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2019年 第52卷 第6期    刊出日期：2019-06-05

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特约主编寄语

特约主编寄语

丁明

2019, 52(6):  1-1. 

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综合能源系统关键技术专栏

面向终端能源互联网的能效优化调度

龙涛, 别朝红

2019, 52(6):  2-10.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904005

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实现能源的高效清洁供给是中国发展的当务之急，为了提高能源利用效率和消纳可再生能源，提出了面向终端能源互联网的能效优化调度模型。针对终端能源互联网多能流特性，引入(火用)的概念并计及系统并网和接入可再生能源的影响，提出了适用于终端能源互联网的新指标—能源利用(火用)效率，建立了相应的能效优化调度模型，通过算例验证了该指标和模型的合理性与优越性。结果表明：能源利用(火用)效率能更加准确地反映终端能源互联网对于能源的高效利用程度；能效优化调度可以促进能量的梯级利用和节能减排，且该调度方法与经济调度的优化结果存在一致性，有助于在增量配电网区域指导终端能源互联网外购电价的制定。

考虑多能互补的主动配电网规划与高效Benders求解方法

黄河, 高松, 朱磊, 韩俊, 刘鹏翔, 吴志, 顾伟

2019, 52(6):  11-18.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903084

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提出了一种考虑风、光多能互补的主动配电网规划模型及求解策略。考虑了多种可再生能源自身的不确定性和相互间的互补特性，采用局部密度峰值的聚类法生成典型场景，以配电网的全寿命周期成本效益最优为目标函数，构建了基于二阶锥规划的主动配电网规划模型。由于多能互补环境下的配电网规划是一个包含大量场景的混合整数非线性规划问题，在Branch-and-Cut求解框架下，基于现代Benders分解算法给出了规划模型的高效求解策略。最后采用IEEE-24节点测试系统进行了算例分析，测试结果验证了规划模型的合理性以及求解策略的高效性。

计及弹性恢复的区域综合能源系统多目标优化调度

齐世雄, 王秀丽, 邵成成, 王智冬, 朱承治

2019, 52(6):  19-26.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903117

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在能源互联网发展的背景下，区域综合能源系统成了高效清洁的终端用能载体。基于电-气-热多种能源耦合的系统框架，分析了区域综合能源系统的运行经济性，并计及潜在自然灾害的威胁，针对区域综合能源系统面临灾害的弹性恢复能力和系统运行经济性之间的矛盾问题，提出了一种多目标优化调度方法。通过多目标加权模糊规划的方法，对潜在自然灾害下提升恢复力造成的运行成本增加和系统整体运行经济性进行协调。最后，经算例验证所提多目标优化调度方法的可行性，通过结果分析证明牺牲一定的运行经济性可以有效增强区域综合能源系统应对自然灾害的恢复力。

中国能源高质量发展内涵与路径研究

代红才, 张运洲, 李苏秀, 张宁

2019, 52(6):  27-36.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902175

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作为支撑经济发展的基础产业与影响生态环境的重要行业，能源的高质量发展对中国经济高质量发展至关重要。能源高质量发展概念提出后，当前相关研究尚不多见，在内涵理论和路径分析等方面亟待探索。首先构建中国能源中长期展望分析的模型体系，突出体现电力系统的有关特性及其对能源转型发展的影响；其次，进行中国中长期能源发展的情景设置；再次，剖析能源高质量发展的内涵，提出主要的刻画指标；最后，在两种情景下对中国中长期能源发展路径进行展望，并基于能源高质量发展的主要评价指标开展对比分析。

基于负荷比例的综合供能系统最优运行模式的评估方法

刘星月, 唐琳, 喻娜

2019, 52(6):  37-44,53.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903014

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综合供能系统可同时为用户提供冷热电3种负荷需求，其有联供和分供2种供能方式。首先基于全寿命周期理论，构建了包含能源生命周期内温室气体处理费用和系统运行成本的综合评估指标，通过比较综合供能系统的分供运行、联供运行下以热定电模式和以电定热模式在综合指标上的表现，得到基于冷热电负荷比例上的综合供能系统最优运行模式评估方法。最后将此评估方法评价算例系统在冬、春秋、夏3种典型日下分供运行、联供运行下以热定电和以电定热3种模式的优劣，得出其最优运行模式不再是单一的运行模式，而是由负荷比例决定的混合运行模式。经验证，所提方法可以方便有效地评估及优化综合供能系统的运行模式。

