天然气成本单价和微燃机不同工况下排气(烟气)余热利用率ηy的发电量成本单价和制冷量成本单价。计算表明,发电量成本单价随ηy的增加而减小;天然气成本单价增加会增大发电量成本单价;提高ηy对降低发电量成本单价有作用;制冷量成本单价随天然气成本单价增加而增加;ηy在70%后对单位制冷量成本单价的影响降低。     

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。     

计及置信容量的光热电站储热容量优化配置

为探索光热电站的容量价值,文中基于光热电站的容量置信度和度电成本,提出一种光热电站集热面积和储热容量优化方法。文中建立光热电站发电效率模型和经济性模型,基于序贯蒙特卡洛方法计算发电系统可靠性,使用粒子群算法计算光热电站置信容量,研究太阳倍数和储热时长分别对光热电站容量置信度和度电成本的影响;并以容量置信度和度电成本作为优化目标,使用加权理想点法建立目标优化函数、熵权法确定指标权重值,对太阳倍数和储热时长进行优化。以西北某地区光热规划为例,使用该地区实际太阳辐照资源数据建立模型,发现随着太阳倍数和储热时长的增加,容量置信度单调递增,而度电成本呈先降后升的趋势,可优化得到约束条件下最佳太阳倍数和储热时长。     

喷淋脱硫塔内除雾器性能数值模拟

利用计算流体力学(CFD)方法,对不同叶片形式除雾器内的流场进行数值模拟,获得烟气流速、叶片间距、液滴直径等参数对除雾效率及压力损失的影响规律。结果表明:除雾效率随烟气流速和液滴直径的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;弧形板除雾器对液滴的脱除效率最低,但压力损失最小,其次是折形板除雾器,弧形板带单钩和双钩除雾器对液滴的脱除效率较高,但压力损失也较高;弧形板大间距板型,适合作为塔内一级除雾器,用来控制二级除雾器入口液滴质量浓度;弧形板带钩小间距板型,适合作为塔内二级除雾器,用来控制整个吸收塔液滴排放总量。     

超临界二氧化碳压缩测试系统动态模型

建立超临界二氧化碳（S-CO2）压缩测试系统的动态仿真模型对于系统设计、系统性能预测以及控制策略的建立具有重大意义。首先,考虑冷却器和管道的时滞效应,建立了冷却器、压缩机和节流阀等部件的热力学模型,并结合系统焓方程形成系统动态仿真模型,并验证了模型的静态与动态精确性。在此基础上,研究了某350 kW S-CO2压缩测试系统对节流阀开度扰动的动态响应特性。结果显示:在节流阀开度增大过程中,压缩机进口温度几乎不变,压比降低,压缩机效率与输出功率先增大后减小,稳定后压缩机效率略有增大、输出功率几乎不变;在节流阀开度线性增大时,回路流量和压缩机进口温度存在最大调节量,二者均与节流阀开度变化率呈近似线性关系;在压缩机前增设300 L缓冲罐将使系统稳定时压缩机流量、压比和效率等参数出现偏移,但不影响压比和效率等参数在节流阀开度调节过程中的变化趋势,增强了压缩机对节流阀开度扰动的鲁棒性。     

不同实度扰流柱阵列的流动与换热特性研究

采用剪切压力传输SST k-?湍流模型对3种不同实度扰流柱阵列的换热效果与流动特性进行数值模拟。根据冷却流体的流场结构,分析扰流柱实度对冷却通道内传热性能及压力损失系数的影响规律。结果表明:随着扰流柱阵列实度等级的增加,冷却气体动能降低,其流向速度呈周期性分布,通道内端壁面积缩小,但低温区域所占面积比重明显增大;扰流柱阵列的平均换热水平随进口雷诺数的增大呈指数上升趋势,高实度的扰流柱换热效果更佳,且在流场上下游分别出现换热峰值;冷却通道的整体压力损失系数随进口雷诺数的增大呈指数下降分布,高实度通道下降速率最大,其整体压力损失系数在高雷诺数阶段达到最低,在流向上沿程压力损失系数呈先降后升趋势。     

