16mn无缝管输电线路覆冰形成机理的研究

对于输电线路的设计、覆冰的预报预警、防安全运行的保证等方面，16mn无缝管输电线路覆冰形成机理的研究覆冰引起的各造成了经济损失。开展输电线路16mn无缝管覆冰机理及模型的研究。有着重要的理论意义和工程实际价值。论文主要的工作和成果有:1首先，以流体力学理论为基础，建立了空气与过冷却水滴运动的控制方程，提出了碰撞系数的计算方法;其次，以传热学为基础，完善了现有的导线表面覆冰热平衡方程，提出了改进的冻结系数计算方。但是目前关于16mn无缝管输电线路覆冰形成机理的研究仍存在问题，16mn无缝管覆冰理论不够完善，并未建立准确有效的覆冰模型。本文针对输电线路覆冰过程中的关键问题，系统研究了输电线路覆冰的机理及模型。2针对目前大多使用简化圆形模型代替实际导线横截面这一问题，建立了导线绞合新模型，并计算了相同外界条件下应用两种模型得到总碰撞系数，分析了圆形模型的误差;同时，分析了导线表面形状对总碰撞系数的影响。结果表明:基于圆形模型计算的总碰撞系数要小于绞合模型，导致终覆冰质量和覆冰形状计算结果产生较大误差;外层导线数量决定的导线表面形状会影响总碰撞系数，并且随外界环境条件的变化而变化。因此，为保证16mn无缝管计算结果的性，需使用实际绞合模型;设计输电线路时，可以考虑选取的16mn无缝管外层导线根数和布置形式，以减小导线的覆冰质量。3针对现有理论不适用于低风速条件下大直径导线的覆冰碰撞系数计算这一问题，通过建立包括非定常曳力项的水滴受力方程，同时考虑水滴整体尺寸分布，修正了原有总碰撞系数的计算理论;风洞实验室内进行了多组低风速条件下大直径导线的覆冰实验，通过对比实验值和理论值，验证了16mn无缝管修正理论的正确性。4针对现有水滴特征尺寸无法兼顾计算简便性和高精度这一问题，提出了一种新的水滴特征尺寸—体积加权直径，该尺寸不但计算十分简便，而且具有很高的计算精度。与常用的水滴中值直径相比，体积加权直径的精密度更高，计算碰撞系数时造成的相对误差保持在10％左右;而使用水滴中值直径造成的相对误差可达90％，小不到1％，变化十分。当总碰撞系数较小时，体积加权直径的度更高。另外，从数学角度分析了体积加权直径具有较高度的原因，并分析了其适用的局限性。5首先，建立了分裂导线的覆冰模型，计算了各分导线的覆冰质量和形状，然后与单根导线的覆冰进行了对比，分析了各分导线对覆冰过程的相互影响，后通过实验验证了分析结果的正确性。对于双分裂导线来说，当风向与两根导线的连线不在同一直线上时，迎风导线不影响背风导线的覆冰情况，两根导线的覆冰情况均与单根导线一致，可以按照两根的导线分析;当风向与两根导线的连线在同一直线上时，受到结果表明:对于分裂导线中的迎风导线，其覆冰情况与单根导线基本一致，即两者的覆冰质量、覆冰厚度和覆冰形状是基本相同的且这种影响会随着导线间距的增加不断减弱，背风导线的覆冰程度逐渐增强。随着我国燃煤发电企业由高耗能、高排放、低效率的粗放型发展方式向低耗能、低排放、高效率的绿色发展方式转变，煤电机组的节能运行工作日益受到重视。然而，电力结构，新能源装机增加，迫使国内现役大部分煤电机组承担调峰任务，负荷率走低，机组运行能耗偏高，煤电机组日常运行节能提效压力增大。因此，开展煤电机组能效状态评价与诊断技术研究对我国工业节能和煤电机组健康发展具有重要意义。详细分析了机组日常运行时，各参数对机组能效状态的影响及指标之间的耦合规律，构建了描述机组能效状态的层次化的指标体系;充分挖掘机组历史运行数据，确定了能效基准状态，构建了能效状态实时评价模型;研究了能效状。本文着眼于现役煤电机组能效状态评价与诊断理论与技术的研究，提出了能效状态的概念，并在此基础上开展了一系列的能效状态评价与诊断方法与关键技术的研究。首先，基于系统科学理论，构建“系统-子系统”层次化的热力系统结构树。结合领域知识与热力学定律，选取能反映煤电机组能效状态的主要指标，并由低层次到高层次逐步整合，构建能效状态指标体系，并通过有向图的形式将各能效状态指标之间的相互影响关系清晰地表达出来，为能效状态评价与诊断提供基础。其次，基于所构建的能效状态指标体系，

以机组历史运行数据为基础，结合数据统计方法、数据挖掘技术，进行了两方面的研究应用:1考虑到机组调峰运行工况多变这一客观情况，基于数据挖掘技术，确定了机组能效基准状态:接着，能效状态诊断理论的基础上，16mn无缝钢管结合符有向图与领域知识，构建了能效状态异常事件诊断知识库，分析并诊断引起能效状态异常的运行类和设备类原因，为机组运行提供策略的同时，定位异常发生的位置、模式及原因，并给出相应的处理决策。依托浙能国华宁海发电厂超超临界百万湿冷机组，开展机组能效评价与诊断系统的研究工作，采用大型关系数据库Oracle10.0g基于B/S架构模式设计并开发超超临界百万机组能效评价与诊断系统，以推进煤电机组能效状态评价与诊断研究工作的技术成果转化和工程应用。但是支撑其炉内声学理论研究却长期处于落后水平，如强声波在炉内的非线性传播特性、声波在炉内含颗粒烟气介质中的传播特性、声波作用下颗粒表面的振荡流场特性、声波对颗粒的传热传质特性的影响，以及声波对燃烧过。后，将煤电机组能效状态评价与诊断技术框架应用于工程实践。铝板电站锅炉炉内“声波影响燃烧技术”利用声学理论和技术来提高燃烧和热量转换效率的重要技术。

