综合智慧能源

韩义, 张奇月, 王研凯, 于英利, 付旭晨, 荣俊, 段伦博

2020, 42(12): 1-6.

摘要 ( 326 )

PDF (610KB) ( 423 )

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随着机器学习的发展，神经网络技术为燃煤电站中海量数据的分析与预测提供了一种解决手段。为方便电网更好地进行电力资源的调度，机组出力预测至关重要。通过BP神经网络对某300 MW循环流化床机组进行建模，并通过数据预处理减少异常数据对模型精确度的影响，通过主成分分析法（PCA）降维减少输入变量个数。试验对比分析了不同隐层神经元数量下输出值与期望值的相对误差及均方根误差，表明选用7个隐层神经元综合结果较优。以该机组存储的相关数据为例进行试验，结果表明模型测试得到的输出值与期望值的相对误差约为±2 %，均方根误差约为13.4 MW。因此，本模型用于对机组出力进行预测具有较好的精确性与稳定性。

SCR催化剂磨损原理探究及优化方案分析

于世林, 金立梅, 谭厚章, 张高雄, 任巧丽

2020, 42(12): 7-13.

摘要 ( 285 )

PDF (4208KB) ( 493 )

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选择性催化还原（SCR）是目前应用最广泛、最成熟的燃烧后脱硝技术，但在工程实践过程中存在诸多问题，其中由于惯性作用导致烟气内飞灰颗粒集中在尾部烟道近锅炉侧，造成了飞灰颗粒对SCR脱硝催化剂局部磨损、积灰严重，脱硝装置效率大幅下降。针对此类问题，通过分析催化剂磨损原因和机理，设计了改造方案：在烟道内加装百叶窗导流板优化流场，加装氨-烟混态扰流发生器，通过计算流体动力学（CFD）软件进行可行性验证。结合工程实践，发现优化改造后能够改善尾部烟道内飞灰颗粒的质量浓度分布，使得尾部烟道内流场分布更均匀，有效解决催化剂局部磨损的问题。

燃煤电厂造纸白泥替代石灰石脱硫案例研究

杜庆敏, 张晖, 樊帅军, 郭逍, 王红秀, 陈志刚, 马京香, 马双忱

2020, 42(12): 14-21.

摘要 ( 286 )

PDF (2214KB) ( 529 )

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在我国部分白泥富产区建立以白泥脱硫为核心的燃煤电厂循环经济体系，能够有效推动我国电力环保产业和循环经济的发展。针对脱硫剂白泥应用过程中存在的脱硫浆液质量浓度控制困难、石膏含水率异常偏高等问题，通过理论研究和试验分析给出了根据溶解性固体总量（TDS）调整浆液质量浓度控制范围以及去除脱硫塔内杂质的措施。研究结果可为白泥脱硫实际运行提供参考，并为白泥脱硫的大规模应用提供实践依据。

660 MW超临界电站煤粉锅炉大比例掺烧兰炭试验研究

赵晓鹏, 苏永健, 徐义巍, 李彦军, 刘君, 郭洪远, 谭恺

2020, 42(12): 22-27.

摘要 ( 192 )

PDF (570KB) ( 476 )

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针对660 MW超临界烟煤锅炉大比例掺烧兰炭煤种适应性试验的研究，从兰炭燃料特性分析，提出锅炉掺烧面临的问题，通过数值模拟试验结果确定兰炭掺烧位置，对磨煤机兰炭适应性调整试验，确定兰炭的煤粉细度R90控制在10%，以及烟煤锅炉采用中间磨组掺烧兰炭的方式。通过掺烧试验验证了电站锅炉燃用兰炭具有炉内结渣轻的特点；锅炉排放的NOx质量浓度略有增加，增加幅度为18.42%；锅炉烟气SO2质量浓度大幅下降，下降幅度达40.65%，对掺烧高硫高热值煤种的电站锅炉具有较好的替代优势；锅炉效率下降0.82%，但锅炉煤粉燃烧效率达99.09%。通过试验研究了兰炭燃料与所配中速磨直吹式制粉系统烟煤锅炉的适应性，掌握了烟煤锅炉掺烧兰炭燃料的关键技术，提出了兰炭掺烧适宜的燃烧方式、锅炉调整方式及原则，超临界电站烟煤锅炉掺烧质量分数为50%的兰炭能够稳定安全经济运行。

调整内外二次风与加装贴壁风方法对缓解炉内高温腐蚀的数值模拟研究

杨振, 王新宇, 朱宣而, 黄亚继, 岳峻峰, 张强, 徐力刚, 谢灵鸥

2020, 42(12): 28-36.

