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新型光煤互补发电系统热力性能及技术经济性研究 被引量：1
1
作者 王超 王研凯 +4 位作者 孙浩家 高荣泽 全向 王利民 车得福 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期973-983,共11页
为了减弱太阳能波动对光煤互补发电系统性能的影响,提出了新型光煤互补发电系统,建立了关键设备模型及子系统模型并进行验证,对新型光煤互补发电系统的热力性能及技术经济性进行了研究。结果表明:系统热力性能随运行负荷的下降而下降,... 为了减弱太阳能波动对光煤互补发电系统性能的影响,提出了新型光煤互补发电系统,建立了关键设备模型及子系统模型并进行验证,对新型光煤互补发电系统的热力性能及技术经济性进行了研究。结果表明:系统热力性能随运行负荷的下降而下降,随太阳辐照强度增加而先升高后下降;系统年均输出功率为699 MW,年均节煤率为7.506 g/(kW·h),年均光电效率为10.82%;储热时长为10 h时系统技术经济性最优,此时全寿命周期内净现值为4.18×10^(4)万元,内部收益率为11.81%,动态投资回收期为12.6 a,平均度电成本为0.402元/(kW·h),盈利能力较强。 展开更多
关键词 光煤互补发电系统 热力性能 技术经济性 太阳辐照强度
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660MW超临界直流锅炉水冷壁动态特性仿真研究 被引量：2
2
作者 王超 王研凯 +4 位作者 陈相如 孙兴业 刘铠瑞 王利民 车得福 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1001-1009,共9页
为研究锅炉水冷壁的动态特性,将水冷壁划分为多个模块,区分了沿高度方向与沿周向的热负荷不均匀情况,建立了660 MW超临界锅炉水冷壁区域的动态仿真模型。研究了水冷壁不同墙在热负荷变化下的壁温分布,对比了不同边界条件阶跃下水冷壁的... 为研究锅炉水冷壁的动态特性,将水冷壁划分为多个模块,区分了沿高度方向与沿周向的热负荷不均匀情况,建立了660 MW超临界锅炉水冷壁区域的动态仿真模型。研究了水冷壁不同墙在热负荷变化下的壁温分布,对比了不同边界条件阶跃下水冷壁的响应特性,考察了变负荷过程中水冷壁的水动力与壁温特性。结果表明:后墙热负荷变化只会影响后墙水冷壁与凝渣管处的壁温;当后墙热负荷上升到锅炉最大出力的1.5倍时,凝渣管出现超温现象;当热负荷、入口质量流量与入口工质温度分别阶跃降低10%时,汽水分离器处出口汽温分别变化-7.97 K、+11.57 K和-19.97 K,即入口工质温度变化对汽温的影响最大;升负荷过程中汽温先上升后下降,降负荷过程中汽温先下降后上升。 展开更多
关键词 超临界锅炉 动态特性 变负荷 水动力 壁温
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锅炉一次风管道内流场特性数值模拟及其优化研究 被引量：1
3
作者 张维蔚 魏瑾瑜 王研凯 《节能技术》 CAS 2014年第5期410-413,共4页
为了改善锅炉烟风管道内二次流所引起的流体流动不均、振动等问题,本文采用重整化群k-ε模型计算了锅炉一次风管道中冷、热风阀门、弯管曲率等影响因素对管内流体流动特性的影响,并给出了在管道中安装导流板减小二次流的最佳方案。通过... 为了改善锅炉烟风管道内二次流所引起的流体流动不均、振动等问题,本文采用重整化群k-ε模型计算了锅炉一次风管道中冷、热风阀门、弯管曲率等影响因素对管内流体流动特性的影响,并给出了在管道中安装导流板减小二次流的最佳方案。通过模拟结果发现,加装导流板后管内的流动湍动程度明显减弱。 展开更多
关键词 管道 二次流 涡粘系数 导流板