背压式汽轮机组与有机朗肯循环耦合的热电联产系统

该文提出背压式汽轮机组耦合有机朗肯循环(organic Rankine cycle，ORC)的热电联产系统。通过提高背压式汽轮机组的蒸汽流量，多余排汽供 ORC 发电，以实现提高背压汽轮机组效率，增加系统发电量的目的。该系统可同时满足热负荷和电负荷的调节。ORC 的热效率随主气温度的提高而上升，但是其主气温度受背压式汽轮机排汽冷凝温度的限制。为了获取最大热效率，优化了 R600a、R245fa、R123和 R113这4种工质的运行压力。结果表明 R113运行压力最低而热效率最高，其净发电量比 R600a 约高10%。随热负荷的降低该联产系统的燃料利用系数降低，但是火用效率会高于原工况。     

太阳能热风发电系统性能参数数值模拟

为了全面衡量太阳能热风发电系统的性能,在常用热平衡方程的基础上,增加压力方程和理想气体状态方程,建立了太阳能热风发电系统中集热棚和烟囱的一维可压缩瞬态模型,计算系统内气流的温度、压力和密度分布,由此得出的系统总压差动态变化与相关文献的实际测量值基本一致。利用该模型分析烟囱形状参数对烟囱效率的影响,结果表明:烟囱效率随烟囱高度和烟囱直径的增加而增大;采用渐缩形烟囱会降低烟囱效率,而采用渐扩形烟囱会提高了烟囱效率且随烟囱倾角增大烟囱效率增加,但渐扩形烟囱倾角达到极值后再进一步增大时,烟囱效率几乎不再发生变化。     

静电除尘效率的影响因素研究

通过试验研究了影响静电除尘器捕集效率的因素,分析了微粒粒径、电场强度、气流流速、电离电压、电离电极洁净程度对捕集效率的影响规律。结果表明,静电除尘器中的微粒捕集效率随粒径的增大而提高;同样的带电微粒,随电场强度增大,其捕集效率增加;随着气流速度加大,捕集效率变小;随电离电压增大,微粒所带电荷增加,捕集效率亦增大;气流通过电离区时,会有极少的微粒被捕集到电离电极表面,微粒自身有一定的电阻率,导致放电电流下降,大多数微粒荷电减少,除尘器捕集效率降低。采用Deutsch模型估算试验中带电微粒的迁移速度,大约在几厘米每秒到20 cm/s。     

加热器端差对机组热经济性的影响

为降低机组发电成本,实现提质增效目标,针对机组各加热器类型,计算分析得出加热器端差对机组热经济性影响特性,并通过实验获得控制发电成本手段。结果显示,端差对机组抽汽等效焓降、汽耗率、标准煤耗率的影响随抽汽级数和负荷的变化产生不同影响。在实际运行中,负荷越高能耗敏度越小。但由于负荷越高,端差越大,导致高负荷下端差引起的发电成本增加值越大。试验发现,通过调节高压加热器液位可减小端差,从而降低发电成本。     

