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湿烟气水分回收影响因素实验研究
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作者 吴盛源 杨富鑫 +2 位作者 谭厚章 杜君文 李升 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第11期4383-4393,I0022,共12页
我国火电机组耗水量大,开展湿烟气中水分回收研究具有重要意义。该文通过对氟塑料换热器进行烟气水分回收实验,重点研究烟气温差和烟气速度对水分回收的影响,分析仅改变烟气入口速度、相同烟气温差下改变烟气入口速度、相同烟气速度下... 我国火电机组耗水量大,开展湿烟气中水分回收研究具有重要意义。该文通过对氟塑料换热器进行烟气水分回收实验,重点研究烟气温差和烟气速度对水分回收的影响,分析仅改变烟气入口速度、相同烟气温差下改变烟气入口速度、相同烟气速度下改变烟气温差时,收水比和收水率的变化规律。结果表明,烟气温差相同时,随着烟气速度从3增加到8.2 m/s,收水量实验值与理论值之比由90.02%下降至78.18%,收水率由20.37%下降至18.44%,收水比和收水率均呈下降趋势。烟气速度相同,烟气温差由5.3℃增大到13.2℃时,收水比由77.53%增加至96.69%,收水率由18.86%增加至51.77%。随着烟气温差的增加,收水比与收水率呈上升趋势。通过对实验数据进行数学建模,其相关系数R值为0.99,采用预设的理论收水率来确定所需的换热面积;利用拟合函数,获得不同烟气速度下的实际收水率以选择合适的换热器尺寸,以利于工程应用。研究结果系统揭示烟气流速与温差对水分回收性能的影响机制,并提出工程适用性优化方案。 展开更多
关键词 燃煤烟气 水分回收 收水率 氟塑料换热器 珠状凝结
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多孔-自由火焰燃烧的实验与数值模拟研究
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作者 曹静宇 杨富鑫 +1 位作者 赵旭 谭厚章 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期8531-8543,I0017,共14页
为拓宽传统多孔介质燃烧器(conventional porous burner,CPB)的贫燃极限,进一步降低污染物排放,该文设计泡沫镍金属多孔-自由火焰燃烧器(porous-free flame burner,PFFB),实验研究其燃烧及污染物排放特性;建立同尺寸二维模型,数值研究... 为拓宽传统多孔介质燃烧器(conventional porous burner,CPB)的贫燃极限,进一步降低污染物排放,该文设计泡沫镍金属多孔-自由火焰燃烧器(porous-free flame burner,PFFB),实验研究其燃烧及污染物排放特性;建立同尺寸二维模型,数值研究多孔介质材料开孔率、相对高度和比孔密度对火焰状态、温度分布以及污染物排放规律的影响。结果表明:相比CPB,PFFB具有更宽的稳燃范围,开孔率1%的PFFB稳燃当量比为0.50~0.67,贫燃极限当量比可达到0.45。开孔率对CO影响较小,CO排放最低为19.2mg/m^(3)。对于NO_(x)排放,开孔率4%的PFFB降氮效果最好,比CPB减少了9.3%。多孔介质相对高度对PFFB的污染物排放影响显著。在实验工况下,相对高度2/3的PFFB相比1/3,其CO排放减少了5.2~140mg/m^(3),但NO_(x)排放量增加了4.3~9.2mg/m^(3)。对于开孔率4%的PFFB,随着比孔密度的增大,孔密度增大,孔隙直径缩小,燃烧呈浸没&自由火焰,CO排放量减少,NO_(x)排放量随气体最高温度增加而增加。因此,在一定的开孔特征下,PFFB可保留CPB的燃烧性能,并且具有更宽的稳燃范围、更低的贫燃极限以及更低的污染物排放水平。 展开更多
关键词 多孔介质燃烧 多孔-自由火焰 低氮燃烧技术 火焰状态 数值模拟
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长期服役T91铁素体耐热钢变负荷工况下蒸汽氧化行为研究
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作者 陈彦泽 梁志远 +1 位作者 徐一鸣 赵钦新 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期3912-3923,I0029,共13页
针对电站锅炉变负荷工况下耐热钢工质侧氧化膜是否剥落的问题,选取长期服役和供货态铁素体耐热钢T91为研究对象,开展长时变负荷运行工况下耐热钢的蒸汽氧化行为研究。采用分析天平测量耐热钢氧化前后质量变化,利用扫描电子显微镜、X射... 针对电站锅炉变负荷工况下耐热钢工质侧氧化膜是否剥落的问题,选取长期服役和供货态铁素体耐热钢T91为研究对象,开展长时变负荷运行工况下耐热钢的蒸汽氧化行为研究。采用分析天平测量耐热钢氧化前后质量变化,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备表征氧化产物的形貌以及成分。对比实验结果表明:600和625℃稳定负荷与变负荷工况下的蒸汽氧化实验结果均表明,供货态T91的氧化增重均大于长时服役的T91。相比于稳定负荷,由于变负荷过程引起气氛的变化导致铁素体耐热钢T91氧化层所受应力发生突变,引起氧化层的严重开裂,甚至剥落。长期服役耐热钢氧化层内因大量存在的孔洞以及组织缺陷导致氧化层发生更为严重的剥落。锅炉变负荷运行会导致氧化层剥落,增加了电站锅炉过(再)热器堵管风险。 展开更多
关键词 T91耐热钢 长时服役 变负荷工况 蒸汽氧化
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750℃高温CO_(2)掺杂SO_(2)环境中Super304H及Inconel625的腐蚀行为 被引量:1
