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面向深度调峰和智能发电的炉膛温度场在线监测及预测综述
1
作者 方顺利 晋中华 +11 位作者 杨云 李翔 任世鹏 马帅 姚斌 王浩帆 张中晖 梅晟东 刘凯 陈新建 娄春 邹莹 《热力发电》 北大核心 2025年第4期13-23,共11页
在火电机组参与深度调峰时,炉膛温度场的实时获取有助于电站锅炉控制和研究炉内燃烧过程,在智能发电的推进下,机器学习为实时获得炉膛温度场提供了重要手段。总结了声学法、吸收光谱层析成像法以及热辐射成像法这3种最常用的炉膛温度场... 在火电机组参与深度调峰时,炉膛温度场的实时获取有助于电站锅炉控制和研究炉内燃烧过程,在智能发电的推进下,机器学习为实时获得炉膛温度场提供了重要手段。总结了声学法、吸收光谱层析成像法以及热辐射成像法这3种最常用的炉膛温度场在线监测技术的原理及应用,以及在锅炉炉膛测温应用中存在的优势及缺点。之后详细阐述了耦合机器学习与CFD的预测方法的原理,说明该方法在恶劣炉内环境中受到的影响较小,综述了该方法在燃烧火焰结构及参数和炉膛温度场的应用研究,表明了该方法应用于炉膛温度场的可行性,并可准确地预测获得炉膛温度场。最后对炉膛温度场在线监测技术和耦合机器学习与CFD的预测方法的未来发展趋势进行了分析,以便在电站智能化建设进程下,为实时快速获得更准确的炉膛温度场提供思路。 展开更多
关键词 电站锅炉 炉膛温度场 在线监测 机器学习 预测
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基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测研究
2
作者 笪耀东 石腾达 +4 位作者 王钊 常勇强 李冰倩 高杰 张云刚 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第8期2140-2148,共9页
锅炉排放的SO_(2)和NO_(x)对大气环境质量影响巨大,准确检测其排放浓度对于环境保护至关重要。紫外差分吸收光谱技术由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点,已成为SO_(2)和NO_(x)排放检测的重要手段。便携式SO_(2)和NO_(x)检测设备常用氘灯... 锅炉排放的SO_(2)和NO_(x)对大气环境质量影响巨大,准确检测其排放浓度对于环境保护至关重要。紫外差分吸收光谱技术由于灵敏度高、抗干扰能力强等优点,已成为SO_(2)和NO_(x)排放检测的重要手段。便携式SO_(2)和NO_(x)检测设备常用氘灯作为光源,但在其光谱范围(180~400 nm)内无法避免NO和NO_(2)的相互干扰从而影响检测准确性。为此,本文提出了一种基于差分吸收光谱技术的双光源SO_(2)、NO和NO_(2)浓度检测方法。通过组合高压氘灯和LED双光源扩展光源光谱范围,采用多项式拟合、小波滤波和最小二乘法对SO_(2)、NO、NO_(2)分别在295~305、220~230以及425~450 nm范围内的光谱数据进行浓度反演,并对SO_(2)和NO出现的高浓度线性偏差以及NO_(2)低浓度偏差进行线性度修正,实现了在宽浓度范围内单组分气体的高精度定量分析。最后,针对SO_(2)与NO在220~230 nm范围内的光谱重叠问题构建了混合气体光谱解算模型,实现了SO_(2)、NO与NO_(2)混合气体分别在0~1000、0~500及0~500 ppm范围的浓度检测。三种物质的最低检出限分别为0.394、0.30和0.78 ppm,相对不确定度为1.00%。 展开更多
关键词 锅炉 二氧化硫 一氧化氮 二氧化氮 氘灯 LED 差分吸收光谱 检测
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电站锅炉炉管腐蚀产物拉曼光谱智能识别
3
