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2018年 第51卷 第7期    刊出日期：2018-07-05

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电网

线路模型对同塔短线路潜供电流研究的影响

李旭涛

2018, 51(7):  1-6.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201701025

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同塔双回短线路在电磁暂态研究中具有多种建模方法，线路模型的选择直接影响潜供电流的计算结果。建立4机系统对同塔双回短线路的潜供电流进行仿真，对比分析了EMTP（电磁暂态程序）中输电线路的3种建模方法在潜供电流稳态值校核与暂态过程研究中的差异，并结合理论分析了引起各模型计算差异的原因，给出了同塔双回短线路潜供电流研究的线路模型选取建议。

可控移相器对特高压交直流接入受端电网影响研究

卫鹏, 周前, 朱鑫要, 嵇托, 张宁宇

2018, 51(7):  7-12.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201612033

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为了研究可控移相器对电网安全稳定的影响，在对可控移相器基本原理和拓扑结构进行分析的基础上，建立了可控移相器的稳态和暂态模型，设计了串联变压器和并联变压器参数，以江苏电网为背景，通过在锦苏特高压直流近区应用500kV可控移相器，分析了可控移相器的应用效果，仿真结果表明：可控移相器可解决直流小方式的受进问题和大方式的送出问题，可减小直流双极闭锁后的负荷损失约1000MW，同时在电网故障后提高苏州南部电网恢复电压5~10kV，对于保障电网安全经济运行具有积极的作用。

基于端点聚合的企业电力系统离线网络拓扑分析及应用

杜三恩, 荣根齐, 马世英, 王辛夷, 刘道伟, 庹友林

2018, 51(7):  13-20.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201707100

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电力网络拓扑分析是对实际电力网络复杂电气接线的简化过程，是进行计算分析的基础。根据企业电力系统离线应用的特点，在CIM模型基础上，引入触点的概念，建立了适用于企业电力系统图形化电网建模的电气连接模型，提出了详细描述电气设备实际连接关系的连接线表示法。将所有电气上零阻抗连接的设备（或端点）聚合在一起，形成拓扑节点；然后利用拓扑节点与设备的关联关系，将所有电气上连通的设备（或端点）聚合在一起，形成拓扑岛。结合企业内部电力系统与外部电网的不同接入方式，分析了该方法在企业电力系统离线分析中的典型应用。算法分析和算例表明，该方法逻辑简单、结构清晰、结果信息丰富，适用于企业电力系统离线应用。

基于反向云自适应粒子群算法的多目标无功优化

曹生让, 丁晓群, 王庆燕, 张静

2018, 51(7):  21-27.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201705051

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针对粒子群算法在高维复杂问题寻优时易陷入局部寻优的现象,提出了反向云自适应粒子群算法(OCAPSO)，通过反向学习加快算法的收敛速度，使用云模型来平衡粒子的全部搜索和局部搜索能力，使用自适应突变机制增强种群的多样性。用高维广义Schwarz函数对OCAPSO的有效性进行验证，进一步以IEEE30节点系统进行单目标和多目标无功优化测试并将测试结果与粒子群优化（PSO），进化算法（EA）等测试结果进行比较，证实了该算法的优越性。分析表明，OCAPSO算法用于解决多目标无功优化问题有效可行。

1 000 kV大跨越直线塔防雷间隙取值及优化

张思祥, 陈鹏, 张勇, 杨博

2018, 51(7):  28-35,135.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801010

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为评估1000kV交流特高压大跨越线路的耐雷性能，首先依据设计规范要求，计算了直线塔雷电过电压间隙取值，随后利用ATP-EMTP建立仿真模型，研究了大跨越线路的反击及绕击耐雷水平和雷击跳闸率，最后分析了线路避雷器对耐雷性能的影响。研究结果表明：直线塔下相安装避雷器，可显著提高大跨越线路的耐雷性能，使雷击跳闸率降低66%；安装避雷器后，上、中相雷电过电压间隙可减小1.5m，此时雷击无故障时间为99年，这有利于降低塔高、节省塔材。