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作者 周永莉 赵钦新 +4 位作者 鲁金涛 袁勇 梁志远 杨珍 黄锦阳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4387-4394,I0017,共9页
研究掺杂气体对合金的腐蚀行为及作用机理对超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))发电技术具有重要意义。该文开展Super304H及Inconel625合金的高温CO_(2)腐蚀试验,并结合腐蚀增重法、扫描电镜观察及XRD分析,研究两... 研究掺杂气体对合金的腐蚀行为及作用机理对超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))发电技术具有重要意义。该文开展Super304H及Inconel625合金的高温CO_(2)腐蚀试验,并结合腐蚀增重法、扫描电镜观察及XRD分析,研究两种耐热合金在750℃CO_(2)及掺杂SO_(2)环境中的腐蚀行为。结果表明,两种合金在750℃CO_(2)、750℃CO_(2)+SO_(2)环境中的腐蚀动力学均遵循抛物线规律,Inconel625抗腐蚀能力优于Super304H,具有较少的腐蚀增重;Super304H在750℃CO_(2)腐蚀初期增重高于CO_(2)+SO_(2)环境,而120 h后在CO_(2)+SO_(2)环境中腐蚀增重较高。两种环境中腐蚀500 h后,Super304H表面氧化膜为单层Cr_(2)O_(3)及外层疏松瘤状富铁氧化物与内氧化物FeCr_(2)O_(4)组成的局部双层氧化膜;Inconel625为单层均匀致密Cr_(2)O_(3)氧化膜,平均厚度不到1μm。高温CO_(2)腐蚀环境中,Cr含量对提高合金抗腐蚀性能具有至关重要的作用。高温CO_(2)掺杂SO_(2)对于Cr_(2)O_(3)形成合金具有抑制渗碳的作用,对于氧化铁形成合金具有加速腐蚀及渗碳作用。 展开更多
关键词 耐热合金 高温CO_(2) 掺杂气体 SO_(2) 腐蚀 渗碳
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超临界CO_(2)腐蚀对耐热材料力学性能影响研究进展 被引量:2
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作者 王梦瑶 梁志远 +3 位作者 桂雍 郭亭山 邵怀爽 赵钦新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6709-6717,共9页
超临界二氧化碳循环系统为清洁能源发展提供了新途径,但高温与含碳环境对耐热材料力学性能和抗腐蚀性能等提出了新的挑战。温度过高时,结构材料在抗氧化性和结构完整性等方面性能要更优异,超临界CO_(2)环境下腐蚀与渗碳综合作用会使耐... 超临界二氧化碳循环系统为清洁能源发展提供了新途径,但高温与含碳环境对耐热材料力学性能和抗腐蚀性能等提出了新的挑战。温度过高时,结构材料在抗氧化性和结构完整性等方面性能要更优异,超临界CO_(2)环境下腐蚀与渗碳综合作用会使耐热钢形成碳化物,造成其抗氧化性和力学性能降低。因此,建立安全稳定超临界CO_(2)循环发电系统的前提是明确在超临界CO_(2)环境中候选材料的最高长时使用温度,以及确定腐蚀与渗碳的综合作用对候选材料的蠕变性能与抗渗碳能力的影响。该文总结国内外关于超临界二氧化碳腐蚀对耐热钢、镍基合金等耐热材料力学性能影响的研究现状,分析合金成分、温度、压力、杂质等因素对耐热材料力学性能的影响规律,讨论渗碳对于裂纹生长以及裂纹扩展等的影响机理,并提出目前实验以及分析的不足之处及未来的发展方向。 展开更多
关键词 超临界CO_(2)动力系统 腐蚀 力学性能 耐热钢 蠕变
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用于水下航行器的铅铋堆S-CO_(2)循环发电系统热力学及动态特性分析 被引量:4
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作者 姜涛 李明佳 +3 位作者 梁继越 马腾 张昊 郭嘉琪 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期4138-4149,共12页
将铅铋堆与超临界二氧化碳(supercriticalcarbon dioxidecycle,S-CO_(2))循环相结合的发电系统可为水下航行器稳定、高效供能。然而,目前缺乏水下航行器与铅铋堆S-CO_(2)循环发电系统的匹配设计研究,其热力学分析仍不完善。因此,该文分... 将铅铋堆与超临界二氧化碳(supercriticalcarbon dioxidecycle,S-CO_(2))循环相结合的发电系统可为水下航行器稳定、高效供能。然而,目前缺乏水下航行器与铅铋堆S-CO_(2)循环发电系统的匹配设计研究,其热力学分析仍不完善。因此,该文分别构建其热力学模型和动态模型,通过模拟仿真,开展发电系统与4种动力循环形式的匹配研究,发现简单回热循环与铅铋合金的温度匹配性较好,系统热效率在压缩机和透平入口压力分别为7.6和25MPa时达到26.81%,满足系统设计要求。进一步探讨循环关键运行参数对系统热力学性能的影响规律,结果表明,增大循环最高压力和最高温度有利于系统效率的提升。基于此,进行系统关键换热部件的设计,揭示发电系统在温度阶跃扰动条件下的动态响应特性。可知,当堆芯铅铋温度从410℃降至390℃时,循环效率在大约8s内下降1.69%。该文可为应用于水下航行器的铅铋堆超临界二氧化碳循环发电系统设计提供参考。 展开更多
关键词 水下航行器 铅铋冷却堆 S-CO_(2)循环 热力学特性 动态特性
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