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多环芳烃在浴气中的二元扩散系数的分子动力学模拟研究
1
作者 归昱欣 李颖 游小清 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期429-436,共8页
多环芳烃是形成碳烟的前驱体,其扩散性质对碳氢燃料火焰的特征和模拟研究有重要意义.通过观察由不同力场参数模拟所得的苯分子与浴气分子相互作用势能曲线与CCSD(T)/CBS和M06-2X/6-311g(d,p)方法所得势能曲线的符合程度,本研究确定了一... 多环芳烃是形成碳烟的前驱体,其扩散性质对碳氢燃料火焰的特征和模拟研究有重要意义.通过观察由不同力场参数模拟所得的苯分子与浴气分子相互作用势能曲线与CCSD(T)/CBS和M06-2X/6-311g(d,p)方法所得势能曲线的符合程度,本研究确定了一组适用于芳烃与氮气或氦气体系的力场参数,并探索了模拟时长和速度相关积分尾部数据对结果的影响,进一步确定了模拟设置.在此基础上,比较了苯在浴气中的二元扩散系数的模拟值和文献中的实验值,其相对偏差的绝对值小于3.5%.分别比较了萘、芘、晕苯在浴气中的二元扩散系数模拟值与基于Hirschfelder-Bird-Spotz公式的各种方法所得数值,发现由SA方法和η-ξ方法所得二元扩散系数普遍比σ-ε方法和经验估计法的结果更接近模拟值. 展开更多
关键词 二元扩散系数 多环芳烃 分子动力学模拟
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基于火电厂源侧的综合能源系统集成及优化配置研究
2
作者 员盼锋 徐舒涵 +3 位作者 丹慧杰 张民 牛国平 蒙毅 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期650-657,共8页
提出一种基于火电厂源侧的综合能源系统构型,该系统以火电机组为核心,在系统的输入端耦合生物质气化、垃圾气化、干化污泥等多种可再生能源输入,在输出端供应冷、热、汽、电等多种能源产品,并将电厂热平衡模型与可再生能源模型及制冷制... 提出一种基于火电厂源侧的综合能源系统构型,该系统以火电机组为核心,在系统的输入端耦合生物质气化、垃圾气化、干化污泥等多种可再生能源输入,在输出端供应冷、热、汽、电等多种能源产品,并将电厂热平衡模型与可再生能源模型及制冷制热系统模型耦合,建立以[火用]效率和经济性为目标的优化配置方法,采用输入端优化与输出端优化2类优化逻辑,从系统输入端、输出端来分析火电厂源侧综合能源系统主要运行参数对经济性和[火用]效率优化目标的影响。结果表明:综合能源改造对现阶段火电厂具有积极意义。 展开更多
关键词 火电厂 综合能源系统 优化配置 可再生能源
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氢—水逆向运输系统工程的方案设计及可行性分析 被引量：1
3
作者 麻林巍 韩储银 +2 位作者 李卓然 李政 倪维斗 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1024-1032,共9页
为解决我国能源和水资源逆向分布的问题,提出了跨区域氢-水逆向运输系统工程构想:将东部丰富的水资源运往西部,利用西部丰富的可再生电力来生产“绿氢”,再供给东部。为评估该工程的可行性,依据“方案设计和物理建模→单主体运营模式经... 为解决我国能源和水资源逆向分布的问题,提出了跨区域氢-水逆向运输系统工程构想:将东部丰富的水资源运往西部,利用西部丰富的可再生电力来生产“绿氢”,再供给东部。为评估该工程的可行性,依据“方案设计和物理建模→单主体运营模式经济性建模→多主体运营模式分析”的思路开展研究。结果表明:该工程的能量和物质效率分别为44.25%和93.5632%;单主体运营模式下,工程净现值为-701.35亿元,政府需提供大额资金补贴;多主体运营模式下,若采取“基础设施主体+双区域主体”模式,政府可提供资金补贴或提高氢价,若采取专业化分工模式,政府可采取“财政调拨+补贴”或引导水销往高水价行业;综合考虑经济可行性,建议实施专业化分工运营模式。 展开更多
关键词 可再生能源 水资源 电解水制氢 技术经济分析
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生物质循环流化床机组协调系统模型研究 被引量：1
4
作者 高明明 刘博通 +2 位作者 张洪福 王亚柯 岳光溪 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期292-300,共9页
