再热蒸汽调温方式对机组变负荷能耗特性的影响

再热蒸汽温度是机组变负荷过程中需准确控制的参数之一。本文针对两种再热汽温控制方式的控制效果及其对机组变负荷过程能耗特性的影响展开了研究。结果表明:与改变尾部烟道烟气挡板开度相比,以摆动燃烧器调节再热汽温具有较好的控制效果;变负荷过程具有较低的平均标准发电煤耗率。升负荷过程中,随着变负荷速率升高,控制方式引起的平均标准发电煤耗率差值逐渐减小,差异最大值为0.59 g·kW~(-1)·h~(-1);降负荷过程中,变化规律相反,差异最大值为0.11 g·kW~(-1)·h~(-1)。     

铁基磁流化床选择性催化还原烟气脱硝

选择性催化还原(SCR)脱硝是烟气中氮氧化物(NOx)脱除的最有效方法之一,现有SCR系统采用填充床反应器工艺,且催化剂价格较贵.本文以Fe2O3铁基催化剂为床料,以氨为脱硝剂,采用磁流化床进行选择性催化还原脱除氮氧化物实验研究,并对反应前后的床料进行EDAX元素分析和XRD分析.实验结果表明:γ-Fe2O3对加氨SCR脱硝有较强的活性,但随着温度的升高,由于γ-Fe2O3对氨的氧化也表现出较强活性,因而在250°C后,γ-Fe2O3催化剂的脱硝效率会降低;另一方面,磁流化床的良好气固接触与传质特性同时改善了γ-Fe2O3催化剂的上述两个催化活性作用,使其在250°C达到95%的最佳脱硝效率.     

生物质再燃/高级再燃脱硝的实验研究

以稻壳、木屑、生物质炭和生物质成型燃料4种生物质为对象,利用携带流反应装置,研究了生物质种类、反应温度(T_2)、化学计量比(S_(R2))、氨氮摩尔比(n_(SR))和添加剂等对生物质再燃/高级再燃脱硝效果的影响.结果表明:在T_2=850~1150℃范围内,随着反应温度的升高,生物质再燃脱硝效率不断上升,而高级再燃脱硝效率则呈现先上升后降低的趋势.在n_(SR)=0~1.5条件下,生物质高级再燃脱硝效率随着n_(SR)增加逐渐增加,当n_(SR)1.5时脱硝效率逐渐趋于稳定.在S_(R2)=0~1.0条件下,生物质再燃脱硝效率随着S_(R2)的增加逐渐降低,而生物质高级再燃脱硝效率呈现先增加后稍有降低的趋势.添加剂对再燃/高级脱硝均有一定的促进作用,其中Fe_2O_3促进作用最为显著。     

适应SCR脱硝的回转式空气预热器传热计算模型研究

电厂烟气经SCR,脱硝后,产生黏度大、腐蚀性强的硫酸氢铵,造成空预器堵塞和腐蚀,影响机组运行。针对SCR脱硝后回转式空预器运行环境的改变,在已有传热模型研究的基础上,结合回转式空预器的结构特点,提出了一种可用于SCR脱硝后的空预器传热计算模型.考虑SCR脱硝后烟气成分变化以及温度对物性的影响,可准确计算得到SCR脱硝后回转式空预器内部温度场,为电厂配置SCR脱硝装置后回转式空预器的设计和改造提供理论依据。对两分仓和SCR脱硝前后三分仓回转式空预器实例计算以及和现场实验结果比较,表明本文提出的传热计算模型适用面广、计算精度高。     

铁基磁流化床SCR烟气脱硝的磁场效应

进行了铁基磁流化床SCR烟气脱硝实验研究,并对铁基床料进行了BET和XRD分析。结果表明,在0.01～0.015 T磁场下,180℃时的SCR脱硝效率达90%,将高效脱硝温度范围从无磁场时的220～250℃扩展至180～250℃。其原因主要在于辅加磁场降低了SCR反应的表观活化能,改善了Fe_2O_3催化剂的SCR活性。磁流化床中Fe_2O_3催化剂SCR脱硝反应的磁场效应可归纳为:磁场强化NO在Fe_2O_3表面的磁化学吸附;磁场促进活性自由基NH_2的生成以及自由基NH_2与NO的反应;磁场流态化良好的传热、传质特性进一步促进了脱硝反应。     

