摘要：声波团聚技术是利用高强声场的作用使颗粒物发生相对运动从而碰撞并凝聚,大幅减少悬浮的颗粒物。当今城市地下电缆一旦发生火灾将造成巨大的生命及财产损失。在火场应用声波团聚技术能够大幅提高火场的能见度,有助于人员逃生。文章研究了超声场下消除地下电缆火灾烟雾的效果。首先设计了一款频率为18 kHz的气介式换能器,并对其进行模态分析;随后加工了声源,测试其发声效果。结果表明,换能器在开放空间及团聚室内声压级最高分别可达154.1 dB及158.7 dB。开放空间下输入功率越高、越靠近圆盘中心,声压级越高;团聚室内中间监测点处由于壁面及底部反射作用声压级最高。团聚实验结果表明,在声压级为155 dB、初始透光率为8%时,对于液相烟雾及电缆烟雾,分别在5、15 s内透光率达到60%,这表明在超声场下,团聚效果显著,且团聚效果随声压级的增大而增大。

摘要：由于城市建设的需要,越来越多的城市采用地下电缆隧道输送电力,隧道火灾事故严重威胁城市安全与电力输送。电缆火灾生成的烟雾是妨碍消防人员施救过程的重要因素,现有的烟雾控制方法主要从隧道的通风角度出发,考虑如何快速将烟雾排出隧道,主要包括自然排烟与机械排烟2大类,均存在一定的局限性。声波团聚技术是一种利用高强声场快速消除气溶胶的处理技术,已有文献表明该技术可有效消除聚苯乙烯燃烧烟雾。本文进行了声波团聚技术消除电力隧道火灾烟雾的实验研究。采用TSI 3330光学粒度仪测量火灾烟雾颗粒粒径,结果表明,VV电缆烟雾的粒径主要分布在1μm附近,而YJV电缆烟雾除了1μm左右的细颗粒外,还包含了较多0.3μm的亚微米颗粒。测试水平敷设、垂直敷设条件下电缆火灾烟雾的产烟特性,电缆外护套层、填充层及绝缘层的产烟特性,电缆持续受热、受热20 s和受热50 s情况下的产烟特性,并通过测量透射光强度计算其烟雾透光率、能见度、产烟速率等参数。结果表明,电缆材料对其燃烧产烟影响较大,VV电缆产烟量较大,燃烧约60 s后其透光率便降至0.2附近,而YJV电缆的产烟量少于VV电缆;水平燃烧时,其整体烟雾透光率低于垂直燃烧;电缆外护套层材料燃烧后产烟量最多,约60 s时透光率降至0附近,团聚室内充满了大量白色烟雾。设计并搭建了声波团聚消除电力隧道烟雾的实验平台,由信号发生器产生正弦信号,经功率放大器放大后,通过驱动压缩式驱动器发出高强声波,分析有、无声波作用下电缆火灾烟雾的透光率变化。实验表明,声波团聚能够迅速提升电缆火灾烟雾的能见度,当声功率为12 W、频率为1.5 kHz时,仅需0.2 min便可使团聚室的透光率提升至0.6,达到人员逃生阈值。声波消烟过程中,声频率是关键参数。电缆火灾烟雾的团聚效果对声波频率十分敏感,最佳频率为1.5 kHz,偏离最佳频率越多,声波团聚的效果越差;声功率对消烟效果影响较大,声功率越大,消烟效果越佳,当声功率达到一定程度时,团聚效率提升速率减缓。

摘要：对1台HP型中速磨煤机建立了完整的几何模型,模拟了内部气-固2相流动情况。模拟结果表明,磨煤机内最高风速和最大阻力均出现在风环叶片区域,因此该叶片角度是重要的设计参数;随着动态分离器转速的提高,磨煤机阻力略有提高,但幅度很小,而一次风量对磨煤机阻力的影响更大。模拟再现了煤粉颗粒粗细分离过程,粗颗粒被分离下来,重新进行研磨,而粒径合格的煤粉则被气流带出磨煤机。煤粉的分离效率主要受动态分离器转速影响,转速越高,磨煤机出口的煤粉粒径越小。模拟得到的煤粉分离效率曲线与设计值非常吻合,表明计算模型可靠,能够为磨煤机变工况运行特性及设备改造等提供依据。

摘要：针对1台存在严重高温腐蚀问题的660 MW超超临界参数锅炉进行了贴壁风方案设计及工程应用研究。首先,对改造前水冷壁区域的贴壁气氛进行了测试,发现主燃区侧墙处于很强的还原性气氛,是发生严重高温腐蚀的主因。随后,提出了高速直流贴壁风改造方案,在前后墙各布置4层喷嘴,采用一次风为风源,以10°夹角斜向送入高温腐蚀严重的区域,并采用数值模拟对该方案的实施效果进行预测分析。最后,在该锅炉上实施了改造方案,进行了现场实际测试,发现改造后主燃区贴壁O_(2)体积分数度由1.0%大幅提高至2.7%左右,同时CO和H_(2)S浓度分别降低了约70%和85%,效果显著。测试结果还表明,贴壁风系统的投运未对锅炉性能和尾部污染物排放特性产生影响。

