- 张世豪;赵悦;李小姗;邬凡;罗聪;张立麒;
【目的】煤掺烧生物质耦合碳捕集与封存（carbon capture and storage,CCS）技术具有负碳排放潜力，是实现煤电低碳化改造的重要路径之一，本文旨在进一步探究该技术在企业尺度下规模化应用的碳减排潜力。【方法】从企业层面建立碳核算体系，以某350 MW煤掺烧生物质耦合CCS技术的电厂为研究对象，基于“燃烧端-CCS端”全流程，开展燃烧过程、脱硫过程、间接排放的碳核算模型优化。综合多源排放碳流分析，定量评估生物质种类、掺烧比例和碳捕集效率等因素对碳排放的影响。【结果】结果表明：秸秆掺烧较木材掺烧减排效果略优；提升掺烧比例和碳捕集效率均会导致CCS系统间接碳排放量增加；在掺烧比例低于20%和碳捕集效率80%～100%的条件下，增加生物质掺烧比例较提高碳捕集效率可获得更多的净减排收益；生物质种类、掺烧比例和碳捕集效率之间存在显著的参数耦合效应。【结论】研究结果可为发电企业制定低碳转型策略提供数据支撑和决策依据。
2026年04期 v.55;No.473 53-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K] [下载次数：462 ] |[网刊下载次数：0 ] - 周福;潘存华;邓中乙;张科;陈鑫科;方庆艳;崔明硕;张成;陈刚;
生物质在储存与运输过程中易发生自燃，传统生物质自燃研究中热重分析/量热实验常采用粉末状样品，这与生物质的实际储存状态存在较大差异。另外，现有的生物质反应动力学模型在250℃以下温度区间的适应性较差。基于此，搭建了生物质低温热解与氧化特性测试平台，在不同氧气气氛下对不同颗粒尺寸（原始大颗粒、2.0 mm颗粒以及0.2 mm颗粒）的稻草秆与大豆壳的热失重行为开展测试。构建了热解-组分独立氧化模型与热解-总包氧化模型，并进行了参数优化，实现了生物质在低温区间热解与氧化行为的准确预测。结果表明：生物质反应速率随温度升高显著提升，但当生物质消耗到一定程度后，升温对生物质反应速率的促进作用逐渐减弱。提高氧气含量可加快生物质的反应速率，但其对反应速度的促进作用弱于温度升高的影响；在相同温度和氧含量条件下，2.0 mm颗粒样品的反应速率最高，原始样品的反应速率最低，0.2 mm颗粒样品的反应速率介于两者之间；对原始颗粒尺寸的生物质样品开展实验并针对性地构建生物质自燃反应动力学模型更符合实际情况；该热解-总包氧化模型能较好地预测不同粒径的稻草秆和大豆壳在不同氧含量下随温度升高过程中质量损失规律，适用于低温区间生物质热解及氧化反应的预测。
2026年04期 v.55;No.473 62-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1563K] [下载次数：506 ] |[网刊下载次数：0 ] - 崔晓松;董留清;房斌斌;原文涛;程丽媛;王姣霞;杨美萍;耿杰;
【目的】现代工业生产排放了大量的CO_2，为缓解CO_2造成的温室效应，利用盐穴对其进行捕获封存。【方法】以山西省大宁县盐岩为潜在储层，基于地质勘察资料建立大宁县盐岩CO_2封存试验区地质模型，在流-固耦合条件下，以CO_2孔隙压力表示CO_2的泄漏范围并作为密封性指标，以腔体顶部竖向位移和竖向应力作为稳定性指标，开展盐穴储气库在不同CO_2封存压力、不同矿柱间距工况下的长期密闭性与稳定性研究。【结果】气体封存压力越大，其渗漏范围越大，储气库围岩的竖向位移越大，围岩塑性区范围越小，在封存压力分别为17、23、27、33 MPa下的最终时刻，气体的泄漏范围分别为47、67、73、84 m，腔体顶部的竖向位移分别为–11.5、12.9、28.7、52.2 mm，围岩塑性区范围分别为22、11.8、8、4 m；矿柱间距越大，围岩的竖向位移和垂直应力越小，间距对气体的渗漏范围和塑性区影响不大，在矿柱间距为1.0、1.5、2.0、3.0倍时竖向位移分别为31.7、29.1、28.2、27.3 mm。【结论】气体封存压力增高不利于储气库的密闭性，压力降低则不利于储气库的稳定性；矿柱间距增加有利于储气库的密闭性与稳定性，但影响较小。该研究为山西大宁盐穴封存CO_2提供了理论基础。
