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期刊信息/Journal information
热力发电
西安热工研究院有限公司;中国电机工程学会
热力发电

西安热工研究院有限公司;中国电机工程学会

蒋敏华

月刊

1002-3364

rlfdzzs@tpri.com.cn

029-82102475 82102480/1/2

710032

陕西西安兴庆路136号

热力发电/Journal Thermal Power GenerationCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊由中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司联手重组的西安热工研究院有限公司与中国电机工程学会主办的专业发电期刊，主要报道国内热能动力科学技术的基础研究和热力发电(火力、核能、地热及其它可再生能源发电)技术的开发利用，包括：化石燃料及其清洁燃烧、热力设备及热力系统、电站辅机、电站自动控制、电厂化学、电厂金属材料、电力环境保护，以及电厂状态评价、技术监督，机组启动调试、性能鉴定等，并适时地报道国外热能动力科学技术的发展动态。杂志创刊已30多年，在学科和行业具有广泛影响，深得读者、作者和专家的认可。
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    基于熔盐储热的燃煤机组调峰可行性分析

    彭家辉倪永中王元良廖燕清...
    99-106页
    查看更多>>摘要：随着新能源发电装机量增加导致电网调峰压力增大,火电机组要承担更多调峰任务,但目前火电机组的灵活性和调峰能力都较差.针对某亚临界300MW燃煤机组,进行熔盐储能改造,提出了 6种储热策略和2种放热策略,分析了 3种工况下储-放热过程对机组调峰能力及热力性能的影响,并用净现值法进行了技术经济分析.结果表明:抽再热蒸汽储热可行性高,调峰深度能到58.9％,但会增加煤耗;放热时,加热给水产生蒸汽做功的发电增量最大,能到额定发电量的11.3％,但对熔盐的温度水平要求高;高温熔盐代替低压加热器预热给水可行性高,但发电增量低;储-放热全过程中,循环电效率最高可达0.987;进行了储热改造经济性分析,计算得动态投资回收期为11.65年,净现值为4911.8万元,改造方案可行.

    熔盐储热调峰能力热力性能净现值

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    基于双深度输入凸神经网络多模型的中间点过热度预测控制

    钟信冯磊华何金奇杨锋...
    107-114页
    查看更多>>摘要：新能源大量并网,超临界火电机组参与调峰容易造成中间点过热度较大波动,从而导致过热蒸汽超温等问题.为较好控制中间点过热度达到稳定,提出了一种基于双深度输入凸神经网络多模型(muti-DDICNN model)的中间点过热度预测方法,分别训练了不同预测步长下子模型,构建了中间点过热度状态预测网络(SPNN)和误差预测网络(EPNN).利用此预测网络凸性质,设计了一种基于双深度输入凸神经网络多模型预测控制器(DDICNN-MPC),将控制问题转化为凸优化问题,求取控制矩阵对目标函数的雅可比矩阵,采用梯度下降法计算控制矩阵最优解.仿真结果表明,DDICNN-MPC能快速平稳地跟踪中间点过热度设定值,且稳态误差较小,具有较好的调节能力.

    中间点过热度输入凸神经网络模型预测控制梯度下降法凸优化

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    基于小型ORC涡旋膨胀机变工况特性研究及实验验证

    石磊赵亚珑彭斌
    115-123页
    查看更多>>摘要：涡旋膨胀机作为有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)核心部件之一,其运行特性直接影响了 ORC的性能.首先,建立了涡旋膨胀机的三维瞬态仿真模型,通过数值模拟的方法,系统地分析了不同工况下吸气压力、排气压力、转速和对涡旋膨胀机输出功率和等熵效率的影响;其次,分析了不同工况对涡旋膨胀机瞬态性能的影响,较为全面地分析了其中的机理;最后,通过实验室搭建的ORC低温余热无油发电系统试验台验证了数值模型的准确性,实验结果与数值模拟结果吻合良好,验证了数值模拟方法的可靠性和适用性.研究结果对涡旋膨胀机的设计和优化具有重要的参考价值.

