发电设备

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前沿综述与研究

基于Simulink的高原环境下燃料电池仿真计算

马菡, 安灿灿, 陈红

2025, 39(5): 281-288. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.001

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目前，燃料电池设计主要是为了满足平原使用需求，针对其在高海拔地区输出性能的研究较少。为了拓宽燃料电池的使用场景，基于Simulink构建模型，通过仿真计算的方法定量分析0~3 000 m高度变化对燃料电池单片电压、效率和净输出功率等参数的影响，同时分析不同海拔下空压机工作点的变化规律。结果表明：随着海拔的升高，一方面燃料电池系统的单片电压、效率、净输出功率均有所下降，尤其是在高电流密度下，最大净输出功率降幅超过50%；另一方面，空压机工作点不断向左上移动，在2 000 m海拔、0.3 A/cm²的低电流密度下，空压机工作点已进入喘振区间；在1.5 A/cm²高电流密度下，空压机工作点压比已超出有效范围，即空压机的供气能力不足。针对上述问题，本文提出燃料电池高原性能优化措施，为燃料电池在高原低气压地区的推广应用奠定了理论基础。

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前沿综述与研究

气体燃料控制阀组执行机构特性分析

韩子灏, 戴义平, 王美帆, 张嘉耕

2025, 39(5): 289-296. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.002

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针对某燃气轮机气体燃料控制阀液压执行机构的流动特性进行了系统分析和研究。通过建立液压缸流体域与阀组执行机构的有限元模型，对液压缸内部两腔室和进出口段进行了流动特性计算，并且将液压缸流场作为执行机构所需的边界条件，分析其在流场影响下的静力学特性，得到了压力云图、速度云图和流场流线图。结果表明：液压缸内部流场压力远小于缸体、活塞和活塞杆的材料强度，并且执行机构、活塞杆、前后端盖和与缸体的连接处所承受的最大应力均小于材料的屈服极限，设计符合要求。研究结果可为执行机构的设计提供理论基础，具有重要的工程应用价值。

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前沿综述与研究

在役刚性吊架载荷测定与调整方法研究

蒋豹, 李鹏厚, 马东方, 徐亮, 张书浩, 周书康

2025, 39(5): 297-301. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.003

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建立了在役刚性吊架的有限元模型，并且对其进行了有预应力的模态分析，从而得到了刚性吊架一阶固有频率与所受载荷的对应关系。基于上述关系，通过测量固有频率，间接实现了在役刚性吊架载荷的定量测量。在无轴力作用条件下，将固有频率有限元解与解析解对比，验证了有限元分析方法求解固有频率的准确性。此外，提出了载荷均一性的调整策略，能够将炉顶刚性吊架载荷的不均匀性控制在5%以内，从而显著提高了机组安全运行的能力。

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发电系统分析

配风方式对燃准东煤切圆锅炉燃烧特性及受热面腐蚀影响数值模拟研究

臧炫皓, 吕海陆, 张扬, 王鑫, 吕建燚, 张海

2025, 39(5): 302-307. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.004

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对燃用高碱煤的330 MW切圆燃烧煤粉锅炉开展数值模拟，预测不同假想切圆直径与配风方式等工况下的燃烧特性和受热面易腐蚀位置。结果表明：当假想切圆直径为800~1 000 mm时，随着直径增加，高温区面积呈先增后减再增的趋势，燃烧反应增强；当假想切圆直径进一步增大时，水冷壁腐蚀风险随之增加；相较于均匀配风的基准工况，增大下部喷嘴风量有利于燃料充分混合燃烧；在减小底层风量的配风方式下，底部中心切圆直径增大，上层区域氧气充足，燃烧更充分，炉膛整体温度较其他工况有所上升。此外，CO主要分布于高温区域，在减少中间喷嘴风量的配风方式下，燃烧器区中间层的CO含量较高；炉膛底部与顶层分离燃尽风（SOFA）之间的壁面区域，易发生由SO₂引发的高温腐蚀现象。

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发电系统分析

四角切圆燃烧锅炉深度调峰工况下炉内空气动力场变化分析

范庆伟, 姬晓明, 李敬良, 康晓光, 吴祥龙

2025, 39(5): 308-313. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.005

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研究了四角切圆燃烧锅炉在深度调峰工况下燃烧器出口一、二次风风速的变化特性，并据此分析了炉内空气动力场的变化规律。结果表明：在低负荷工况下，二次风气流对空气动力场的组织能力显著降低，炉膛内燃烧状态处于一种流动与混合均较慢的松散燃烧状态，不利于低负荷稳燃。针对上述问题，提出了可以有效提高低负荷工况下燃烧器喷口二次风风速的改造技术方案，方案具有较强的工程实施价值。