2026年04期 v.55;No.473 72-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：284 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘优优;杨竞择;宋博文;姚洪;
【目的】构建清洁低碳的新型电力系统需开发高效灵活的火电技术。半闭式超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide,S-CO_2）循环通过燃料与纯氧燃烧直接加热工质，实现高效发电与碳捕集协同。本文旨在探究半闭式S-CO_2循环回热器中CO_2/H_2O复合工质冷凝传热传质特性不明确的问题。【方法】构建了CO_2/H_2O复合工质冷凝流动传热三维数值模型，系统研究质量流量（2×10~(–4)～4×10~(–4) kg/s）、热流密度（–9～–14 kW/m~2）及入口水蒸气摩尔分数（3.3%～20.0%）对冷凝液膜分布、传热系数及传质速率的影响规律。【结果】结果表明，平均表面传热系数随质量流量增大而提升，但不同质量流量下，平均传热系数随热流密度增大的变化规律存在差异；轴向传质速率沿流动方向先增后减，低质量流量、大热流密度下冷凝水聚集于管底，高质量流量、小热流密度下呈环状分布；入口水蒸气摩尔分数从3.3%增至20.0%时，平均传热系数提升20.22%，传质速率峰值向入口移动。【结论】研究结果可为半闭式S-CO_2循环回热器设计提供理论支撑，助力提升系统效率与碳捕集性能。
2026年04期 v.55;No.473 82-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1568K] [下载次数：310 ] |[网刊下载次数：0 ] - 李欣宇;刘爱虢;李树莹;张云杰;张力哲;
【目的】随着能源和环境问题日益严峻，氢燃料正受到世界各国的高度重视。氢来源广泛，结合微混燃烧技术可以实现无碳及低氮排放燃烧。微混燃烧器能否实现稳定低污染燃烧，取决于燃料和空气的混合特性及在此基础上的燃烧特性,因此研究微混燃烧器的混合特性非常有必要。【方法】基于自主设计的单级微混燃烧器，采用数值模拟的方法研究了该单级微混燃烧器内的混合及流动特性，探究了其工作原理，对低功率下不同偏移距离、混合距离、空气孔形状以及动量通量比对流场结构及混合特性的影响进行了研究。【结果】数值模拟结果表明：增加偏移距离和混合距离有助于提高混合均匀性。随着偏移距离增加，当量比对混合效果的影响逐渐变大，增加当量比会加快内部涡的合并，外部涡收缩涡流强度会增加;随着混合距离增加到一定长度后，均匀性指数增长逐渐缓慢，同时氢气严重扩散，难以控制在混合区内完成充分混合；燃料射流深度较低时，高宽比和上下面积比小的空气孔混合效果更好,在当量比较低时三角形空气孔的内部涡会对燃料产生较强的卷吸作用；混合均匀性是动量通量比和涡流强度共同作用的结果，在小尺度的横流中，射流动量通量比作用效果比涡流强度更显著，相同动量通量比下，空气孔较小时，混合效果更好。随着动量通量比增大燃料分布呈现出半圆形到水滴形然后到马蹄形的变化趋势。【结论】该研究结果对微混燃烧技术在微型燃气轮机中的优化设计与应用具有参考价值。
