为了优化热电厂锅炉风机的控制效果、提升燃烧效率和能效水平，开发适用于锅炉风机的频率预测模型。分别采用风机性能法和锅炉工况法构建预测模型，并基于实际数据对2种模型进行验证。结果表明：相较于风机性能法，锅炉工况法在风机频率预测方面的准确性更高，一次风机和二次风机频率预测的相对误差分别降至0.03%和0.39%。因此，采用锅炉工况法建立的预测模型可为热电厂运行人员提供更可靠的风机频率预测结果，有助于实现锅炉风机运行的优化控制，降低风机能耗，提高热电厂整体生产效益。

针对高海拔条件下定子线棒及绕组存在的起始放电场强偏低、易出现电晕的问题，开展了定子线棒及绕组防晕性能研究工作。首先，分析不同海拔对定子线棒端部起始放电场强的影响；其次，介绍防晕材料的关键参数取值范围、防晕结构优化设计的基本要求、定子线棒导线角部场强分布以及导线槽部等电位层处理技术；最后，介绍定子绕组端部防电晕技术，并分析定子绕组端部对地距离对端部放电的影响。研究结果表明：单根定子线棒防晕技术和定子绕组防晕技术为提高高海拔冲击式机组定子线棒及绕组的防晕性能奠定了良好的基础。

随着火电机组向着高参数、大容量方向发展，汽轮发电机组运行中需要监测的数据日益增多，目前广泛应用的专家诊断系统已严重影响故障判别精度。为此，基于深度学习技术，提出一种新的汽轮机故障诊断方法。首先，利用自编码网络对原始信号进行重构输出；其次，利用卷积神经网络（CNN），通过卷积和池化操作减少全连接层的输入参数数量，同时提取数据特征，并将它们组合成更深层次、更高维度的数据；最后，通过全连接层进行输出预测分类。工程应用结果表明：该方法能够在多种工况下自适应提取汽轮机系统不同故障位置、不同故障类型的特征，并准确识别设备健康状况，其判别精度显著高于目前广泛应用的专家诊断系统。

建立准确、高效的火电厂源侧的综合能源系统模型，有助于优化系统管理过程，提高运行的安全性和经济性，是火电厂规划改造的重要参考。提出一种基于前馈神经网络的火电厂源侧综合能源系统数字孪生运维模型，该系统以火电机组为核心，在输入端耦合生物质气化、垃圾气化、干化污泥3种可再生能源，在输出端供应冷、热、汽、电4种能源产品；利用物理模型给出的计算数据对前馈神经网络展开训练，计算其最优超参数，进而构建相应的神经网络模型，最终形成数字孪生模型。通过与物理模型对比验证，证实该数字孪生模型计算准确度良好、计算效率较高，能够在毫秒级时间尺度完成预测。

为实现热电机组耦合电锅炉运行模式下的调峰经济性评价及调峰决策指导，建立机组调峰决策模型。通过数据挖掘技术和反向传播（BP）神经网络等大数据工具，构建热电机组能耗指标预测模型，实现机组收益模型各项成本、收入指标的精准计算。同时，提出一种火电机组调峰经济性评价方法，综合考虑调峰、抽汽采暖、电锅炉等耦合运行方式，通过实时计算全负荷段收益，为基于经营收益最优的调峰决策提供指导。结果表明：当热负荷高于临界值时，机组优先开启电锅炉的运行方式更具经济性。机组的临界热负荷由标准煤单价和热价的比值决定，在供热期间，为使电锅炉收益最大，应控制机组运行不超临界热负荷。机组临界调峰补偿修正系数，主要受热负荷和非调峰分摊电价的影响，参考该系数指导热电机组调峰决策，可实现机组经营收益最大化。

在“双碳”背景下，快速启停和深度调峰是新型电力系统对煤电机组灵活性提出的新要求。在深度调峰工况下，机组负荷的快速变化使得水汽流量与蒸汽参数大幅波动，水汽品质控制难度大幅增加，热力设备承受更大的应力腐蚀疲劳风险，威胁机组安全稳定运行。系统剖析了深度调峰过程对水汽参数与品质控制、热力设备腐蚀与结垢方面的影响，分析了问题成因。总结出6大问题，包括给水控制不佳与蒸汽携带增加、炉内受热面腐蚀结垢与水动力失稳、蒸汽温度异常波动、汽轮机末级叶片水蚀加剧、凝结水和给水溶氧超标、加药系统调节滞后。提出多维度风险防范措施，为煤电企业深度调峰下的水汽系统优化控制提供理论指导与实践参考。