摘要：设计了一种千瓦级新型甲烷重整制氢反应器,采用固态氧化物燃料电池尾气供热,充分利用尾气中的余热和可燃成分,构成紧凑的高效天然气发电系统。采用计算流体力学(CFD)对反应器内燃烧及重整反应进行了数值模拟,结果表明:固态氧化物燃料电池阳极和阴极尾气能够在反应器中稳定燃烧,形成1 486℃高温火焰,为甲烷水蒸气重整反应供热;重整管内水蒸气和甲烷体积分数沿程不断降低,由于水蒸气过量,出口处水蒸气体积分数为35%,出口氢气体积分数为45%,甲烷转化率达到90%左右;镍催化剂具有很高的导热系数,因此重整管内外温差小于15℃;利用实验获得了反应器内温度、甲烷体积分数及甲烷转化率等数据,对比模拟结果验证了数值模拟的准确性。

摘要：针对地下电缆发生火灾时面临的消烟手段不足问题,采用数值模拟技术,设计了一款能够在空气介质中工作的高强超声波换能器。将此换能器作为超声声源,进行了超声波团聚消除电缆烟雾颗粒试验,研究了在声波作用下固相及液相烟雾的透光率及能见度的变化。结果表明:该换能器工作稳定,谐振频率为20 kHz左右,声压级可达150 dB;高强超声场能够迅速提高电缆火灾烟雾的透光率及能见度,当团聚对象为固相颗粒火灾烟雾时,50 s作用时间后,火场能见度可达到人员逃生阈值;当团聚对象为液相颗粒火灾烟雾时,12 s时即可达到人员逃生阈值。

摘要：为提高气溶胶颗粒物的声波团聚效果,创新性地设计了一种具有气声分离特性的气流声源。新声源使乏气从侧面开口排出,避免了对团聚效果的影响。通过实验研究了侧面开口尺寸对号角出口处气流量与声压级的影响,发现侧面开口尺寸对乏气排出及声压级有较大影响,当侧面开口尺寸约为6.5 mm时排气效果较好,此时在0.3 MPa驱动压力下声压级可达159.6 dB,同时乏气已基本全部从侧面开口排出。利用该声源对超细液滴气溶胶进行团聚实验,结果显示,声源驱动压力越大,声压级越大,气溶胶受声场作用力越强,颗粒间碰撞几率增大,团聚速率越快;初始气溶胶浓度越高,前期团聚效果越好,透光率增长速度越大,而后期团聚效果则趋近一致。

摘要：为了实现长期有效的炉内受热面壁温测量,设计了基于压缩空气冷却保护的温度测量技术方案,并通过数值模拟手段进行验证。探索了冷却空气速度和管径对冷却效果的影响,从而给出了性能参数调整和优化建议。研究结果表明:测温系统中的冷却空气压降随流动速度的增加而急剧增大,当流速达到30m/s时,压降达到0.75MPa,接近使用极限;热电偶引线平均温度则随流速增加呈线性减小,而流速对热电偶测点处温度的影响可以忽略。此外还分析了冷却保护管管径的影响,当管径过大时热电偶引线温度会超标,过小则会导致入口压力过高,管径为25 mm时较合适。

摘要：为解决燃煤锅炉空预器堵塞的问题,设计了热二次风循环加热空预器冷端的防堵方案,在二次风分仓内加入一个5°的扇形区域,将一部分热二次风引到空预器二次风冷端,分解冷端的沉积物。同时绘制了该空预器的物理模型,对改造前后空预器的温度场进行计算。结果表明改造后空预器的排烟温度提高了7℃,一次风和二次风降低了2℃~5℃。改造后空预器的换热元件冷端温度提高了33℃,加热风仓最低风温从40℃提高到200℃,为硫酸氢铵沉积物的分解提供了足够的温度条件,提高了机组运行的安全性和经济性。

摘要：为提高锅炉内过热器壁温测量的准确性,基于数值模拟方法对集热块参数设计和安装方式进行了研究,分析了多种参数对测温偏差的影响及作用机理。研究结果表明:集热块无保温时,测量温度与管壁1/2处偏差为39.3℃,增加保温后,测量偏差降低至14.6℃,说明保温作用能显著提升测量准确性。此外,集热块结构参数主要是通过改变传热效率影响测温准确性,其随集热块高度和焊接坡口尺寸增大而减小,随集热块厚度和孔径减小而增大。该研究可为集热块的设计与安装提供指导,在集热块安装时需做保温处理;而集热块结构参数对测量准确性的影响相对较小,此时应更多考虑集热块的结构强度和加工制造成本。