摘要 ( 241 )

PDF (2403KB) ( 471 )

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选取1台650 MW超临界锅炉作为研究对象，在数值试验中同时将贴壁风配风方式与内外二次风配比作为变量，探究了1种贴壁风与内外二次风配比调整协同解决高温腐蚀的方法。研究结果表明：模拟结果与试验结果的侧墙近壁区域CO体积分数变化趋势基本一致，数理模型具备较好的准确性。当两侧燃烧器内二次风占比调整至0.22和0.32时，对侧墙近壁区域CO位置分布影响不明显，炉膛出口飞灰中碳的质量分数及NOx质量浓度会随配比的调整出现小幅波动。当两侧燃烧器内二次风占比提高至0.37时，CO聚集区的面积及体积分数均出现大幅下降，但炉膛出口NOx质量浓度进一步升高，在缓解高温腐蚀的炉膛改造工程中应结合实际情况做出判断。

基于EMD分离水压分量的重力坝变形参数反演分析

张丽, 田紫圆

2020, 42(12): 37-42.

摘要 ( 158 )

PDF (1583KB) ( 346 )

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通过材料参数反分析建立能准确模拟大坝结构行为的数值模型，是大坝安全监控的重要手段之一。根据监测数据的水压分量进行混凝土坝参数反分析是目前常用的方法。提出了一种利用经验模态分解（EMD）剔除监测数据的时效分量后再分离水压分量的方法，有助于提高水压分量分离的准确性；同时，结合响应面代理模型和遗传算法，提高了参数反分析效率。以YL重力坝为例，根据其坝顶顺河向位移和坝体应变的实测数据，对坝体和坝基的弹性模量进行了反演。结果表明，与设计参数相比，采用反演参数模拟的坝体位移水压分量与实测值更为吻合，能够更加准确地对该重力坝的工作性态进行分析和解释。

基于 CFD-DPM 的旋风分离器性能参数影响研究

彭丽, 石战胜, 董方, 敬旭业, 马治安

2020, 42(12): 43-48.

摘要 ( 279 )

PDF (769KB) ( 1060 )

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采用计算流体力学-颗粒轨道模型（CFD-DPM）方法，对旋风分离器内气固两相流动特性进行数值模拟研究，重点考察操作条件以及结构参数对旋风分离器性能的影响。研究发现，在入口气流速度为8，16 m/s时，采用CFD-DPM模型预测的分离效率均与试验值吻合较好，说明采用该模型能较为准确地预测旋风分离器分离性能。分离效率和压降随入口气流速度的增大呈近似“指数型”和“抛物线型”增长趋势。在考察结构参数对旋风分离器性能的影响中发现，入口宽度、入口高度、排气管直径、插入深度、旋风分离器长度5个结构参数对其性能有显著影响。随着入口高度和入口宽度、排气管直径和插入深度的增加，压降和分离效率均呈下降趋势。增加旋风分离器长度会降低压降，但对分离效率影响不大。中心筒高度和排尘口直径对压降和分离效率的影响可忽略不计。

基于EDEM的环式给煤机卸煤特性分析

马倩, 韩建斌, 马爱霞, 周朝辉

2020, 42(12): 49-53.