2026年04期 v.55;No.473 92-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 3126K] [下载次数：357 ] |[网刊下载次数：0 ]
- 周东阳;郑小刚;张骁;唐贝;毕胜山;
在煤粉炉中，传热过程主要以辐射为主导，且随着炉膛尺寸的增大，煤粉颗粒的辐射贡献更为显著。值得注意的是，煤粉颗粒的燃尽率对其辐射特性具有重要影响，但现有多数数值模拟研究往往忽略此效应，将颗粒发射率与散射系数设为常数。为此，以600 MW超临界对冲燃烧锅炉为研究对象，采用计算流体动力学（CFD）方法对比了三类辐射特性模型对辐射传热预测结果的影响，具体包括常数模型（发射率和散射系数恒定）、线性模型（辐射特性随颗粒燃尽率呈线性变化）、普朗克平均系数模型（基于普朗克平均发射率和散射系数）。研究结果表明：相较于同时计入气体与颗粒辐射的情况，忽略颗粒辐射会使炉膛峰值温度高估约300 K。在计入颗粒辐射的前提下，与普朗克平均系数模型相比，常数模型对燃烧器区域螺旋膜式壁传热量的估算偏低约9%，对壁面平均热流密度峰值的估算也偏低约12.5%；而线性模型则会高估该峰值。上述发现可为煤粉燃烧数值模拟中辐射特性模型的合理选取提供参考。
2026年04期 v.55;No.473 104-115页 [查看摘要][在线阅读][下载 1895K] [下载次数：50 ] |[网刊下载次数：0 ] - 尹晓东;陈志恒;张越;刘帅;杨杰明;赵宇琪;闫伟杰;
【目的】在“双碳”战略背景下，燃煤电站锅炉的高效稳定运行对电网调峰至关重要，而温度场监测是保障其安全运行的核心环节。针对深度调峰工况下燃烧稳定性下降、负荷波动剧烈及温度场重构等挑战，聚焦对冲燃烧锅炉的横断面温度场精确检测，提出一种融合逆蒙特卡洛法与Tikhonov正则化算法的双波段炉膛温度场重建系统。【方法】该系统创新性引入无线式探测器，突破传统有线设备在复杂锅炉空间中布线困难的限制，为深度调峰工况下的实时监测提供硬件支撑。研究过程中基于630 MW机组对冲燃烧锅炉的多负荷工况（25%、33%、66%负荷）实炉试验，揭示了深度调峰与常规运行下温度场的显著差异：【结果】主燃区低负荷时高温中心偏离几何中心（左墙及前墙方向），高负荷则趋于均匀分布；燃尽区高温区集中于前后墙近壁区，低负荷时前后墙高温区面积差异显著，燃烧均匀性差。同时，消光系数分析进一步表明，燃尽区（0.91～0.94）显著高于主燃区（0.26～0.51），验证了深度调峰下火焰辐射特性与常规运行的差异。【结论】通过算法优化、硬件创新与对冲燃烧锅炉结构特性的协同分析，构建了高精度温度场监测系统，为深度调峰工况下的燃烧状态诊断、运行优化及安全调控提供了关键数据支撑与工程化路径，对燃煤锅炉深度调峰运行具有重要实践价值。
2026年04期 v.55;No.473 116-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1814K] [下载次数：306 ] |[网刊下载次数：0 ] - 李展洋;周维博;汪丽娜;陈磊;王伟佳;杨立军;杜小泽;
在冬季低温条件下，空冷散热器翅片管束易发生冻结。探究不同风速和风向条件下间接空冷系统临界防冻环境温度与临界防冻循环水流量的变化规律，对保障电厂安全稳定运行具有重要指导意义。以某2×350 MW间接空冷机组为研究对象，采用数值模拟方法，结合百叶窗开度调节策略，对不同工况下间接空冷系统的临界防冻特性进行研究。通过对冬季不同环境气象条件下间接空冷系统流动传热性能变化规律进行分析计算，揭示了不同风速、风向以及不同百叶窗开度条件下间接空冷系统临界防冻环境温度和临界防冻流量变化规律。结果表明：环境风速升高导致临界防冻环境温度降低、临界防冻流量增大；通过降低百叶窗开度可以降低临界防冻环境温度，而临界防冻流量呈先降后升的变化趋势，但在270°风向高风速条件下，临界防冻流量随百叶窗开度减小而持续降低。研究结论可为间接空冷机组在冬季低温环境下安全稳定运行提供运行指导。
