旋流结构参数对压力旋流喷嘴雾化特性影响的数值模拟 被引量：1

1

作者 付文锋 蔡泽萍 +1 位作者 王蓝婧 董帅 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期126-134,共9页

应用Realizable k-ε湍流模型和VOF(Volume of Fraction)两相流模型对某压力旋流喷嘴进行数值研究,分析了旋流室锥角、旋流孔角度及喷嘴入口压力变化对雾化锥角、雾化粒径及分布、液滴速度分布等参数的影响。结果表明:雾化锥角受旋流室... 应用Realizable k-ε湍流模型和VOF(Volume of Fraction)两相流模型对某压力旋流喷嘴进行数值研究,分析了旋流室锥角、旋流孔角度及喷嘴入口压力变化对雾化锥角、雾化粒径及分布、液滴速度分布等参数的影响。结果表明:雾化锥角受旋流室锥角的影响幅度随压力增大而减小,雾化粒径及分布受旋流室锥角影响不明显,当旋流室锥角为90°时雾化范围广且雾化稳定性好;雾化锥角随旋流孔角度增大先增后减,当角度为45°时雾化锥角最大,平均粒径及其分布更佳;当喷嘴入口压力逐渐增大时,雾化锥角与雾化粒径均逐渐减小,液滴速度区间逐渐缩小,当入口压力达到0.4 MPa时,Sauter粒径及液滴粒径分布趋于稳定,液滴速度分布最为集中。 展开更多

关键词 压力旋流喷嘴 数值模拟 雾化特性 旋流室锥角 旋流孔角度

在线阅读 下载PDF 职称材料

周向非均匀热边界条件下横纹管内二元熔盐传热机理研究

2

作者 方立军 焦少辉 王嘉营 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期125-133,共9页

为探索熔盐在周向非均匀热边界条件下横纹管内的传热特性,采用CFD方法对熔盐在不同结构参数的横纹管内的传热特性进行数值模拟。在非均匀热边界条件下,针对横纹管不同影响因子,设计了25组交叉模拟。通过数值模拟得到了各工况下的Nu数和... 为探索熔盐在周向非均匀热边界条件下横纹管内的传热特性,采用CFD方法对熔盐在不同结构参数的横纹管内的传热特性进行数值模拟。在非均匀热边界条件下,针对横纹管不同影响因子,设计了25组交叉模拟。通过数值模拟得到了各工况下的Nu数和阻力系数,并引入综合传热系数与场协同理论进行进一步分析,得出最佳横纹结构。结果表明,Re、e/d、P’/e、P’/P对横纹传热有着重要影响,各结构最佳结构下,Nu分别提高了186、183、181、185。场协同理论对熔盐横纹管强化传热效果评价具有重要指导作用,利用场协同理论能够进一步对结构进行优化,最佳强化的横纹管型,综合传热效果提升145%。 展开更多

关键词 二元熔盐 横纹管 场协同理论 非均匀热流

在线阅读 下载PDF 职称材料

风-光-氢-燃气轮机一体化氢电耦合系统容量配置优化 被引量：11

3

作者 李永毅 王子晗 +4 位作者 张磊 雷彤彤 梁颖琦 张国强 许诚 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第2期489-501,I0008,共14页

