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基于稳定流形法的构网型逆变器暂态稳定性分析

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高电压技术 2024年第8期50卷 3705-3714页

作者：白晨曦何汰航李夏岩陈昌松段善旭华中科技大学强电磁技术全国重点实验室武汉430074

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了... 详细信息

具有电流限幅环节的构网型逆变器在实际运行中,会出现类似于同步发电机功角失步的暂态稳定性问题。为了正确地判断构网型逆变器在大扰动故障下是否发生暂态失稳,需要使用准确的暂态稳定边界。因此,针对构网型逆变器单机并网系统,提出了一种基于稳定流形法的暂态稳定边界描述方法,建立了包含功角与角频率信息的稳定区域,旨在准确地判断具有电流限幅环节的构网型逆变器在电网电压发生大幅扰动后是否失稳,并将该稳定边界应用于分析系统参数对暂态稳定性的影响,同时给出对应的临界切除时间。最后,通过单级式逆变器实验平台验证了暂态稳定边界的准确性和理论分析的正确性。

关键词：构网型逆变器暂态稳定稳定流形电流限幅临界切除时间

10 MW_(th)化学链燃烧反应装置的CPFD模拟

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化工学报 2024年第8期75卷 2949-2959页

作者：童永祺程杰林海陈曦赵海波华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074 湛江海关技术中心广东湛江524022

对自主设计的10 MW_(th)化学链燃烧装置进行了全流程全尺度的计算颗粒流体力学(CPFD)模拟,得到了系统内详细的气固两相流流体动力学信息。首先基于经典实验验证了各曳力模型的可靠性,利用优选的EMMSYang曳力模型对系统进行了全流程模拟... 详细信息

对自主设计的10 MW_(th)化学链燃烧装置进行了全流程全尺度的计算颗粒流体力学(CPFD)模拟,得到了系统内详细的气固两相流流体动力学信息。首先基于经典实验验证了各曳力模型的可靠性,利用优选的EMMSYang曳力模型对系统进行了全流程模拟,分析了系统内的压力平衡,之后分析了系统内的固体循环流量,反应器内固含率分布、压力分布等关键参数,补充了实际运行过程中难以测量的细节信息,同时可以指导操作条件优化及反应器调控策略。模拟结果显示,系统实现了良好的压力平衡,空气反应器出口固体循环流量达到103.80 kg/s,燃料反应器出口固体循环流量达到40.10 kg/s,底部返料阀返料顺畅,使得系统快速达到稳定运行状态。

关键词：化学链燃烧 CPFD模拟曳力模型压力平衡

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CO_(2)/C_(3)H_(6)O在金属氧化物耦合吡咯氮生物炭表面的共/竞吸附机理研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 206-217页

作者：汪辉春花昌豪陈萍顾明言龚成邹帅汪一安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉430074

本研究采用密度泛函理论,通过比较吸附量、吸附能以及态密度和电荷差分密度的分析,探究了不同金属氧化物耦合吡咯氮生物炭(CN5@MOx,MOx=ZnO、CaO、Na2O)表面CO_(2)与C_(3)H_(6)O(CO_(2)&C_(3)H_(6)O)的吸附机理。首先从CO_(2)/C_(3)H_(... 详细信息

本研究采用密度泛函理论,通过比较吸附量、吸附能以及态密度和电荷差分密度的分析,探究了不同金属氧化物耦合吡咯氮生物炭(CN5@MOx,MOx=ZnO、CaO、Na2O)表面CO_(2)与C_(3)H_(6)O(CO_(2)&C_(3)H_(6)O)的吸附机理。首先从CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分方面计算了其在CN5@MOx表面吸附量和吸附能,计算结果表明,在333 K、100 kPa时CN5@Na2O表面对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附量分别为3.65、15.34 mmol/g,吸附能分别为-145.86、-132.47 kJ/mol,均高于CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分在CN5@CaO及CN5@ZnO表面吸附。得出Na2O掺杂吡咯氮生物炭对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附效果最优。进一步研究了CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面共/竞吸附及机理。计算结果表明,CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、CN5@CaO、CN5@ZnO表面吸附存在临界温度(分别为333、353、393 K),超过临界温度以后CO_(2)&C_(3)H_(6)O共存体系在CN5@MOx表面吸附量较CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分有所提高。CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、 CN5@CaO、 CN5@ZnO表面吸附能分别比CO_(2)或C_(3)H_(6)O单组分吸附时至少高141.59、112.77、31.75 kJ/mol,CN5@MOx表面对CO_(2)和C_(3)H_(6)O的吸附表现为协同促进作用,且CN5@Na2O对CO_(2)&C_(3)H_(6)O共同吸附效果最佳。采用电荷差分密度和态密度分析CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面协同吸附作用机理,得出CO_(2)的吸附作用力是通过C_(3)H_(6)O与CO_(2)的间接相互作用产生的,Na2O中Na与C_(3)H_(6)O电子云重叠,发生电荷转移,增强了两者间相互作用力,CN5@Na2O表面C_(3)H_(6)O与CN5在p轨道主要共振峰结合能较CN5@ZnO低了3.43 eV,使得C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O表面吸附最稳定。