针对生物质循环流化床(CFB)机组,通过机理分析,研究了生物质燃烧的动态过程,建立了生物质CFB锅炉燃料侧燃烧模型。通过能量守恒,确定了生物质CFB机组汽水侧和汽机侧主要参数之间的函数关系,建立了负荷控制系统模型。基于某30 MW生物质CF... 针对生物质循环流化床(CFB)机组,通过机理分析,研究了生物质燃烧的动态过程,建立了生物质CFB锅炉燃料侧燃烧模型。通过能量守恒,确定了生物质CFB机组汽水侧和汽机侧主要参数之间的函数关系,建立了负荷控制系统模型。基于某30 MW生物质CFB机组实际运行数据,通过稳态工况推导、回归分析和遗传算法辨识了模型的参数和函数关系,在Simulink软件平台验证了模型的结果并进行了模型阶跃试验。结果表明:模型的输出与实际数据能较好地吻合,主蒸汽压力、负荷的平均相对误差均在4%以内,阶跃响应符合实际经验,证明建立的模型能够反映机组的动态特性。 展开更多
关键词 生物质 循环流化床 协调系统 动态模型
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直角凸壁面附近非对称位置的空泡动力学行为实验研究
5
作者 席新铭 张程 +2 位作者 王笑语 李肖飞 张宇宁 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期602-612,共11页
空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相... 空化破坏现象在核电厂中广泛存在。为了更深入地揭示空化破坏的机理,本文借助高速摄影实验系统,研究了直角凸壁面附近非对称位置空泡的动力学行为。具体分析了空泡的轮廓变形,形心的移动距离和方向,以及空泡射流的方向随着空泡与壁面相对位置d、h的变化规律。本文主要结论如下:(1)空泡的变形与空泡和固体壁面的相对位置d、h有关。随着空泡与右壁面的距离d的增大,空泡的非对称性越来越弱。随着空泡与上壁面的距离h的增大,在整个空泡的动力学过程中空泡的非球形特征逐渐减弱。(2)在空泡的溃灭和再生长过程中,空泡形心会持续地向左下方移动,且形心向左移动的距离随着d和h的增大而明显减小。(3)当空泡与上壁面的距离h适当时,会产生明显的斜向左下方的射流现象,且射流方向角θ随着d的增大而增大。 展开更多
关键词 空泡动力学行为 直角凸壁面 空泡移动 射流现象
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新能源系统中双储能耦合燃煤机组的应用策略研究 被引量：3
6
作者 郭宬昊 谢子硕 +1 位作者 王金星 刘畅 《南方能源建设》 2022年第3期62-71,共10页
[目的]随着新能源电力消费比例不断提高,燃煤机组耦合双储能技术的能源系统发展受到广泛关注。[方法]文章基于能源系统组成、储能技术特性、项目示范情况以及技术瓶颈等方面的分析,针对风电、光伏嵌入下双储能技术耦合燃煤机组参与电力... [目的]随着新能源电力消费比例不断提高,燃煤机组耦合双储能技术的能源系统发展受到广泛关注。[方法]文章基于能源系统组成、储能技术特性、项目示范情况以及技术瓶颈等方面的分析,针对风电、光伏嵌入下双储能技术耦合燃煤机组参与电力系统调峰应用开展了运行控制策略研究。[结果]双储能技术耦合燃煤机组可通过不同的结构组成、运行策略优化有效解决新能源系统运行稳定性、能源高效利用以及技术经济性等问题,但目前尚未到实现大规模商业化应用阶段。[结论]双储能耦合燃煤机组在新能源系统中的推广应用,需要对双储能技术的策略优化及储能技术本身的发展突破方面不断开展工作。 展开更多
关键词 双储能 燃煤机组 新能源 灵活调节 运行策略
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基于预期动态方程的含高比例可再生能源孤岛运行微电网负荷频率控制 被引量：1
7
作者 吴振龙 刘艳红 +2 位作者 薛亚丽 李东海 CHEN Yangquan 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期954-964,I0009,共12页
针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控... 针对高比例可再生能源并入微电网带来的负荷频率控制问题,提出基于预期动态方程的比例-积分-微分(PID)控制策略.在分析微电网负荷频率控制模型和控制难点的基础上,设计基于预期动态方程的PID控制策略,采用单一变量法分析控制器参数对控制效果的影响,总结了简单、实用的参数整定流程,并在微电网负荷频率控制系统中应用.在不同工况下与多种控制器进行仿真对比,结果表明:所提控制策略能够在保证鲁棒性的前提下取得最佳控制效果,展现出很高的工程应用价值. 展开更多
