基于TRNSYS的多热源复合式供热系统经济性研究

以TRNSYS模拟软件为平台,构建了一套由太阳能、土壤源热泵、热网三种热源组成的多热源复合式供热系统;以哈尔滨市某案例为研究对象,基于不同峰谷电价比时不同热源占比的复合式供热系统的运行特性进行研究,分析不同热源占比的复合式供热系统的经济性。研究结果表明:该多热源复合式供热系统,在工况三的运行模式下,基于三种峰谷电价比,系统均能取得较优的经济性。     

基于欧标的密肋型波纹钢筒仓结构设计

波纹钢筒仓的分析可将仓壁作为均匀壁厚的等效正交异性壳进行,对两向拉伸刚度和弯曲刚度进行修正,可高效建立波纹仓壁的等效有限元模型.基于欧洲规范[1-7],对意大利热那亚一直径16.38m、高度21.216m的实际波纹钢筒仓工程进行了结构设计分析.仓壁竖向加劲肋为开口薄壁型截面,共54根,周向距离为0.953m.考虑了永久荷载、屋面可变荷载、散料压力、风荷载及仓顶栈桥荷载,同时考虑了10种组合荷载工况的承载能力极限状态和正常使用极限状态.设计分析采用了大型商业有限元软件ANSYS.线性静力分析表明结构的强度及变形满足欧标的要求.强度设计由包含散料压力的工况9控制,最大Mises等效应力发生在仓壁中下区域且略小于材料的强度设计值fy.稳定性分析同时考虑了几何非线性和材料非线性,结果表明各工况下的稳定安全系数均大于欧标规定值1.1.满仓时结构的稳定性设计由工况9控制,而空仓时由工况2控制.抗风梁对提高仓壁在风荷载下的屈曲强度有很大的有益作用.     

两种有效应力下花岗岩和充填体渗透率变化规律研究

干热岩是地热资源的主要载体。干热岩体花岗岩受地质构造运动影响产生裂隙,熔融岩浆侵入到花岗岩裂隙中,形成含有充填体的花岗岩体。故采用压力脉冲法,以花岗岩母岩和充填体为研究对象,研究改变围压或孔隙压力两种路径下有效应力对花岗岩母岩和充填体渗透率的影响规律。研究表明:在孔隙压力一定情况下,随着围压增大,花岗岩母岩和充填体的渗透率都有一个快速大幅下降阶段和缓慢小幅降低的阶段;通过孔隙压力不变时卸载围压的路径减小有效应力,可以有效恢复花岗岩的渗透率。但通过围压不变时提高孔隙压力的路径减少有效应力达到恢复渗透率的目的时,存在一个“失效围压阈值”,当围压低于该阈值时,提高孔隙压力可以使渗透率得到有效恢复,高于该阈值,提高孔隙压力对渗透率不会有太大的提高;采用孔隙压力一定时降低围压和围压一定时(低于“失效围压阈值”)增大孔隙压力两种路径测试同一试样渗透率时,若两种路径下有效应力相同,则试样渗透率相差不大;通过波速对比和偏光镜图像对比分析了试样在试验前后的孔隙裂隙的压密和塑性变形,从宏观和微观角度证明了“失效围压阈值”存在的合理性。     

σ相对S32205双相不锈钢力学性能和耐蚀性的影响

通过JMatPro软件模拟计算和试验结合的方式研究了S32205双相不锈钢中σ相的析出行为及对其力学性能和耐蚀性的影响。结果表明：通过JMatPro软件模拟计算得到的S32205双相不锈钢σ相析出鼻尖温度为875℃。当S32205双相不锈钢在875℃保温0～90 min,σ相含量快速增加,当保温时间增加至90～120 min时,σ相含量缓慢上升,而当保温时间为120～240 min时σ相含量达到饱和,最大为6.1%,与模拟计算结果基本符合。随着保温时间逐渐增加,S32205双相不锈钢的屈服强度、抗拉强度及显微硬度先快速增加后逐渐保持稳定,而伸长率呈下降趋势,强度和硬度与σ相体积含量成正比关系,σ相强化机理由Orowan强化机制转变为σ相的高弹性应变能强化机制。不同σ含量的S32205双相不锈钢的电化学试验结果表明随着σ相的含量逐渐增多,基体越容易贫Cr, S32205双相不锈钢越容易产生腐蚀,耐蚀性逐渐降低。     

射流剪切层及相关预混火焰的被动控制

研究了网格湍流的被动控制方式对射流剪切层以及相关预混火焰的影响.利用热线风速仪测量冷态流场结构,结果显示,网格湍流显著减小了剪切层的湍流强度和尺度,使湍流更趋于各向同性,并增强了流场的稳定性,减弱了剪切层失稳程度,表明了网格湍流能对剪切层中的大尺度拟序结构起到抑制和破坏作用.此外,用高频响细丝热电偶研究了网格湍流以及所引起的剪切层改变对预混火焰结构的影响,结果显示,网格湍流一方面通过改变当地射流剪切层的流动特性抑制了火焰皱褶低频运动;另一方面通过在火焰根部施加强制扰动产生皱褶从而强化燃烧,这说明网格湍流能够同时产生使剪切层中预混火焰强化和稳定两方面的效应.     

