循环流化床发电

• 超级芦竹在CFB燃烧过程的积灰特性实验研究

  袁家睿;李建波;龙潇飞;郭子鹏;王泉海;卢啸风;

  超级芦竹是一种新型能源植物，具有固碳能力强、发热量高的特点。为研究超级芦竹燃用过程的灰沉积问题，在小型（0.2 t/d）循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）上进行了超级芦竹的纯燃以及其与煤共燃的实验，利用空冷取样探针，结合扫描电子显微镜耦合能谱仪（SEM-EDS）、X射线衍射仪（XRD）及FactSage 8.2热力学计算软件，研究了燃烧过程的积灰特性。研究结果显示，超级芦竹在CFB纯燃时，取样探针上形成致密烧结灰层。灰层富含碱金属钾（K）且主要以KCl、K_2SO_4等低熔点矿物存在。同时，氯元素（Cl）的存在也导致取样探针发生严重腐蚀。当超级芦竹与煤耦合燃烧时，沉积灰中的K、Cl、硫（S）含量及对应的低熔点硫酸盐/硅酸盐含量逐渐降低，受热面积灰倾向明显减弱。同时飞灰中高熔点钾/钙/钠硅铝酸盐含量相应地增加，飞灰灰熔融特征温度得以提升，研究结果为CFB清洁高效利用超级芦竹提供了可行性借鉴。

  2024年03期 v.39;No.180 185-196页 [查看摘要][在线阅读][下载 1821K]
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• 燃煤电厂烟气湿度控制对颗粒物采样结果的影响研究

  李博韬;李振;程宇扬;覃寅峰;越柯;胡冬梅;闫雨龙;彭林;

  为探究超低排放改造后燃煤电厂高湿烟气对低浓度颗粒物采样结果的影响，利用扩散干燥管控制湿度，可降低因蒸气凝结而产生的颗粒物转移损失。在实验室搭建烟气发生装置模拟电厂高湿烟气，研究相对湿度对低浓度颗粒物测量结果的影响，并对循环流化床燃煤电厂高湿烟气中低浓度颗粒物进行现场测试。结果表明，在电厂使用常规采样方法采集到的TSP、PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度分别为2.73 mg/m~3、2.18 mg/m~3和1.69 mg/m~3，控制烟气相对湿度在95.1%～96.4%后，所采集到的TSP、PM_(10)和PM_(2.5)质量浓度分别为相对湿度98.2%时的1.36～1.65倍、1.24～1.96倍和1.03～2.20倍。水溶性离子NH_4~+、Cl~-、SO_4~(2-)为采样电厂颗粒物中主要组成部分，约占总离子数的88.3%～99.7%。经扩散干燥管控制湿度后，采集到的颗粒物中TSP、PM_(10)和PM_(2.5)水溶性离子总质量浓度分别为采用传统方法时的1.72倍、1.82倍和1.74倍。实验证明了燃煤电厂颗粒物采样中使用扩散干燥管控制烟气湿度可降低凝结损失，提高颗粒物的采集效率和测定结果的准确性。

  2024年03期 v.39;No.180 197-209页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K]
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• 粉煤灰/污泥灰协同固化Pb²⁺或Zn²⁺的实验研究

  李强;邱瑞芳;

  以粉煤灰和污泥灰为原料，通过碱激发制得地聚物，协同固化Pb~(2+)和Zn~(2+)。研究了Pb~(2+)或Zn~(2+)掺量对地聚物固化体Pb~(2+)或Zn~(2+)浸出效率和抗压强度的影响，利用扫描电子显微镜（SEM）对固化体表观形貌进行了观察和分析，结合X射线衍射仪（XRD）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）分析了固化体的化学结构，通过对Pb~(2+)或Zn~(2+)在3种浸出液中的浸出动力学模拟，初步探索了粉煤灰/污泥灰协同固化Pb~(2+)或Zn~(2+)的机制。结果表明：粉煤灰/污泥灰基地聚物对Pb~(2+)和Zn~(2+)具有良好的固定效果，当Pb~(2+)或Zn~(2+)的掺量为0.25%时，固化体在28天最高抗压强度分别达到56.1 MPa和62.2 MPa；在3种浸出液中，Pb~(2+)或Zn~(2+)的固定率大多在99%以上。通过微观分析得知，Pb~(2+)或Zn~(2+)是以羟基配合离子的形式被物理封装在地聚物内部结构中。Pb~(2+)的浸出过程符合球体内扩散模型，反应表观活化能为18.81 kJ/mol;Zn~(2+)的浸出过程受界面扩散和界面反应的混合控制，反应表观活化能为30.95 kJ/mol。该结论可为煤气化渣和污泥等大宗固废的无害化处理和资源化利用拓展新途径。