关键词 微电网 负荷频率控制 预期动态方程 比例-积分-微分 参数整定
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移动式固体氧化物燃料电池系统集成技术研究现状与进展 被引量：1
8
作者 张瑞宇 史继鑫 +1 位作者 王雨晴 史翊翔 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期118-127,共10页
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转换为电能。目前,SOFC大多被视为固定式发电技术,然而因其具有燃料灵活性、高效率和高能量密度等特点,在移动式发电领域如... 固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转换为电能。目前,SOFC大多被视为固定式发电技术,然而因其具有燃料灵活性、高效率和高能量密度等特点,在移动式发电领域如辅助动力、无人机动力、远程电源等也具有广阔应用前景。与固定式SOFC应用相比,移动式SOFC研究进展起步相对较晚,技术较不完善。移动式SOFC系统通常包括电堆、重整器、供气装置、尾燃器、换热器和储能组件等核心组件。开发SOFC移动系统需要考虑系统的鲁棒性、易用性以及发电能力等,而移动式SOFC系统部件相对较复杂,这些部件的耦合匹配特性又会显著影响系统的紧凑性、启动特性及体积/质量功率密度。从热特性、启动策略及高功率密度混合动力系统集成等方面对国内外移动式SOFC系统集成技术的研究进展进行综述。最后,基于对现有研究成果的总结提出了未来移动式SOFC系统集成中存在的挑战,及在材料与工艺的改进、新型启动策略和混合系统设计与优化等方面的发展方向。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 移动式应用 热区集成 快速启动 混合动力系统
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适应新型电力系统的调峰火电机组空气预热器安全评估策略
9
作者 王志敏 黄骞 +4 位作者 柳冠青 周勇 张楠 李诚 李水清 《南方能源建设》 2024年第6期33-40,共8页
[目的]“双碳”目标下新型电力系统建设要求存量火电转向调峰运行,因此火电机组灵活运行下的安全性成为提升电力系统整体稳定性不可或缺的一环。其中,空气预热器是影响火电机组宽负荷运行能力的关键辅机设备,针对其由烟温波动与过量喷... [目的]“双碳”目标下新型电力系统建设要求存量火电转向调峰运行,因此火电机组灵活运行下的安全性成为提升电力系统整体稳定性不可或缺的一环。其中,空气预热器是影响火电机组宽负荷运行能力的关键辅机设备,针对其由烟温波动与过量喷氨诱发的堵塞与腐蚀问题,开发回转式空气预热器积灰堵塞实时评估及安全状态监测模型至关重要。[方法]依托中国中部地区某600 MW和350 MW机组宽负荷运行监测大数据,建立了一种基于阻力系数的不同时间尺度逼近的空预器堵塞评估模型;进一步,以空预器出口烟气温度及冷端工作温度为监测指标,统计其在机组多个负荷段的参数超限比例。[结果]结果表明,机组处于39%调峰负荷下监测温度约有20%的超限概率;独立计算两指标下的堵塞风险相较以联合分布计算会一定程度低估其折损率。此外,通过两台机组数据的验证,堵塞评估模型可实现量化机组在空预器吹灰周期内(短期)和中长期的堵塞状态演化趋势。[结论]所提评估策略可应用于SCR脱硝系统、磨煤机等其他火电机组设备及系统,可量化机组调峰运行安全风险,指导火电机组高效、稳定地配合新型电力系统调度。 展开更多
关键词 火电机组 灵活调峰 空气预热器 堵塞 状态评估
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冯·卡门涡旋流动系统中各向异性的实验研究
10
作者 王封 张亿宝 郗恒东 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期11-20,共10页