考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法

蔺晨晖, 吴文传, 王彬, 孙勇

2019, 52(6):  45-53.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904071

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中国三北地区风资源丰富，但受制于热电联产机组以热定电的出力特性，在供热季节弃风严重。集中供热系统覆盖的范围大，管道容积巨大，储热能力与热惯性强，如能对集中供热系统加以合理调节，可对改善电力系统调峰、促进风电消纳起到显著效果。为了改变电网调峰能力不足的现状，中国各地陆续开展调峰辅助服务市场，以激励火电机组改造，提高灵活性，挖掘出力下限。在此背景下，针对考虑调峰辅助服务的热电联合调度方法开展研究，对供热系统进行了建模以刻画其动态特性，并在目标函数中计及了辅助服务的调用顺序。在省网规模的系统进行了仿真测试，验证了所提出模型的合理性，并计算了其在促进风电消纳方面的经济效益。

考虑多重评价指标的多时段分时电价优化模型

汪磊, 杨贺钧, 马英浩, 张大波

2019, 52(6):  54-59.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903074

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分时电价策略是当前电力系统需求侧管理的主要措施之一，执行分时电价能够有效降低负荷波动，实现削峰填谷。合理开展峰谷双时段或峰平谷3时段分时电价策略的选择有利于提高电网供电可靠性和用户满意度。提出基于电价弹性矩阵的用户响应模型并定量计算用户综合满意度，根据相应模型分别求解负荷峰值、负荷峰谷差以及用户综合满意度，建立峰谷分时电价与峰平谷分时电价的多重评价指标模型，利用所提指标构造电价优化的目标函数。通过对3类用户进行仿真计算验证所提方法的正确性与有效性。

考虑联络线功率稳定的微电网鲁棒经济调度模型

康慨, 邓少平, 张超, 张云龙, 吴雄, 汪钊

2019, 52(6):  60-67.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903086

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能源利用效率低和环境污染严重等问题促使分布式微电网技术得到快速发展。从主网侧来看，微电网作为一个可控子系统，稳定的联络线功率可以使得其外部特性被视为与时间相关且具有周期特性的等效负荷。然而，微电网内可再生能源出力的不确定性致使联络线功率稳定面临很大风险。为了解决这一挑战，提出了考虑联络线功率稳定的微电网鲁棒经济调度模型，通过协调优化其他可调度分布式电源和储能系统的出力，降低可再生能源不确定性带来的风险，从而保证微电网与主网间联络线功率的稳定性。采用列生成算法对所形成的鲁棒优化模型进行求解，在修改后的IEEE 33配电系统上进行算例验证。仿真结果表明，提出的模型可以有效地稳定微电网与主网之间的功率交换，使其具有等效负荷的外部特性。

基于主从博弈的多微电网系统经济优化方法

佟新, 胡存刚, 芮涛

2019, 52(6):  68-76.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903077

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随着售电侧电力市场改革的深入，研究多微电网系统的经济优化问题具有重要意义。针对多微电网系统，提出了一种基于主从博弈的经济优化方法。该方法主要由日前优化阶段与实时优化阶段组成。在日前优化阶段，微电网运营商根据日前预测信息和电网电价信息，优化储能单元的日前调度计划；在实时优化阶段，系统运营商根据实时预测信息，通过构建主从博弈模型求解内部最优电价，鼓励微电网运营商参与多微电网系统的电能交易，提升微电网之间的能量共享水平。算例结果表明，本文所提的两阶段经济优化方法可以有效地提升微电网运营商与系统运营商的经济效益，同时降低了多微电网系统的净负荷峰均比。

面向绿色生态乡镇的综合能源系统关键问题及展望

何伟, 陈波, 曾伟, 王丹, 何桂雄, 魏炜, 郭力, 雷杨

2019, 52(6):  77-86,93.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903083

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乡镇作为经济社会发展的重要一环，相比于城市，在自然资源禀赋、用能特性及能源设施基础条件等方面都具有自身独特特征。通过总结绿色生态乡镇的特征以及目前存在的问题，综合考虑乡镇清洁能源资源及冷、热、电用能需求，为实现电、气、冷、热多能互补，源、网、荷互动优化，从乡镇综合能源系统的多能源协同规划、运行优化、综合评价3个方面提出面向绿色生态乡镇的综合能源系统关键问题，对乡镇综合能源系统的未来发展方向进行了展望。

