1000 MW超超临界机组煤粉在线监测技术研究

超超临界机组锅炉煤粉管道和磨煤机的运行状况对电厂的安全经济运行有着重要的影响,但一直缺少有效的监测手段.基于光脉动法对煤粉浓度和细度进行了测试,并利用互相关原理测试了煤粉速度.研制了煤粉在线监测系统,对山东邹县发电厂1000 MW超超临界机组对冲燃烧锅炉48根煤粉管道内煤粉浓度、细度以及速度参数进行了在线测试.实验结果表明,研制的监测系统能够对上述参数进行实时准确测量,实现了对磨煤机的工作状态以及锅炉炉膛内火焰燃烧均衡状况的评估,从而为机组的安全稳定运行提供了重要依据.     

基于模糊控制的采光控制策略仿真研究

随着人们生活水平的不断提高,我国电力供应日趋紧张,其中照明能耗占据了很大比重;因此,如何在保证室内照度的基础上,充分利用天然光,降低建筑人工照明能耗已经成为照明研究的主要方向;近年来,建筑信息模型(BIM)技术为推动建筑可持续发展的提供了巨大的支持,通过绿色建筑技术量化建筑采光性能,将自然光合理的引入室内,从而减少人工照明所产生的用电能耗;在此基础上,制定了基于模糊控制的百叶窗控制系统,通过单模糊控制与双模糊控制效果的对比,最终输出合适的百叶窗开度,在天然光不足的情况下使用辅助人工照明并调光,最后以南京某办公楼为例,通过ecotect软件进行仿真,分析了一年四季的节能情况,得出节能率;结果证明,控制系统取得了一定的节能效果。     

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。     

80 MVA脉冲机组超同步调速装置控制技术仿真

介绍了中国环流器二号A(HL-2A)装置80 MVA脉冲发电机组超同步调速装置的基本组成,其模拟控制系统需要数字化改造。基于异步电动机转子交交变频电路,以矢量控制算法为核心,结合电压前馈和断续补偿等理论,对超同步调速装置的控制技术进行了理论分析,并建立了PSIM仿真模型,仿真结果显示,该控制算法能很好实现对机组转速、拖动电机转子电流频率和幅值的有效控制,实现机组超同步调速,为机组超同步调速装置控制系统的数字化改造提供了重要参考。     

PCI总线锅炉水位系统的多样化控制及其组态仿真实现

针对现有锅炉水位实验系统存在控制装置交互性差、控制算法单一等缺点和不足,作者提出采用基于PCI总线数据卡构建锅炉水位控制系统的控制方案,给出了PCI总线锅炉水位控制系统的设计方案。在此基础上,详细阐述了锅炉水位实验系统的模糊控制方案,给出了模糊控制器的设计过程和设计步骤。最后,使用组态软件将锅炉水位控制过程进行可视化,生动直观地展示锅炉水位的控制全过程。运行结果表明：采用模糊控制和组态软件的PCI总线锅炉水位控制系统具有控制算法灵活、控制过程可视、控制效果理想等特点。     

超超临界二次再热燃煤发电系统优化设计

针对超超临界二次再热机组锅炉?损耗大的问题,本文利用单耗分析方法对某1000 MW超超临界二次再热机组进行全工况分析。根据机组能耗分布情况,对系统进行了优化设计,并对新系统进行热力学计算以及单耗分析,揭示了新系统节能降耗优势和煤耗降低原因。研究结果表明:新系统各工况下发电煤耗均降低1.5 g.kW^-1·h^-1以上,空气预热器附加煤耗降低是系统发电效率提高的主要原因.另外,由于换热温差的减小,新系统锅炉需要增加0.186倍的受热面积,其中空气预热器需要增加到原系统的1.67倍。     

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。     

单耗分析理论与超(超)临界机组机炉参数匹配问题研究

本文简要介绍了能源利用的单耗分析理论,并将其应用于锅炉和发电机组,推导出其第二定律效率.结果显示锅炉不仅取决于其热效率,更重要的是取决于其热产品的品位.省煤器一直是锅炉必备设备,但分析发现其间工质吸热过程是发电厂热力循环的低温部分,称之为省煤器名不副实,它的存在甚至成为机炉参数优化匹配、提高锅炉和发电机组第二定律效率的制约因素.因此本文根据单耗分析理论,提出去掉锅炉省煤器,并开展了机炉参数优化配置问题研究,探讨了进一步提高机组发电效率的途径.     