考虑大地影响的直线法测量大型地网的接地阻抗

袁培, 何智强, 胡晓晖, 叶会生, 黄海波

2018, 51(7):  36-42.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708029

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在使用直线法测量大型变电站（厂）地网的接地阻抗时，由于地网敷设面积广泛导致周围土壤电阻率存在不均匀分布，使得测量时零电位点难以选取；另外由于电压、电流测量引线平行距离较长导致二者之间通过大地耦合得到的互感阻抗值较大，相对于地网本身的接地阻抗不能被忽略。这两方面的影响会导致直线法测量误差增大。提出一种考虑不均匀土壤电阻率和互感抗影响的大型地网接地阻抗测试新方法，通过电压极多点测量数据拟合找到准确的零电位点和对应的电阻分量值，通过对不同共线长度下的电感分量数据进行拟合计算，剔除测试数据中的互感抗分量。通过CDEGS软件进行仿真，验证了实测数据和仿真数据相差不超过5%，说明以上方法可有效地消除土壤不均匀分布及测试线互感对接地阻抗测量值的影响量，提高了测量的准确性。

分体式绝缘子检测机器人的电场分析及测试试验

蔡炜, 郑雷, 殷鹏翔, 严碧武, 罗浩, 洪骁, 普子恒

2018, 51(7):  43-48,127.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708162

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超、特高压输电线路绝缘子串较长，采用绝缘子检测机器人检测更为方便和有效。但目前的绝缘子检测机器人主要为攀爬方式，体积大、结构复杂，需要进行改进。为此设计了一种适用于悬垂绝缘子串检测的轻便型分体式绝缘子检测机器人，对绝缘子机器人周围的电场分布进行了仿真计算与分析，并进行了220 kV绝缘子串的测试试验，结果表明：所设计的检测机器人本体最大电场强度为1 753 kV/m，不会发生起晕；绝缘子检测机器人的测量电压值小于绝缘子原始电压分布值，可通过补偿修正得到实际的绝缘子电压分布，并进行低、零值绝缘子检测。

多回输电线路对短波无线电测向台无源干扰防护距离计算分析

迟兴和, 魏德军, 张坤, 田连博, 李世鹏, 张勇

2018, 51(7):  49-53,107.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711078

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输电线路对小孔径短波无线电测向台无源干扰防护距离计算是工程设计中的关键问题。针对短波测向台的工作频率，分析了单基铁塔高度为λ/4和3λ/4时对短波测向台无源干扰的影响；根据测向设备总的测向误差不得超过1°的限值，推导了多回输电线路对短波测向台无源干扰防护距离的计算方法。该方法对解决输电线路与短波测向台电磁兼容问题，提出的防护措施更加合理、全面、严谨。为《直流架空输电线路对无线电台电磁干扰防护设计规范》行业新标准的制订和工程设计提供了依据。

基于分类潮流追踪法的特高压输电网损分摊

曹昉, 舒雅丽, 李成仁, 高效

2018, 51(7):  54-60.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201707094

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为探究适合于网损分摊的方法，结合国内交直流特高压输电网发展规划与趋势，探讨电力市场中各种网损费用的分摊方法并分析它们在特高压电网中的适用性。依据交直流特高压系统中造成网络损耗的各部分电力设备的特性，提出分类潮流追踪的特高压输电网损分摊方法，该方法依据复功率潮流计算结果，结合比例潮流追踪法分摊变动网损，根据用户年典型潮流和电网使用率采用平均潮流追踪法分摊固定网损。最后通过IEEE30节点交直流改进系统仿真算例，将网损分摊结果与传统潮流追踪法网损分摊结果对比，验证该方法的可行性及合理性。

ABB UNITROL 6800励磁系统实测建模研究

江伟

2018, 51(7):  61-67.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201703046