作者 齐建涛 刘永豪 +1 位作者 朱永强 孙治谦 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第3期6-11,56,共7页
生物质燃料电站锅炉存在腐蚀产物组分复杂、炉管腐蚀失效难以快速检测等问题,为此提出一种基于拉曼光谱的腐蚀产物智能识别方法。针对电站锅炉省煤器和水冷壁顶部、中部、内壁腐蚀产物,采用扫描电镜和拉曼光谱技术,明确腐蚀产物种类,并... 生物质燃料电站锅炉存在腐蚀产物组分复杂、炉管腐蚀失效难以快速检测等问题,为此提出一种基于拉曼光谱的腐蚀产物智能识别方法。针对电站锅炉省煤器和水冷壁顶部、中部、内壁腐蚀产物,采用扫描电镜和拉曼光谱技术,明确腐蚀产物种类,并基于基线校正、宇宙射线消除、平滑处理等预处理过程,获得腐蚀产物的拉曼光谱数据集。通过主成分分析(PCA)结合线性判别分析(LDA)、支持向量机(SVM)以及偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)模型进行腐蚀产物分类性能评估,并将性能最佳的分析模型进行应用验证。结果表明,PCA-SVM线性核模型在腐蚀产物分类上效果最佳,现场应用的整体准确率达到90.00%。 展开更多
关键词 锅炉腐蚀 腐蚀检测 拉曼光谱 机器学习 生物质燃料
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超临界直流锅炉机组干湿转态柔性协调控制
4
作者 邓拓宇 田亮 +2 位作者 贾梦颖 刘鑫屏 刘吉臻 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第8期3056-3066,I0017,共12页
直流锅炉机组在超低负荷灵活运行时面临干态和湿态间转换的控制难题。干态和湿态运行时的汽水流程差异导致控制对象结构不同,因此需要建立适用于干、湿态的机组动态模型;干态和湿态运行时的控制目标不同,导致干态和湿态的基本控制结构... 直流锅炉机组在超低负荷灵活运行时面临干态和湿态间转换的控制难题。干态和湿态运行时的汽水流程差异导致控制对象结构不同,因此需要建立适用于干、湿态的机组动态模型;干态和湿态运行时的控制目标不同,导致干态和湿态的基本控制结构不同。因此,针对干、湿态转换时对象结构、控制结构和控制目标均发生变化的特性,提出一种2层柔性协调控制系统。柔性控制底层沿用干、湿态运行的基本控制方式,顶层采用优化算法实时计算柔性因子,实现基本方式间的柔性切换。顶层算法的关键是给出转态不同阶段的响应矩阵和控制目标,并根据柔性因子分段优化。仿真实验表明,柔性协调控制方法能够实现系统干态、湿态间的自动转换,被控参数满足控制需求。 展开更多
关键词 直流锅炉 干湿态转换 柔性协调控制 柔性因子 优化算法
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基于CFD的燃煤锅炉协同处置含油污泥方案设计
5
作者 张凡志 郑德水 +3 位作者 张海丹 李卫平 方仙明 张光学 《锅炉技术》 北大核心 2025年第2期23-30,共8页
针对含油污泥产量高、危害大及处理困难等特点,设计了采用燃煤锅炉进行协同焚烧处置的技术方案,对含油污泥进行加热、除杂、配比及均匀化后,由喷枪雾化后形成50~150μm的液滴,送入炉膛燃烧。采用计算流体力学对设计方案进行验证及优化... 针对含油污泥产量高、危害大及处理困难等特点,设计了采用燃煤锅炉进行协同焚烧处置的技术方案,对含油污泥进行加热、除杂、配比及均匀化后,由喷枪雾化后形成50~150μm的液滴,送入炉膛燃烧。采用计算流体力学对设计方案进行验证及优化。结果表明:当喷枪布置在主燃区中下位置时,油泥液滴能够穿透至炉膛内部,避免贴壁燃烧引起的壁面温度高、还原性气氛强等问题。由于掺烧比例低、油泥热值与煤粉接近,因此不同的布置方案均不会影响整体炉膛内温度场分布特性。当喷枪布置在主燃区中间位置时,四周水冷壁表面的氧气体积分数较高,避免了高温腐蚀风险。从煤粉燃尽率来看,掺烧含油污泥后,不同的方案均能够降低飞灰含碳量,当喷枪布置在主燃区中间位置时,不同负荷下油泥对煤粉燃尽率的影响均较小。经过数值模拟分析后认为,采用大型燃煤锅炉进行含油污泥协同处置,最优方案是将雾化喷枪布置在主燃区中部二次风喷口附近。 展开更多