摘要 ( 177 )

PDF (975KB) ( 350 )

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为解决环式给煤机积煤、撒煤、出力不足等问题，利用离散元分析软件EDEM建立了环式给煤机卸煤过程的有限元模型，研究了卸煤角度、卸煤开口宽度及卸煤车运行速度等参数对卸煤板受力、密封罩受力及卸料出力的影响规律。结果表明：卸煤板角度为45°时，卸煤板受力最小，卸料出力最好；对于内环出力为900 t/h，外环出力为1 300 t/h的双环环式给煤机，当内、外环卸煤开口宽度为1 600 mm时，对内、外环卸煤板受力，密封罩受力及卸料出力的综合影响最小，开口宽度最合适；卸煤车运行速度的改变，并不能改变卸煤的最大出力，只能改变卸煤出力达到稳定状态的速度。通过对环式给煤机卸煤参数的研究，为实现环式给煤机的稳定运行奠定了基础。

储能供热熔盐换热器设计及运行特性分析

陈睿哲, 熊亚选, 张慧, 冷光辉, 王慧慧

2020, 42(12): 54-59.

摘要 ( 329 )

PDF (611KB) ( 2213 )

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高温熔盐储热是解决当前能源问题最有效的途径之一，熔盐-水换热器的结构和设计参数对熔盐储热性能有决定性作用。借助HTRI软件对兆瓦级熔盐-水换热器设计进行了详细的设计选型，对相关尺寸进行圆整后，得到熔盐-水换热器的制造尺寸和额定性能参数。在此基础上，通过改变熔盐-水换热器中水流量、熔盐流量，对所设计熔盐-水换热器动态热负荷、熔盐进出口温度、有效平均温差、水蒸气出口温度、面积设计余量、传热系数等性能参数进行了模拟计算。结果表明，所设计熔盐-水换热器能够满足1 MW熔盐-水换热的要求，其动态换热性能符合管壳式换热器的换热规律，设计选型正确，可为今后熔盐换热器的深入研究提供参考。

中小型煤电机组低压缸零功率供热改造技术应用分析

侯博

2020, 42(12): 60-66.

摘要 ( 175 )

PDF (5559KB) ( 491 )

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为响应国家节能减排政策、满足区域供热需求及适应煤电灵活性调峰新兴市场盈利模式，以山西晋北地区某135 MW燃煤机组低压缸零功率改造项目为例，对低压缸零功率改造技术在中小型煤电机组实现热电解耦，扩大供热能力、提高机组灵活性方面的应用加以分析。分析表明：中小型煤电机组实施低压缸零功率供热改造后，机组在动叶水蚀、叶片喘振、鼓风发热和空冷岛防冻等方面均处于安全可控状态；机组实施低压缸零功率改造方案具有明显优势和运行经济性，总投资减少约55万元，增加发电收益7 023 万元。可为同类型机组改造设计提供参考。

一种跨临界CO2热泵系统的设计

胡健

2020, 42(12): 67-71.

摘要 ( 292 )

PDF (525KB) ( 536 )

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随着人们对能源需求量的提高和节能环保的重视，CO2 热泵在制冷与热泵领域的研究越来越多。热泵供热与其他方式供热相比系统效率较高，仅消耗少量高品位热能就可以利用环境中的低品位能量，即进行余热利用，是一种理想供热系统。CO2作为天然工质具有极大优势，其热力学性能较好，符合清洁环保需求。介绍了CO2跨临界循环的优势和意义，在此基础上通过对热力过程的分析建立了 CO2跨临界循环的热力循环，进行了循环各状态点的分析和选取，依据国标计算了 CO2跨临界循环的各个参数点，通过优化使得热泵系数COPh提高到3.793。结果表明跨临界循环既提高了系统的供热效率，又使得设备空间得以压缩，有着极大的发展潜力与改进空间。

基于发电量的测风塔代表性影响因素定量分析

王道欣, 蔡创彬, 王金鹤

2020, 42(12): 72-77.

