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供热改造对火电机组性能的影响分析

化工进展 2023年第5期42卷 2325-2331页

作者：王子杰陆树银赵梓良王宁顾煜炯华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华电章丘发电有限公司山东济南250216 华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心北京102206

为了解决机组进行供热或供热梯级利用改造后,因运行负荷超出设计范围导致能耗升高的问题,本文提出了一种新的供热改造能耗评估方法。以国内某600MW机组为例,采用Ebsilon建立了机组的热力学模型,并验证了模型的正确性,以热耗率作为机组... 详细信息

为了解决机组进行供热或供热梯级利用改造后,因运行负荷超出设计范围导致能耗升高的问题,本文提出了一种新的供热改造能耗评估方法。以国内某600MW机组为例,采用Ebsilon建立了机组的热力学模型,并验证了模型的正确性,以热耗率作为机组性能评价指标,分析了不同供热改造参数及热电负荷下机组产出能量和热耗率的分布规律,同时提出了供热经济基准线及供热经济区间的概念。结果表明:机组最小供热抽汽压力对机组低压缸发电功率影响较为明显;随着最小供热抽汽压力的升高,供热经济基准线逐渐右移,供热经济区间的范围逐渐缩小。当机组负荷位于供热经济基准线左侧时,机组供热能耗增加;负荷位于供热经济基准线右侧时(供热经济区间),机组供热能耗降低。因此,机组进行供热及供热梯级利用改造后实际运行过程中并非一定节能,应根据机组负荷范围合理选择改造参数。

关键词：热电联产供热改造参数热耗率供热经济基准线供热经济区间

氧化铝陶瓷膜的微结构调控与烟气水分回收性能研究

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陶瓷学报 2022年第2期43卷 272-278页

作者：李明哲张云涛傅宏明孙广帅陈克丕陈海平吕玉珍华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心北京102206

以钛酸四丁酯为钛源、丁醇为溶剂,采用原位液相沉积法对陶瓷微滤膜孔隙结构进行调控,研究了热处理温度和处理次数对膜体微结构的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)和汞孔隙率法(MIP)表征陶瓷膜的微观结构、孔径和比表面积,采用烟气水... 详细信息

以钛酸四丁酯为钛源、丁醇为溶剂,采用原位液相沉积法对陶瓷微滤膜孔隙结构进行调控,研究了热处理温度和处理次数对膜体微结构的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)和汞孔隙率法(MIP)表征陶瓷膜的微观结构、孔径和比表面积,采用烟气水分回收实验测试了陶瓷膜的烟气水分回收性能。结果表明,二氧化钛颗粒在膜孔中形成了新的孔道微结构,实现了对膜体比表面积的调控。最佳条件下,膜体比表面积可提高至原始膜体的14倍,处理后的膜体可将烟气回收水的水质提高近86%,而水通量仅减小约18%。

关键词：陶瓷微滤膜原位液相沉积比表面积孔径烟气水分回收

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基于数据挖掘的直接空冷机组背压预测及优化

热力发电 2023年第5期52卷 127-135页

作者：刘宇航顾煜炯郑庆帅李子浩马吉伟宋光雄华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心北京102206

为实现直接空冷机组冷端优化,以机组历史运行数据为基础结合数据挖掘与深度学习算法,提出了一种直接空冷机组冷端运行优化方法。首先,对获取的历史运行数据进行稳态筛选、工况划分,结合高斯混合模型算法确定机组多元工况下背压基准区间... 详细信息

为实现直接空冷机组冷端优化,以机组历史运行数据为基础结合数据挖掘与深度学习算法,提出了一种直接空冷机组冷端运行优化方法。首先,对获取的历史运行数据进行稳态筛选、工况划分,结合高斯混合模型算法确定机组多元工况下背压基准区间;然后,使用Spearman系数法选取特征变量,结合门控循环单元神经网络构建直接空冷机组背压预测模型,对比背压基准区间与背压预测值给出背压的优化建议和预警信息;最后,将该方法应用于某亚临界300 MW空冷凝汽式机组。研究结果表明:提出的背压优化方法能够给出有效的背压预警信息,实现空冷机组冷端优化运行。