可再生能源的大规模并网给电网的灵活性提出了更高的要求,高可再生能源渗透率下的弃风弃光问题凸显。该文提出一种基于“电-氢”双向耦合的风-光-氢-燃气轮机一体化氢电耦合系统,使用数据驱动方法建立掺氢燃气轮机联合循环部分工况模型... 可再生能源的大规模并网给电网的灵活性提出了更高的要求,高可再生能源渗透率下的弃风弃光问题凸显。该文提出一种基于“电-氢”双向耦合的风-光-氢-燃气轮机一体化氢电耦合系统,使用数据驱动方法建立掺氢燃气轮机联合循环部分工况模型,并融合风力发电机、光伏电池板和电解槽的机理模型建立系统全工况模型,构建系统运行调控策略,并建立基于NSGA-Ⅱ算法的多目标容量配置优化模型。获得了典型环境参数和负荷需求下以年利润最大、CO_(2)排放量最低为目标的Pareto最优解集。结果表明:CO_(2)排放量可降低至396 g/(kW·h),缺电率最低为0.0045,弃电率最低为0.0105;相比于光伏,提高风电装机容量更有利于降低CO_(2)排放,在风电装机容量达到72.89 MW时,CO_(2)排放量达到最低的94.83万t/年;追求低CO_(2)排放将导致经济效益恶化,而过度追求经济效益则不利于系统供电的可靠性,经济效益最高的配置方案年利润为3586万元,功率供应缺失率达到0.1049。提出的风-光-氢-燃气轮机一体化系统,可有效消纳可再生能源,降低CO_(2)排放,提高供电可靠性。 展开更多

关键词 氢电耦合 氢储能 掺氢燃气轮机 燃气轮机联合循环 容量配置优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MOPSO算法的风光氢燃气轮机互补系统优化研究

4

作者 王亚平 王雨田 +2 位作者 李永毅 王子晗 张磊 《热力发电》 北大核心 2025年第1期35-45,共11页

为满足高比例可再生能源对电网调节能力提升的迫切需求,解决荷源不平衡问题,针对风光氢燃气轮机互补系统的优化配置方法进行了研究。构建了考虑启停和掺氢燃烧的燃气轮机联合循环机组数据驱动模型和光伏、风机与电解槽理论模型,提出了... 为满足高比例可再生能源对电网调节能力提升的迫切需求,解决荷源不平衡问题,针对风光氢燃气轮机互补系统的优化配置方法进行了研究。构建了考虑启停和掺氢燃烧的燃气轮机联合循环机组数据驱动模型和光伏、风机与电解槽理论模型,提出了互补系统能量分配策略,基于多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法建立了系统容量配置优化模型。以平准化度电成本A、荷源偏差和年碳排放量为优化目标,对互补系统进行了容量配置优化。结果表明,在选取气象数据和负荷数据下,系统配备风机85.28 MW、光伏108.69 MW、电解槽78.02 MW、储氢罐139302 m^(3)时,全年运行最高可实现碳减排6%,荷源偏差仅0.02%,验证了由电解槽-燃气轮组成的系统架构能够有效解决电网荷源偏差问题。 展开更多

关键词 燃气轮机联合循环 氢燃气轮机 氢电转化 可再生能源消纳 多目标粒子群优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

集成OSC与BEST的1000 MW超超临界二次再热机组热力性能研究 被引量：1

5

作者 王惠杰 高浩然 +1 位作者 许小刚 赵建红 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第2期131-136,共6页

随着蒸汽参数的升高,二次再热机组普遍存在着抽汽过热度较高,加热器换热温差和;[火用]损失较大的问题,这阻碍了机组效率的进一步提高。以1 000MW超超临界二次再热机组为例,提出了2种优化方案。方案1采用外置蒸汽冷却器(outer steam cool... 随着蒸汽参数的升高,二次再热机组普遍存在着抽汽过热度较高,加热器换热温差和;[火用]损失较大的问题,这阻碍了机组效率的进一步提高。以1 000MW超超临界二次再热机组为例,提出了2种优化方案。方案1采用外置蒸汽冷却器(outer steam coolers, OSC),方案2集成OSC和背压抽汽汽轮机(back pressure extraction steam turbine, BEST)。对3种方案的热经济性进行对比,并采用;[火用]分析法计算了系统部分单元的;[火用]损。结果表明:方案2能有效利用RH1~RH7的多级抽汽过热度,在较高负荷下的热经济性比方案1和参考系统高,100%THA下相比于方案1给水温度和循环热效率分别提高了6.24℃和0.48%,锅炉、汽轮机和回热系统;[火用]损失减小;随着负荷降低,方案2对给水温度、循环热效率和;[火用]损失的影响效果减弱,负荷低于50%THA后汽轮机的;[火用]损失略高于方案1和参考系统。因此相比于方案1和参考系统,方案2具有较高的热经济性。 展开更多