关键词 含油污泥 燃煤锅炉 协同处置 掺烧 计算流体力学
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冷凝式掺氢天然气锅炉能效与污染物排放特性
6
作者 刘雪敏 王天天 +3 位作者 于吉明 笪耀东 王玉涛 张扬 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期2055-2066,共12页
在天然气中掺混氢气可显著降低现有燃气锅炉的碳排放量,也会对锅炉运行性能产生影响。本文以1台SZS58-1.6/130/70-Q型冷凝式燃气热水锅炉为研究对象,建立了热力学模型、传热学模型和反应器网络模型,对掺氢比为0~100%的锅炉热力学性能和... 在天然气中掺混氢气可显著降低现有燃气锅炉的碳排放量,也会对锅炉运行性能产生影响。本文以1台SZS58-1.6/130/70-Q型冷凝式燃气热水锅炉为研究对象,建立了热力学模型、传热学模型和反应器网络模型,对掺氢比为0~100%的锅炉热力学性能和污染物排放特性进行了研究。研究结果表明:掺氢后保持锅炉整体热负荷和炉膛理论燃烧温度不变,随着掺氢比的增加,炉膛辐射换热占比上升,对流换热占比下降。由于掺氢后烟气中的水蒸气体积分数增加,更多的烟气汽化潜热得以回收,冷凝器换热量提升。掺氢可提升冷凝式燃气热水锅炉的能效(以燃料低位热值计算),同时,降低锅炉的NO_(x)和CO_(2)排放量。当掺氢比由0提高至100%时,锅炉整体热效率提高1.3%,NO_(x)可减排64.7%。 展开更多
关键词 掺氢天然气 冷凝式锅炉 能效 NO_(x)排放 碳减排
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运行后国产/进口P92管道组织性能对比
7
作者 杨超 石仁强 《锅炉技术》 北大核心 2025年第3期62-67,共6页
某超超临界电站锅炉炉顶两侧再热蒸汽热段管道分别为进口P92管及国产P92管,在相同温度、压力参数运行5万h后割管取样,分别进行成分、硬度、金相、相参量分析、瞬时拉伸、短时持久试验。对比研究发现:进口管短时高温强度优于国产管,这是... 某超超临界电站锅炉炉顶两侧再热蒸汽热段管道分别为进口P92管及国产P92管,在相同温度、压力参数运行5万h后割管取样,分别进行成分、硬度、金相、相参量分析、瞬时拉伸、短时持久试验。对比研究发现:进口管短时高温强度优于国产管,这是因为进口管碳含量高,且正火温度高,在早期运行时细小碳化物析出量大,具有更好的沉淀强化效果;国产管Si、W含量高于进口管,且晶粒细小,导致其拉弗斯相在晶界析出并粗化的倾向更大,不利于低应力状态下的长时持久性能。虽然粗晶对持久强度有利,但进口管晶粒特别粗大,导致其相对国产管在更大应力范围内呈现蠕变脆性状态,对管道的安全性有不利影响。 展开更多
关键词 超超临界锅炉 P92管道 粗晶 蠕变脆性
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生物质振动炉排锅炉NO_(x)生成波动分析
8
作者 江文豪 何长征 +1 位作者 张玉忠 李志辉 《锅炉技术》 北大核心 2025年第4期18-22,共5页
生物质振动炉排锅炉的NO_(x)生成浓度因炉排周期性振动而出现较大波动。为研究其NO_(x)生成的波动特征,以某热电厂生物质振动炉排锅炉为研究对象,基于炉内烟气参数的实测数据,对锅炉NO_(x)生成浓度及其影响因素进行分析。结果表明:生物... 生物质振动炉排锅炉的NO_(x)生成浓度因炉排周期性振动而出现较大波动。为研究其NO_(x)生成的波动特征,以某热电厂生物质振动炉排锅炉为研究对象,基于炉内烟气参数的实测数据,对锅炉NO_(x)生成浓度及其影响因素进行分析。结果表明:生物质振动炉排锅炉的NO_(x)生成浓度呈现一定的周期性,且与运行氧量呈显著正相关性,而与炉膛温度的相关性则较弱;NO_(x)的每个生成周期可分为“速降”、“低位运行”、“速升”、“高位运行”4个阶段,各阶段均具有相应的规律和特征。 展开更多