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发电设备优化

基于工程实践的超超临界双切圆锅炉热负荷偏差治理

贺鑫, 马彪, 宁新宇, 刘小龙

2025, 39(5): 314-321. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.006

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针对某1 000 MW超超临界双切圆锅炉的热负荷偏差问题展开研究，揭示其成因并提出综合治理策略。研究表明，热负荷偏差主要由燃烧侧切圆叠加区域形成的“热角”、一次风速与煤粉浓度分布不均、二次风量偏差、垂直水冷壁工质流动不稳定性，以及燃烧器安装角度偏差共同导致。其中，二次风量的分布式控制系统（DCS）值与实际值相反，加剧了后墙区域的高温现象；低负荷工况下，水动力不稳定性进一步扩大了热负荷分布的不均衡性。为此，制定一系列控制措施：优化燃烧系统，差异化调整二次风门，校正燃烧器安装角度，并优化水冷壁入口节流孔圈尺寸。综合治理后，前后墙二次风量分配趋于均衡，水冷壁超温次数减少54.1%，壁温变化速率显著降低，前后墙烟气温度偏差基本消除。研究结果证明，综合治理策略在改善热负荷分布、提升锅炉安全性和运行稳定性方面具有有效性。

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发电设备优化

某350 MW汽轮机组振动故障诊断及治理

刘振刚, 王志勇, 王建, 张华军, 王昊

2025, 39(5): 322-325. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.007

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某350 MW汽轮机组自大修后，汽轮机轴系两端出现振动异常。通过频谱分析振动机理，并结合试验调整数据，发现高中压转子在汽流扰动力和不平衡离心力的共同作用下产生不稳定振动，通过精细动平衡调整降低振动值。励磁机转子因末端轴承刚度不足，在不平衡激振力影响下发生振动阶跃。通过增加末端轴承载荷、降低不平衡激振力的措施，有效解决励磁机转子的不稳定振动问题。

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发电设备优化

汽轮机组润滑油系统调试过程问题分析与处理

孔佑顺, 陈凯亮, 徐宏业, 许继东, 王其

2025, 39(5): 326-331. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.008

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随着大型汽轮发电机组朝着更大容量方向发展，润滑油系统作为关键辅助系统，其可靠性面临新的挑战。系统分析润滑油系统调试过程中的常见问题，包括油压低、油泵联锁延迟、压力信号滞后和系统振动异常等；针对这些问题，通过优化直流油泵起动方式、完善高位补油系统、改进压力测量系统、应用智能振动控制等措施进行系统改进。某530 MW机组的实际应用效果表明，改进后的系统最低油压提高132%，动态响应时间缩短40%，压力波动幅值降低37.5%。

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发电设备优化

基于导管分仓的煤种快速切换系统设计与应用

周祎力, 徐海宾, 严琪, 陈恒

2025, 39(5): 332-336. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.009

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为进一步提升火力发电厂的调峰能力并降低燃料成本，实现多煤种分仓存储和灵活调配，以某650 MW超超临界燃煤机组为研究对象，开展了适用于高参数燃煤机组快速变负荷的原煤仓高低热值煤种快速切换技术研究。同时，结合案例机组生产运行实际，对比分析了分隔板、虾米仓外仓、导管分仓、平行绞龙分仓等方案，并且利用仿真模拟软件辅助方案设计。结果表明：选用导管分仓方案可以实现给煤机高低热值煤种的快速切换，满足系统的高效经济运行要求。

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数字化与智能化

AI技术在电力设计企业数字化转型中的应用研究

马艳, 张梦琰

2025, 39(5): 337-341. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.010

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立足电力设计行业业务应用场景，深入剖析行业数字化、智能化升级路径。首先，阐述人工智能（AI）领导体系的重要性及组建方案；其次，基于企业特点打造覆盖行政办公、业务管理、设计生产以及客户服务等方面的AI多应用场景。通过AI应用，企业可以全面提升设计质量与工作效率。在技术实施层面，分析了当前主流大模型模式的原理、特点及典型应用，给出了电力设计企业的选择及实施原则。系统化的AI技术应用框架有助于提升企业设计质量与效率，对传统电力设计行业的数字化转型升级具有借鉴意义。

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新能源技术

离网风光柴储互补发电系统在发电厂灰场管理站的应用

年泓昌, 周龙

2025, 39(5): 342-346. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.011

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介绍了某发电厂灰场管理站离网风光柴储互补发电系统，涵盖其基本组成、工作原理及主要设备的特点。该发电系统综合考虑当地自然条件、风光资源、用电需求和储能系统特性等，选择较合理的容量配置，在保证供电连续性和合理性的同时，有效提高风能和光能的利用率。该发电系统能够提供低成本、高可靠性的电源，通过自发自用模式，充分满足灰场管理站的生活和生产用电需求，取得了良好的应用效果，适用于地处偏远、无电源的发电厂灰场管理站。

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新能源技术

老旧风电机组变流器超温分析及处理

廖国权, 贺强, 李皎, 赵海, 卢利健, 吕瑞明

2025, 39(5): 347-350. https://doi.org/10.19806/j.cnki.fdsb.2025.05.012

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为系统解决老旧风电机组变流器超温问题，以某运行10 a以上的1.5 MW风电机组为例，根据该类型风电机组变流系统现有主要缺陷、故障，结合冷却散热方式，提出冷却系统改造方案。通过对比分析改造前后机组实测数据，证实改造措施能够有效降低变频器的运行温度，大幅减少故障发生频率，显著提高风电机组运行的可靠性。实践证明，改造中应用的两相流散热技术成熟、可靠，经济性良好。

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