关键词 超超临界机组 二次再热 过热度 [火用]分析 热经济性

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃煤火力发电机组与钙基CO_(2)捕集系统的一体化设计与分析 被引量：5

6

作者 张学镭 王高锋 张卓远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期7173-7183,共11页

燃煤机组捕集CO_(2)对于我国“双碳”目标的实现至关重要。将燃煤发电机组和钙基碳捕集系统进行一体化集成,改造锅炉受热面布置与热力系统的配置,可提升系统能量集成度;分别构建基于蒸汽朗肯循环(steam rankine cycle,SRC)和SCO_(2)-蒸... 燃煤机组捕集CO_(2)对于我国“双碳”目标的实现至关重要。将燃煤发电机组和钙基碳捕集系统进行一体化集成,改造锅炉受热面布置与热力系统的配置,可提升系统能量集成度;分别构建基于蒸汽朗肯循环(steam rankine cycle,SRC)和SCO_(2)-蒸汽联合循环(SCO_(2)-steamcombinedcycle,CSCC)的发电、碳捕集一体化系统,利用?方法和热效率法计算其热力性能,基于平准化发电成本和碳捕集成本评价其经济性。结果表明,CSCC一体化系统?效率为39.05%,捕集CO_(2)造成的?效率损失为3.91%;利用SCO_(2)替代水蒸汽回收碳捕集系统余热能够减少?损失,使得CSCC一体化系统性能优于SRC一体化系统;CSCC一体化系统的平准化发电成本为654.9元/(MW·h),碳捕集成本为135.1元/t CO_(2)。一体化系统可实现燃料化学能和碳捕集余热的一体化协同转化和高效利用,并能降低碳捕集成本。 展开更多

关键词 CO_(2)捕集 燃煤电厂 SCO_(2)循环 能量集成 ?分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

Cu/γ-Al_(2)O_(3) SCR催化剂的脱硝性能及机理:实验与理论模拟 被引量：2

7

作者 邢佳颖 王春波 +1 位作者 黄玉林 方远 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第23期8592-8599,共8页

以Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂为研究对象,采用实验、蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)及量子化学相结合的方法,探究该催化剂的脱硝性能及机理。结果表明,8-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂在573K时脱硝效率可达到98.8%,是一种高效的SCR催化剂。CuO作为Cu... 以Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂为研究对象,采用实验、蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)及量子化学相结合的方法,探究该催化剂的脱硝性能及机理。结果表明,8-Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂在573K时脱硝效率可达到98.8%,是一种高效的SCR催化剂。CuO作为Cu/γ-Al_(2)O_(3)催化剂的主要活性组分,对NO的还原起重要作用。NH_(3)在CuO表面的吸附强于NO,这两种气体在催化剂表面的吸附均随压力的增大而增强,随温度的升高而减弱。NO还原过程中,NH_(3)分子首先吸附在CuO表面,Cu位点为吸附活性位点,相应的化学吸附能为-74.88kJ/mol。吸附的NH_(3)进一步与烟气中的NO反应,生成N2和H2O分子。 展开更多

关键词 Cu/γ-Al_(2)O_(3) 催化剂 NO 还原 蒙特卡罗(Monte Carlo MC)方法 NH_(3) 密度泛函理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

燃准东煤电站锅炉沾污结渣特性及防治措施研究进展 被引量：5

8

作者 卢啸风 李建波 +6 位作者 刘卓 黄中 辛胜伟 龙潇飞 王虎 苗闪闪 王泉海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期7247-7263,I0013,共18页