关键词 生物质 振动炉排锅炉 NO_(x) 波动 周期 氧量 炉膛温度
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深度调峰下超临界火电机组蓄热量对煤耗的影响
9
作者 成珊 付毅 +3 位作者 张煌 王志杰 陈文 田红 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1345-1353,共9页
为探究深度调峰超临界直流锅炉火电机组蓄热量对机组供电煤耗的影响,基于机组稳态与非稳态下不同的运行特征,计算了不同工况下锅炉各汽水流程部件的实际蓄热系数,并基于机组实际运行数据计算得到机组供电煤耗,研究了机组实际蓄热系数对... 为探究深度调峰超临界直流锅炉火电机组蓄热量对机组供电煤耗的影响,基于机组稳态与非稳态下不同的运行特征,计算了不同工况下锅炉各汽水流程部件的实际蓄热系数,并基于机组实际运行数据计算得到机组供电煤耗,研究了机组实际蓄热系数对供电标准煤耗的影响。以某660 MW超临界机组为例开展了分析。结果表明:在稳态与非稳态下,当机组从100%汽轮机额定负荷工况(THA)降低到30%THA时,金属蓄热系数分别增大135.47%和133.93%,汽水蓄热系数变化不大,实际蓄热系数分别增大80.83%和80.07%,且非稳态下机组的各项蓄热系数均大于稳态时;非稳态下机组供电标准煤耗比稳态时增加了11.76~22.40 g/(kW·h);机组向上调峰过程中实际蓄热系数和供电煤耗均大于向下调峰过程;机组供电煤耗与实际蓄热系数呈强相关性,且随着实际蓄热系数的增大而增大。 展开更多
关键词 直流锅炉 火电机组 蓄热系数 深度调峰 供电标准煤耗
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燃煤电站锅炉掺氨燃烧特性及对锅炉影响研究进展 被引量：6
10
作者 李宇航 田舒嫚 +4 位作者 张普选 晋中华 邓磊 车得福 王志超 《热力发电》 北大核心 2025年第5期13-24,共12页
综述了燃煤电站锅炉掺氨燃烧的燃烧特性及其对锅炉的影响,旨在为大规模应用氨作为燃煤替代燃料提供理论和实践依据。通过系统回顾现有文献,研究氨燃烧的基本特性、火焰传播特性、火焰形态及其对燃煤锅炉的影响,同时探讨了富氧燃烧、预... 综述了燃煤电站锅炉掺氨燃烧的燃烧特性及其对锅炉的影响,旨在为大规模应用氨作为燃煤替代燃料提供理论和实践依据。通过系统回顾现有文献,研究氨燃烧的基本特性、火焰传播特性、火焰形态及其对燃煤锅炉的影响,同时探讨了富氧燃烧、预热燃烧及氢气助燃等强化燃烧的方法。结果表明:氨煤混燃虽提高了酸露点但能够减缓受热面积灰、结渣、磨损和高温腐蚀等问题,氨的反应性较差可能导致炉膛损失增大,但采用增氧燃烧等策略可以减少这些损失;对于氨与小分子气体燃料的混合燃烧研究较多,但氨与煤等大分子固体碳氢燃料的混合燃烧行为研究较少;掺氨燃烧对锅炉传热、受热面安全及锅炉效率的影响显著,火焰温度降低、煤烟产生量减少、烟气组分变化会影响传热效果和受热面状态,需关注低温腐蚀和未燃尽氨的排放问题。掺氨燃烧是一种有效的低碳燃烧技术,但在大型火力发电锅炉中的应用还面临诸多挑战,需要进一步深入研究燃烧机理和实际应用效果,以优化燃烧设备和提高系统效率。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 氨燃料 燃烧特性 碳减排 掺氨燃烧
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W火焰锅炉低负荷燃烧调整数值模拟研究 被引量：1
11
作者 郭子岗 刘帆 +4 位作者 吴帅帅 张海龙 张纯 杨玉 张一帆 《热力发电》 北大核心 2025年第2期118-125,共8页