摘要 ( 249 )

PDF (940KB) ( 440 )

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测风塔的代表性是决定风力资源评估准确性的最重要因素之一。梳理文献后发现，目前对测风塔代表性的分析主要是定性分析。提出理论折减系数的概念并将其作为测风塔代表性的衡量标准，首次对测风塔代表性进行定量分析。通过实际案例，对比风电场设计阶段各风机模拟发电量和风电场投运后各风机实际发电量，计算各风机点位理论折减系数。通过理论折减系数分析，得出影响测风塔代表性的最主要因素是测风塔与风机点位的距离以及海拔高差。由风塔代表性和测风塔与风机点位的距离之间的线性拟合公式可知，两者无明显相关关系；而通过测风塔代表性与海拔高差之间的线性拟合公式可知，两者呈明显负相关关系。现行标准规范中，与风机点位海拔高差在50 m以内的测风塔具有代表性，经该案例分析验证，认为海拔高差为30 m内时测风塔代表性较好。

集中式光伏发电站设备选型要点

陈清, 郭培育, 周晴, 吴丽华

2020, 42(12): 78-81.

摘要 ( 297 )

PDF (431KB) ( 656 )

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面对目前的光伏项目“竞价（平价）上网”政策，光伏项目必须进行降本增效，这对设备选型提出了更高的要求。对西北地区某光伏发电站展开设计研究，结合行业发展中涌现出的新技术，探讨、总结了就地升压变压器、逆变器、电缆等设备的选型要点，并对不同设备组合方案进行技术经济比选。经过分析，特别是通过对比工程造价，比选出适合大型集中式光伏发电站的设备选型方案，该方案力争选型合理、成本低、运行可靠。通过降低光伏发电站的工程造价降低上网电价，可进一步增大中国光伏产业的竞争力。

基于诱导击穿光谱技术的煤质在线分析系统及其应用研究

黄海东, 梁朋, 朱宝森, 金从兵

2020, 42(12): 82-87.

摘要 ( 259 )

PDF (1885KB) ( 652 )

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实时准确检测煤工业指标，对燃煤电厂安全高效运行具有关键性的指导作用。针对工业现场实际情况，结合现有的煤质在线分析技术，研发出了基于激光诱导击穿光谱技术的煤质在线分析系统，实现对煤质的实时快速检测。单个样品检测时间控制在30 min以内，连续检测情况下，每3 min可完成一次检测，相比传统人工化验方法可极大提高检测效率，为燃煤电厂的安全生产提供实时指导。经过实际验证，检测的煤样成分含量指标满足燃煤电厂煤炭的化验精度要求，从而可以指导燃煤锅炉脱硫、脱硝系统进行优化控制，避免排放超标，降低环保运行成本；指导优化锅炉燃烧效率，合理减少“碳税”成本。该研究对提高环保效率和电厂运行经济指标具有重要意义。

数据中心供能设计标准分析

彭刚平, 康慧

2020, 42(12): 88-93.

摘要 ( 188 )

PDF (456KB) ( 490 )

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设计标准是工程建设标准化的一个重要保障，是组织现代化工程建设的重要工具。总结国内有关数据中心供能的各现行设计标准后，重点介绍了《天然气分布式能源项目工程设计导则》和GB 50174—2017《数据中心设计规范》，并对后者进行了详细解读，阐述了设计标准中与供能、供冷有关的内容；对比了GB 50052—2009《供配电系统设计规范》和GB 50174—2017《数据中心设计规范》这2个标准中有关供电内容的异同。分析结果表明，GB 50174—2017《数据中心设计规范》肯定了分布式能源为数据中心供能这一概念并且允许采用燃气分布式能源作为数据中心的主要电源。

600MW超临界机组深度调峰安全可靠运行解析

孙海峰, 王兆辉, 王建峰, 胡妲, 朱跃

2020, 42(12): 94-100.

摘要 ( 222 )

PDF (475KB) ( 659 )

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为加快非化石能源发展，推进能源生产和消费革命，深度调峰成为燃煤机组响应国家推进能源生产和消费革命的主要手段。通过2台600 MW超临界机组深度调峰的应用，总结深度调峰的难点，并针对机组烟风系统、制粉系统、给水系统、轴封及氢冷器和定冷水系统、循环水和凝结水系统、大/小机本体部分等专业系统予以分述。分析了深度调峰各系统的调整方式及注意事项。依据调整试运行经验，给出汽机侧和锅炉侧的调整注意事项，为同类型燃煤机组深度调峰提供借鉴。

2020年 第42卷 第12期 刊出日期：2020-12-25

2020年第42卷第12期刊出日期：2020-12-25