利用Tomo–PIV测量了冯·卡门涡旋流动系统中心区域的三维速度信息,通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数,分析了该系统中流动的各向异性特性。实验结果表明:冯·卡门涡旋流动系统中心区域的流动均匀性较好,但均方根速度的不... 利用Tomo–PIV测量了冯·卡门涡旋流动系统中心区域的三维速度信息,通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数,分析了该系统中流动的各向异性特性。实验结果表明:冯·卡门涡旋流动系统中心区域的流动均匀性较好,但均方根速度的不同分量间呈现出显著的各向异性,水平分量与竖直分量比值约为1.5。通过2种方法计算得到的速度二阶结构函数结果相近,并给出:经过各个方向分量平均后的速度二阶结构函数各向同性度较高;但其在尺度空间中的分布呈现“水平面内各向同性度高,竖直平面内存在一定各向异性”的特性,且随着尺度的减小,此各向异性会逐渐减弱并接近各向同性。该研究为认识湍流流动以及冯·卡门涡旋流动系统提供了基础理解和分析方法。 展开更多
关键词 冯·卡门涡旋流动系统 各向异性 速度结构函数 层析粒子图像测速技术
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不同叶顶间隙下进口含气率对混输泵做功性能的影响
11
作者 肖业祥 刘洁 +2 位作者 李海军 陶思佳 史广泰 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第3期217-223,共7页
为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气... 为研究不同叶顶间隙下进口含气率对多相混输泵流道内能量转换规律的影响,应用ANSYS CFX软件对多相混输泵内气液两相流动进行数值模拟,并分析混输泵内动扬程、静扬程、功率变化以及各截面能量密度的分布规律,揭示同时考虑叶顶间隙和含气率下多相混输泵内的能量转换特性.研究结果表明:叶顶间隙的增大对混输泵叶轮做功性能影响极大,当轴向系数为0.4时,混输泵在叶顶间隙为1.0,1.5 mm下分别呈现出动扬程极大值约为5,6 m;含气率的增大使得叶轮后半段静扬程逐渐减小,叶轮增压性能降低,其中在叶轮出口静扬程降低最明显,最大下降幅度高达10.02%;随着含气率的增大,叶轮流道内的静功率和总功率均有一定提升,叶顶间隙及含气率的增大都使得流道中部功率密度较大的区域面积产生明显的增大.研究结果可为精确预测混输泵的做功性能提供一定参考. 展开更多
关键词 多相混输泵 叶顶间隙 进口含气率 做功性能 扬程
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炉排焚烧炉生活垃圾掺烧渗滤液污泥的数值模拟
12
作者 彭丹 高天宇 +3 位作者 姜华伟 景玉博 曹海 吴玉新 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第1期68-77,共10页
随着城市生活垃圾产量不断提升,在垃圾分类和技术进步的驱动下,垃圾焚烧发电作为一种兼具环境效益和社会效益的发电方式已成为清洁能源发电的重要发展方向。目前,机械炉排焚烧炉因其高效性和稳定性,在垃圾焚烧发电厂中的占比已超过90%... 随着城市生活垃圾产量不断提升,在垃圾分类和技术进步的驱动下,垃圾焚烧发电作为一种兼具环境效益和社会效益的发电方式已成为清洁能源发电的重要发展方向。目前,机械炉排焚烧炉因其高效性和稳定性,在垃圾焚烧发电厂中的占比已超过90%。然而,在生活垃圾掺烧渗滤液污泥对焚烧炉运行的影响方面,国内外尚缺乏深入的研究。通过数值模拟,研究掺烧城市生活垃圾和渗滤液污泥条件下炉排焚烧炉内的燃烧状态对实现焚烧炉的高效稳定运行具有重要意义。以郑州某700 t/d逆推式垃圾焚烧炉为对象,利用FLIC软件和FLUENT软件分别对炉排床层燃料燃烧和燃烧室气相燃烧过程进行模拟,得到炉内温度场、速度场和气体组分浓度场。通过与现场运行数据对比,模拟结果与实测结果最大误差不超过10%,验证了模拟的准确性,并在此基础上对炉排移动速度和污泥质量分数进行了优化,以获得更好的空气动力场和温度场。研究发现,降低炉排移动速度可以改善燃烧状态,提高燃烧效率,而适量的污泥掺烧可以降低炉内局部高温,减轻后墙二次风喷口处由于烟温过高而造成的结焦。然而过量的污泥掺烧会导致干燥段延长,使燃烧室高温区域向后墙靠近,反而不利于焚烧炉的稳定运行。因此,建议炉排移动速度控制在3.56 m/h,污泥质量分数在2%~4%。 展开更多
关键词 垃圾焚烧发电 炉排炉 城市生活垃圾 渗滤液污泥 数值模拟
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“双碳”目标下我国能源低碳转型路径及建议 被引量：152
13
作者 李政 张东杰 +2 位作者 潘玲颖 李天枭 高俊伟 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期905-909,971,共6页