针对W火焰锅炉在低负荷运行时再热汽温不达标问题,对某台W火焰锅炉低负荷燃烧调整进行了数值模拟研究。从空气预热器(空预器)进口抽取总烟气量的16%作为再循环烟气引入炉膛,增大烟气量,提高对流受热面的换热量,数值模拟分析了再循环烟... 针对W火焰锅炉在低负荷运行时再热汽温不达标问题,对某台W火焰锅炉低负荷燃烧调整进行了数值模拟研究。从空气预热器(空预器)进口抽取总烟气量的16%作为再循环烟气引入炉膛,增大烟气量,提高对流受热面的换热量,数值模拟分析了再循环烟气喷入位置和有无贴壁风对炉内速度场和温度场的影响规律。研究结果表明:再循环烟气从SOFA风喷口喷入炉膛,对下炉膛主燃区的温度影响较小,有利于低负荷时煤粉燃烧的稳定性;将40%再循环烟气作为贴壁风从下炉膛的侧墙送入炉膛能够降低侧墙烟气温度,同时把侧墙烟气变成氧化性气氛,降低侧墙结焦和高温腐蚀的可能性。 展开更多
关键词 W火焰锅炉 低负荷 燃烧 再热汽温
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锅炉汽包水位的积分时滞型自抗扰控制
12
作者 孙明 徐文鑫 +1 位作者 邹浓茂 赵吉兴 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第17期6874-6885,I0022,共13页
在能源绿色低碳转型过程中,火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动,这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程,提出一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先,将被控... 在能源绿色低碳转型过程中,火电机组承担着大量的调峰调频任务来平抑新能源电力规模化并网带来的波动,这给现役亚临界机组汽包水位的稳定控制带来巨大挑战。针对汽包水位这类非自衡过程,提出一种积分时滞型自抗扰控制策略。首先,将被控对象近似成积分加时滞的标称模型,然后,引入控制量时延环节以使扩张状态观测器的两个输入信号相位近似同步,最后,采用双轨迹法求解出积分时滞型自抗扰控制器的控制参数稳定域。仿真算例表明,对比其他几种典型控制算法,所提控制方法在设定值跟踪、抑制干扰以及鲁棒性等方面具有更为优良的性能。进一步,基于某600 MW亚临界燃煤机组进行给水系统的实验结果也表明,在机组稳定工况和大范围变工况两种条件下,积分时滞型自抗扰控制品质满足电力行业标准的指标要求,且相比原始的串级三冲量比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制策略水位偏差更小,定负荷时偏差≤1.5 mm,变负荷时偏差≤2.1 mm,展现了所提控制策略在机组深度调峰和性能优化等方面的良好应用前景。 展开更多
关键词 锅炉汽包水位 非自平衡过程 积分时滞模型 自抗扰控制 稳定域
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700 MW高效超超临界CFB锅炉中部全隔墙振动安全性评估 被引量：2
13
作者 吕卓 鲁佳易 +5 位作者 邓启刚 周旭 邱彬彬 董晨昊 蹇开林 程乐鸣 《热力发电》 北大核心 2025年第7期54-62,共9页
为评估世界首台燃褐煤700 MW高效超超临界CFB锅炉中部全隔墙的振动安全性,建立了锅炉三维非定常流体动力学模型,模拟了炉膛内的气固流场分布,求解了炉内气固流动作用于中部全隔墙表面的压力分布及其波动规律。同时,实测了炉型结构相似... 为评估世界首台燃褐煤700 MW高效超超临界CFB锅炉中部全隔墙的振动安全性,建立了锅炉三维非定常流体动力学模型,模拟了炉膛内的气固流场分布,求解了炉内气固流动作用于中部全隔墙表面的压力分布及其波动规律。同时,实测了炉型结构相似的某超临界350 MW CFB锅炉炉墙的振动信号,并进行了频谱分析,以评估炉内压力波动频率。最后,以模拟计算和试验测试获取的炉内压力波动作为激励,计算了中部全隔墙在炉内波动压力作用下的动应力。结果表明,中部全隔墙的动应力水平低于材料的强度极限,中部全隔墙安全。 展开更多