关键词：吡咯氮生物炭金属氧化物 CO_(2) C_(3)H_(6)O

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SiO_(2)对MnCe/Ti催化剂脱硝抗硫性能调控机理研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1845-1856页

作者：张林林卿梦霞刘亮陈亚鑫赵斌向军长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室武汉430074

燃煤电厂深度调峰对脱硝催化剂的宽温区脱硝抗硫性能提出更高要求,而现有的V-W/Ti系催化剂普遍存在低温脱硝抗硫性能差等问题。本文以Mn Ce/Ti催化剂为研究对象,探究了SiO_(2)对Mn Ce/Ti催化剂宽温区脱硝抗硫性能的调控机理。研究表明,S... 详细信息

燃煤电厂深度调峰对脱硝催化剂的宽温区脱硝抗硫性能提出更高要求,而现有的V-W/Ti系催化剂普遍存在低温脱硝抗硫性能差等问题。本文以Mn Ce/Ti催化剂为研究对象,探究了SiO_(2)对Mn Ce/Ti催化剂宽温区脱硝抗硫性能的调控机理。研究表明,SiO_(2)提高了Mn Ce/Ti催化剂的高温脱硝活性,在250~350℃温区内,脱硝效率可稳定控制在90%以上。SiO_(2)通过促进低温NH_4~+的生成、提高吸附态NO的反应活性、抑制SO_(2)在催化剂表面的吸附与块状硫酸盐的生成,来增强催化剂的脱硝性能与抗硫性能。

关键词：宽温催化剂 SiO_(2)掺杂 SO_(2)氧化抗硫性 SCR机理

钙循环捕集CO_(2)小试和中试台架研究进展

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洁净煤技术 2024年第8期30卷 170-184页

作者：王长清谭煜幺林明玮刘文强邓黎丹周子健徐明厚华中科技大学煤燃烧与低碳利用国家重点实验室湖北武汉430074

燃煤电厂产生CO_(2)会加重温室效应,因此实现温室气体减排目标至关重要。碳捕集技术已被确定为降低电力部门碳排放的关键措施。胺洗涤等化学吸附剂和氧燃烧技术等成熟技术集成到发电厂时,效率损失很高(8.0%~12.5%),因此,为尽量减少效率... 详细信息

燃煤电厂产生CO_(2)会加重温室效应,因此实现温室气体减排目标至关重要。碳捕集技术已被确定为降低电力部门碳排放的关键措施。胺洗涤等化学吸附剂和氧燃烧技术等成熟技术集成到发电厂时,效率损失很高(8.0%~12.5%),因此,为尽量减少效率损失和相关电力成本,需开发新的二氧化碳捕获技术。钙循环工艺是一项很有前途的技术,效率损失可降至7%。由于资金成本高,目前尚未开发出有商业规模的成本效益技术,而在设计和建造商业规模装置前,需深入了解各操作条件的系统行为,以优化工艺参数并评估可行性。概述了全球可用的小试试验台架和中试工厂测试设施,总结了测试设备的特性和操作条件及提取关键的试验结果,表明CaL工艺的可行性在1 kW th~1.9 MW th的实验室规模和中试规模设施中得到广泛研究。在这些CaL系统中,碳酸化炉的工作温度600~700℃,煅烧炉的工作温度800~1000℃。进入到碳酸化炉里CO_(2)均来自电厂,均可实现90%以上CO_(2)捕集效率。此外,调整操作设计参数,如CO_(2)入口浓度、碳酸化炉或煅烧炉温度等,将影响CO_(2)捕集效率。总之,这些结果为未来大规模台架的开发收集有价值的操作数据,这也将是在未来能源发展中扩大和部署这项技术的关键所在。

关键词：燃煤电厂碳捕集钙循环台架中试工厂

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基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制

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物理学报 2024年第4期73卷 78-87页

作者：赖瑶瑶陈鑫梦柴振华施保昌华中科技大学数学与统计学院武汉430074 华中科技大学工程建模与科学计算湖北重点实验室武汉430074 华中科技大学数学与应用学科交叉创新研究院武汉430074

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是... 详细信息

螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度.