钒钨铈催化剂的低温SCR反应机理研究

本文使用等体积浸渍法制备了钒钨铈(V2O5-WO3/CeO2)选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂,并使用一系列的原位傅里叶变换红外(In-situ FTIR)光谱详细研究了该催化剂的低温SCR反应过程(本文选用200℃)。通过将原位红外光谱与化学诱捕法耦合使用,成功捕捉并识别了低温SCR的不稳定反应中间产物亚硝酸盐(nitrites),并以该亚硝酸盐物种为主要的反应活化产物,建立了基于NO氧化活化的低温SCR还原半圈反应动力学模型.该动力学模型可准确描述V2O5-WO3/CeO2催化剂低温SCR中NO与表面吸附NH3的瞬态反应过程。     

煤粉再燃脱硝效率与着火状态之间的关系

在一维炉上采用煤粉作为再燃燃料进行了脱硝的实验研究,发现脱硝效率随再燃区氧浓度的增大呈现非单调的变化规律.采用煤粉气流均相着火模型和炭粒非均相热力着火模型对煤粉再燃脱硝效率与其着火状态的相互作用进行了研究.煤粉均相着火之前,脱硝效率随氧浓度的增加而上升,均相着火之后,脱硝效率明显下降并逐渐达到一个谷点.氧浓度进一步增大时,煤粉发生非均相着火,颗粒温度升高,异相脱硝效率升高,它的作用开始占优,总体脱硝效率再次上升.     

V_2O_5/WO_3/TiO_2催化剂制备及其SCR性能研究

本文通过浸渍法制备了V2O5/TiO2系列筛选催化剂及V2O5/WO3/TiO2负载型催化剂,并在模拟评价装置上考察了上述催化剂在SCR反应巾的催化性能.结果表明,V2O5在涂材料中应该低于3wt.%;钒系催化剂对NOx的净化效率随反应温度的升高,先增加而后减小,存在一个适宜反应温度窗口;随反应温度升高, NH3泄漏量逐渐降低,在温度达到350°C之后,NH3泄漏世不再随温度的升高而变化;SCR反应温度较低时HC和CO浓度基本不变,但从450°C开始,HC浓度逐渐降低,而CO浓度则急剧升高;随NOx/NH3比例增加,NOx转化效率逐渐降低.     

褐煤抽汽预干燥发电系统变负荷特性仿真研究

燃褐煤发电机组投资大、效率低,采用汽轮机抽汽为热源对褐煤进行预干燥,是提高褐煤发电效率的有效手段。本文结合某600 MW机组,采用Aspen plus建立了系统变工况仿真模型,验证了模型的准确性,并基于此模型仿真研究了系统的变工况特性,结果表明:褐煤预干燥使得锅炉燃烧温度升高,烟气量降低,烟气酸露点下降;褐煤抽汽预干燥发电系统发电标准煤耗率随着机组负荷下降而增大,并且增大速度较直接燃褐煤发电机组快,在机组负荷下降至50%左右时,采用汽轮机抽汽对褐煤进行预干燥便不再节煤。     

基于GSE的600MW锅炉热力系统变工况特性仿真研究

本文应用CSE仿真平台的JTopmeret模块建立了某600 MW超临界锅炉对流受热面模型,通过嵌入自定义模块建立了锅炉辐射受热面、空气预热器等模型,实现对整个锅炉热力系统建模。通过对模型的校核,验证了模型的准确性,在此基础上仿真研究了锅炉热力系统变工况特性。仿真结果显示,随着负荷降低锅炉各受热面出口烟温均逐渐降低,对流受热面的吸热量减小、辐射受热面的吸热量增大;锅炉效率随负荷降低先略微增大后逐渐减小,且在90%负荷时最高。     