关键词 超超临界 CFB锅炉 全隔墙 振动安全
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超临界二氧化碳锅炉传热管传热性能分析 被引量：1
14
作者 王生鹏 杨玉 +5 位作者 倪依柯 吴家荣 乔永强 张一帆 李红智 严俊杰 《热力发电》 北大核心 2025年第4期95-103,共9页
超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环发电技术具有更好的灵活性,在火力发电领域替代蒸汽发电技术对构建新型电力系统、建设现代能源体系、实现“双碳”目标具有重要战略意义。针对超临界二氧化碳锅炉(S-CO_(2))实际运行范围内的传热特性进行... 超临界二氧化碳(S-CO_(2))循环发电技术具有更好的灵活性,在火力发电领域替代蒸汽发电技术对构建新型电力系统、建设现代能源体系、实现“双碳”目标具有重要战略意义。针对超临界二氧化碳锅炉(S-CO_(2))实际运行范围内的传热特性进行了数值模拟和实验研究,分析了工质物性参数对传热性能的影响规律。结果表明:在相同的流量条件下,CO_(2)传热系数随导热系数的减小而降低,这是因为流体边界层热阻随导热系数降低而增大;在相同的导热系数条件下,CO_(2)传热系数随Re的增大而增大,这是因为当Re增大时,流体边界层变薄,边界层热阻降低;在管内CO_(2)工质压力为3~30 MPa,焓值为500~1150 kJ/kg,工质Re为1.1×10^(5)~2.1×10^(6)条件下,拟合得出考虑边界层物性修正的传热和阻力系数关联式,其平均偏差为3.33%,表明其具有较高精度。研究结果为后续S-CO_(2)锅炉的设计和研究奠定了基础。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳锅炉 传热 实验测量 数值模拟
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燃煤发电机组灵活运行安全性挑战与对策研究 被引量：1
15
作者 严新荣 高翔 +7 位作者 于鹏峰 何建乐 周晓鸣 张鹏威 向军 刘金亮 郭剑雄 黄一博 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4318-4335,I0017,共19页
现阶段我国主体电源正在从煤电向新能源转变。燃煤发电机组灵活运行是当下解决新能源波动性、间歇性、随机性与能源安全稳定供应矛盾的最佳选择。然而,燃煤机组包含大量的主辅设备和复杂的工作过程,其灵活运行下的安全性问题日益突出。... 现阶段我国主体电源正在从煤电向新能源转变。燃煤发电机组灵活运行是当下解决新能源波动性、间歇性、随机性与能源安全稳定供应矛盾的最佳选择。然而,燃煤机组包含大量的主辅设备和复杂的工作过程,其灵活运行下的安全性问题日益突出。鉴于此,该文对燃煤发电机组灵活运行所面临的安全性挑战与对策进行综述。首先,从燃煤机组“炉机电控”四大系统出发,明确灵活运行过程中锅炉侧安全性问题在于燃烧不稳、受热面损伤、风机失速喘振、选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝无法投运,汽轮机侧安全性问题在于热疲劳损伤、叶片水蚀、轴系振动大,发电机侧安全性问题在于定转子疲劳断裂、短路,控制侧安全性问题在于数据采集不准、数据处理及控制滞后、设备控制策略执行失调;进而,从工程实际出发,梳理解决各系统灵活运行安全性问题的技术方案;最后,展望提升燃煤机组灵活运行能力的发展方向。该文可为推动燃煤机组低碳、灵活转型提供一定的理论指导与技术支撑。 展开更多
关键词 燃煤机组 灵活运行 安全性 锅炉 汽轮机 发电机
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虚拟现实技术设计锅炉安全运行数字孪生系统 被引量：2
16