携手应对全球气候变化已经成为国际社会的广泛共识,中国作为全球应对气候变化的重要参与者和积极实践者,已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。推进碳达峰、碳中和战略是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,其中能源系统低碳... 携手应对全球气候变化已经成为国际社会的广泛共识,中国作为全球应对气候变化的重要参与者和积极实践者,已将碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局。推进碳达峰、碳中和战略是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,其中能源系统低碳转型将是实现"双碳"目标的关键。在当前经济社会发展水平下,应采用"两步加速"的总体发展方案,近期可通过加快发展非化石能源,确保2030年前碳达峰,并实施以2℃温升目标和1.5℃温升目标为导向的长期转型路径,力争在2060年前实现碳中和。为保证"双碳"目标的实现,应大力加强高比例可再生能源及配套技术、煤电行业低碳转型路径以及碳捕集、利用和封存等关键技术或规划问题的研究。 展开更多
关键词 气候变化 碳达峰 碳中和 能源转型 路径研究
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循环流化床锅炉纯氨燃烧排放特性模拟
14
作者 杜炳君 蒋苓 +3 位作者 张扬 张海 吕俊复 柯希玮 《动力工程学报》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的... 基于循环流化床(Circulation Fluidized Bed, CFB)技术的纯氨燃烧有望高效、低成本地解决氨燃烧面临的火焰传播速度低、燃烧稳定性差等问题,从而助力基于可再生能源的无碳燃料的消纳利用。构建了氨燃烧CFB整体数学模型,同时考虑了氨的均相反应及异相催化反应,探究了纯氨燃烧CFB锅炉的氨逃逸、氮氧化物等排放特性,并分析了床温、过量空气系数、空气分级、燃料分级等运行参数对排放特性的影响。结果表明:直接将常规燃煤CFB锅炉结构与运行策略应用于纯燃氨CFB锅炉会导致较高的氨逃逸与氮氧化物排放体积分数,而适当调整运行参数可以显著改善排放特性。 展开更多
关键词 循环流化床 氨燃烧 排放特性 氮氧化物 无碳燃料
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船用燃机涡轮导叶扇形叶栅气动性能试验研究
15
作者 牛夕莹 郑群 +3 位作者 高春祥 林枫 高杰 胡博 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第2期113-119,共7页
为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶... 为了验证全三维优化设计效果,并探索适用于船用燃气轮机工作特点的叶型,利用扇形涡轮叶栅试验台,针对某船用燃气轮机原型和改型两套涡轮导叶,开展了不同攻角下的扇形叶栅气动性能试验。应用五孔探针、叶片表面静压测量孔,分别测量了叶栅出口流场、不同叶高处叶片型面的压力,分析了导叶出口截面速度场及总压损失分布,导叶根、中、顶这3个截面压力分布,以及节距平均出口气流角、总压损失系数沿叶高分布等。优化前后试验结果对比分析表明:经优化改型后,沿叶高方向导叶表面压力分布更趋均匀化,叶片后部加载特征更加明显,在试验攻角范围内(-10°~+10°)导叶总压损失系数明显减小,且攻角变化对损失影响较小。结果表明,导叶该型是成功的,改进后的导叶对变工况的适应性更加优良,非常适合用于工况变化较为频繁的船用燃气轮机。 展开更多
关键词 船用燃气轮机 涡轮导叶 扇形叶栅 气动性能
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基于LSTM预测与云重心评判的舰船柴油机健康状态评估
16
作者 赵南洋 刘超 +1 位作者 杜文龙 蒋东翔 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第2期99-106,共8页
