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关键词： CFB锅炉   锅炉床温   外置式换热器   循环灰流量   煤质变化   数值模拟  

摘要： 针对循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉在运行中面临的负荷大幅变化、燃煤质量重度劣化及风量变化等内部扰动问题,论文以东方锅炉厂生产的某型带外置过热器的660 MW超超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法,在锅炉最大连续蒸发量(boiler maximum continuous rating,BMCR)工况下进行数值模拟,探究外置式换热器循环灰流量和锅炉煤质变化对锅炉床温的影响。研究结果表明,在正常的锥型阀开度范围内,通过调节外置式换热器循环灰流量,锅炉床温的变化可控制在20℃内。锅炉燃用临时过渡性煤种时,由于其发热量低,灰分含量高,导致炉膛温度略低于燃用设计煤种和校核煤种时的温度值,实际运行中,可通过调整锥型阀开度,予以床温保证。研究结果可为CFB锅炉的运行调整提供一定的参考价值。

关键词： 孔隙结构   渗流机理   数值模拟   采收率   裂缝复杂程度  

摘要： 岩石自发渗吸是孔隙内润湿相流体自发排驱非润湿相的过程,是致密油藏提高采收率的重要机理之一,由于多孔介质特性以及裂缝形态等因素的复杂性,目前对裂缝与孔隙间的渗吸传质规律的研究尚未完全阐明。本文基于相场法和流体运动方程,建立孔隙尺度动态渗吸数值模型,分析复杂孔隙结构内部裂隙与孔隙之间的传质机理及其与采收率的关系。结果表明:(1)渗流过程在孔隙内部主要涵盖3个关键阶段:裂隙的快速渗透,裂隙与孔隙间的相互作用(即渗吸现象),以及孔隙中的逐步推进(即驱替过程)。较快的注入速率会阻碍渗吸过程的进行,从而导致更多的残余油滞留。(2)存在特定的临界裂缝宽度,当裂缝宽度约为平均孔径大小40倍时,采收率会在一定范围上下波动。较小的裂缝宽度使得流体在孔隙和裂缝间的流动通道更为狭窄,这增强了毛细管力对油滴的驱动作用。随着临界裂缝宽度的减小,裂缝无量纲数与采收率之间展现出正相关关系。(3)不同复杂度的裂缝系统对流体运移产生不同的影响。随着临界裂缝宽度的减小,不同复杂程度的裂缝对流体动用产生的影响呈现出差异性。随着裂缝复杂程度的增加,渗吸作用波及范围越大。裂缝宽度的减小会加剧油滴的聚集现象,进而显著减缓渗吸速率,并在小孔隙区域引发堵塞问题。(4)系统开放边界数的增加可有效提升润湿相接触面积,实现孔隙空间的最大化动态利用,进而形成协同渗吸驱动机制。四边开放(AFO)条件下的渗吸采收率为最优,而单边开放(OEO)条件下的采收效果最差。在相同无量纲时间下,TEO和OEO因开放端面数量与空间分布模型的强非均质效应,呈现更高归一化采收率,而其余三种边界条件采收率变化曲线呈现相对集中趋势。

关键词： 深度调峰   数值模拟   熔盐储热   Ebsilon 16.4  

摘要： 【目的】为了进一步提高燃煤电厂的灵活性,增大调峰深度。【方法】本文以某670 MW超临界一次再热燃煤机组为研究对象,基于Ebsilon 16.4建立热力系统模型,模拟三种储热方案和三种释热方案的组合。通过对比调峰深度、储热功率、㶲效率和热效率等指标,评估不同组合方案的性能。【结果】研究表明,储热工况下,抽取中压缸排汽可显著降低低压缸负荷达78%,且需结合再热蒸汽以提升熔盐温度;电加热储热方案的储热功率最高,可达100.17 MW·h,但熔盐用量较大。释热工况下,逐级加热高压给水可减少抽汽量,最大电负荷提升达7.4%。组合方案分析表明,电加热储热结合逐级加热给水的方案性能最优,其全过程㶲效率达40.71%,热效率为42.3%,调峰深度显著优于其他方案。此外,熔盐工作温度区间对能量利用率影响显著,温差控制可降低㶲损失。电加热储热方案在能量复用率和系统效率方面优于传统抽汽储热,适用于需快速响应调峰的场景;释热时逐级加热高压给水的策略可最大化提升机组灵活性。【结论】本研究结果为燃煤电厂耦合熔盐储热系统的设计与改造提供了理论依据,对新能源消纳与电网稳定性提升具有重要参考价值。

关键词： 辐射管   温度均匀性   黑度  

摘要： 辐射管是一种重要的间接加热设备,被广泛应用于金属热处理、钢坯加热等工艺环节.采用计算流体力学(CFD)技术对辐射管的温度场进行数值模拟,并在相同的操作工况下,对3种常用管型的辐射管的温度均匀性进行对比分析,同时还探讨了壁面黑度对辐射管表面温度均匀性的影响.结果表明:W型辐射管的表面温度均匀性最优,I型辐射管的表面温度均匀性最差;辐射热流量随着壁面黑度的增加而升高,辐射管的壁面黑度在0.7~0.9时,辐射管表面温度均匀性最好.