超临界二氧化碳循环系统工艺参数设计研究

利用Ebsilon软件建立超临界二氧化碳再压缩布雷顿循环系统计算模型,完成百kW功率等级系统的工艺参数设计计算,通过对计算结果的分析,深入探究系统工艺参数对系统发电效率、低温回热器和高温回热器换热系数与换热面积乘积(KA)的影响。主压缩机入口温度和入口压力存在合理组合范围,以保证发电效率较高且低温/高温回热器KA较小。主压缩机入口温度增加,适宜选取的主压缩机入口压力也增加。研究发现,在上述组合范围内,主压缩机入口温度一定时,不同主压缩机入口压力下发电效率随分流系数变化的曲线存在近似相交点,当分流系数小于该交点值,主压缩机入口压力越接近临界压力,发电效率越高;当分流系数大于该交点值,主压缩机入口压力越远离临界压力,发电效率越高;该分流系数随透平入口温度增大而增大。相同分流系数(小于上述分流系数交点值)时,发电效率变化幅度与主压缩机入口压力的关联程度随主压缩机入口温度的增大而逐渐减小。主压缩机入口压力一定时,低温回热器KA随分流系数增加的变化趋势与主压缩机入口压力本身取值有关,高温回热器KA随分流系数的增加而增加。分流系数一定时,主压缩机入口压力越大,低温/高温回热器KA越大。     

固阀塔板对煤气化飞灰洗涤净化性能的实验研究

以煤气化飞灰、空气、水为实验介质,研究了固阀塔板的洗涤特性。通过改变洗涤塔入口和塔内操作条件观察其对洗涤效率的影响规律。实验结果表明气量、液量、颗粒浓度以及塔板数对不同粒径飞灰颗粒的洗涤效率均有较大的影响;固阀塔板对大于10μm的飞灰颗粒洗涤效率可以达到90%以上,随着粒径的降低洗涤效率逐渐降低,颗粒粒径在1～3μm之间洗涤效率最低为52%左右;低于1μm的颗粒,随着粒径的降低洗涤效率逐渐升高。不同粒径飞灰颗粒的洗涤效率随气量增加呈现不同的变化趋势,其中3μm以上颗粒的洗涤效率随气量的增加而增大;而1μm以下颗粒的洗涤效率随着气量的增加,洗涤效率逐渐降低;介于1～3μm间的颗粒洗涤效率受气量变化影响较小。不同粒径颗粒的洗涤效率随液量的增加均增大;随入口颗粒浓度增加,5μm以上颗粒洗涤效率略有增加,但3μm以下颗粒随入口颗粒浓度的增加洗涤效率却显著降低,介于3～5μm之间的颗粒洗涤效率变化不大。各层塔板对飞灰颗粒洗涤效率的贡献不同,且在不同层塔板上洗涤效率随粒径变化的趋势也有较大的差异。利用实验结果拟合出预测板式塔洗涤效率的公式,该公式预测值与实验值相符程度较好。     

基于分段竞价的售电侧需求响应策略

需求响应可以有效改善负荷曲线,提高系统可靠性。在分段竞价模式基础上,提出了用户可平移负荷参与需求响应的方式。根据发电成本随连续生产时间的增加而有所降低的特性,建立了负荷段组合优化模型,提出售电公司将用户不同的可平移负荷组合为长负荷段参与市场交易,以获得较低的发电成本。在此基础上以购电费用最小为原则建立了市场出清模型,计算出清价格。采用合作博弈双边Shapley值方法,解决用户合作后的购电费用合理分配问题。基于某地区实际负荷数据的算例计算表明,通过售电公司对用户可平移负荷资源的优化组合,可有效降低机组发电成本,减少用户购电费用,实现发电企业和用户的共赢。     

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.     

波动载荷下弓网滑动电接触载流特性研究

为获取波动载荷下弓网滑动电接触载流特性,利用FCH-03型销盘式滑动电接触摩擦磨损试验机模拟弓网接触状态,进行强电流密度、不同速度与波动接触压力条件下的浸金属碳/铜对磨实验。根据实验数据获得载流效率、载流稳定性在不同条件下的特性规律,并针对影响受流的运行速度、接触电流、波动接触压力等因素作出深入的机理分析及电弧能量干扰相关性分析。研究表明:载流效率随接触压力振幅的增大而减小,随接触压力频率的增大呈较小的增大趋势。载流稳定性随接触压力振幅的增大而减小。低速时基本不随接触压力频率变化;高速时随接触压力频率增大呈先增大后减小。弓网离线及离线电弧是导致高速弓网系统载流质量下降的主要原因。