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针对ABBUNITROL6800励磁系统机电暂态稳定仿真建模问题，提出一种计及晶闸管移相触发功率放大环节影响的发电机励磁系统详细数学模型，推导了UNITROL6800励磁系统开环增益的理论计算公式，并提出基于小阶跃法的励磁系统开环稳态增益实测验证方法。通过现场实际机组励磁试验验证表明，系统移相触发功率放大环节增益与气隙磁场电流设置有关并与晶闸管阳极电压有效值成正比。

发电

模型预测控制在超超临界机组AGC协调控制和主汽温控制中的应用

蔡利军, 朱豫才, 吕霞, 吴真, 蒋鹏飞, 赵超, 张抗抗, 高兴

2018, 51(7):  68-77.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711202

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在介绍模型预测控制（MPC）的基础上，提出了基于MPC的协调控制与主蒸汽温度控制方案，并应用于两台660MW超超临界燃煤发电机组。MPC控制效果与原PID控制效果的对比表明，采用MPC控制，负荷控制精度提高，主蒸汽压力偏差减小，变负荷速率提升，最大发电功率增加。该MPC系统已成功运行10个月，机组的电网两个细则考核指标得到很大提高，K_p值从1.5分别提升到2.8和3.5，排名从当地电网中间升为电网第二。

汽轮机转速不等率对机组一次调频能力的影响

张宝, 顾正皓, 应光耀, 丁阳俊, 樊印龙

2018, 51(7):  78-83.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201803125

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汽轮发电机组一次调频能力不稳定的现象较为普遍，严重地影响到电网运行的安全。结合华东电网的具体案例，分析指出造成机组一次调频能力不稳定的根本原因是汽轮机局部转速不等率差别过大；分析了影响汽轮机组局部转速不等率的主要因素，指出汽轮机局部转速不等率与需要响应的电网频差密切相关。以某600MW超临界汽轮机为例，给出配汽函数优化前后不同频差下的局部转速不等率随调节阀开度的变化曲线；研究结果可用于提升汽轮机的机网协调能力。

BEST技术用于超超临界二次再热机组的可行性分析

邓攀, 王亚军

2018, 51(7):  84-89.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201804011

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为降低二次再热发电机组的回热抽汽过热度，提高机组经济性，提出了采用背压抽汽汽轮机（BEST）的节能配置方案。通过介绍BEST技术在回热汽源、排汽走向、材料选用等方面的特点，详细阐述了采用BEST技术的二次再热发电机组在设计、制造、运行与控制中的技术难点，对BEST技术用于高参数二次再热发电机组的可行性进行了技术探讨和经济性分析。分析结果表明，采用BEST技术，单台机组初投资可减少约2 400万元，年利润可增加约4 500万元。

新型国产1 050 MW超超临界机组高压主汽阀卡涩原因分析及改进

孟海洋

2018, 51(7):  90-94.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201703079

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某新型国产1 050 MW汽轮发电机组在168 h满负荷试运结束，投入运行后高压主汽阀逐渐出现卡涩现象，活动性及全行程试验时不动作或动作不到位。通过解体分析发现高压主汽阀套筒密封环损坏变形，阀杆与套筒、主汽阀碟间隙偏小两个因素导致主汽阀卡涩。通过调整油动机工作油压力及阀门运行、试验开关时间来减少主汽阀杆对套筒密封环的冲击，并对阀杆进行重新加工，增加阀杆与套筒及主汽阀碟的间隙，彻底解决了主汽阀卡涩现象，主汽阀回装后在日常试验及开关过程中正常到位。

弹簧基础的汽轮发电机振动异常原因分析及处理

蒋小利, 何荣尧

2018, 51(7):  95-102.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802061

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汽轮发电机振动异常是影响汽轮发电机安全运行的重要因素之一。弹簧基础的汽轮发电机振动异常原因分析十分复杂。通过对某新建电厂2×660MW阿尔斯通超超临界燃煤汽轮发电机振动异常进行故障分析，正确研判弹簧基础的汽轮发电机振动异常根本原因，并提出一种以降低低压缸排汽侧真空压力值的冲转方式，解决了弹簧基础的汽轮发电机振动异常问题，保证了机组的安全稳定运行。