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基于气体-飞灰流动特性的二次风系统结构优化
4
作者 荣俊 袁东辉 +3 位作者 张维蔚 杨光 王研凯 韩义 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期210-218,共9页
为降低低负荷下煤粉锅炉二次风系统风机耗电率、减少随二次风进入炉膛的飞灰对喷嘴附近水冷壁的磨损,以350 MW超临界四角切圆燃烧煤粉锅炉二次风系统为研究对象,采用数值模拟方法计算并分析了气体和飞灰流动特性,在此基础上对二次风系... 为降低低负荷下煤粉锅炉二次风系统风机耗电率、减少随二次风进入炉膛的飞灰对喷嘴附近水冷壁的磨损,以350 MW超临界四角切圆燃烧煤粉锅炉二次风系统为研究对象,采用数值模拟方法计算并分析了气体和飞灰流动特性,在此基础上对二次风系统结构进行优化。计算结果表明,原始结构时,同一角沿高度各燃烧器喷嘴的二次风量分配与配风方式有关,同一层4个角的风量分配基本相同;飞灰进入大风箱后,易在底部沉积,AA层辅助风速度最高、携带的飞灰浓度最大。结构优化后,可有效消除总风管内二次风的旋转趋势,减弱大风箱底部的气流旋涡,使进入各燃烧器喷嘴的飞灰浓度更均匀,降低喷嘴附近水冷壁的磨损风险。结构优化前后,二次风系统进出口压差最大可降低89.5 Pa。 展开更多
关键词 二次风系统 结构优化 二次风 飞灰颗粒 流动特性
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回转式空气预热器积灰分层监测方法研究 被引量：2
5
作者 高荣泽 王利民 +4 位作者 孙浩家 王超 王研凯 李迎春 车得福 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期677-685,共9页
为了便于研究多层回转式空气预热器运行时不同结构参数和工况参数对内部积灰特性的影响,并解决内部积灰难以分层监测的问题,基于有限差分法建立了用于分层监测积灰程度的数学模型,同时以某电厂的三分仓回转式空气预热器为研究对象分析... 为了便于研究多层回转式空气预热器运行时不同结构参数和工况参数对内部积灰特性的影响,并解决内部积灰难以分层监测的问题,基于有限差分法建立了用于分层监测积灰程度的数学模型,同时以某电厂的三分仓回转式空气预热器为研究对象分析了其合理性。结果表明:随各层实测温度由341℃、241℃、104℃逐步提高至367℃、303℃、130℃时,清洁系数均由1减小至0.1,表明传热削弱逐渐加剧;相应地,与清洁状态下的出口温度偏差由0.8%、2.6%、2.8%提升至7.8%、26.1%、25.2%,表明当某层积灰加重时,其进出口温差减小,也说明传热能力被削弱;该模型适用于任意数目分仓与分层的回转式空气预热器,并可在2 s内完成一次计算,如果忽略电厂数据传输延迟,则该模型实现了空气预热器积灰情况的实时监测。 展开更多
关键词 回转式空气预热器 积灰 分层监测 模型
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基于CNN-LSTM组合算法的火电厂存煤量预测
6
作者 韩义 付旭晨 +2 位作者 蔡斌 王研凯 于英利 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期489-493,共5页