新疆地区的准东煤预测储量高达3900亿t,然而煤灰的高沾污结渣倾向严重制约着准东煤在电站锅炉的安全经济利用。为了明晰沾污结渣机理,推动准东煤在电站锅炉的高比例掺烧甚至纯烧,该文从准东煤的无机组分组成、煤的成灰特性、灰的沉积特... 新疆地区的准东煤预测储量高达3900亿t,然而煤灰的高沾污结渣倾向严重制约着准东煤在电站锅炉的安全经济利用。为了明晰沾污结渣机理,推动准东煤在电站锅炉的高比例掺烧甚至纯烧,该文从准东煤的无机组分组成、煤的成灰特性、灰的沉积特性、电站锅炉受热面沾污结渣特性和防治措施5个方面对相关基础研究和工业应用情况进行总结。碱金属钠的释放、冷凝和低熔点组分的形成是沾污结渣主要原因,混煤和添加剂的使用以及燃烧调整是最常用的应对措施,降低炉膛出口烟气温度、优化受热面布置和吹灰方式是目前主流的炉型设计思路。开发完善新的炉型和技术手段有望为纯烧准东煤提供解决思路,但还需要应对燃准东煤电站锅炉灵活低碳发展过程的新挑战。 展开更多

关键词 准东煤 积灰 结渣 沾污 防治措施

在线阅读 下载PDF 职称材料

地下进风系统对间接空冷塔性能的影响 被引量：1

9

作者 张学镭 贾程广 +3 位作者 梁建雄 王普 赵哲 贾雅永 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3987-3997,I0020,共12页

削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的... 削弱环境风对间接空冷塔散热器性能的不利影响,有助于其安全和经济运行。该文提出一种新型间接空冷塔地下进风系统,将空冷散热器整体布置在低于地表平面的地下空间内。建立配置地下进风系统的间接空冷塔数值计算模型,得到间接空冷塔的空气流场特性和热力特性。基于凝汽器和空冷散热器协同调节、相互制约的作用机制,采用机理模型和数值模拟相结合的方法建立排汽压力的计算模型,在此基础上计算地下进风系统的热经济性。结果表明,在4 m/s风速下,虽然迎风扇段空气流量减少14.5%,热负荷降低12.4%,但侧风扇段和背风扇段冷却空气量分别增加46.0%、8.0%,热负荷分别提升30.9%、3.2%。在高风速工况下,地下进风系统削弱环境风对排汽压力的影响,具有抵御自然大风的能力。某660 MW间接空冷机组,采用地下进风系统全年可节约标煤9554.3 t,节省燃料费1094.0万元。 展开更多

关键词 地下进风系统 间接空冷塔 数值模拟 环境风 排汽压力

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种预测Mn/Fe复合氧化物对燃煤烟气中砷、硒吸附特性的新方法

10

作者 王震 邢佳颖 +1 位作者 袁潇 王春波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期9743-9752,I0019,共11页

Mn/Fe复合氧化物因对燃煤烟气中的砷、硒具备良好的吸附潜力而备受关注,但其吸附性能会受到吸附剂制备过程和吸附过程的影响,且实验测试成本高、周期长。根据吸附剂物化特性与吸附量的关系,该文建立新的预测模型,并对比不同摩尔比吸附... Mn/Fe复合氧化物因对燃煤烟气中的砷、硒具备良好的吸附潜力而备受关注,但其吸附性能会受到吸附剂制备过程和吸附过程的影响,且实验测试成本高、周期长。根据吸附剂物化特性与吸附量的关系,该文建立新的预测模型,并对比不同摩尔比吸附剂的表面结构差异以及计算不同温度下砷、硒的转化率、活化能等参数。然后,分别将二者的影响程度嵌入数学模型中,使得该模型可以用于预测不同条件下吸附剂的吸附效率。结果表明:当Mn/Fe摩尔比为1:1时,砷、硒的吸附量达到最大;二者的最佳吸附温度分别为750和600℃。砷、硒的吸附流量系数随温度升高均呈现先升高后下降的趋势,吸附流量系数随不同温度下吸附剂的形貌结构呈正相关。将预测值与实验值进行对比分析后证明了该方法的准确性,可为寻找高效重金属吸附剂提供一种实验手段之外的新思路。 展开更多