火电厂动力驱动泄放阀配置及排量计算分析

张传虎, 陈萱, 张中洲, 田松峰, 唐惠锋, 刘建民, 胡为祖, 鹿焕成

2018, 51(7):  103-107.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711200

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火电厂动力锅炉上配备的动力驱动泄放阀是对锅炉提供超压保护的重要设备，但在实际应用中，很多电厂对动力驱动泄放阀的配置未予足够重视，未能正确执行ASME和电力行业标准规范的相关要求，给锅炉安全运行带来隐患。介绍了相关标准对动力驱动泄放阀的配置要求；分析了动力驱动泄放阀在电厂实际应用中存在的问题并提出了解决方案；通过计算分析缩径手动隔离球阀对排量的不利影响，提出按照相关标准规范合理、正确配置动力驱动泄放阀的必要性和重要性。

漆膜倾向指数在抗燃油劣化原因分析中的应用

朱志平, 王灯, 张丽, 林永平, 钱艺华, 陈天生, 范圣平, 苏伟, 付强

2018, 51(7):  108-112,144.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711139

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某大型电厂5号机组抗燃油发生劣化，闪点、体积电阻率、泡沫特性超标。为找出劣化原因，按DL/T571—2014《电厂用磷酸酯抗燃油运行维护导则》，对该机组运行抗燃油(运行油)和库存新抗燃油(新油)进行了各项指标测试，结果显示运行油中氯、多种元素和矿物油含量等并无异常，因而难以判断劣化原因。后将漆膜倾向指数运用于抗燃油的劣化原因分析，发现该机组运行油的漆膜倾向指数为43.4，而库存新油的漆膜倾向指数仅为0.1；结合油的颜色变化，说明油品严重老化、急需处理，随即提出换油和加强抗燃油日常监督的建议。由此可见，漆膜倾向指数在油品分析中有重要作用。

水冷壁高温腐蚀倾向判断及H₂S近壁面许用浓度研究

许伟刚, 谭厚章, 刘原一, 魏博, 惠世恩

2018, 51(7):  113-119.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201707164

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为预防日益严重的锅炉水冷壁高温腐蚀，在300MW燃煤锅炉上研究了近壁面气氛分布规律，结合不同气氛下水冷壁材料12Cr1MoV的高温腐蚀动力学试验数据，预测了不同温度、气氛、腐蚀层开裂周期下的高温腐蚀速率，从而提出不同运行时间下锅炉水冷壁腐蚀的倾向判断标准；建立了腐蚀速率与H₂S浓度、腐蚀时间和腐蚀层开裂周期的关系式，并以腐蚀膜开裂周期12h和24h为例，求得了近壁面气氛的许用浓度。研究结果表明，近壁面硫化氢（H₂S）浓度与一氧化碳（CO）浓度成正比，而与氧气（O₂）浓度成反比；高温腐蚀速率与时间符合抛物线关系，与温度符合阿雷尼乌斯定律；只要将近壁面气氛控制在对应的H₂S许用浓度范围以内，就可以预防严重高温腐蚀的发生。

技术经济

气电虚拟电厂多能源市场竞标策略

周任军, 吕佳, 张武军, 李娟, 邓明辉, 肖钧文

2018, 51(7):  120-127.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201802056

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针对虚拟电厂竞标中需求响应、风电出力的不确定性造成的风险，利用新型电转气技术和燃气轮机快速调节能力，构成含气电双向转换的气电虚拟电厂，提出气电虚拟电厂的多能源市场竞标模型，同时参与电力市场和天然气市场的竞标。模型以气电虚拟电厂总利润最大为目标，不确定性表达为需求响应、风电出力的误差概率分布，并通过抽样和筛选确定场景描述。算例结果表明：含气电双向转换的气电虚拟电厂通过在2个市场中灵活竞标，获得了更高的竞标利润；控制燃气轮机和电转气出力，显著降低了不平衡惩罚成本。气电虚拟电厂扩展了虚拟电厂的竞标市场，有利于将来虚拟电厂根据不同电价和气价波动切换能源形式。