低排放分级燃烧器中CH4燃烧特性

烟气回流是实现柔和燃烧的手段,为精确控制回流比例,建立了分级燃烧器,实验研究了回流比例、当量比对CH4柔和燃烧火焰形态和NO、CO排放的影响。当量比为0.8,回流比例为0.6～0.7时实现柔和燃烧,反应区分散不分层,烟气中NO和CO体积分数分别小于1.2×10-5和4×10-5;回流比例过小时发生扩散燃烧,过大时燃烧不稳定;NO排放主要在烟气发生区产生。回流比例为0.6、当量比为0.6～0.8时,射流和主流有效掺混并伴有火焰抬升,实现柔和燃烧;相同当量比时,分级燃烧的NO排放较旋流扩散低,当量比0.8时,分级燃烧相对旋流扩散减排NO达44%。     

单管微混燃烧器燃料/空气掺混规律研究

为了使应用于燃气轮机的单管微混燃烧器实现清洁燃烧,达到降低污染的效果,采用数值模拟的方法,从影响单管微混燃烧器燃/空掺混均匀性的几何参数入手,分析了几何参数与掺混均匀性的问题,研究了微混燃烧器中非反应流动以及燃/空分配对掺混均匀性的影响,形成了单喷嘴微混设计方案。三维模拟模型基于如下设计参数建立：空气孔径D_a为2～5 m、空气孔间距S为5～11 m、第1排空气孔与燃料主流入口平面距离L₁为3～35 m、流速V为50～70 s。结果表明：混合质量并不直接取决于空气孔直径D_a的大小,而是与燃空射流动量比有关;空气孔间距S对均匀度的影响较小,且与最短预混段长度L呈三次多项式的关系;L₁的长度与预混段长度在给定区间内呈现四次多项式的关系;流速V、空气孔直径D_a、射流深度H三者可呈现出一个函数关系,可由已知量推测未知量的范围。基于上述研究结果,在合适的几何尺寸下,单管微混燃烧器可以得到较高的混合质量,压损较小的情况下,使燃/空掺混均匀性更好。     

15000m3/h耐火材料厂焙烧窑炉烟气低温脱硝工程实验

耐火材料是一种必要的工业炉衬基础材料,经过高温煅烧制得,空气中的N₂高温氧化形成NO_x,且窑炉烟气中NO_x浓度根据生产工段的变化而波动。目前国内在耐火材料焙烧窑炉烟气NO_x脱除方面的工艺少有报道。为解决这一问题,本文首次提出将选择性催化还原（SCR）法运用到耐火材料焙烧窑炉烟气脱硝工程实验中,根据特定工况烟气参数,通过调整反应参数得到了最佳工艺条件。系统地考察了烟气温度、氨氮比和空速对脱硝效率的影响。研究结果表明,当烟气温度为165°C、氨氮比为1.3、空速为2000h^-1时,脱硝效果最佳,脱硝率可达到90%。对于耐火材料焙烧窑炉烟气脱硝治理推广具有较好的前瞻性。     

超临界机组及其一次调频控制系统的辨识与仿真

超临界机组参数高、容量大、效率高、煤耗低,得到广泛使用,是目前电网的主力,充分发挥其一次调频能力对维持电网频率的稳定具有重要意义。本文对超临界机组的一次调频控制策略进行了研究,建立了某630 MW超临界机组及其控制系统的仿真模型,使用改进的双线性变换最小二乘辨识方法对模型中的未知参数进行了辨识。在PSD-BPA仿真平台搭建了其控制系统的模型,通过仿真分析与机组现场试验数据的对比验证了模型的正确性,功率最大相对误差为0.5%。分析了调频死区和调速不等率对机组一次调频能力的影响,建议调频死区设置为0.033 Hz,调速不等率设置为4.5%,控制器积分系数K_(I1)设置为0.2,从而兼顾不同性能指标的要求,使机组的一次调频能力达到最优。     

利用主动轮廓算法提取火焰前锋

介绍了利用主动轮廓算法(ACM)从片光束二维激光测量图像中提取预混火焰前锋的原理,并结合V形火焰的OH平面激光诱导荧光图像分析比较了ACM和常用的阈值法．ACM从原理上消除了阈值法所包含的主观因素,自动获取最佳结果．测试结果表明当边界严重模糊时,阈值法的结果因噪声严重失去价值,而用ACM却能够获得平滑的火焰前锋．