    有机朗肯循环涡旋膨胀机数值模拟变工况实验验证

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    超临界660 MW机组直流锅炉动态特性仿真研究

    王超张宝瑞刘铠瑞樊海龙...
    124-133页
    查看更多>>摘要：为提升煤电机组灵活性,锅炉需具备良好的可控性和适应负荷快速变化的能力.锅炉灵活性与控制系统性能密切相关,而后者是基于动态特性设计的.为研究锅炉的动态特性,在Dymola平台中建立了某超临界660 MW机组直流锅炉的动态模型.结果表明:当锅炉入口参数发生扰动时,蒸汽温度的响应时间比蒸汽流量更长;当给水温度、给水量与燃料量分别阶跃增加5％时,主蒸汽温度分别变化10.2 ℃、-28.5 ℃和35.7 ℃;在锅炉的水煤配比调节过程中,给水量和燃料量变化时间不同会对主蒸汽温度产生不同的影响;当给水量比燃料量延迟约100 s作用时,主蒸汽温度在瞬态过程中的最大偏差相对于二者同时变化的情况减少了 27.4 ℃;当变负荷幅度相同时,变负荷速率越大,主蒸汽参数的波动越剧烈,趋于稳定所需的时间越长.

    动态特性直流锅炉水煤比变负荷灵活性

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    超临界二氧化碳轴流透平级流动损失评估

    张磊石赜舒伟林杨锐...
    134-144页
    查看更多>>摘要：为进一步探究超临界二氧化碳透平内部的损失机制,针对某透平级采用数值方法研究了其流动特性,将静叶与动叶通道内的损失进行分解,定量计算了各项损失大小及其占比,明晰了超临界二氧化碳透平级的损失大小序列.结果表明,超临界二氧化碳介质密度大和透平叶高小导致其隔板密封和叶顶密封的泄漏损失巨大,级负荷为0.93,静叶间隙相对高度为0.012,动叶间隙相对高度为0.010时,泄漏损失占级总损失的38.23％,其中隔板密封泄漏损失占比为21.94％,叶顶密封泄漏损失占比为16.29％.除泄漏损失外:静叶栅通道内,叶片平均最大厚度比弦长为0.33,展弦比为2.07时,型面损失远高于端壁损失和尾迹损失,占级总损失的9.68％:动叶栅通道内,叶片平均最大厚度比弦长为0.28,展弦比为1.73时,型面损失、端壁损失和尾迹损失相差不大,型面损失仍然占比最高,达到级总损失的15.39％;动叶通道内的二次流影响范围更大,导致其端壁损失远高于静叶端壁损失,其壁面附近流体的黏性耗散和马蹄涡、通道涡等造成的二次流损失是端壁损失的主要来源.研究结果可为超临界二氧化碳透平的优化设计提供方向指引和数据支撑.

    二氧化碳透平级熵产率流动损失

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    融合多层感知机和多项式拟合的大数据平台风机故障诊断

    吴青云孟颖琪高景辉何信林...
    145-153页
    查看更多>>摘要：为了提高火电厂送引风机运行的全程安全化、故障诊断准确化、生产收益长期化,将风险问题前置是提升机组运行安全性的关键.基于此,提出了融合多层感知机和多项式拟合的大数据平台风机故障诊断模型.采用多层感知机和多项式拟合建模技术建立风机预警模型,并将模型部署在大数据平台中,能及时发现风机运行期间人工难以发现的异常.采用数据挖掘、机理分析和特征值知识库相结合的方法,挖掘风机失速的参数边界信息,精准化配置各种工况的风机失速边界条件并绘制失速边界工况图,然后结合正常运行工况得出预警失速区间,最终建立覆盖风机全工况的故障诊断模型.利用大数据平台对风机运行数据全覆盖、全流通、全维护的优势,构建了基于大数据平台的风机智能巡盘模型体系,实现以智能巡盘模型代替运行人员对风机运行状态进行定期巡盘监视和诊断,达到风机故障的准确安全诊断、故障发生率最低化及人员复用率最大化的效果.

    大数据平台风机故障诊断多层感知机多项式拟合

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    基于LightGBM-VIF-MIC-SFS的风电机组故障诊断输入特征选择方法

    马良玉程东炎梁书源耿妍竹...
    154-164页
    查看更多>>摘要：针对风电机组数据采集与监视控制(SCADA)系统数据维数较高、特征冗余、特征相关性高导致风电机组的故障诊断过程存在误差大、分类正确率低的问题,提出一种基于LightGBM-VIF-MIC-SFS的三段式特征选择方法.首先,根据LightGBM实现对所有特征的重要性计算,确定初步特征空间;其次,根据方差膨胀因子(VIF)和最大信息系数(MIC)构建相关性判别阵,据此评估一次筛选中重要性相近的特征,舍弃相似性高的输入特征;最后,使用序列前向搜索法对特征进行第3次处理,逐个输入前2次特征选择获得的特征,保留能提升系统性能的特征,从而实现最终特征的选取.在完成了模型的建立后,使用风电场真实SCADA系统数据进行性能评估,将所提方法与2种对比算法在6个数据集上进行对比,结果显示所提出的LightGBM-VIF-MIC-SFS相较2种对比特征选择算法有显著优势.对所提方法内部的3个模块进行了消融实验,有效验证了所提特征选取方法内部各个模块的有效性以及基于所提方法得到的最优特征空间的合理性及准确性.