关键词 燃煤烟气 吸附剂 砷 硒 预测模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

区域综合能源系统多类型储能协同优化与运行策略 被引量：10

11

作者 高明非 韩中合 +2 位作者 赵斌 李鹏 吴迪 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第9期205-216,共12页

针对区域综合能源系统中多元异质能源的运行优化问题,提出了一种针对多能源协同供应的多储能系统协同运行优化方法。首先,结合综合能源系统的架构特征和系统的运行需求,建立了基于多目标优化的多储能系统协同运行优化模型。然后,综合考... 针对区域综合能源系统中多元异质能源的运行优化问题,提出了一种针对多能源协同供应的多储能系统协同运行优化方法。首先,结合综合能源系统的架构特征和系统的运行需求,建立了基于多目标优化的多储能系统协同运行优化模型。然后,综合考虑经济、环境和能效3个目标,采用改进的多目标粒子群优化算法结合逼近理想解排序法优化系统运行参数。最后,以国内某区域综合能源系统为例进行了案例分析,并探究了不同储能策略对系统的运行性能和协同优化效果的影响。研究发现,实施多储能系统协同优化策略,可以显著提升系统的经济性、环保性和能源效率。所提策略为区域综合能源系统中的多储能系统协同优化和多能源协同供应提供了可行的解决方案。 展开更多

关键词 综合能源系统 多能互补 多类型储能 多目标 协同优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

H_(2)O对CaO硫化反应加速作用机理研究

12

作者 方远 王春波 +2 位作者 陈亮 戴文浩 闫广精 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第17期6389-6397,共9页

通过实验和密度泛函理论,研究了水对CaO硫化反应加速作用的机理。实验结果显示,水对快速硫化反应阶段影响微弱,而慢速反应阶段水的加入会立刻提高反应速率。DFT计算表明,CaO表面生成CaSO_(4)产物层的能垒小于H_(2)O在CaO表面解离的能垒... 通过实验和密度泛函理论,研究了水对CaO硫化反应加速作用的机理。实验结果显示,水对快速硫化反应阶段影响微弱,而慢速反应阶段水的加入会立刻提高反应速率。DFT计算表明,CaO表面生成CaSO_(4)产物层的能垒小于H_(2)O在CaO表面解离的能垒,可能是水对快速硫化反应阶段作用微弱的原因。无水情况下慢速反应阶段的控制步骤不是CaO和CaSO_(4)晶体内的固态离子扩散,而是在原产物层上生成新产物层时,CaSO_(4)表面Ca^(*)离子向新产物层扩散的过程,其能垒为3.61eV。吸附于CaSO_(4)表面的H_(2)O分子解离为H*和OH*后,将CaSO_(4)表面Ca^(*)离子向新产物层扩散的能垒降低了1.98eV,使慢速反应阶段决速步变为O^(2-)在CaSO_(4)晶体内的扩散,有水情况下硫化反应整体控制步骤能垒相比于无水情况降低了0.19eV,以此加速硫化反应。 展开更多

关键词 氧化钙 水 硫化 加速反应 微观机理 密度泛函理论

在线阅读 下载PDF 职称材料

生物质气化耦合固体氧化物燃料电池的冷热电联供系统的性能分析 被引量：5

13

作者 崔志恒 王江江 +1 位作者 霍硕杰 姚文岐 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期9192-9203,共12页