铁矿石低温催化脱硝性能研究

分别对不同铁矿石进行煅烧处理制备催化剂,研究其低温SCR脱硝活性。通过对催化剂进行XRD分析和BET测试,确定催化剂主要组成成分及表面结构特性。研究结果表明:赤铁矿的活性成分为α-Fe_2O_3,在240~300℃脱硝效率达90%以上;锰铁矿活性成分主要是Mn_2O_3和Fe_2O_3,在低温条件下表现优秀的脱硝性能,尤其是450℃煅烧制备的催化剂在90~270℃温度区间均保持99%以上的脱硝效率,且抗SO_2中毒性能较强,是一种具有广泛应用前景的低温SCR脱硝催化剂。     

电子膨胀阀对制冷量特性的实验研究

空调系统的设备按设计负荷配置,但大部分时间都处于低于设计负荷下运行,增加了无效的能耗。电机长期工作在低负荷时的效率和功率因数均较低,降低了空调机组的性能系数COP,增加了空调机组的能耗。因此,用电子膨胀阀来调节制冷系统的制冷量,从而使系统运行的能耗减少是具有意义并且是可行的。     

水平表面混合蒸气Marangoni凝结瞬态过程特性的实验研究

本文设计、搭建了水平表面上凝结换热实验系统,对水-酒精混合蒸气Marangoni凝结的瞬态过程进行了实验研究。研究发现:随着冷却水温度、酒精蒸气浓度的升高,在凝结瞬态过程中,表面过冷度先出现周期性变化,进而周期性减弱直至出现不规律变化。蒸气流速的升高总会促进表面过冷度出现周期性变化。结合实验过程中凝结形态变化规律,总结得到了凝结瞬态过程中的三种典型类型:成膜类型、液珠周期性运动类型与液珠不规律运动类型。     

负载型Fe-Ce催化剂低温SCR脱硝性能的研究

以氧化铝为载体,负载不同比例的金属组分Fe、Ce制作单组分及多组分的负载型催化剂。实验研究在不同反应温度、氧含量和空速比下,此类负载型催化剂的SCR脱硝性能。结果表明:由于稀土元素Ce的加入,多组分的8Fe-2Ce/Al_2O_3的催化脱硝效率明显高于单组分的8Fe/Al_2O_3,在240℃时可达94%,而且具有比单组分催化剂更好的抗硫性能。但Ce的加入并不是越多越好,Ce的过量加入反而会影响催化剂的催化脱硝效率。催化剂的制备方法与其催化脱硝效率有关,沉淀法制备的催化剂的催化脱硝效率高于浸渍法制备的催化剂,以450℃煅烧制备的催化剂的催化脱硝效率高于550℃煅烧的催化剂。脱硝实验条件影响催化剂的催化脱硝效率,3%氧含量下的催化脱硝效率高于无氧条件下的,低空速比时脱硝效果高于高空速比的。     

基于传热窄点分析的跨临界CO2系统稳态性能研究

基于传热窄点研究了固定气体冷却器进出口水温时,高低不同的进水温度、不同的出水温度、排气压力、蒸发温度、过热度以及换热面积对于系统性能的影响。结果表明:随着进出口水温的升高和换热面积的减小,系统COP逐渐减小,并且最优高压压力逐渐升高;随着蒸发温度的升高,系统COP逐渐增加,最优高压压力逐渐升高;增加过热度只会在排气压力较低时提高系统的COP。当处于部分负荷工况时,冷端温差随负荷率的增加而减小;对于气冷器进出口水温温差大的工况,当负荷率小于1时传热窄点会位于换热器中间位置。在负荷率到达1时,传热窄点恰好移动到冷端。当负荷率大于1时,传热窄点一直稳定在冷端;对于气冷器进出口水温温差小的工况,当负荷率小于1时,传热窄点就已经到达冷端,并随着负荷率的增大一直稳定在冷端;部分负荷下的COP总是小于设计负荷下的COP,实际负荷偏离设计负荷越远,系统的COP越小。     

