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间接空冷自然通风冷却塔抽力计算公式

中国电机工程学报 2020年第3期40卷 859-866页

作者：孙蔓蔓卫慧敏杨立军杜小泽电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学)

在电厂冷却塔的设计中,根据塔内外空气密度差计算塔内抽力应用较广泛,但缺少理论依据,且计算结果存在较大误差,Kroger算法考虑了相关作用因素的影响,计算精度较高,但计算形式复杂。以间接空冷自然通风冷却塔为模型,通过实验和数值模拟... 详细信息

在电厂冷却塔的设计中,根据塔内外空气密度差计算塔内抽力应用较广泛,但缺少理论依据,且计算结果存在较大误差,Kroger算法考虑了相关作用因素的影响,计算精度较高,但计算形式复杂。以间接空冷自然通风冷却塔为模型,通过实验和数值模拟对比了塔内抽力密度差模型和Kroger模型的准确性,指出了后者计算抽力结果更准确的原因,其影响因素主要包括:冷却塔高度、环境大气温度及循环水进口温度。分析结果表明:当环境大气温度和循环水进口温度条件不变时,随冷却塔高度的增加,密度差模型较Kroger模型的相对误差随之增大,则计算的换热量误差亦增大。同理,在其他2个条件不变时,随环境大气温度的升高或随着循环水进口温度的降低,相对误差增大。分析结果为自然通风冷却塔抽力计算公式的适用范围以及不同条件下计算方法的选择提供了理论依据。

关键词：自然通风冷却塔抽力密度差环境大气温度循环水进口温度

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基于区间数模糊的风电机组部件维修决策方法

太阳能学报 2019年第5期40卷 1394-1400页

作者：韩中合苑一鸣刘华新周沛华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

风电机组部件间具有高耦合性,并且评价过程中的重要度评判因素具有灰色模糊和区间取值的特点,其不确定性为维修决策过程增加了难度。针对这一问题,提出一种基于区间数灰色模糊(interval number gray fuzzy,INGF)重要度评价的风电机组维... 详细信息

风电机组部件间具有高耦合性,并且评价过程中的重要度评判因素具有灰色模糊和区间取值的特点,其不确定性为维修决策过程增加了难度。针对这一问题,提出一种基于区间数灰色模糊(interval number gray fuzzy,INGF)重要度评价的风电机组维修决策方法。构建重要度评判体系并考虑到灰部对准则权重的影响,引入OWA,即有序加权平均算子对各重要度等级的因素值进行集结,计算出部件对于各个重要度等级的综合评判结果。并在此基础上考虑经济性、可靠性和安全性,对部件进行逻辑维修决策。最后,以某风电场齿轮箱为研究对象,选取统计数据进行重要度分析与逻辑维修决策,验证该方法的有效性和实用价值。

关键词：区间数灰色模糊重要度分析 OWA算子逻辑决策

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中温有机朗肯循环多目标优化及工质筛选

太阳能学报 2019年第10期40卷 2739-2747页

作者：韩中合梅中恺李鹏华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

为提高有机朗肯循环整体性能,从热力性、经济性和环境性3个方面出发,以系统总投资成本、环境、系统净输出功率、烟气进出口降、系统总不可逆损失构建多目标优化模型。针对523.15 K烟气余热热源,选取戊烷、庚烷、辛烷、葵烷、环己烷、苯... 详细信息

为提高有机朗肯循环整体性能,从热力性、经济性和环境性3个方面出发,以系统总投资成本、环境、系统净输出功率、烟气进出口降、系统总不可逆损失构建多目标优化模型。针对523.15 K烟气余热热源,选取戊烷、庚烷、辛烷、葵烷、环己烷、苯、甲苯7种工质为待选工质,利用非支配解排序遗传算法(NSGA2),对亚临界有机朗肯循环(ORC)的蒸发温度和冷凝温度进行优化,采用理想点辅助法从帕累托解集中选出各工质的最优解,得出各工质最优蒸发温度和冷凝温度及相对应的投资回收年限和单位发电成本。结果表明:在给定热源条件下,甲苯具有最优的综合性能。在热源温度大于500 K时,当热源温度上升时,甲苯的最优蒸发温度随之上升,最优冷凝温度几乎不变,单位输出功率的系统总投资成本、改进型可持续发展系数随之减小。