基于类前馈解耦的双模糊控制在电站锅炉燃烧系统的仿真研究

为了进一步提高目前电站锅炉燃烧系统的控制性能,在分析了某亚临界锅炉燃烧系统动态特性与影响因素的基础上,将各回路主控制器采用可以适时调整控制器参数的模糊自适应PID控制器,并且根据前馈补偿解耦原理在各耦合回路间增加类前馈补偿的模糊解耦控制器来实现全新的燃烧系统优化设计;通过MATLAB仿真表明,采用文章提出的双模糊控制策略相比常规的模糊自适应PID控制,响应时间缩短了45.2%,超调量降低了53.6%,调节时间减少了32.7%,鲁棒性增强,控制性能有了很大提升。     

基于模糊控制的清水池水位控制系统设计

清水池水位控制具有时变、滞后、突发性强等特点,难以准确建立合适的数学模型,为了达到快速维持清水池水位在期望值,避免所有水泵同时启停的目的,提出了一种清水池水位模糊控制的方法,该方法借助于MATLAB软件对控制系统进行了仿真,验证了模糊控制算法在清水池水位控制系统中应用的合理性,并计算出模糊输出控制量表,为确定水泵启停台数提供指导。采用了S7-200 PLC控制器和MCGS组态软件实现了清水池模糊控制系统的程序设计,给出相应的模糊控制PLC程序,并应用于清水池水位控制系统中。结果表明,系统稳定性好,响应速度快,能够较好的满足控制要求。系统将模糊控制理论与实际控制相结合,满足了清水池水位控制的要求,延长了水泵使用寿命,节省电能,为清水池水位自动控制提供借鉴。     

超临界水中硫酸钠结晶动力学的分子动力学模拟

在超临界水反应器中，硫酸钠是易造成堵塞的一种常见无机盐，研究其结晶动力学对于防盐沉积反应器的设计具有重要意义.本文采用LAMMPS分子动力学模拟软件研究硫酸钠在超临界水中的微观结晶过程，其中水分子采用SPC/E模型，离子-离子、离子-水分子相互作用采用Coulumb和Lennard-Jones联合势能函数.结果表明：水对离子的静电屏蔽作用随温度升高而增强、随密度减小而减弱；增大超临界水的温度和密度有利于离子扩散，进而促进离子相互碰撞、成核；在模拟的超临界水参数范围内，其成核速率的数量级为10²⁹cm^-3·s^-1，生长速率为(19.8~25.8) m·s^-1.     

天然气超声速除湿器旋流分离数值研究

壁面型线决定了超声速除湿器的内部流场特征,进而对组分凝结特性和分离效率等产生重要影响。本文借助数值方法研究了内扩张型超声速除湿器流场径向分布特性以及组分凝结特性。计算结果表明除湿器内气流的周向速度、压力、温度在不同截面呈现出不同的径向分布特征。加速流道内壁面侧的气流温度低于外壁面侧,使组分凝结首先发生于流道内侧,为达到气液分离效果必须增加分离段长度。因此需要对除湿器加速段流道进行优化设计,以改善除湿器工作性能。     

一种改进型动态矩阵控制在水箱液位系统中的应用

针对三容水箱液位控制的多变量、强耦合、非线性、难以建立精确数学模型等特点,提出了在一种在状态空间方程形式下的多变量动态矩阵控制（Dynamic Matrix Control, DMC）和分数阶PID (FOPID)控制相结合的新型模型预测控算法（MFOPID-DMC）,以改善控制品质。用李雅普诺夫第二方法证明该算法的稳定性。将该算法应用在三容水箱液位控制系统,并与FOPID和DMC控制效果进行对比。仿真结果表明,该算法克服了FOPID超调大和DMC动态响应慢的不足,是一种鲁棒性较强、控制精度高的控制策略,较好的解决了三容水箱液位控制系统的耦合性、难以建立数学模型等问题。     

超临界水在倾斜上升管内的非均匀传热特性数值模拟

对超临界压力水在管径为Φ32mm×3mm、长度为8000mm、倾角为20°的倾斜光管内的流动与传热特性进行数值模拟研究,重点考察超临界水在大比热区内的奇异物性变化对倾斜管内的传热特性的影响.通过与实验数据的对比,验证计算模型的正确性;计算压力P=26,34 MPa时,不同质量流速和热负荷下倾斜光管内壁温随超临界水焓值增大而变化的规律,以及倾斜光管内壁周向温度及热负荷分布的不均匀性;分析大比热区管内上下母线处内壁温度差随工质焓值变化的特性及机理,讨论大比热区水的物性变化对倾斜光管内传热不均匀性的影响;引入截面横向动能与截面相对横向动能两个变量对二次流的强度进行描述,重点考察超临界水在大比热区内的二次流的流动特点及其对倾斜管内传热特性影响的机理.并利用截面中垂线上的密度梯度定量分析二次流变化的规律,讨论超临界压力下大比热区内倾斜光管内壁温分布异常的机理.     