针对利港电厂600 MW超临界直流锅炉参与20%额定负荷深度调峰时的水动力失稳与燃烧扰动问题，基于实际锅炉结构与运行参数，建立水冷壁水动力计算模型与燃烧系统耦合仿真平台。通过数值模拟与现场试验相结合，量化分析低负荷下质量流速分布特性、壁温偏差及脉动风险，提出了基于磨煤机组合优化的动态调控策略。结果表明：采用中上层磨煤机组合（B+C+D）配合分级配风策略，可使水冷壁质量流速偏差降至18.7%。研究结果为超临界机组深度调峰提供了理论依据。

为解决某机组在高温亚临界综合升级改造中遇到的再热汽温偏差大的问题，通过数学建模获得改造前高温再热器的屏间流量分布曲线，结合运行壁温测量值计算得到烟气侧的换热偏差；在新的改造边界下，基于已知的烟气侧偏差情况，对集箱结构形式进行改造优化，并确定了优化方案。结果表明：因炉膛出口残余旋流的存在和假想切圆大小的影响，在炉中心偏右侧存在强换热区，通过降低高温再热器的温升幅度，并调整径向引入、引出三通位置，可大幅降低再热汽温偏差水平，实现改造目标。

CAP1000机组是我国自主研发的先进压水堆核电技术代表，其汽轮机超速保护系统是保障机组安全运行的核心。为探索更优方案，对比“机械+电超速”传统方案与“双电超速”创新方案，结合案例从技术合规性、安全冗余度、运维效率及经济性展开分析。结果表明：将机械超速保护升级为独立电超速保护，符合核电行业技术趋势与相关标准要求，并且能提升保护响应速度、简化运维，兼具安全性与经济效益。研究结果可为CAP1000机组相关设计、改造提供参考。

为了增强工业汽轮机在热电领域的竞争优势，采用提升汽轮机轮室压力的方式，可有效提高整机内效率。然而，轮室压力的增加对高压内缸的强度和低周疲劳寿命提出更高的要求，为此采用有限元方法和低周疲劳寿命理论，对高压内缸强度和低周疲劳寿命进行分析。研究结果表明：在内缸结构连接处和形状突变处容易产生应力集中，导致疲劳损坏。该研究结果可为工业汽轮机内缸的设计与优化提供理论依据。

在光伏场站中，大功率组串式逆变器常采用强迫风冷的散热方式来控制设备的工作温度，在实际运行过程中，其进风口极易被周围环境中的灰尘、柳絮等杂质堵塞，进而引发热失效故障。为了解决此问题，采用数值模拟的方法进行分析研究，构建具有工程精度的数值模型，并根据仿真结果设计一种兼顾散热性能的自清洁解决方案。结果表明：该方案不仅能够在逆变器正常工作状态下保证散热性能，还具备较强的风口自清洁能力。现场测试结果验证了该方案的可行性和实际运行效果，为光伏场站在役逆变器进风口堵塞问题提供了高效的解决方案，具有重要的应用参考价值。

通过实验探究传统燃烧下H₂O对改性稻草焦脱汞性能的影响。实验以江苏地区稻草为原料，制备稻草焦颗粒，并采用NH₄Cl联合HNO₃的化学浸渍法进行改性。利用固定床实验平台模拟燃煤电厂的烟气环境，并通过该装置对改性稻草焦的脱汞性能进行测试。结果表明：在传统燃烧（由N₂和6% O₂组成）气氛下，H₂O的加入对改性稻草焦的脱汞效果产生抑制作用，进一步分析发现，H₂O浓度的增加导致汞吸附量逐渐减少，且在含H₂O气氛下，焦样表面的汞吸附形态主要为Hg⁰和HgO，未改变主要吸附形态，但H₂O会解离出具有氧化性的OH、削弱Hg⁰的竞争吸附以及提供额外电子还原Hg²⁺，过高的H₂O浓度会加剧对Hg⁰和CO₂的隔离，导致不稳定氧化产物如HgCl₂的分解，从而抑制吸附剂整体的脱汞效果。