关键词：直接空冷机组背压优化数据挖掘基准区间门控循环单元神经网络

基于声发射信号特征提取技术的滑动轴承故障诊断

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汽轮机技术 2024年第1期66卷 1-6,28,52页

作者：刘新香顾煜炯马吉伟赵子泰赵春晖华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心北京102206

滑动轴承是汽轮机中的一个重要支撑部件,保持滑动轴承的正常工作,能减少设备工作损失以及维修的成本,因此,对滑动轴承进行实时监测以及故障诊断是有必要的。声发射技术作为一项动态无损检测方法,对信号反应更敏感,可以对设备进行持续监... 详细信息

滑动轴承是汽轮机中的一个重要支撑部件,保持滑动轴承的正常工作,能减少设备工作损失以及维修的成本,因此,对滑动轴承进行实时监测以及故障诊断是有必要的。声发射技术作为一项动态无损检测方法,对信号反应更敏感,可以对设备进行持续监测,很适合用来对设备进行实时监测以及故障诊断。从声发射信号的产生机理出发,通过分析证明了声发射信号能量变化可以表示出轴承的摩擦状态,然后构筑了3个新的特征参数,来对声发射信号进行分析,并通过试验证明了其可以反应出当时的摩擦状态,而且比传统的特征参数要更加灵敏。

关键词：声发射信号滑动轴承特征信号提取故障检测

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松木炭与无烟煤掺混燃烧特性

中南大学学报（自然科学版） 2023年第9期54卷 3666-3675页

作者：郑树王岩李登科赵晨张轩铭才伟光陆强华北电力大学新能源发电国家工程研究中心北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

分别以松木炭和烟煤替代部分无烟煤进行掺混对比燃烧实验,并基于彩色图像测温法分析其燃烧温度、燃烧速率等特性。首先,对比烟煤和松木炭在相同掺混比下混合燃料颗粒挥发分和焦炭燃烧时间的特征;其次,对比不同松木炭掺混比下混合燃料颗... 详细信息

分别以松木炭和烟煤替代部分无烟煤进行掺混对比燃烧实验,并基于彩色图像测温法分析其燃烧温度、燃烧速率等特性。首先,对比烟煤和松木炭在相同掺混比下混合燃料颗粒挥发分和焦炭燃烧时间的特征;其次,对比不同松木炭掺混比下混合燃料颗粒不同阶段的最高温度;第三,分别研究不同松木炭掺混比下混合燃料颗粒燃烧过程中平均温度随时间的变化情况。研究结果表明:在相同掺混比下,掺混松木炭的混合燃料,整体燃烧速率更高,且松木炭掺混比为50%时,整体燃烧时间最低,为289 s。当松木炭的掺混比例为30%、50%和70%时,混合燃料在挥发分燃烧阶段的最高温度分别为1 263、1 252和1 236 K,这表明增加松木炭掺混比会降低混合燃料燃烧温度。当松木炭掺混比为30%时,混合燃料稳定燃烧时的平均温度为1 210 K;当松木炭掺混比为70%时,混合燃料在53 s的平均温度为1 151 K,在90 s后平均温度迅速增大至1 248 K。混合燃料中松木炭对无烟煤存在夺氧抑燃和协同促燃2种影响,且当松木炭掺混比为30%时,平均温度最高,且燃烧稳定,其为最佳掺混比。

关键词：松木炭无烟煤燃烧温度燃烧速率夺氧抑燃协同促燃

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基于界面原子混合的材料导热性能

物理学报 2022年第9期71卷 71-78页

作者：刘英光薛新强张静文任国梁华北电力大学能源动力与机械工程学院保定071003

构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.... 详细信息

构造了界面具有原子混合的硅锗(Si/Ge)单界面和超晶格结构.采用非平衡分子动力学模拟研究了界面原子混合对于单界面和超晶格结构热导率的影响,重点研究了界面原子混合层数、环境温度、体系总长以及周期长度对不同晶格结构热导率的影响.结果表明:由于声子的“桥接”机制,2层和4层界面原子混合能提高单一界面和少周期数的超晶格的热导率,但是在多周期体系中,具有原子混合时的热导率要低于完美界面时的热导率;界面原子混合会破坏超晶格中声子的相干性输运,一定程度引起热导率降低;完美界面超晶格具有明显的温度效应,而具有原子混合的超晶格热导率对温度的敏感性较低.