2026年04期 v.55;No.473 127-139页 [查看摘要][在线阅读][下载 2661K] [下载次数：35 ] |[网刊下载次数：0 ] - 史建忠;洪兵;温小豪;施子福;李培;周永刚;
【目的】针对传统定时定量吹灰模式易导致水冷壁局部过吹、欠吹的问题，依托有效监测手段开展研究，旨在构建精准吹灰算法。【方法】利用新型水冷壁结渣监测传感器获取水冷壁炉内壁温，对比了3种机器学习方法构建水冷壁洁净状态下的理论炉内壁温模型，提出一种水冷壁结渣因子的计算方法，并据此构建精准吹灰算法，通过实际应用并与原定时定量吹灰模式进行对比，验证了该算法的优化效果。【结果】研究表明：随机森林回归方法建立的理论炉内壁温模型表现最佳，R~2为0.92、δ_(MSE)为73.77、δ_(MAPE)为1.16%；精准吹灰算法实施后效果明显优于原定时定量吹灰模式，吹灰频次大幅度降低，且未造成水冷壁结渣状态恶化。【结论】该算法在保证锅炉运行安全性的前提下，有效降低了吹灰蒸汽消耗量，具有极高的工程应用价值。
2026年04期 v.55;No.473 140-147页 [查看摘要][在线阅读][下载 1590K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] - 邓绪铭;文慧峰;张恒;张磊;
油性积尘覆盖光伏组件表面会严重降低发电效率，然而现有清洗剂对油性积尘清洗效果差，易污染环境和腐蚀组件。通过XRF、XRD和灼烧法分析油性积尘成分，其有机物质量分数高达17.52%导致黏附性高，以A类环保组分为原料，经四因素三水平正交实验优化复配制得油性积尘环保清洗剂，经连续活性污泥法、浸泡实验验证降解和腐蚀性能。结果表明：10 g/m~2的油性积尘可使光伏组件最大输出功率降低30.28%，清洗剂稀释30倍时对油性积尘清洁率达到99.84%，其化学需氧量为3 000 mg/L的清洗废水生物降解性超90.41%；在粮油厂屋顶的实际应用中，可实现79.4%的发电效率恢复率及5.6℃的表面温度提升，清洗剂成本仅0.5元/m~2且无腐蚀，效果较市售清洗剂更优。该油性积尘环保清洗剂可对覆盖油性积尘的光伏组件实现高效环保清洗，对保障光伏电站运行、提高发电效率具有积极意义。
2026年04期 v.55;No.473 148-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1335K] [下载次数：40 ] |[网刊下载次数：0 ] - 卢得勇;韦智友;刘宇博;李海强;丁得龙;沈波;李来;
为满足燃煤机组选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）脱硝系统对氮氧化物（NO_x）质量浓度预测的高需求，设计并提出一种兼具高精度和低延迟的软测量及部署方案。基于某660 MW燃煤机组11万余组高维运行数据，在统一平台下系统对比了深度学习（deep learning,DL）与XGBoost(extreme gradient boosting)2种模型，采用时序交叉验证结合网格搜索优化模型超参数，并从预测精度、计算效率及可解释性三方面进行综合评估。在此基础上，提出“边缘–嵌入式”协同部署策略，将DL模型部署于边缘服务器以获取高精度预测结果，XGBoost模型嵌入分散控制系统（distributed control system,DCS）保障实时性。结果表明：DL模型在动态响应与预测精度上表现更优，其测试集均方根误差较XGBoost模型降低约10%，并在工况剧烈波动时DL模型能保持稳定性；变量重要性分析显示，烟气含氧量、燃烧器壁温和总风量是影响NO_x生成的主要因素。所提协同部署架构理论上可实现毫秒级推理，并具备离线容错能力。