作者 王进峰 张佳祥 +4 位作者 王婧 王汝悦 阮望 武立强 易东杰 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期286-290,共5页
为了解决锅炉车间现场操作人员的突发重大安全事故处置能力不足的问题,以某卷烟厂锅炉为研究对象,利用现场实际测量、激光扫描等手段生成锅炉设备及车间场景的三维数据,利用温度、压力传感器等获取锅炉运行数据,构建锅炉虚拟模型;在锅... 为了解决锅炉车间现场操作人员的突发重大安全事故处置能力不足的问题,以某卷烟厂锅炉为研究对象,利用现场实际测量、激光扫描等手段生成锅炉设备及车间场景的三维数据,利用温度、压力传感器等获取锅炉运行数据,构建锅炉虚拟模型;在锅炉虚拟模型中设计锅炉安全运行数字孪生系统,利用虚拟现实技术,实现锅炉运行中初起火灾、天然气泄露、蒸汽泄漏3种紧急情况的模拟处置。结果表明,所设计的锅炉安全运行数字孪生系统中初起火灾、天然气泄露、蒸汽泄露模拟处置3个功能模块响应时长不超过1.5 s,小于所设置的期望响应时长,所设计的系统可用于锅炉的预测性维护,保障锅炉的安全运行。 展开更多
关键词 锅炉 数字孪生 虚拟现实 Unity 3D软件
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机器学习在循环流化床锅炉技术中的应用进展
17
作者 肖红亮 柯希玮 +6 位作者 潘帅 郎丽萍 王君峰 祁海鹰 张守玉 吕俊复 黄中 《热力发电》 北大核心 2025年第7期1-13,共13页
循环流化床(CFB)锅炉在我国发电行业具有重要地位,然而炉膛燃烧系统具有多参数、多变量、非线性、时变性等强耦合特征,使系统的精确建模和预测困难。机器学习凭借强大的非线性处理能力和预测性能,在CFB领域展现出广阔的应用前景。探讨... 循环流化床(CFB)锅炉在我国发电行业具有重要地位,然而炉膛燃烧系统具有多参数、多变量、非线性、时变性等强耦合特征,使系统的精确建模和预测困难。机器学习凭借强大的非线性处理能力和预测性能,在CFB领域展现出广阔的应用前景。探讨了机器学习技术在该领域的应用,包括最小流化速度预测、污染物排放预测、床层压力预测、床层温度/热效率预测、颗粒循环流率预测、计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)场的降阶模型、锅炉安全控制系统模型等方面。分析了这些技术在不同场景中的优势和局限,展望了CFB锅炉在大数据时代面临的机遇和挑战,关注模型解释性、泛化能力提升、数据质量多样性、模型结合传统方法、实验验证等是未来研究的重点方向。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 CFB锅炉 机器学习 非线性 预测
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350 MW墙式切圆锅炉超低负荷稳燃优化 被引量：2
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作者 刘涛 薛艳芳 +4 位作者 王云刚 邹立 张益嘉 沈涛 赵钦新 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第3期99-109,共11页
为获得墙式切圆燃煤锅炉在20%额定负荷下燃烧和污染物排放特性,以国内某台350 MW超临界墙式切圆燃煤锅炉为研究对象,研究了其在20%超低负荷下不同燃烧器水平摆角和一次风中掺混不同比例氢气(以热量计算)共燃对烟气温度和烟气主要成分的... 为获得墙式切圆燃煤锅炉在20%额定负荷下燃烧和污染物排放特性,以国内某台350 MW超临界墙式切圆燃煤锅炉为研究对象,研究了其在20%超低负荷下不同燃烧器水平摆角和一次风中掺混不同比例氢气(以热量计算)共燃对烟气温度和烟气主要成分的影响。结果表明:增大燃烧器水平摆角能够缓解20%负荷下锅炉近壁面空气流速较高的问题,但会导致煤粉初期着火延迟,推荐将水平摆角设置为15°;H_(2)共燃比为15%时,主燃区截面平均烟气温度最高达到1592 K,比初始工况提高了34 K,共燃比的增加导致炉膛平均温度降低,推荐H_(2)共燃比取15%;NO x排放随着H_(2)共燃比的增加呈现先上升后下降的趋势,共燃比为20%时NO x排放比初始工况下降了21.2%,CO_(2)排放也降低了18.2%,但出口烟气中H_(2)O的摩尔分数增加了20.8%,容易造成低温腐蚀,需要对相关设备进行防腐处理。 展开更多