    风电机组特征选择LightGBM方差膨胀因子最大信息系数序列前向搜索

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    基于改进故障模式与影响分析的风电机组故障模式危害度研究

    汪臻周建武范光辉潘强...
    165-174页
    查看更多>>摘要：故障模式与影响分析(FMEA)是辨识系统潜在故障模式,并评估其危害度的一种有效的可靠性分析方法.传统FMEA在分析过程中存在未考虑不同风险因素的权重、RPN对风险因素的变化敏感、难以处理专家主观评分信息以及未考虑故障模式间的传播影响关系等诸多缺陷.针对上述缺陷,提出了一种改进的FMEA方法.通过引入可靠性屋、粗糙集理论和理想点法来提高对故障模式危害度分析的准确性和客观性.相较于传统的FMEA,所提出的改进FMEA能够有效处理专家评分信息的主观性与不确定性问题,充分考虑了故障模式间的传播影响,能够在属性冲突及各种不确定性的情况下,对故障模式的风险等级进行排序.利用提出的改进FMEA对某型号风电机组的潜在故障模式进行了分析,获得了各故障模式的危害度排序以及各子系统的危害度排序.根据排序结果辨识出风电机组的可靠性薄弱环节和关键子系统,并给出各故障模式和各子系统的危害度权重,可为风电机组的可靠性优化设计提供数据支撑.

    风电机组故障模式与影响分析可靠性屋粗糙集理论风险点辨识

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    600 MW对冲燃烧锅炉分磨掺烧煤粉燃尽特性的模拟和试验研究

    彭昭雄刘兵兵范多文刘磊...
    175-182页
    查看更多>>摘要：针对亚临界600MW自然循环对冲燃烧锅炉燃用3种差异性较大的煤种,通过数值模拟结合现场试验研究了分磨配煤掺烧对降低飞灰含碳量的作用机制,建立了对冲锅炉分层燃烧混煤的燃料特性与燃尽率、飞灰含碳量的关联性,并提出了改善电站锅炉中煤粉燃尽特性的配煤原则.首先设定了 3种极端的工况,以优质煤为主分别集中在燃烧器的上、中、下3层燃烧器中进行燃烧;再通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟发现优质煤在上层燃烧器分布且劣质煤在下层分布时,劣质煤在炉内的停留时间显著增加,其在上层高温区充分燃烧,飞灰含碳量低.同时,根据不同工况下各层燃烧器煤粉的热值、挥发分、灰分进行分析,发现热值差异性是影响其燃尽特性的主要影响因素;然后基于燃煤电厂实际运行条件,设置了更切合实际的配煤工况,并进行了数值模拟与现场试试验研究,发现各工况下呈现的煤粉总体燃尽特性符合上述规律,飞灰含碳量相比于电厂原始运行工况下降.最后得到配煤原则为:在充分考虑电厂实际运行条件的情况下,将高热值的煤种向中、上层燃烧器布置,而低热值的煤种向中、下层燃烧器分布.

    燃煤锅炉配煤掺烧煤质燃尽率飞灰含碳量

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    新型电力系统中火电机组运营智慧决策系统

    包英捷郝杰用余长开吴迅...
    183-187页
    查看更多>>摘要：火电机组目前面对电力中长期合约市场、现货市场、辅助服务调峰调频市场,民用供热及工业供热等多种电热产品售卖途径,需要根据市场交易机制、运营成本及碳排放成本,在各种市场中优化分配有限的火电机组电热产品以获取最大利润.提出了火电机组运营智慧决策系统,采用通用开发平台,考虑了实时热电成本分摊、实时热电转换比、实时平衡利润比等,该智慧决策系统可以帮助火电企业实现实时的经营核算,并给出各级市场最优组合竞价策略及提供机组最佳运行方式.

    新型电力系统运营智慧决策电力多级市场碳排放

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