本文推导了声波的非线性波动方程，研究了位于可听声段的强声波在电站锅炉中的非线性传播特性。基于简单波假设理论，对声压级达到160dB强声波传播过程发生畸变和谐波生成进行了分析研究，并计算了不同声波的冲击波形成距离;计算得到炉内流体介质中伯格斯方程的严格解，研究了发生非线性效应与耗散效应。研究了可听声范围内声波在电站锅炉含颗粒介质气体中的传播机理，建立了电站锅炉含颗粒介质气体中的声衰减系数计算公式以及声速公式，得到声衰减系数、声速与声、颗粒介质体积分数、颗粒粒径及烟气温度的关系。根据多体多次散射理论，对颗粒介质体积分数较大的循环流化床锅炉中的声传播特性进行了讨论，并对其声衰减系数以及声速进行了修正。分析了声场中炉内煤颗粒的夹带特性以及声波作用下的次级效应-声流，并在此基础上，研究了声波作用下煤颗粒周围气体的振荡流动特性（文中入射波的振荡幅值远大于颗粒特征长度，同时声雷诺数小于20根据所求得通用微分方程的解，详细分析了不同声雷诺数与斯特劳哈尔数的情况下，颗粒壁面的流场分布、轴向压力梯度、切向应力以及分离角的分布规律。基于二维轴对称、非稳态，层流的质量、动量和能量守恒方程，研究了声波作用下夹带在烟气中单颗粒煤粉的传热特性。分析了声压级范围为145167dB分别为50Hz1000Hz以及5000Hz时，16mn无缝管颗粒壁面的温度场、局部努赛尔数、表面平均努赛尔数以及时间-空间平均努赛尔数的分布规律;同时还探讨了声波作用下烟气中滑移单颗粒煤粉的传热传质特性（颗粒与烟气之间有的滑移速度）分析了声压级范围为150170dB可听声范围中，以及在声质点速度与滑移速度的不同速率比情况下，颗粒局部努赛尔数、表面平均努赛尔数以及时间-空间平均努赛尔数的分布规律。并对声波强化颗粒的传热特性进行了实验研究，所得结论验证了理论研究的结果。本文所得结论为声波应用于电站锅炉中强化煤颗粒燃烧提供了依据。国火力发电占全国总发电量的百分之八十以上，其高能耗特点在国家节能减排下频频被推向风口浪尖。多年的电力结构，16mn无缝管确立了超(超)临界高参数大容量机组的未来火电主力地位。本研究进一步发展了大型燃煤电站机组的能量系统过程节能理论，全面揭示了机组内部能耗的空间分布，准确计算了各设备系统的能耗作用与节能潜力，深入探讨了机组结构与可变参数的同步问题，基本明确了多目标条件下可行域边界的变化情况，可为燃煤电站机组系统的集成和提供一定的指导意见。首先，详细介绍了计算能量系统能耗分面的量化方法，包括的炯分析和单耗分析方法，以及结合前两者的改进单耗分析方法;介绍燃煤发电机组的降耗时空效应，并将燃煤发电机组的发电过程按功能进行划分，此基础上提。其次，基于“燃煤发电机组热力过程降耗时空效应”概念，结合改进单耗分析与热力学参数对比，为机炉耦合的流程创新提供了理论支持;提出了结合有机朗肯循环与机炉耦合相结合的新型流程创新方案;应用热过程降耗时空效应。因此，完善和探索机组的热力学性能研究与集成方法，对大型燃煤电站机组的节能降耗有重要意义。后，研究机炉耦合改进方案在复杂边界条件下的性能变化特性。通过计算多变边界条件下的机炉耦合能耗规律，主要是负荷条件变化时的设备与热力过程能耗和降耗时空效应分布，为燃煤发电机组的宽负荷运行及灵活性改造提供参考意见。研究过程中，充分考虑了实际设计中的约束条件，因此所形成的方法可为大型燃煤发电机组提供具体可行的运行策略和设计方案提供参考。能源是人类各项活动的重要物质基础。过去几十年中，国经济飞速发展，但由此也带来日益显著的能源及环境问题。目前我国火力发电主要的原材料是煤炭，然而对其极度依赖，不仅将面临着资源日益枯竭的困境，还导致了较为严重的SOxNOx粉尘等大气污染物以及CO2排放，随之而来的环境问题，如雾霾、酸雨、气候变暖等也日益严峻，严重危害到周边居民的身心健康。因而，研究和发展不依赖于煤炭的发电技术，具有重大的现实意义。其中，以气体燃料为工质的燃气轮机发电技术，不仅能解决钢铁工业的电力生产问题，而且在节能减排和环境改善方面也有所突破。燃气轮机是一种锅炉式热力发动机，把热能转换为机械能，并使用连续流动的气体作为工质。初应用在航空发动机领域，之后在能源、国防、交通等领域获得广发应用，成为这些领域高新科技的核心装备。燃气轮机课题研究的是燃烧器的设计和性能分析，

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