基于粒子群算法进行参数自我调整的广义预测控制算法在汽包液位控制中的应用

PID控制算法的学习性能及泛化性能取决于参数设置;在常规方法中,这些参数以固定值形式参与运算,而当面对复杂分布的数据集时,可能无法挑选出一组能够胜任各种分布情况的参数;因此,提出一种基于粒子群算法(particle swarm optimization, PSO)进行参数自我调整的广义预测控制算法(generalized predictive control, GPC);该算法根据工业锅炉现场环境的复杂性,机组参数的时变性,有效地解决了PID控制的控制精度受到限制的问题;着重讲述了汽包液位控制方案的设计,可看出PSO-GPC控制在汽包液位控制中的重要应用,其次,通过粒子群算法对参数进行辨识,并给出了仿真算例,参数辨识准确,最后用PID控制算法在液位控制中的仿真曲线与广义预测控制算法对锅炉汽包液位进行了仿真曲线进行了对比分析,可见广义预测控制增强了系统的快速性,稳定性好且抗干扰性强。     

强烈段塞流中气液分离器控制策略研究

强烈段塞流是海洋油气开采平台中最具危害的一种流型。本文通过研究强烈段塞流中气液分离器的控制策略,探索分离器排液阀的控制与分离器体积之间的联系,以及阀门开度随时间变化与液位波动的关系。通过对阀门的有效控制,可以减小分离器的体积,并给出分离器排液阀的选用及控制模型。通过对气液分离器采取有效控制,降低强烈段塞流对集输系统的影...     

Transformations of Pyrite and Pyrrhotite in Supercritical Water

The interaction of pyrite (FeS₂) with water at the uniform heating (1.5 K/min) of the reaction mixture to 923 K and its subsequent cooling (about 3 K/min) to 423 K is studied. The reaction products are analyzed using the methods of mass-spectrometry, elemental and X-ray diffraction analyses, and scanning electron microscopy. It is established that H₂S, SO₂, and rhombic and hexagonal pyrrhotite (FeS) are formed while heating, and the subsequent cooling of the reaction system gives rise to the formation of H₂S, H₂, cubic pyrite, and monoclinic pyrrhotite exhibiting ferromagnetic properties. It is shown that the transformations FeS₂ → FeS → FeS _x (1 < x ≤ 2) are accompanied by changes in the morphology and size of particles.     

锅炉主蒸汽温度控制系统二次优化控制研究

锅炉主蒸汽温度关系到电厂的安全性和经济性,而主蒸汽温度控制具有大滞后、大惯性、扰动因素多的特点,常用的串级控制很难保证控制精度和稳定性。针对这类被控对象,进行了常规控制系统的分析,提出运用二次优化原理进行控制系统设计,并在控制系统中引入预估模型实现二次优化控制,最后增加非线性均方根放大器环节对优化控制系统再优化。以电厂锅炉主蒸汽温度控制系统为例,对二次优化控制进行了仿真研究,并与传统PID控制进行比较。结果表明,该方法显著提高了控制系统的动态特性、稳态精度及鲁棒性,实现了无超调量、无稳态误差的控制精度。     

Production of Sodium Alginate-Based Aerogel Particles Using Supercritical Drying in Units with Different Volumes

A complex study of the production of sodium alginate aerogel particles by emulsion gelation and dripping methods followed by drying in supercritical carbon dioxide is conducted. The factors that affect the characteristics of the obtained materials are determined. The above-mentioned methods are tested on a semiindustrial level using high-pressure homogenization and spraying through pneumatic nozzles. The resulting gel particles are dried in a supercritical carbon dioxide medium using equipment with the volume of drying vessels of 0.25 and 2 L. The necessary characteristics and quality of the obtained aerogels do not deteriorate in the case of production scale-up.