水泵水轮机旋转失速现象综述

旋转失速是水泵水轮机等旋转流体机械内部流动中普遍存在的不稳定现象。本文综述了水泵水轮机在水轮机工况运行过程中的旋转失速现象的主要特征及其传播特性。一方面,本文详细介绍了水泵水轮机旋转失速的基本概念、产生条件、形成机理以及失速团的传播和发展。另一方面,本文综述了识别旋转失速的常用方法,包括压力脉动时域和频域信号分析、气泡与线簇可视化实验等。为了进一步探究旋转失速对机组稳定性的影响,文章最后提出了两个在旋转失速研究中值得关注的问题。     

仿蜂巢微通道分叉结构的甲醇重整制氢

针对甲醇蒸汽的微通道重整催化反应过程,建立了三维稳态多组分传输反应模型;利用数值模拟分析,分别研究了平行阵列微通道和仿蜂巢分叉微通道在Zn_Cr/CeO₂/ZrO₂催化剂下的反应情况。通过双速率模型考察这两种流道中操作条件对甲醇蒸汽重整制氢输运规律的影响,发现这两种微通道反应器均可促进甲醇转化率和氢气产率的提高。与常规平行微通道的比较发现,仿蜂巢分叉微通道内反应气流动所需的泵功较小;在相同的加热面积下所能吸收的热量更大,而且更有利于反应器内温度的均匀分布,从而提高甲醇的转化率、减小出口CO的含量。研究结果表明,仿蜂巢分叉微通道结构具有较好的重整制氢综合性能,并可改善氢气产出的品质。     

空冷凝汽器验收考核实验中的几个原则

对空冷凝汽器进行性能测试,以考核是否达到验收标准,对于我国火电站空冷岛的设计、生产和运行都具有重要意义。从空冷凝汽器传热模型出发,分析了VGB-R131Me验收考核实验导则中存在的缺陷。针对我国直接空冷机组运行中存在的诸如夏季满负荷高背压运行,冬季防冻等问题,指出了单纯增加空冷凝汽器传热面积以满足设计要求的不足,建议制定不同工况不同容量机组的考核传热系数值。空冷凝汽器验收考核应在设备供应商提供凝汽器传热性能,即传热关联式的基础上,由用户计算不同轴流风机转速,不同凝汽器饱和蒸汽凝结量和不同进口空气温度条件下的凝汽器传热系数并进行实验测试,只有当该传热系数大于考核传热系数之后,才能绘制凝汽器性能曲线以检验是否达到设计要求。     

脱硫废水烟气喷射蒸发流动特性实验研究

确保喷雾液滴在接触烟道壁面前完全蒸发,是保障电站脱硫废水在锅炉尾部烟道内蒸发处理安全运行的关键。喷雾液滴的破碎、聚并等动力学行为,以及液滴群的粒径分布和速度等因素的影响机制,是喷雾蒸发的主要特性。设计搭建了热态风洞实验台,利用激光粒度分析仪和粒子图像测速仪（particle image velocimeter,PIV）,在不同的引射空气压力、喷嘴水流量,以及风速、加热空气温度等条件下,对喷雾液滴群的粒径变化和速度变化进行了测量和分析。实验结果表明：以大液滴形态离开喷嘴的射流在引射气流的携带作用下,因破碎而形成小液滴,而后液滴间聚并效果会显现出来。液滴初始粒径仅与引射气体压力和水流量有关;风速的提高一定程度上会促进液滴间的聚并。提高高压气体压力、温度、风速以及减小水流量均有助于提高液滴群速度,其中提高风速对液滴群的增速效果最为明显。研究结果为喷雾的数值模拟及工程应用改进方向提供了参考。     

大型间接空冷机组空冷塔热力性能实验系统

以某600 MW间接空冷机组的空冷塔为原型,按1∶30的比例,根据相似原理设计了1套自然环境条件下大型间接空冷塔的实验系统。该系统由模型空冷塔、空冷模型散热器、散热热负荷控制系统及数据采集系统等组成。实验期间可根据数值大小及实验目的利用控制系统调整热负荷。对实验数据计算及分析,表明:该空冷塔实验系统的换热系数测量误差小于20%;利用该实验系统,可获得不同环境气象条件下,空冷塔内部空气流场特性,以及散热负荷的空间分布规律;可进行间接空冷系统热空气回流、冬季防冻及烟塔合一条件下塔内气体流动传热机理的研究。     