关键词：反馈控制法钉扎螺旋波 FitzHugh-Nagumo模型格子Boltzmann方法

基于时域动态过程的变速抽蓄机组外部故障短路电流计算方法

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电力自动化设备 2024年第3期44卷 172-179页

作者：卢庆辉乔健尹项根刘之畅王义凯朱凌进毛冀龙华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学电力安全与高效湖北省重点实验室湖北武汉430074

变速抽蓄机组(VSPSU)采用特殊的交流励磁结构及控制方式,导致其外部故障短路特性与常规定速机组相比差异巨大。为此,提出了一种基于时域动态过程的外部故障短路电流计算方法。根据VSPSU外部故障下的励磁及控制特点,将外部故障下的VSPSU... 详细信息

变速抽蓄机组(VSPSU)采用特殊的交流励磁结构及控制方式,导致其外部故障短路特性与常规定速机组相比差异巨大。为此,提出了一种基于时域动态过程的外部故障短路电流计算方法。根据VSPSU外部故障下的励磁及控制特点,将外部故障下的VSPSU分为持续励磁和跨接器动作这2种情况,并基于空间矢量分析分别建立2种情况下的时域动态电路模型。在此基础上,结合2种情况的过渡边界条件和定子磁链动态特性推导得到VSPSU外部故障短路电流的解析表达式。与PSCAD/EMTDC仿真结果的对比表明,所提出的VSPSU外部故障短路电流计算方法具有较高的准确性及实用价值,能满足变速抽水蓄能电站一次设备选型以及继电保护等工作的需要。

关键词：变速抽蓄机组外部故障短路电流跨接器动态电路

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木质素催化氢解制备高附加值化学品研究进展

焚烧飞灰中六价铬化合物碳热还原脱毒实验研究

燃料化学学报（中英文） 2024年第7期52卷 945-958页

作者：刘菊平唐紫玥陈应泉王贤华陈汉平杨扬杨海平华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧与低碳利用全国重点实验室湖北武汉 430074

开发和利用可再生生物质资源是实现二氧化碳减排的有效途径.而生物质结构复杂,整体反应性和利用率较低.木质素是自然界中唯一具有高能量密度的可再生芳香族聚合物,其转化和利用在全球范围内引起了广泛关注.然而,木质素结构的复杂性、连... 详细信息

开发和利用可再生生物质资源是实现二氧化碳减排的有效途径.而生物质结构复杂,整体反应性和利用率较低.木质素是自然界中唯一具有高能量密度的可再生芳香族聚合物,其转化和利用在全球范围内引起了广泛关注.然而,木质素结构的复杂性、连接方式的不确定性、侧链连接的稳定性以及反应片段不可避免的再缩合,使得将木质素解聚成生物燃料或芳香化学品成为一项艰巨的挑战.催化氢解技术可将木质素转化为高选择性、高收率的酚类单体.但是木质素催化解聚过程中化学键的定向剪切,产物与结构之间的转化机理仍不清晰.本工作针对木质素的催化氢解生产高值化学品的最新研究进展,重点总结了木质素的催化氢解过程中催化剂及其高值化学品产物间的耦合关联,着重讨论了不同催化剂体系对木质素解聚产物过程机理的影响,尤其对于金属基催化剂,综述了贵金属基催化剂、过渡基金属催化剂、水滑石催化剂和金属有机框架催化剂对于产物分布影响的最新进展,并进一步总结了不同催化剂存在的问题和转化机制;同时木质素加氢催化裂解过程中溶剂是促进木质素溶解、加速传热传质、促进反应物和催化剂在反应器中均匀分散的关键.本工作并对木质素液化的主要溶剂,例如水、醇类和新型溶剂体系对木质素的解聚效应进行综述.最后,就领域所面临的机遇和挑战进行了总结和展望,为木质素高效定向转化与高值化利用提供了理论参考.

关键词：木质素催化氢解化学品

来源：博看期刊评论

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化工学报 2024年

作者：赵国栋熊卓赵永椿张军营华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室

碳热还原是垃圾焚烧飞灰中六价铬化合物还原脱毒的有效手段，但碳热还原条件和飞灰的组分变化会影响铬的形态转化。使用竹炭（Bamboo Charcoal，BC）和活性炭（Powered Active Carbon，PAC）与Na2CrO4反应探索碳热还原对Cr（Ⅵ）形态转... 详细信息

碳热还原是垃圾焚烧飞灰中六价铬化合物还原脱毒的有效手段，但碳热还原条件和飞灰的组分变化会影响铬的形态转化。使用竹炭（Bamboo Charcoal，BC）和活性炭（Powered Active Carbon，PAC）与Na2CrO4反应探索碳热还原对Cr（Ⅵ）形态转化的过程，并分析碳热反应中四种氧化物对Cr（Ⅵ）形态转化的影响。实验结果表明，1000 ℃以下Na2CrO4被还原为NaCrO2，高于1000 ℃则转化为Cr3C2。氧化物存在时，高于1000 ℃后Fe2O3与被BC还原的铬反应生成FeCr2O4，在CaO含量高时转化为CaCr2O4；若添加过量BC则仍以Cr3C2为主。在喷钙的飞灰中，CaO与被还原的Cr反应生成CaCr2O4；若添加过量的BC，Cr（Ⅵ）则被还原为Cr3C2。

关键词： Cr(Ⅵ)还原碳热还原氧化物焚烧飞灰热力学