  2024年03期 v.39;No.180 210-220页 [查看摘要][在线阅读][下载 4348K]
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电力系统

• 基于变步长精细积分法的电磁暂态仿真计算方法

  李娜;

  随着大规模新能源的并网以及新型电力电子器件的应用，电力系统数字仿真的复杂性不断提高，电磁暂态特性也变得日趋复杂。电力电子系统在进行电磁暂态仿真时，会遇到很多不连续现象和状态突变现象。在计算时，变步长精细积分多步法可以通过对步长的调节，使每一段步长达到要求的计算精度。为克服在不连续情况下由状态变量突变引起的数值波动，进一步优化电磁瞬态模拟，拟利用基于Adams线性多步法的精细积分法，并通过误差估计实现对非均匀项的自适应逼近。在MATLAB/Simulink仿真平台利用理论分析法进行数值模拟，结果表明，所提算法可以有效地提高电磁暂态计算效率和计算精度。该方法弥补了实际应用中传统的临界阻尼调整算法“忽略”不连续问题这一漏洞。

  2024年03期 v.39;No.180 221-230页 [查看摘要][在线阅读][下载 1528K]
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• 计及分时电价下的楼宇光储系统成本效益分析

  周子杰;熊瑛;倪子华;向昆;范李平;姚俊伟;马辉;

  近年来，楼宇光储系统颇受关注，但对影响楼宇光储系统经济收益的因素分析不足，同时缺少综合性经济评估方法。综述了已有的相关文献，着重考虑从分时电价、储能寿命以及系统容量配置优化等三方面展开分析，提出了基于以上三因素的楼宇光储系统成本效益模型，并以净现值为基准对楼宇光储系统进行成本效益分析。以某楼宇内的光储系统为案例，采用所提模型进行成本效益分析，得到配置优化前后的净现值，并以此为基础分析其经济性。仿真结果表明，优化后系统能够更快地回收前期投资，且净现值也得到了明显的提升，但整个系统的获利能力主要取决于光伏，储能的获利只占小部分。由于未考虑向电网售电的获利情况，因此在仅考虑能源自耗和减少能源账单支出的情况下，储能的盈利能力约为光伏的16%左右。

  2024年03期 v.39;No.180 231-238页 [查看摘要][在线阅读][下载 1126K]
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• 新能源电厂接入谐振接地系统的动态接地分区域选线技术研究

  匡扶正;

  针对分布式新能源电厂接入传统谐振接地系统导致过电压保护失灵的问题，提出了一种基于动态接地方式的分区域选线技术。首先，分析了分布式新能源电厂的接入对传统谐振接地系统的影响；其次，针对配电网谐振接地系统的缺陷，将传统的谐振接地系统改造为动态接地系统，并采用分区域的选线方法，在分布式电源与系统中性点之间采用零序电流差动选线，其他区域采用零序电流幅值比较法选线；最后，在MATLAB/Simulink中对该方案进行了仿真验证。仿真结果表明，在动态接地方式下，发生永久性接地故障时，无论接地过渡电阻大还是小，该方法均可以有效地判定故障线路或者故障区域，缩小停电范围。所提方案具有一定的工程应用价值。

  2024年03期 v.39;No.180 239-247页 [查看摘要][在线阅读][下载 1194K]
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• 变电站直流电源绝缘监测系统的改造分析

  解红刚;