关键词： 海底滑坡   卷积神经网络   时序预测   灾害预警  

摘要： 海底滑坡作为一种破坏力巨大并且在全世界范围广泛分布的自然灾害,往往会给人类的生命安全产生巨大的威胁。滑坡产生的巨大涌浪会对海洋建筑物造成严重破坏,因此迅速预测和评估海底滑坡所能产生的涌浪大小是防灾减灾工作的关键部分,对海洋资源的开发利用以及人民生命财产安全至关重要。文章以非静压模型(non-hydrostatic wave model,NHWAVE)进行了滑坡涌浪的数值模拟,得到了不同滑坡产生涌浪的数据,并以一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,CONV1D)为基础,训练了滑坡产生涌浪的预测模型。该模型使用了不同测点和不同类型的滑坡数据集进行训练,并使用平均绝对误差等评价指标对卷积神经网络的预测结果进行评估。在使用少量数据集的条件下,卷积神经网络能很好地学习到滑坡涌浪的规律,并且对于数据集中不存在的特征也能预测得到不错的结果,具有较好的泛化能力。模型训练好之后,只要实时输入滑坡发生位置自由表面的水位数据,神经网络就能在短时间内预测出未来下游测点涌浪的时程曲线。通过神经网络预测,可以提前对灾害进行评估,从而采取及时有效的应对措施。

关键词： 水闸   安全评价   红光灌区渠首水闸枢纽工程  

摘要： 本文通过现状调查、安全检测、安全复核,对扎兰屯市红光灌区渠首水闸枢纽工程进行了安全评价,为安全鉴定提供了依据。文中根据工程目前存在的主要问题,对运行管理及除险加固提出了建议。

关键词： 过剩空气系数   加氢反应进料加热炉   数值模拟  

摘要： 文章采用计算流体力学软件Ansys Fluent对某加氢反应进料加热炉进行了数值模拟研究,对5种不同过剩空气系数条件下的辐射炉管表面热强度、燃料燃烧程度、辐射段炉膛温度、辐射段热负荷以及NO_(x)的生成等进行了对比分析,得出了过剩空气系数对加氢反应进料加热炉辐射段性能的影响规律,可为后续加氢反应进料加热炉的工程设计和运行操作提供参考。

关键词： 轴流泵站   内流特性   涡量   柱坐标系   数值模拟  

摘要： 针对小流量工况下立式轴流泵站内部的不稳定流动,采用基于RNG k-ε湍流模型的雷诺时均方法(Reynoldsaveraged Navier-Stokes,RANS),以南水北调东线工程中的某大型泵站为研究对象进行实验和数值模拟研究。结果表明:在小流量工况下,流道内存在不同程度的回流区,回流现象在肘形流道的出口段和虹吸式流道的进口段尤为明显;叶轮和导叶处存在不同尺度的失速涡团和脱流涡团;叶轮轮毂及轮缘附近存在大范围的极值轴向涡量,导叶进口及尾缘附近也存在显著的极值轴向涡量,叶片表面附近存在不同程度的极值周向涡量,这些轴向涡量和周向涡量不仅影响了流动的均匀性,还是导致泵站流动不稳定的关键因素之一。研究成果可为泵站优化设计、高效运行提供理论依据和技术支持。

关键词： 离心泵   空化   温度   熵产理论   数值模拟  

摘要： 该文以离心泵为研究对象,采用一种考虑温度影响的空化数值预测方法,获得不同温度下的离心泵空化及流场特性。研究结果表明:随着水温升高,空化导致的离心泵性能曲线下降提前出现,对应于更大空化数工况;在相同空化数条件下,随着水温升高,叶轮内的空化面积增大。由于空化伴随能量消耗,该文采用熵产理论分析了离心泵流场的能量特性,结果表明:湍流熵产和壁面熵产是叶轮区能量损耗的主要形式,受温度显著影响的是湍流熵产;温度升高促使空化程度加重,导致能量损失增大,且能量损失集中在空泡下游区域、局部流动分离和旋涡区域。

关键词： 瓦斯扩散   瓦斯隧道   瓦斯涌出   数值模拟   瓦斯运移规律   工后处理  

摘要： 为保障铁路隧道的安全运营,预防辅助隧道瓦斯灾害的发生,以某铁路隧道含瓦斯辅助隧道(斜井)工后封闭为研究背景,利用流体动力学(CFD)软件进行数值模拟,揭示不同封闭情况下斜井隧道的瓦斯浓度分布特征及瓦斯运移富集规律。研究结果表明,煤层附近瓦斯浓度最高,由于坡度的存在及瓦斯自身特性,瓦斯从煤层内溢出后,首先向顶部聚集,然后在浓度梯度的作用下向下扩散,上坡段瓦斯浓度大于下坡段瓦斯浓度。只封堵下端面和两端都敞开时,瓦斯浓度低,但最终浓度也在0.05~0.16,接近爆炸极限;其他封堵情况下,最终瓦斯浓度基本高于0.16,大于爆炸极限。在上端面设泄压孔能明显降低与瓦斯浓度,但最终瓦斯浓度仍然较高。应加强对上坡段瓦斯浓度过高区域的监测及通风,并在斜井下端面进行封堵,避免瓦斯气体逸散至铁路隧道正洞。