关键词 墙式切圆锅炉 低负荷稳燃 燃烧器水平摆角 H 2共燃比
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深度调峰工况下燃煤锅炉煤氨混燃兼容性分析 被引量：1
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作者 张皓玮 陈亮 王春波 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3554-3562,I0023,共10页
掺氨燃烧是燃煤机组降低碳排放的有效手段。新能源大比例上网背景下,燃煤机组深度调峰成为新常态,低负荷下燃煤锅炉掺氨燃烧的兼容性有待探究。该文建立某600 MW超临界燃煤锅炉低负荷(50%~30%额定负荷)运行时掺氨燃烧的热力计算模型,探... 掺氨燃烧是燃煤机组降低碳排放的有效手段。新能源大比例上网背景下,燃煤机组深度调峰成为新常态,低负荷下燃煤锅炉掺氨燃烧的兼容性有待探究。该文建立某600 MW超临界燃煤锅炉低负荷(50%~30%额定负荷)运行时掺氨燃烧的热力计算模型,探究氨掺烧对低负荷下炉膛及对流受热面传热的影响。结果表明,低负荷工况下,掺烧0~50%氨对炉膛容积热负荷和截面热负荷影响不大,炉膛出口烟温上升6.5℃以内;通过调整尾部前后烟道的烟气份额,掺烧0~50%氨后主、再热蒸汽温度基本保持稳定;随掺氨比例增加,锅炉一、二次热风温度略有降低;与纯煤燃烧相比,50%掺氨比例下锅炉排烟温度增长5.8~7.6℃,由此导致锅炉效率下降约0.5%~0.7%。研究结果可为评估燃煤锅炉低负荷下煤氨混燃的可行性提供一定指导。 展开更多
关键词 燃煤锅炉 氨掺烧 低负荷 兼容性 热力计算
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超临界循环流化床锅炉深度调峰时水冷壁流动不稳定特性计算分析 被引量：2
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作者 李维腾 郭泽瑞 +1 位作者 韩磊 杨冬 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期68-77,92,共11页
针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函... 针对深度调峰时超临界循环流化床锅炉水冷壁管道内的汽液两相流动不稳定问题,提出了一种适用于不同工况的频域法数学模型。通过对质量、能量、动量方程进行小扰动线性化后经拉普拉斯变换得到了用于描述管道内汽液流体流动稳定性的传递函数,通过图解奈奎斯特图的方法判断管内工质流动的稳定性。然后,通过该模型计算了某350 MW超临界循环流化床锅炉水冷壁管段的不稳定边界并研究了不同参数对流动不稳定特性的影响。计算结果表明:所选回路在20%和50%锅炉最大连续蒸发量负荷发生流动不稳定时,热负荷分别为76.09 kW·m^(-2)和113.52 kW·m^(-2),水冷壁管道流动稳定且安全;入口过冷度对临界热流密度的影响呈非单值性;增大质量流速使流体的进口和出口密度差减小,有利于流动的稳定;增大入口节流系数,可以抑制入口处流量的脉动,有利于流动的稳定;在不同的工况条件下,改变管段倾斜角度会对流动稳定性产生不同的影响。 展开更多
关键词 深度调峰 流动不稳定性 频域法 超临界循环流化床锅炉
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