区域综合能源系统仿真平台研发现状及技术路线初探

曾鸣, 刘英新, 王星, 董厚琦, 张志刚, 霍现旭

2019, 52(6):  87-93.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902064

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构建区域综合能源系统是中国能源系统转型的重要发展方向，开展区域综合能源系统仿真能够为其规划、运行优化和运营策略制定提供科学的模拟测验和理论支撑。随着“互联网+”智慧能源示范项目和多能互补集成示范工程的开展，中国区域综合能源系统的建设和发展已取得初步进展。同时，国内外在相关仿真平台的研发领域也取得了较为丰富的研究成果，但也存在系统规划边界和优化目标不全面等诸多问题。系统梳理了区域综合能源系统仿真的基本内容、研发现状及存在问题，在此基础上，对综合能源系统仿真的技术路线及其实现思路进行全面探讨，以期为综合能源系统仿真相关研究的深入提供参考和借鉴。

美国分布式综合能源微网系统发展

冯威, 鲁虹佑, Chris Marnay, 张宁, 郭尊

2019, 52(6):  94-103.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904056

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阐述了综合能源微网的定义，首先梳理了美国各级政府以及电力公司和电力市场对于推动微网建设的政策和示范工程，介绍了美国在近十多年来开发分布式综合能源微网的经验。进而对综合能源微网的控制方法，及美国在此期间开发的模拟仿真软件进行了介绍和对比。最后介绍了美国综合能源微网建设和运营的主要商业模式。旨在通过介绍美国综合能源微网的发展，为中国综合能源系统和能源互联网示范项目建设提供参考。

面向灵活资源配置的电力系统超短期优化调度

黄启航, 马雪, 白左霞, 陶昕, 王秀丽

2019, 52(6):  104-110,120.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903026

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大规模新能源的并网，导致电力系统的波动性增加，产生较为严重的调峰和爬坡问题。为了研究面向灵活资源的配置如何在超短期优化调度中进行灵活资源的使用以满足系统调峰、爬坡的要求，首先提出超短期时段内的灵活资源运行模型和电力系统优化调度模型；其次，为考虑电力系统灵活性不足时需增加灵活资源的数量，提出灵活资源配置模型，并给出面向灵活资源配置的超短期优化调度流程；最后通过某省实际算例，对灵活资源两种情形的超短期优化调度进行仿真分析，证明了所提方法的有效性。

考虑储能充放电效益的孤岛微电网经济优化模型

凌婵惠, 郑常宝, 胡存刚, 芮涛

2019, 52(6):  111-120.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903073

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针对孤岛模式下的微电网经济调度问题，提出了一种考虑储能充放电效益的优化调度模型。该模型充分考虑了储能单元在过去时段的电能购置成本与未来时段运行效益，以确定储能单元当前时段参与微电网经济优化的方式；在此基础上，微电网中的各单元代理点通过与相邻代理点交换期望的交易电量与电价实现自身运行效益的最大化。该模型采用交替方向乘子法对各代理点之间的最优交易电量与电价进行求解。最后，在3种不同的天气场景下，分析了孤岛微电网分布式经济优化调度的运行结果，验证了所提模型及求解方法的有效性。

电网

±1 100 kV换流站交流滤波器场的工频电场仿真

王延召, 周兵, 张业茂, 谢辉春, 刘震寰

2019, 52(6):  121-127.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201808059

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随着公众对电磁环境的关注越来越高，在工程设计阶段需要对换流站内的电磁环境水平进行准确预测和评估。依据±1 100 kV古泉换流站交流侧区域的设计方案，建立了1 000 kV交流侧区域的三维仿真模型，利用有限元仿真软件分析了不同情况下交流滤波器场周围巡视通道上的工频电场分布情况以及进线管母高度和相间距对其影响。计算表明，交流滤波器场内电容器组对交流滤波器场周围巡视通道上的工频电场贡献相对较小，而巡视通道上方管母对其贡献相对较大，可以对电容器组进行简化建模。巡视通道上的工频电场随管母高度的增加而降低，随相间距的减小而减小。当管母的设计高度为16.5 m且相间距为14.2 m时，1 000 kV 交流区域内巡视通道上的工频电场水平幅值最大为11.8 kV/m，满足标准GB 50697—2011中对工频电场的限值要求。为验证计算方法的准确性，采用相同方法对同里换流站500 kV交流侧区域的工频电场进行了仿真，仿真值与测量值的一致性证明了计算方法的准确性和有效性。

风电机组发电机轴承电腐蚀故障的分析诊断

姜锐, 滕伟, 刘潇波, 唐诗尧, 柳亦兵

2019, 52(6):  128-133.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201903023