基于KPCA-MEE的电力市场售电公司信用评价研究

张云雷, 段光, 俞静, 王海潮, 张子筠, 牛东晓

2018, 51(7):  128-135.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711287

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建立完善的售电公司信用评价体系，有助于规范电力市场交易、提高电力市场的机制建设和行业管理水平。将核主成分分析法和物元可拓理论相结合，构建KPCA-MEE售电公司信用评价模型。在所设计的售电公司信用评价指标体系基础上，采用核主成分分析法实现指标体系降维并确定指标权重，可有效避免主成分分析法中因各指标贡献率过度分散而影响评价效果的弊端。然后应用物元可拓理论对售电公司进行信用等级评价，解决评价对象的模糊性、不确定性问题，为等级评价提供可靠依据。基于4家售电公司的运营数据进行算例分析，计算结果证明该模型的有效性和合理性。

考虑负荷发展和用户行为的分时电价优化研究

谭显东, 陈玉辰, 李扬, 井江波, 姜宁, 王子健, 沈运帷

2018, 51(7):  136-144.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708165

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分时电价作为需求侧管理的一种重要经济手段，其在国内的全面实施势在必行，但电力需求的快速增长导致分时电价对用户的激励效果缺乏时效性。针对此问题，提出一种考虑负荷发展的分时电价优化方法，利用BP神经网络预测和灰色预测法预测出未来2年的典型日负荷曲线，将未来负荷曲线代入分时电价优化模型的结果作为电价约束，再对当年的典型日负荷曲线进行优化计算，得到合理的分时电价。算例将仅考虑当年典型日负荷曲线的优化结果与考虑负荷发展的优化结果进行对比，验证该优化方法延长分时电价时效的有效性。

节能与环保

内置式气气换热器在SCR烟气脱硝尿素热解系统中的应用

宋健, 胡章茂, 邓伟力, 陈冬林, 刘良华, 魏绵源, 文聪

2018, 51(7):  145-151.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201711085

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采用内置式气气换热器的尿素热解过程具有系统简单、能耗低等优点。在详细分析内置式气气换热器技术特点的基础上，提出了采用内置式气气换热器的尿素热解方案并应用于某300MW机组的脱硝系统，将原天然气加热热解工艺改造为内置式气气换热器。改造后运行结果表明，内置式气气换热器每年可减少天然气消耗约360 000 m³（标准状态），减少运行费用90余万元，产生了良好的经济效益。

降低燃煤机组SCR脱硝系统催化剂磨损的流场优化

雷鉴琦

2018, 51(7):  152-156,169.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201708274

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针对国内某300MW燃煤机组SCR脱硝系统催化剂严重磨损失效问题，提出了利用圆盘静态混合器代替常规导流板的改造方案。采用工业性试验测试气固两相流场分布情况并依此确定边界条件，利用计算流体力学方法对SCR脱硝系统中烟气速度、烟尘速度、烟尘质量浓度分布等规律进行研究，最终将优化方案应用到脱硝改造工程中。研究结果表明：催化剂的磨损主要是由烟道中烟尘掺混不均及最接近催化剂的导流板安装不合理所致。竖直烟道中安装圆盘静态混合器可使气固两相均匀分布，在较低的压阻下解决SCR脱硝系统催化剂入口截面气固两相混合不均的问题，有效延长催化剂的使用寿命。

SO₃采样技术改进及烟气处理设备SO₃脱除能力测试

杨丁, 陈永强, 陈威祥, 郑芳, 林启超

2018, 51(7):  157-161.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201706037