关键词：有机朗肯循环热力性多目标优化非支配解排序遗传算法经济性环境性

有机工质向心透平变工况性能预测及系统性能分析

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太阳能学报 2019年第12期40卷 3409-3416页

作者：韩中合赵若丞范伟华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

在以工业烟气余热为热源的有机朗肯循环系统中,当工业生产过程发生调整时烟气参数会发生变化,导致系统热力参数有所改变,向心透平偏离设计工况运行,且在变工况时透平性能的变化直接影响系统热力性能。以150℃低温烟气为热源,采用R245fa... 详细信息

在以工业烟气余热为热源的有机朗肯循环系统中,当工业生产过程发生调整时烟气参数会发生变化,导致系统热力参数有所改变,向心透平偏离设计工况运行,且在变工况时透平性能的变化直接影响系统热力性能。以150℃低温烟气为热源,采用R245fa为工质,确定设计工况,对向心透平进行设计。采用CFD软件模拟透平在设计工况和热源参数变动导致的变工况条件下的运行状况,提出重构过程法求解透平热力性能参数,对透平变工况热力特性进行预测,分析变工况时透平性能与系统热力性能的关系。结果表明,变工况时透平相对内效率呈现先增大后减小的趋势,功率相对设计工况下降了35.258 kW。在透平各项损失中余速损失最大,当热源温度在130℃以下时摩擦损失系数的增大仅次于余速损失系数;热源温度降低则系统热效率下降,与透平相对内效率相比,理想循环热效率对系统热效率的影响更大。

关键词：有机工质朗肯循环向心透平变工况系统热力性能重构过程法

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等离子体控制垂直轴风力机叶片失速特性研究

工程热物理学报 2019年第9期40卷 2051-2057页

作者：马璐王晓东祝健康顺华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

动态失速是垂直轴风力机的重要特征。主动流动控制可以有效改善其动态失速特性。本文以二维H型垂直轴风力机模型为例,研究基于等离子体激励的主动流动控制对垂直轴风力机叶片动态失速的影响。通过风轮功率系数随尖速比变化的趋势验证了... 详细信息

动态失速是垂直轴风力机的重要特征。主动流动控制可以有效改善其动态失速特性。本文以二维H型垂直轴风力机模型为例,研究基于等离子体激励的主动流动控制对垂直轴风力机叶片动态失速的影响。通过风轮功率系数随尖速比变化的趋势验证了二维风力机模型的数值计算能很好捕捉H型垂直轴风力机典型的动态失速过程。在此基础上,将叶片上布置采用唯象模型的等离子体激励器,研究不同激励位置和激励频率对垂直轴风力机叶片动态失速的影响。结果表明等脉冲离子体激励能推迟叶片失速相位角,并提升叶片功率。最优激励位置和激励频率分别为0.3倍弦长和383 Hz,使叶片功率系数最大提升35.8%。

关键词：等离子体动态失速垂直轴风力机流动控制数值模拟

基于太阳能和生物质能的农村分布式供能系统研究

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太阳能学报 2019年第11期40卷 3164-3171页

作者：韩中合祁超丁敬刘明浩王珊华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

建立基于太阳能和生物质的农村户用型分布式供能系统。通过系统全工况动态数学模型,以中国北方寒冷地区典型新农村建筑为研究对象,分析系统运行特性。结果表明:系统与农村居民建筑负荷匹配较好,平均一次能源利用率达74%;相比常规系统可... 详细信息

建立基于太阳能和生物质的农村户用型分布式供能系统。通过系统全工况动态数学模型,以中国北方寒冷地区典型新农村建筑为研究对象,分析系统运行特性。结果表明:系统与农村居民建筑负荷匹配较好,平均一次能源利用率达74%;相比常规系统可减少散煤燃烧2.85 t,减排CO2 8.23 t,每年节约费用5446元。