[目的]面向舰船智能机舱的发展需求,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络预测与云重心评判的舰船柴油机健康状态评估方法,以提升舰船柴油机运维能力。[方法]该方法首先基于LSTM预测参数与实测参数的偏差,构建评估指标参数集。然后,采... [目的]面向舰船智能机舱的发展需求,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络预测与云重心评判的舰船柴油机健康状态评估方法,以提升舰船柴油机运维能力。[方法]该方法首先基于LSTM预测参数与实测参数的偏差,构建评估指标参数集。然后,采用层次分析法确定各参数的权重,并使用云重心评判法对柴油机健康状态进行评估。最后,采用实际舰船柴油机前期正常数据和后期退化数据进行测试。[结果]测试结果表明,柴油机在前期正常运行状态下的评价值为99.94,对应健康状态,而在后期退化状态下的评价值为81.71,对应良好状态。这表明该方法能够有效实现柴油机健康状态的评估。[结论]所提方法可用于舰船柴油机和其他动力设备健康状态评估,具有实际应用价值。 展开更多
关键词 柴油机 船用发动机 健康状态评估 参数预测 云重心评判
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基于液态金属阳极的固体氧化物燃料电池碳基燃料转化与利用
17
作者 谷鑫 蒋一东 +1 位作者 史翊翔 蔡宁生 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第2期1-15,共15页
固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高发电效率、高燃料适应性、低排放优势备受关注。然而,现有SOFC采用固态阳极,直接供给碳或碳氢化合物等复杂燃料将导致电极内燃料输运困难、结焦、积碳、毒化等问题,一直是研究人员持续攻关的重要挑战。... 固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高发电效率、高燃料适应性、低排放优势备受关注。然而,现有SOFC采用固态阳极,直接供给碳或碳氢化合物等复杂燃料将导致电极内燃料输运困难、结焦、积碳、毒化等问题,一直是研究人员持续攻关的重要挑战。液态金属阳极是一类新型SOFC阳极,因其液态自修复属性而具有抗结焦积碳等特性,可实现碳与碳氢化合物燃料的快速稳定转化。首先对液态金属阳极的运行原理进行了简要介绍,并针对现有的几类常见液态金属电极的反应特性进行了总结,其中在SOFC常规运行温度(700~800℃)下,液态锑阳极对应的金属氧化物为液态,可以通过密度作用下的自然对流实现电极内部氧的高效输运,具有良好的反应特性,是目前转化各类碳基燃料最具潜力的液态金属电极。因此,重点归纳了固态碳燃料与各类碳氢燃料在液态锑阳极中的转化机制,并对液态金属阳极的催化作用与杂质耐受特性分别进行了综述。最后,面向液态金属阳极中金属-金属氧化物自循环造成的理论效率损失,通过热力学计算提出了一种基于液态金属阳极的自热重整策略,在此基础上将液态金属阳极SOFC作为一种气电联产的“电化学重整器”,并将反应生成的H_(2)、CO等简单气体小分子通入下游传统SOFC中,实现能量的梯级利用,有望发展一种燃料适应性广、能量效率高的综合性发电技术。 展开更多
关键词 液态金属阳极 固体氧化物燃料电池 碳 碳氢燃料 能量效率
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烧绿石载体催化剂用于长链碳氢燃料水蒸气重整制氢
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作者 李林 王昱瑞 +1 位作者 李爽 史翊翔 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第2期103-111,共9页
通过柴油水蒸气重整制富氢合成气由于其有高H_(2)/CO比和外部热源可用性,备受关注。然而,柴油中长碳链及复杂组分构成使催化剂存在氢气产率低、高温热烧结、积碳等技术难题。为了实现柴油高效重整制氢,创新性地采用不同A位(La^(3+)/Pr^(... 通过柴油水蒸气重整制富氢合成气由于其有高H_(2)/CO比和外部热源可用性,备受关注。然而,柴油中长碳链及复杂组分构成使催化剂存在氢气产率低、高温热烧结、积碳等技术难题。为了实现柴油高效重整制氢,创新性地采用不同A位(La^(3+)/Pr^(3+)/Sm^(3+))和B位为Ce元素构成的烧绿石作为载体并负载贵金属Rh制备催化剂,由于其载体有良好的氧流动性从而提升了柴油重整性能和抗积碳性能。通过拉曼光谱和电子顺磁共振表征结果表明:相比Pr_(2)Ce_(2)O_(7)、Sm_(2)Ce_(2)O_(7)和CeO_(2)载体,La_(2)Ce_(2)O_(7)载体含有更多的氧空穴和超氧O_(2)^(-)离子,此外XPS、O_(2^(-))TPD表征结果表明:质量分数3%Rh/La_(2)Ce_(2)O_(7)催化剂相比Rh负载其他载体催化剂含有更丰富且更活泼的表面吸附氧物种,这与质量分数3%Rh/La_(2)Ce_(2)O_(7)催化剂在正十六烷水蒸气重整中性能最优有密切关系。