  直流电源系统是变电站重要的公共系统，为全站运行的各种继电保护及安全自动装置提供工作电源，为控制系统提供稳定的操作电源。随着设备运行年限的增长以及配电网运行新技术的发展，绝缘监测系统的问题凸显，难以满足电力系统发展的需求。为保证直流电源系统安全稳定运行，综合分析了绝缘监测系统的现状和存在的问题，通过对传感器技术、数据采集和传输技术的优化方法，以及对数据处理和分析算法改进等方面进行研究，提出了基于快速傅里叶变换算法的纹波监测方法、交流窜入直流监测手段以及直流母线监测方法的优化方案。通过现场试验以及系统仿真，证明了改造后的监测系统能够更准确地监测绝缘状态的变化。与传统绝缘监测系统相比，改造后的绝缘监测系统具有更高的可靠性和准确性，提升了系统整体性能，强化了电力系统的可靠性和安全性。同时探讨了绝缘监测系统改造重点环节，为同类变电站改造提供了参考案例。

  2024年03期 v.39;No.180 248-254页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K]
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电力建设

• 交流大跨越线路改直流运行关键技术的研究及实践

  张瑞永;奚海波;吴锁平;贾振宏;李金科;

  通过将交流大跨越线路改为直流运行，构建具有“内嵌式”直流系统定位和“扩展背靠背”的功能定位的系统网架，提升现有输电通道的输电能量密度，实现送受端220 kV分区柔性联络。针对镇江五峰山大跨越线路不改变杆塔结构的要求，根据绝缘子的爬距确定满足污秽要求的直流电压，并进行操作过电压、雷电过电压、直流跳闸率和通航高度的校核，同时进行了线路增容改造及导线排列方式优化。五峰山“交改直”改造工程的运行情况表明，将220 kV交流大跨越线路改为±200 kV直流运行后，其输送容量可达到原交流线路的4.8倍，有效解决了过江输电瓶颈问题，挖掘了长江大跨越线路的输电潜能。这一创新性示范方案为解决电网发展难题提供了有益的方案，尤其对于国内新增通道代价高昂或实施困难的场景具有重要意义。

  2024年03期 v.39;No.180 255-263页 [查看摘要][在线阅读][下载 1406K]
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• 泥质含量对隧道断层破碎带注浆加固体的力学性能影响试验研究

  戎密仁;庞银萍;马骁;耿东阳;冯超;

  为研究隧道断层破碎带注浆加固体中泥质含量对其加固效果的影响，根据泥质体积与试件体积占比制备不同泥质含量的试件，通过单轴压缩试验分析其力学性质，利用高速摄像技术记录压缩过程中试件裂纹演化规律，并从裂纹扩展角度探讨泥质体积含量对加固体强度的影响原因。研究表明：（1）加固体的强度并非是泥质含量越少就越高，单轴抗压强度最大值为泥质体积占试件体积1/4时。（2）加固体试件破坏过程可分为2个阶段，(1)无贯穿骨料产生阶段，此时裂纹扩展路径和总长度与抗压强度呈正相关；(2)贯穿裂纹产生阶段，贯穿骨料裂纹总长度与抗压强度呈正相关，与裂纹总长度相关性很小。

  2024年03期 v.39;No.180 264-271页 [查看摘要][在线阅读][下载 1219K]
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• 复杂环境下双曲线冷却塔塔筒开槽拆除方案的设计与数值模拟

  陈良;崔建秋;李华锋;景晓斌;杨洪亮;蒋华;

  某双曲线冷却塔周边环境复杂，场地狭窄、重要设施较多，若采用传统爆破方式拆除施工难度大、安全风险高、费用昂贵，需采用其它拆除方式。采取在双曲线冷却塔塔筒开槽设水平切口，利用冷却塔自重失稳引发倒塌的方式进行拆除。利用ABAQUS有限元分析，对不同开槽角度下的冷却塔倒塌过程进行非线性数值模拟，分析冷却塔在塔筒开槽情况下倒塌的模式与影响范围。仿真计算结果表明，开槽角度达到90°时，冷却塔可以在自重作用下自行倒塌，计算倒塌时间为9.339 s，工程倒塌影响范围约30 m。冷却塔拆除工程的施工与数值模拟的形状和过程基本一致，由于施工时破拆机械对壳体有明显的扰动，且开槽中心位置正上方设有卸荷槽，实际工程倒塌过程短于模拟时间。冷却塔的开槽倒塌数值模拟和经验可为冷却塔正向设计提供参考。

  2024年03期 v.39;No.180 272-280页 [查看摘要][在线阅读][下载 2425K]
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