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电腐蚀故障是风电机组发电机轴承的常见故障模式，电腐蚀故障通常分布在整个轴承滚道上，产生的振动响应信号中故障冲击特征往往不如局部故障明显，因此容易被忽视。针对电腐蚀故障振动信号的这种特点，采用一种最小熵解卷积方法对振动信号进行预处理，增强信号中的故障冲击成分。然后再应用包络谱分析方法提取故障特征信息，以提升故障诊断的效果。论述了最小熵解卷积方法的基本原理和实现流程，将该方法应用于一台实际风电机组发电机轴承的电腐蚀故障诊断中，通过对实测振动信号的分析处理，实现了电腐蚀故障的识别诊断，验证了最小熵解卷积方法对故障信息增强的使用效果。

复合绝缘子导通性缺陷对带电作业安全距离影响

雷兴列, 李宇泽, 彭勇, 方玉群, 潜力群

2019, 52(6):  134-139.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201811005

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长期运行的复合绝缘子容易出现老化、破损及芯棒碳化等缺陷，对其附近开展带电作业造成安全隐患。以500 kV 线路I串复合绝缘子为例，通过开展复合绝缘子不同导通性缺陷条件下间隙操作冲击放电试验，获得了相应工况下的放电特性，并结合带电作业绝缘配合方法，确定了500 kV 输电线路I型复合绝缘子导通性缺陷的位置及尺寸限制要求。试验研究结果表明，复合绝缘子导通性缺陷存在于高压端位置时，带电作业间隙的操作冲击放电电压更低，对带电作业的安全影响更大；为保证带电作业安全开展，当复合绝缘子高压端存在导通性缺陷时，绝缘子高压端允许最大导通性缺陷长度为0.7 m；当复合绝缘子中部存在导通性缺陷时，缺陷位于距离高压端约1/4串长处放电电压最低，允许绝缘子最大导通性缺陷长度为0.9 m。确定的复合绝缘子导通性缺陷位置及尺寸限制要求，可为输电线路复合绝缘子开展带电安全检修作业提供技术支撑，可指导带电作业前复合绝缘子的安全性检测工作。

信息与通信

区块链技术在分布式电源电费结算中的应用研究

叶明, 王刚, 周振, 杨芳

2019, 52(6):  140-146.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201902201

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分布式电源靠近用户侧向用户直接供电，有利于提高能源利用效率，扩大可再生能源利用规模。以分布式电源微电网电费结算业务为应用场景，引入区块链和智能合约技术构建了异构分布式电源电费结算系统，对其中智能合约抽象生成和分发方法、电费结算合约自动执行方法、电量数据交叉校核方法，以及交易记录收敛共识方法等进行了研究，并结合具体应用场景提出了系统部署与实施建议，为提高分布式电源微电网电费结算效率提供新的解决方案。

光伏串列信道噪声特性研究与建模

孙凤杰, 赵晨凯

2019, 52(6):  147-153.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201807006

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为实现对每块光伏组件的工作状态进行监测，可运用以光伏组件串列为介质的载波通信技术实现，因此有必要掌握光伏串列的信道噪声特性。以某光伏电站实测的光伏串列信道噪声为对象，提出了一种粒子群优化BP神经网络的光伏串列信道噪声建模方法。实验与仿真结果表明：粒子群优化BP神经网络模型的预测输出和测试原噪声在功率谱密度及时域波形上有着一致的变化趋势，证明了该模型的有效性。相比较于小波神经网络和遗传算法优化的BP神经网络，粒子群优化的BP神经网络的预测均方根误差更小、精度更高。

发电

W火焰直流炉协调控制策略及工程应用优化

王锡辉, 陈厚涛, 朱晓星, 王志杰, 盛锴

2019, 52(6):  154-159,165.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201812040

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控制系统优良的协调控制品质对火电机组以及电网的安全稳定经济运行具有十分重要的作用。以配置双进双出磨煤机、W火焰炉的620 MW超临界参数机组为例，介绍了一种基于入炉煤量软测量计量的协调控制策略及其工程应用效果，详细分析了各控制回路指令的组成元素以及相互之间的耦合关系。根据实际变负荷试验结果，分析其存在的问题，有针对性地进行优化。优化后的实际变负荷试验结果表明，机组负荷、主蒸汽压力、主蒸汽温度等主要运行参数控制平稳，动态、稳态指标均优于规程要求。

基于引力搜索算法与LSSVM的机组初压优化

胡坚, 刘超

2019, 52(6):  160-165.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201810094