2026年04期 v.55;No.473 156-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1571K] [下载次数：335 ] |[网刊下载次数：0 ] - 董子健;高洋;冉宁;
针对间接空冷系统在外界因素扰动下控制性能不佳的问题，同时传统PID控制难以满足大滞后、强耦合、非线性系统的控制需求，而广义预测控制（generalized predictive control,GPC）虽具有良好的控制效果但参数调节困难，提出一种基于改进粒子群算法的GPC参数整定方法。建立了间接空冷系统的传递函数模型和环境风速扰动模型，构建了以循环水出水温度为被控量的GPC控制器。针对传统粒子群算法易陷入局部最优和收敛精度不高的问题，设计了融合差分进化算法和速度暂停机制的DE-VPPSO混合优化算法，采用双种群协同搜索策略增强算法的搜索能力和收敛精度。利用DE-VPPSO算法同时优化GPC的预测时域、控制时域、控制权重和柔化因子4个关键参数，综合仿真结果表明，在连续阶跃扰动工况下、环境风速扰动下、模型参数失配、随机噪声干扰条件下和综合工况下，所提方法均表现出优异的控制性能和鲁棒性。
2026年04期 v.55;No.473 166-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 1391K] [下载次数：444 ] |[网刊下载次数：0 ] - 刘亚乐;马宏忠;陈昱同;刘华冬;
针对电抗器故障风险评估中过度依赖主观经验的问题，提出一种基于故障树与模糊贝叶斯网络的综合评估方法。通过建立涵盖振动异常、温升异常和油色谱异常3类故障表现的故障树模型，梳理22项风险因子的因果逻辑，并将其转换为贝叶斯网络。采用梯形模糊数处理专家评价的语言不确定性，结合专家权重计算底事件概率，通过正向推理得到电抗器整体故障概率，利用逆向推理和故障重要度指标识别关键故障原因。实例分析表明，该方法能够精准评估故障风险，识别故障原因，并为运维决策提供依据。所提出的基于故障树与模糊贝叶斯网络的综合评估方法有效解决了电抗器故障风险评估中依赖主观经验的问题，具有较高的应用价值和广阔的应用前景。
2026年04期 v.55;No.473 175-182页 [查看摘要][在线阅读][下载 1808K] [下载次数：744 ] |[网刊下载次数：0 ] - 王庆武;李旭;王苗苗;刘协文;吕典;詹英杰;魏文斌;杨鹏;朱武军;赵鹏;项延训;
800H合金是高温气冷堆蒸汽发生器主蒸汽联箱的关键材料，在高温高压的长期服役条件下易发生蠕变损伤与失效。通过在不同温度与应力条件下进行800H合金的拉伸与蠕变试验，系统获取了其力学性能参数及蠕变曲线。结果表明，该合金在蠕变初期存在蠕变速率先减小后增大的“异常”行为，且该现象在低应力条件下更明显。通过Monkman-Grant关系与应力指数法，确定了考虑“异常”蠕变行为后的真实稳态蠕变速率。进一步研究发现，该“异常”蠕变行为显著降低了蠕变速率，并影响后续蠕变过程。通过定量分析发现，异常点蠕变速率随温度升高和应力增大而升高，异常持续时间占比则随应力增大而增加。研究结果为深入理解800H合金的蠕变行为与强化机理提供了重要依据。
2026年04期 v.55;No.473 183-190页 [查看摘要][在线阅读][下载 1506K] [下载次数：226 ] |[网刊下载次数：0 ] 下载本期数据