煤炭是现代能源体系建设中的压舱石与稳定器,考虑到能源电力安全保供的电煤库存预警需求,提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆神经网络深度融合的短期电煤存量预测方法,兼顾CNN和LSTM网络模型优势,实现火电企业电煤库存量的预测。CNN-... 煤炭是现代能源体系建设中的压舱石与稳定器,考虑到能源电力安全保供的电煤库存预警需求,提出一种基于卷积神经网络与长短期记忆神经网络深度融合的短期电煤存量预测方法,兼顾CNN和LSTM网络模型优势,实现火电企业电煤库存量的预测。CNN-LSTM电煤存量预测模型充分利用CNN算法多源数据潜在规律深度提取优势,挖掘整合高质量数据特征信息作为LSTM模型输入值;发挥LSTM算法长短期时序依赖关系建模能力,构建高精度复杂非线性时序映射关联,有效提升了电煤存量的预测精度。经过火电企业数据测试表明,CNN-LSTM模型,采用2层CNN卷积、2×2卷积核、16和32个卷积核数、2次池化、1次扁平操作、3层LSTM网络设计,通过前向和反向传播2个环节进行模型训练,实现全连接层输出预测结果,R_(MSE)与M_(APE)预测误差约为0.903、2.74%,相比Elman和LSTM网络传统预测法,预测曲线与实际变化趋势高度一致,预测精度与稳定性最好,精度提升20%~47%。 展开更多
关键词 电煤 CNN LSTM 预测 火电厂
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CFB锅炉可调效率的旋风分离器性能数值模拟研究 被引量：6
7
作者 袁东辉 孙世超 +3 位作者 郑秀平 韩义 王研凯 段伦博 《洁净煤技术》 CAS 2020年第6期159-167,共9页
在旋风分离器锥形筒斜面上距离锥形筒顶端50 cm处为中心点开孔,将分离器入口方向开孔命名为0°孔,俯视顺时针依次旋转90°,分别命名为90°孔、180°孔、270°孔。向上述开孔中通入干扰风能调整分离器效率,但通入干... 在旋风分离器锥形筒斜面上距离锥形筒顶端50 cm处为中心点开孔,将分离器入口方向开孔命名为0°孔,俯视顺时针依次旋转90°,分别命名为90°孔、180°孔、270°孔。向上述开孔中通入干扰风能调整分离器效率,但通入干扰风对压降的影响未知。为了研究通入干扰风对旋风分离器整体性能(压降、分离效率、床温)的影响规律并得到最佳开孔方案,以某300 MWe循环流化床锅炉旋风分离器为对象,通过数值模拟研究分离效率可调的循环流化床锅炉旋风分离器压降变化特性。在不通入干扰风时模拟不同入口气速下的压降,并与压降经验模型计算结果进行比较,结果表明,压降随入口速度的增大而增大,且模拟结果与Chen-Shi模型计算结果吻合良好。模拟入口速度为7.48 m/s时,在0°、90°、180°、270°孔通入干扰风速分别为10、20、30 m/s时的压降,结果表明,在0°孔和90°孔中,压降随干扰风速的增大而减小;在180°孔和270°孔中,压降随干扰风速的增大先增大后减小。结合在不同孔通入干扰风时床温的变化规律,可认为90°孔的改造方案较好。 展开更多
关键词 循环流化床(CFB) 旋风分离器 CFD模拟 压降
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惰性载体支撑钙铜复合吸收剂的碳酸化性能及其动力学分析 被引量：3
8
作者 张振民 陈健 +6 位作者 王研凯 连世文 李丰泉 王超 袁东辉 李迎春 段伦博 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1389-1397,共9页
采用Pechini法分别制备了无惰性载体支撑和惰性载体(Al 2O 3或者ZrO 2)支撑的钙铜复合吸收剂。借助热重分析仪研究了反应温度、载体种类对其氧化性能和CO 2捕集性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和氮吸附分析其微观结构。最后,利用... 采用Pechini法分别制备了无惰性载体支撑和惰性载体(Al 2O 3或者ZrO 2)支撑的钙铜复合吸收剂。借助热重分析仪研究了反应温度、载体种类对其氧化性能和CO 2捕集性能的影响,并借助扫描电子显微镜(SEM)和氮吸附分析其微观结构。最后,利用缩核模型对惰性载体支撑和无惰性载体支撑的钙铜复合吸收剂的碳酸化反应中的动力学控制阶段开展了动力学分析。结果表明:惰性载体可以显著提升钙铜复合吸收剂的CO 2捕集性能,相比于无惰性载体支撑的钙铜复合吸收剂,Al 2O 3和ZrO 2支撑的钙铜复合吸收剂经历10次循环后,CO 2捕集量分别提升了100%和71%;添加惰性载体会降低钙铜复合吸收剂的载氧量,但并不影响其循环稳定性。随着碳酸化温度的升高,钙铜复合吸收剂的碳酸化速率和最终CO 2捕集量均显著增加。动力学结果表明,添加惰性载体不仅可以加快碳酸化反应动力学控制阶段的反应速率,延缓动力学控制阶段反应速率的衰减,同时还可以降低碳酸化反应活化能,进而对碳酸化反应起到显著的促进作用。 展开更多