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主蒸汽压力是影响汽轮机热经济性的重要参数。以精确确定汽轮机滑压运行时最优初压为目标，提出了一种基于引力搜索算法（GSA）与最小二乘支持向量机（LSSVM）相结合的汽轮机初压优化方法。首先，采用LSSVM建立汽轮机热耗率预测模型，同时，GSA算法被用来优化LSSVM模型超参数以改善GSA-LSSVM模型的泛化能力；然后，在GSA-LSSVM热耗率预测模型基础上利用GSA算法搜索各个负荷下热耗率最小时所对应的主蒸汽压力，即为最优初压。最后，对某电厂600 MW 机组进行初压优化实验，仿真结果验证了该方法能够优化搜索到较好的主蒸汽运行初压。

电厂在线化学仪表测量现状及新型评价模型的研究

刘祥亮, 王宁, 潘珺, 周臣, 陈建伟, 李晨

2019, 52(6):  166-171,178.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201808104

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为深入了解中国电厂在线化学仪表应用现状，对分布于9省的11家电厂进行了实地调研，采用YHJ-V型移动式标准化学仪表检验装置对695台化学仪表进行了动态检验分析。根据试验大数据绘制了整机工作/示值/引用误差离散图，分析总结了化学仪表测量现状及存在的问题。认为DL/T 246—2015《化学监督导则》给出的计算方法难以实现对化学仪表测量准确性和监督可靠性的评价，即大多数电厂化学仪表正确投运小时数和投运总小时数统计困难，缺乏确认仪表测量是否准确的检验手段。为此，提出了一种新型的电力行业化学仪表准确性评价模型，该模型可以更加客观地计算仪表测量的准确性以及量化仪表管理维护水平的差异，有利于调动电厂化学仪表日常维护工作者的积极性，使化学仪表发挥更好的监督作用。

300 MW机组引、增压风机二合一改造后动调风机振动原因分析及解决方案

薛翔, 邱勇, 马翔, 郑金, 李凯伦, 张振民

2019, 52(6):  172-178.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201809121

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针对某火电厂330 MW机组双级动叶可调式轴流风机振动过程进行详细描述，并通过热态试验、解体检修及现场振动测试对引起风机振动原因进行详细分析。结合振动现象、数据测试及振动故障诊断找到引起风机振动的主要原因，并提出解决方案，从根本消除了风机振动。研究结果对于大型燃煤发电机组双级动叶可调轴流风机改造，特别是目前广泛应用的引增合一风机的安全运行工作有指导意义。

节能与环保

CuO-WO₃/TiO₂催化氧化燃煤烟气中Hg⁰试验研究

陈传敏, 聂国欣, 贾文波, 刘松涛, 曹悦, 赵毅

2019, 52(6):  179-186.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201904117

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提高燃煤电厂现有选择性催化还原（SCR）催化剂催化氧化单质汞（Hg⁰）的性能，能够有效增强燃煤电厂利用现有烟气污染物控制装置协同脱汞效率。采用分步浸渍法制备了一系列CuO-WO₃/TiO₂（CuWTi）催化剂，在温度150~350 ℃时模拟燃煤烟气条件，考察了催化氧化Hg⁰性能，并与商用脱硝催化剂进行了比较。探究了烟气中O₂、SO₂和NO等气体对Hg⁰氧化性能的影响规律。发现商用脱硝催化剂和WTi催化剂在不含HCl的模拟烟气中对Hg⁰氧化率均在30%以下，而Cu₂W₈Ti催化剂具有较好的Hg⁰氧化性能。采用X射线光电子能谱分析仪（XPS）对催化剂进行了表征，结果表明，CuO与WO₃的相互作用在催化剂表面生成了丰富的化学吸附氧，促进了Hg⁰的氧化。Hg⁰在Cu₂W₈Ti催化剂表面的氧化过程遵循Mars-Maessen机制。

SCR脱硝系统性能及空气预热器阻力上升分析

马大卫, 何军, 张其良, 黄齐顺, 张本耀, 程靖, 朱帅

2019, 52(6):  187-192.  DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.201810071

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NO_x排放浓度、氨逃逸浓度难以控制及空气预热器阻力上升，是SCR脱硝系统超低排放改造中遇到的主要问题。以某SCR脱硝系统超低排放改造后的300 MW 机组为研究对象，通过测试得知：（1）SCR反应器出口NO_x分布不均，氨逃逸浓度超标严重，氨逃逸监测表计示值不具代表性，造成NO_x排放浓度控制困难和空气预热器阻力上升；（2）过度追求NO_x超低排放浓度，造成催化剂活性、主要化学成分明显衰减，硫酸氢铵在其表面沉积严重。对此提出的改进措施为：进行NO_x浓度烟气在线监测系统（CEMS）多点取样改造，定期进行喷氨优化和催化剂性能检测，以改善SCR系统运行效果和提高运行的经济性。