关键词：单界面超晶格声子热导率

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多变边界火电机组能耗基准状态表征方法

工程热物理学报 2015年第3期36卷 468-473页

作者：付鹏王宁玲杨勇平杨志平华北电力大学能源动力与机械工程学院国家火力发电工程技术研究中心北京102206

运行于多变边界条件下给火电机组深度节能研究带来新的挑战。本文基于单耗分析理论,突破传统单一基准值概念,综合考虑机组运行边界条件、运行操作水平和设备性能状况等因素,探索机组能耗基准状态的科学表征方法。将机组能耗与描述机组... 详细信息

运行于多变边界条件下给火电机组深度节能研究带来新的挑战。本文基于单耗分析理论,突破传统单一基准值概念,综合考虑机组运行边界条件、运行操作水平和设备性能状况等因素,探索机组能耗基准状态的科学表征方法。将机组能耗与描述机组特性的参数空间相对应,从参数、设备、子系统和机组等层面确定能耗作用规律,构建以机组单耗为优化目标的能耗基准状态表征模型,并应用于某600 MW超临界机组中。研究表明,火电机组的能耗基准状态与设备特性、边界条件、运行工况和操作水平密切相关,能耗基准状态的确定对机组全工况节能诊断与运行优化具有重要意义。

关键词：能耗基准状态单耗分析多变边界节能诊断

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夏热冬冷地区新型高温空气源热泵实验研究

太阳能学报 2023年第6期44卷 186-192页

作者：孙健吴可欣王寅武霍成戈志华华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

为满足空气源热泵冬季集中供热的需求,该文采用新型工质将空气源热泵的制热温度提高至90℃以上。首先建立高温空气源热泵的数学模型并对该系统进行理论计算,进而搭建高温空气源热泵试验台,分别在环境温度为0、5、10℃时对模拟结果进行... 详细信息

为满足空气源热泵冬季集中供热的需求,该文采用新型工质将空气源热泵的制热温度提高至90℃以上。首先建立高温空气源热泵的数学模型并对该系统进行理论计算,进而搭建高温空气源热泵试验台,分别在环境温度为0、5、10℃时对模拟结果进行实验验证,当热水进口温度为80℃时,系统实际COP分别较理论结果低5.9%、5.3%和1.7%。该空气源热泵相比现有技术提升制热温度40℃以上,因此具有较好的市场应用前景和推广意义。

关键词：空气源热泵高温热泵复叠式热泵性能系数

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基于深度神经网络的SOFC电堆温度场建模

太阳能学报 2023年第7期44卷 55-60页

作者：武鑫吴万哲白浩王祺熊星宇华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

基于石英光纤温度传感器和直角坐标机械手,设计并搭建一种SOFC电堆温度场测量系统。然后应用上述系统测量模拟电堆的阴极气道温度数据。根据采集的数据,基于深度神经网络方法建立模拟电堆温度场模型,并与基于支持向量机方法的电堆温度... 详细信息

基于石英光纤温度传感器和直角坐标机械手,设计并搭建一种SOFC电堆温度场测量系统。然后应用上述系统测量模拟电堆的阴极气道温度数据。根据采集的数据,基于深度神经网络方法建立模拟电堆温度场模型,并与基于支持向量机方法的电堆温度场模型进行对比。结果显示:深度神经网络电堆温度场模型的训练时间更短,预测精度更高,其平均绝对误差和均方根误差分别为支持向量机电堆温度场模型的45.2%和47.4%,更有利于该文中电堆温度场建模。

关键词：固体氧化物燃料电池深度神经网络支持向量机温度传感器电堆温度场测量