关键词 CO 2捕集 钙循环 化学链燃烧 复合材料 载体 动力学
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基于机器学习的循环流化床机组出力预测 被引量：3
9
作者 韩义 张奇月 +5 位作者 段伦博 王研凯 于英利 付旭晨 荣俊 孙世超 《洁净煤技术》 CAS 北大核心 2022年第6期199-205,共7页
煤电是电力系统清洁低碳转型中重要的支撑性和调节性电源,然而劣质煤掺烧等因素造成的煤电机组技术出力受阻,严重影响电网安全运行与新能源电力消纳。鉴于此,提出一种基于机理仿真与数据驱动深度融合的映射模型建立方法,利用机理仿真构... 煤电是电力系统清洁低碳转型中重要的支撑性和调节性电源,然而劣质煤掺烧等因素造成的煤电机组技术出力受阻,严重影响电网安全运行与新能源电力消纳。鉴于此,提出一种基于机理仿真与数据驱动深度融合的映射模型建立方法,利用机理仿真构造锅炉热力系统样本空间,基于数理映射进行机组出力预测。兼顾机理仿真的理论准确性和数理映射的强泛化深入性,实现多因素耦合条件下的循环流化床机组动态边界出力预测及出力受阻因素分析。经300 MWe级示范机组测试表明,考虑辅机受限、受热面参数超限、关键参数超限3方面影响因素,分别设置给煤机、引风机、冷渣器、床温、屏过壁温、流化风速等运行参数超限报警值,机理仿真最大偏差为3℃,误差率小于2%。基于主成分分析法筛选设计输入为7、输出为1的3层架构BP神经网络模型,经遗传算法完成网络优化后,采用32个训练样本与5个测试样本,进行网络训练与预测。模型训练相对误差在±1.2%内,模型预测相对误差在±1.5%内,具有较高的精确度和泛化能力。 展开更多
关键词 数据驱动 出力预测 循环流化床 数理模型 主成分分析法 遗传算法
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基于多项式拟合的锅炉运行参数对燃煤机组发电煤耗影响研究
10
作者 刘宏卫 李丰泉 +1 位作者 王研凯 李迎春 《锅炉技术》 北大核心 2023年第5期37-40,60,共5页
为精确计算锅炉运行参数对燃煤发电机组发电煤耗的影响,以发电煤耗的数学模型为基础,采用微积分理论,忽略管道效率和汽轮机热耗率的影响,建立发电煤耗与锅炉效率的微分关系。以某电厂330 MW亚临界燃煤发电机组为例,利用机组历史运行数... 为精确计算锅炉运行参数对燃煤发电机组发电煤耗的影响,以发电煤耗的数学模型为基础,采用微积分理论,忽略管道效率和汽轮机热耗率的影响,建立发电煤耗与锅炉效率的微分关系。以某电厂330 MW亚临界燃煤发电机组为例,利用机组历史运行数据和设备厂家提供的设计资料,基于拉格朗日多项式拟合分别建立排烟温度、锅炉效率、发电煤耗与机组负荷率的拟合关系,从而得到任意工况下排烟温度与发电煤耗目标值的数学模型。依据锅炉排烟热损失的简易算法,建立锅炉排烟温度和运行氧量对发电煤耗影响耗差分析模型,最后对采样周期内锅炉运行参数进行聚类划分,计算排烟温度和运行氧量对发电煤耗影响的数值。该方法计算结果准确,方便实用,为电厂节能改造、优化运行、检修决策和节能技术监督提供参考。 展开更多
关键词 节能降耗 微积分 发电煤耗 数据拟合 拉格朗日多项式 耗差分析
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