为提高联供系统的一次能源利用率和降低CO_(2)排放,大力发展清洁高效能源转换技术,该文提出一种基于生物质气化耦合固态燃料电池的冷热电联供系统。建立热力学模型,给出设计工况下系统的运行及结构参数,选取系统关键运行参数对系统的热... 为提高联供系统的一次能源利用率和降低CO_(2)排放,大力发展清洁高效能源转换技术,该文提出一种基于生物质气化耦合固态燃料电池的冷热电联供系统。建立热力学模型,给出设计工况下系统的运行及结构参数,选取系统关键运行参数对系统的热力学性能、经济及环境性能进行分析和评价。结果表明,在设计工况下,系统发电效率和㶲效率分别为55.53%、51.84%;CO_(2)排放率和一次能源节约率分别达到0.4944kg/(kW×h)和42.7%;在研究的参数范围内,提高生物质流量会增加系统输出但同时降低了系统性能;降低空气当量比和增加蒸汽生物质比系统经济和环境效益会变好;水碳比的变化对燃料电池输出电压有负面影响但对联供系统影响不大,燃料利用率的增加对系统综合性能有积极影响,联供系统性能受气化参数和燃料电池运行参数影响明显。 展开更多

关键词 冷热电联供系统 生物质气化 固体氧化物燃料电池 热力学分析 经济环境分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于多级压缩回热过程的半闭式S-CO_(2)循环回热优化研究 被引量：1

14

作者 孙恩慧 纪洪福 +3 位作者 石嘉豪 张磊 徐进良 李永毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6755-6764,共10页

在单回热半闭式超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环中,CO_(2)在不同温度和压力下的比热容差异较大,导致回热器两侧工质的温度匹配性较差,不可逆损失较大。构建多级压缩回热过程是改善单回热循环回热性能的有效... 在单回热半闭式超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))循环中,CO_(2)在不同温度和压力下的比热容差异较大,导致回热器两侧工质的温度匹配性较差,不可逆损失较大。构建多级压缩回热过程是改善单回热循环回热性能的有效方法。该文在单回热循环的基础上,通过添加分流再压缩过程,提出再压缩半闭式S-CO_(2)循环,并获得6.63%的效率提升,同时从数学公式中证明效率提高的原因是叠加了净功。进一步构建三压缩循环时,发现回热器两侧工质流量的不匹配使得回热器内部出现温度交叉,体现出半闭式S-CO_(2)循环存在多种质量流耦合匹配问题,可通过对燃料、氧气和回流CO_(2)在回热器中进行流量匹配来解决。结果表明,三压缩循环相比再压缩循环的效率可进一步提高1.47%。通过构建多级压缩回热过程,充分挖掘了半闭式S-CO_(2)循环的效率潜力,可获得较好的性能。 展开更多

关键词 半闭式S-CO_(2)循环 多级压缩回热 循环效率 回热优化 多流匹配

在线阅读 下载PDF 职称材料

非平整基底上含表面活性剂液滴铺展中的指进现象与分形特性

15

作者 郭馨声 李春曦 +1 位作者 苏浩哲 叶学民 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期116-126,共11页

含表面活性剂液滴在铺展过程中将形成复杂的指进现象。基于润滑理论,采用FreeFem++软件数值求解了非平整基底上液膜厚度和活性剂浓度的二维演化方程,得到了指进现象的非线性特征,分析了不同基底形貌下的液膜厚度和扰动能量变化,并采用... 含表面活性剂液滴在铺展过程中将形成复杂的指进现象。基于润滑理论,采用FreeFem++软件数值求解了非平整基底上液膜厚度和活性剂浓度的二维演化方程,得到了指进现象的非线性特征,分析了不同基底形貌下的液膜厚度和扰动能量变化,并采用分形维数和手指方差探讨了指进现象中的分裂和屏蔽现象。研究表明:对于相同形貌的基底,增大基底粗糙度促使扰动强度增加,粗糙度与超薄液膜区的扰动能量成正相关;手指的分形维数受粗糙度与基底横流影响,仅有一维凹槽基底促进扰动增强;与凹槽基底相比,波纹基底对粗糙度的敏感性更强,其扰动能量随粗糙度的变化更突出。增加基底沿y方向的变化将加速手指的分裂,而增加基底粗糙度则强化手指的屏蔽效应。 展开更多

关键词 液滴铺展 指进现象 基底形貌 分裂与屏蔽效应

在线阅读 下载PDF 职称材料