DCM掺杂PVK体系的超快光谱

利用稳态荧光光谱和时间分辨超快光谱研究了DCM掺杂PVK(聚乙烯咔唑)体系的发光特性和能量转移。根据DCM的吸收光谱与PVK的荧光光谱,用Frster理论估算出DCM:PVK掺杂体系能量转移的临界半径及其效率。在DCM:PVK掺杂薄膜中,随着掺杂浓度的升高,DCM的发射强度增强,PVK的发射强度减弱,两者相对强度之比与估算结果一致。还利用时间分辨超快光谱研究了DCM:PVK掺杂薄膜体系的能量转移动力学过程,观察到DCM:PVK掺杂薄膜的荧光寿命随着掺杂浓度的升高逐渐变短。结果表明,在DCM:PVK掺杂薄膜中,存在从PVK到DCM较为有效的Frster能量转移。     

蒸汽旋转射流汽-液界面速度特性研究

本文实验研究了蒸汽旋转射流汽-液界面速度特性,界面动态行为通过可视化玻璃视窗和高速相机捕捉并记录,应用数字图像处理技术获取定量的界面速度特征。获得了汽-液界面轴向瞬态速度和周期变化规律及其特性,随着蒸汽质量流速的降低,界面波动速度幅度和波动周期逐渐增大;稳定流型、不稳定汽泡振荡流型和不稳定间歇振荡流型顺次出现。统计分析了汽-液界面的轴向波动速度及其标准差,发现随着过冷水温度与波动速度的最大值及波动速度的峰度呈正相关,过冷水温升高加剧了界面不稳定性。界面径向平均波动速度与凝结流型高度相关,平均波动速度在亚音速区存在一个峰值。     

变论域模糊控制器单元机组SCR烟气脱硝控制研究

SCR烟气脱硝系统的脱硝率由喷氨量来控制,而喷氨流量控制系统控制喷氨量,因此,优化喷氨流量控制系统能有效提高脱硝率。设计了一种基于变论域的模糊控制器来实现喷氨量的优化控制,并采用 MATLAB 仿真软件对此控制方案进行仿真,并与传统的控制方案的结果进行对比分析。结果表明,基于变论域的模糊控制喷氨流量系统相对于传统的PID控制,其超调小,且鲁棒性较强,有效地提高了控制品质。     

冷凝器蒸发冷却对制冷机组性能影响的实验研究

蒸发冷却可以利用潜热降低冷凝器进风温度,因而在制冷机组节能等领域具有重要应用价值。本文针对三峡地下水电站的空冷制冷机组,在冷凝器进风进行蒸发冷却的条件下,实验测量了机组运行的各种性能参数,分析了机组的运行规律,研究了不同环境温度和湿度条件下蒸发冷却对机组性能的影响。实验结果表明冷凝器进风采用蒸发冷却可以明显提高机组的性能:在高温低湿环境下,对冷凝器进风进行蒸发冷却,机组总功率减小,效率提高。并且,当环境空气的干球温度逐渐升高,相对湿度逐渐降低时,冷凝器进风蒸发冷却的节能效果更加明显。     

650℃超超临界1000 MW机组回热系统的参数优化

发展更高参数超超临界汽轮机组是提高发电热效率和降低燃煤消耗量的主要方向。随着高温合金材料技术的发展,目前已具备发展主蒸汽650℃超超临界机组的条件,主蒸汽和再热蒸汽温度的提高,对回热系统的设计也提出了新的要求。本文设计了超超临界1000 MW汽轮机组的回热系统,分析了主蒸汽和再热蒸汽压力对机组热力性能的影响规律,采用遗传算法优化了各级抽汽参数,汽轮机发电热耗率低于6940 kJ·(kW·h)^-1。