地热能有机朗肯循环发电系统性能分析

针对中低温地热能发电,建立基于蒸发器夹点温差位置的有机朗肯循环(ORC)系统性能分析模型。以R245fa、R290和R600a工质为例,计算并分析了在不同蒸发器热源侧出口温度下,系统输出功率、单位面积的输出功率、蒸发压力、热效率和火用效率随蒸发器热源侧出口温度的变化规律,以及不同工质的最佳运行工况。研究结果表明:随着热源出口水温的升高,存在一个最佳蒸发器热源侧出口温度,使得循环的输出功率和有回热装置时的单位面积输出功率最大;对于≤135℃的地热能,更适用于亚临界ORC;回热器的加入可增加系统循环效率,但其对循环最优蒸发压力几乎无影响。     

空气压缩系统深度节能技术

空气压缩系统一直以来都是传统工业必不可少的重要系统之一,作为企业的能耗大户,其从生产、输送到应用三大环节进行节能具有重要的现实意义。文中以空气压缩系统的实际工作流程为切入点,分析了压缩空气从生产、运输到使用的各个环节的主要能耗所在,并针对这3个环节的能源损失提出一系列改进措施,同时对节能方法进行了分析比较。分析表明,对空气压缩系统进行深度节能改造是需要各个环节相配合的复杂工作,在传统的节能措施的基础上辅以新型的变频技术、空压站智能监控系统及余热回收技术等会从整体上更大程度地降低系统能耗。可为工厂企业的空气压缩系统节能改造提供参考。     

蓄热式管壳换热器传热特性研究

针对热电联产机组供热期发电负荷受供热量限制,机组调峰能力下降、电力系统弃风弃光现象严重的问题,设计了一种新型蓄热式管壳换热器.利用相变材料蓄/放热过程中温度接近恒定、释放潜热量大等优点,选取石蜡为相交材料,换热器相交区作为换热单元,采用控制变量法,针对传热流体流速、相变材料导热系数及相变层厚度等关键因素,对换热单元的蓄...     

电站空冷系统变工况性能的数值研究

无论直接还是间接空冷系统,其热力性能都受到环境气象条件的显著影响。研究不同环境条件,不同机组热负荷和操作条件下机组背压的变化规律,对于电站空冷系统变工况优化运行具有重要参考价值。该文建立了电站空冷系统变工况运行性能的计算模型和数值方法,分别以典型直冷和间冷系统为例,通过数值模拟,获得了不同环境气象条件下,直冷系统空冷凝汽器空气流量和进口空气温度,以及间冷系统空冷散热器空气流量和进口空气温度。以变工况数值计算为基础,分析了直接和间接空冷机组背压的变化规律。结果表明,直接空冷系统热力性能随风速和风向发生显著变化,并随风速增加而降低,导致机组背压随风速增加而升高。对于间接空冷系统,其热力性能先随风速增加而降低,随后又增加,使机组背压呈现先升后降的变化趋势。电站空冷系统变工况性能的数值研究结果,可用于指导空冷系统的优化设计和安全运行。     

电站空冷技术

随着对水资源日益匮乏,以及对直流和蒸发冷却方式引起的环境问题的持续关注,电站空冷技术获得了快速发展.无论直接还是间接空冷系统,翅片管束换热器都是构成空冷系统的主要设备.翅片管束结构形式不同导致的流动传热性能差异是造成空冷系统热力性能优劣的主要因素.现有直接空冷系统采用机械通风强迫对流方式实现冷却空气和汽轮机排汽的热量交换,因此轴流风机气动特性和由数十台风机集群运行产生的集群效应将会显著影响直接空冷系统热力性能.电站间冷系统一般采用自然通风冷却塔,通过冷却塔内外空气密度差产生的浮升力驱动环境空气流经空冷散热器实现热量交换.冷却塔结构形式,以及空冷散热器在冷却塔内外的布局方式是决定间冷系统热力性能的关键因素.由于直接或间接以环境空气作为电站冷端的冷却介质,因此自然环境条件成为影响电站空冷系统运行性能的主要原因之一.本文将对国内外电站空冷技术的研究动态和最新进展进行综述和评论,并预测电站空冷技术的未来发展趋势和应用前景.