关键词：分布式发电生物质太阳能农村供能散煤替代

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基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化

工程热物理学报 2019年第11期40卷 2483-2490页

作者：韩中合梅中恺李鹏华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室

针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计,以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数,选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量,引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优,采用一维向心... 详细信息

针对中高温烟气驱动的有机朗肯循环发电系统进行多目标优化设计,以热效率和单位输出功率的系统总投资成本(PER)为多目标函数,选取蒸发温度和冷凝温度为决策变量,引入多目标蜻蜓算法(MODA)对工质苯的最佳循环参数进行寻优,采用一维向心透平效率模型取代固定透平等熵效率,并对工质进行敏感性分析。结果表明:透平效率随蒸发温度增加单调减少,随冷凝温度增加单调增加;在帕累托前沿中,随着热效率的增加,变透平效率寻优结果中PER迅速增加,定透平效率寻优结果中PER增加相对较平缓;热源温度越高,定透平效率寻优结果和变透平效率寻优结果差异越大。

关键词：有机朗肯循环多目标蜻蜓算法一维向心透平效率模型热经济学敏感性分析

基于动态透平效率的有机朗肯循环性能分析及优化

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太阳能学报 2021年第3期42卷 406-413页

作者：李鹏韩中合贾晓强梅中恺韩旭华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室保定071003

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异。因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效... 详细信息

常规有机朗肯循环(ORC)中透平效率多假设为定值,而实际上透平效率因工质种类和运行参数的不同而有较大差异。因此,采用向心透平效率计算模型,将动态透平效率与ORC系统耦合,分析透平效率随蒸发温度与冷凝温度的变化规律,比较固定透平效率与动态透平效率ORC系统热效率的差异。综合考虑热力性与经济性,采用多目标优化算法,对固定透平效率与动态透平效率ORC系统进行工质筛选及参数优化,并对优化结果进行分析比较。结果表明:透平效率随蒸发温度的下降或者冷凝温度升高而增大;不同工质及不同蒸发冷凝温度条件下,透平效率差异较大,最大达0.148。固定透平效率ORC系统与动态透平效率ORC系统的热效率随蒸发温度的变化规律有较大差异,尤其在高蒸发温度区间更为明显。对于固定透平效率ORC系统,R245ca和R236ea为最佳工质;而对于动态透平效率ORC系统,R114为最佳工质。在引入动态透平效率前后,各工质的最佳蒸发温度与最佳冷凝温度也有较大变化。

关键词：有机朗肯循环动态透平效率多目标优化综合性能

大数据挖据技术在燃煤电站机组能耗分析中的应用研究

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中国电机工程学报 2018年第12期38卷 3578-3587页

作者：刘炳含付忠广王鹏凯王永智高学伟电站设备状态监测与控制教育部重点实验室(华北电力大学)

燃煤电站机组的能耗分析对机组节能降耗有重要意义。针对此问题,该文引入大数据挖掘技术,以模糊粗糙集属性约简方法为基础,通过Canopy算法对K-means算法改进,并实现改进K-means聚类算法在Hadoop平台上的并行化计算,形成满足海量数据挖... 详细信息

燃煤电站机组的能耗分析对机组节能降耗有重要意义。针对此问题,该文引入大数据挖掘技术,以模糊粗糙集属性约简方法为基础,通过Canopy算法对K-means算法改进,并实现改进K-means聚类算法在Hadoop平台上的并行化计算,形成满足海量数据挖掘工作的新算法。以某600MW燃煤电站机组为研究对象,采用新算法挖掘典型负荷工况下影响供电煤耗的可控运行参数的基准值,最后,以支持向量机技术为基础,分析不同负荷工况下各运行参数对供电煤耗的敏感性系数。结果表明：新算法满足机组最优工况下基准值的确定,节能降耗效果良好,不同负荷工况下各运行参数对供电煤耗的敏感性系数不同,在实际运行中不同负荷应根据敏感性采取相对应的调节措施。

关键词：大数据挖掘燃煤机组运行优化能耗分析 K-means 敏感性分析