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燃煤烟气中SO₃由于其特有的化学性质，一直是国内外燃煤电厂污染物测试的难点之一。参照国内应用广泛的SO₃控制冷凝法，自制了一套SO₃采样系统，在综合考虑烟气SO₃采样过程中的各种影响因素后，通过试验模拟，确定了SO₃控制冷凝法采样系统最佳蛇形管内径、圈径和圈数，以及采样管、过滤器和循环水浴的伴热温度控制，从而提高了SO₃的捕集效率。利用该SO₃采样系统对烟气进行采样，测试燃煤锅炉烟气处理设备对SO₃的脱除能力，分析其影响因素及捕集机理。结果显示：SCR脱硝催化剂对SO₂具有一定的催化作用，且随烟气温度的升高，SO₂/SO₃转化率升高；对于SO₃的脱除效率（各设备进出口浓度对比），干式除尘设备可达80%以上，湿法脱硫设备为35%~40%；湿式电除尘器为70%~75%。

烟塔合一的环境影响实证研究

张仁锋, 苏燊燊, 马继军, 谢永平, 孙希进, 韩建华

2018, 51(7):  162-169.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201703098

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为跟踪了解烟塔合一对区域大气环境和理论下洗区污染物浓度的影响，分别于采暖期和非采暖期在华能陕西秦岭电厂周边400km²范围内对SO₂和NO₂进行连续15天采样分析，在电厂排烟冷却塔理论下洗区域内布置环境空气自动站进行一年以上逐时监测，并结合气象资料对烟塔合一的环境影响进行实证研究。结果表明：采暖期和非采暖期SO₂、NO₂环境空气质量监测结果均满足《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）的要求，电厂对区域环境的影响可以接受；环境空气自动站长时间连续监测期间未观测到因烟气下洗而产生的局部污染物浓度高的现象，主导风向西风条件下理论下洗区内的污染物浓度与东风时无显著差异（P>0.05），西风条件下大风时的污染物浓度水平显著低于小风时的浓度（P<0.01），监测结果表明烟塔合一模式下理论下洗区域不会出现地面污染物浓度高的问题。

安徽省煤电机组超低排放改造及CEMS验收问题分析

何军, 马大卫, 王正风, 许勇毅, 查智明, 张其良

2018, 51(7):  170-177.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801151

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对安徽省已提前完成超低排放改造任务的67台（36 490 MW）煤电机组的SO₂、NO_x和烟尘超低排放改造技术路线、改造的经济性、改造后排放浓度及减排量以及改造后3种污染物在线监测系统（CEMS）验收中的问题进行分析。研究表明：安徽省燃煤电厂超低排放改造主要以湿式电除尘、低低温电除尘和超净电袋为核心的3条典型技术路线。1000MW机组改造经济性最高，其次为600MW和300MW机组。超低排放改造对全省电厂烟气污染物减排显著，污染物之间协同脱除效果良好。现行的气态污染物监测仪器、滤尘材料及测试方法均不能很好地满足改造后污染物CEMS验收的测试准确度要求，建议超低排放改造机组的烟尘验收选用低浓度粉尘测量自动取样系统和设置空白实验修正；SO₂验收需采用紫外或红外烟气分析仪，采样管路需要高温伴热；NO_x验收应根据SCR脱硝出口和总排口NO_x浓度测试数据相互佐证。

管式除雾器开孔对除雾性能影响的数值模拟研究

杨来顺, 徐明海, 陈秋实

2018, 51(7):  178-184.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201801206

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通过数值模拟的方法，研究了开孔数量、液滴粒径和流速对管式除雾器除雾效率以及流动阻力损失的影响。使用湍流模型和离散相模型分别计算连续相气体以及液滴运动。研究结果表明，管式除雾器的除雾效率随着液滴粒径和流速的增大而增加，而且管式除雾器对小液滴的除雾效果明显，可以去除约62%的5μm的液滴以及69%的10μm的液滴。另外，通过翅片开孔可以有效降低管式除雾器的流动阻力。在所研究的流速范围内，开孔管式除雾器的流动阻力可以降低约50%。通过研究可以得出，管式除雾器对小液滴具有较高的除雾效率，通过打孔可以降低管式除雾器的流动阻力，但也会降低除雾效率。此研究成果可为管式除雾器的理论研究以及工业应用提供依据。