质量分数3%Rh/La_(2)Ce_(2)O_(7)催化剂转化率最高达到97.2%,产物中氢气体积分数达到70.2%,副产物体积分数最低,甲烷(CH4)体积分数仅为0.03%,且没有乙烯产生(未达色谱检出线0.00001%),此外C_(2)~C_(5)体积分数也只有0.0005%。将Rh含量进一步降低的质量分数1%Rh/La_(2)Ce_(2)O_(7)催化剂应用于真实柴油水蒸气重整制氢,发现柴油重整性能相比正十六烷重整仅轻微下降,转化率仍高达97.5%,产物氢气体积分数达67.9%,副产物CH_(4)、乙烯和C_(2)~C_(5)体积分数分别低至0.15%、0.04%和0.07%。催化剂显示出较好的重整性能及抗积碳性能,在工程实践应用中显示出巨大潜力。 展开更多
关键词 重整制氢 柴油重整制氢 水蒸气重整 烧绿石载体 重整催化剂
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智慧电厂大数据云平台的架构建设与模型开发研究
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作者 王志敏 黄骞 +4 位作者 王可轩 陈树宽 李敏 王海 李水清 《动力工程学报》 北大核心 2025年第2期282-291,共10页
火电机组运行智慧化是“双碳”目标约束下机组灵活运行的关键技术,基于大数据云计算平台的机组数字化架构是其重要组成部分。但目前现役机组的云平台改造建设尚缺乏深入技术探索及报道。以2台350 MW机组为例,系统开展了火电大数据云平... 火电机组运行智慧化是“双碳”目标约束下机组灵活运行的关键技术,基于大数据云计算平台的机组数字化架构是其重要组成部分。但目前现役机组的云平台改造建设尚缺乏深入技术探索及报道。以2台350 MW机组为例,系统开展了火电大数据云平台改造建设的实践研究。首先,发展了利旧的私有云平台搭建技术,实现了整合厂内原有6台服务器资源的低成本部署,同时保障建设期内机组正常运行;其次,针对火电机组万亿级的年数据量存储及电厂应用场景下数据读取需求,发展了云平台数据库数据同步技术,改进了数据库的测点管理方式及数据存储方式,开发了数据接口服务,使云平台数据库实现10^(5)量级测点数据的秒级写入及3 s内全年数据的单点检索。在此基础上,在云平台上部署了依托2.45×10^(9)条数据的大数据寻优算法,实现了机组能耗的可视化运行指导;搭建了针对高噪声测量数据的预处理模型,完成了对风量等数据的趋势提取;开发了选择性催化还原(SCR)入口NO_(x)浓度的神经网络预测模型,并通过构建负荷变化因子对预测结果进行反馈调节,可捕捉不同幅度的喷氨量变化需求。上述模型框架均可在云平台实现灵活调整与拓展,所提技术可为火电企业及新型低碳/零碳燃烧能源设备的智慧云平台建设提供参考。 展开更多
关键词 燃煤火电机组 智慧电厂 云平台 大数据 煤耗
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1000 MW水轮发电机转子轴偏折对不平衡磁拉力和磁力矩的影响
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作者 康永林 张继文 +3 位作者 王文亮 黄星星 刘兴民 王正伟 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第4期371-378,共8页
1000 MW水轮发电机组容量和体积巨大,其性能和可靠性对电力供应及电网稳定性至关重要.在发电机安装和运行过程中,转子轴偏折是面临的核心问题之一,它会带来不平衡磁拉力和磁力矩,进而引起机组不良振动和发热.文中通过瞬态有限元方法来... 1000 MW水轮发电机组容量和体积巨大,其性能和可靠性对电力供应及电网稳定性至关重要.在发电机安装和运行过程中,转子轴偏折是面临的核心问题之一,它会带来不平衡磁拉力和磁力矩,进而引起机组不良振动和发热.文中通过瞬态有限元方法来计算发电机内部磁场,结合理论分析与计算结果,揭示发电机转子轴偏折对机组不平衡磁拉力和磁力矩的影响.结果显示,以转子中心作为中心点的轴偏折会对磁拉力的圆周分布和转矩的大小产生影响.此外,还将产生额外的磁力矩用于抵抗偏折的变化,磁力矩的变化与偏折角度呈现线性关系.研究揭示了磁拉力和磁力矩与偏折角度之间的关系,为安装偏差的高精度控制提供理论基础. 展开更多
关键词 1000 MW水轮发电机 转子轴偏折 不平衡磁拉力 磁力矩 电磁场有限元分析
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