无机陶瓷膜烟气余热回收特性实验研究

燃煤电站锅炉排放湿饱和烟气导致大量低温余热损失。无机陶瓷膜耐酸碱、具有较强的化学稳定性,是回收烟气低温余热的理想材料。以无机陶瓷膜为核心开展烟气余热回收实验,分析了锅炉尾部低温烟气特征参数;以316 L不锈钢为比较对象,探讨了无机陶瓷膜在提高热回收功率及复合传热系数等方面的强化作用。结果表明:烟气余热回收以水分的汽化潜热回收为主,占比约为90%;循环水作为冷却介质,烟气余热回收能力更强;与循环水相比,以空气作为冷却介质时,无机陶瓷膜烟气余热回收强化效果更加显著,强化系数高达9;增大烟气流量有助于提高热回收功率与复合传热系数;同时无机陶瓷膜还可以回收水质较高的冷凝水。本文研究结果可为无机陶瓷膜应用于烟气余热回收提供参考。     

基于声学测温技术的电站锅炉水冷壁灰污监测方法

用声学高温计直接测量炉膛出口烟温,通过计算得到炉膛清洁因子,实现炉膛整体灰污监测。分析了水冷壁结渣厚度与渣层表面温度的关系,提出以炉膛平均温度为基准,沿炉膛高度布置声学测点监测水冷壁向火侧表面温度,选择动态灰污特征参数,实现了炉膛局部结渣在线监测。     

基于最小二乘支持向量机的锅炉对流受热面清洁吸热量预测

针对神经网络拓扑结构复杂、易出现过度训练、仅获局部最优解的问题,为提高锅炉对流受热面清洁时潜在吸热量预测的准确度,更好地进行受热面污染监测,提出了一种新的基于最小二乘支持向量机的对流受热面清洁时潜在吸热量预测方法。依据最小二乘支持向量机预测原理,建立对流受热面清洁时潜在吸热量最小二乘支持向量机预测模型,同时建立神经网络预测模型进行对比研究,实例研究结果表明,最小二乘支持向量机较神经网络具有更高的拟合度,预测各性能都高于神经网络,其在对流受热面清洁时潜在吸热量预测方面明显优于神经网络,将成为对流受热面清洁时潜在吸热量预测也即受热面污染监测方面更为有利的工具。     

炉内单排换热器管阵列声传播特性数值研究

基于Twersky声波散射理论和光栅衍射理论,对炉内单排换热器管阵列的声传输特性进行了研究,分析了管排阵列对入射声波的反射、透射和衍射的物理机制,给出了计算管排阵列声透射与反射系数的数学模型,数值研究了管排阵列对声波的反射与透射系数随管间距、声波频率等参数变化的关系曲线,揭示了单排管阵列对声波传播具有截止和导通作用,并且其截止带和导通带的位置与管阵列结构参数和炉内温度有关。为研究多排管阵列的声传输特性、促进换热器管阵列泄漏声检测与定位技术和锅炉管束深处的声波除灰选频技术发展提供了理论基础。     

伪随机序列在声学测温中的应用研究

声学测温技术中声源信号选择是准确测量声波飞渡时间的关键。基于Matlab平台,编程制取m序列和扫频信号,进行了互相关特性、抗噪性能仿真比较;并在实验室加背景噪声的条件下,对两种信号的声波时间延迟估计进行了实验研究。仿真和实验结果表明:由于伪随机信号具有二值自相关性,比扫频信号具有更高的准确性、稳定性和抗干扰性能,可以进一步提高声学测温的精度。     

电站锅炉声学测温中时间延迟估计的仿真研究

为了在电站锅炉声学测温中获得准确的声波飞渡时间，针对强噪声环境下弱信号检测问题，研究了声信号的时间延迟估计。对从国内某电站锅炉采集的炉膛噪声进行了频谱分析和统计分析，认为炉膛噪声是以中心频率250~ 1000 Hz的低频燃烧噪声为主的类高斯噪声。指出了电站锅炉环境下几种传统的时延估计方法的不足，提出了一种基于高阶累积量的时延估计方法。在指数分布信号中加入实测炉膛噪声信号，设定不同的信噪比，分别对基于ML互相关方法和基于3阶累积量方法进行了100次蒙特卡罗时延估计仿真试验。结果表明，在较低的信噪比下，3阶累积量方法仍可以抑制非高斯信号中相关高斯噪声的影响。不仅为声学测温中的声波飞渡时间测量提供了指导，而且对基于时延估计的锅炉四管爆漏声源定位有一定的参考价值。     

Chan-Taylor协同定位算法在电站锅炉泄漏定位中的应用

为了能够较为准确地定位出电站锅炉"四管"泄漏的位置,对电站锅炉安全运行起到至关重要的作用,因此,将应用于蜂窝网络中的Chan算法和Taylor级数展开法的协同定位算法拓展到三维空间定位,并且通过计算机仿真电站锅炉的声学测点来分析比较该算法的性能:在不同的声波到达时间差(TDOA)估计误差、不同泄漏点位置以及不同声学测点布置个数的条件下分析对算法性能的影响,并且与Chan算法进行比较分析。仿真结果表明,Chan-Taylor协同算法在三维空间的定位性能要优于Chan算法,并且发现不同的声学测点布置情况对定位算法的误差存在一定的影响,因此,验证了Chan-Taylor协同算法推广到三维空间的可行性。     

声学测温技术在电站锅炉中的应用研究

为了实现炉膛温度场实时在线监测,首次在国内某电厂600 MW机组锅炉上进行了多路径声学测温系统的安装调试。结果表明:基于相位变换加权的互相关算法,可以有效去除冷态条件下炉膛强混响影响,准确得出声波飞渡时延估计值;验证了该系统的稳定性和可靠性;声学测温系统将电站锅炉的燃烧情况可视化,有助于确保锅炉的安全经济运行。     

热声热机的热力学分析

回顾了热声现象的研究历史,介绍了热声热机的结构和分类,基于气体微团的热力学循环和能量转换,分析了热与声功的转换原理、转换条件以及热声热机的工作机理,并指出了该研究领域的工业应用前景。