直接空冷凝汽器管束冻结规律与流量控制研究

以直接空冷机组凝汽器单排蛇形翅片管为研究对象,建立了管内流体流动换热过程的数学模型,利用Fluent软件,对翅片管内凝结水的流动状态进行了模拟,总结了单排蛇形翅片管的冻结规律。并以300 MW直接空冷机组为例,分析了机组在冬季低温环境下运行时迎面风速、环境温度及负荷对管内凝结水冻结的影响;提出了在保证机组安全经济性前提下的单排管内蒸汽流量的最佳控制范围,为直接空冷系统的冬季防冻运行提供理论参考。     

大型火电机组母管制空冷系统特性

为提高大型火电直接空冷机组对气象条件和发电负荷变化的适应能力,提出了一种联建式直接空冷机组母管制冷却系统。建立数学物理模型,对其空气侧流场进行数值模拟,并以此为外部边界条件,开发汽轮机排汽在冷却系统内流动阻力损失和蒸汽流量计算程序。综合考虑外部冷却空气流场和内部蒸汽流动凝结过程,获得夏季和冬季不同环境温度、不同冷却单元投运数量下,各空冷单元的凝结蒸汽流量及汽轮机背压。结果表明,采用母管制冷却系统,在夏季高温环境下冷却一台机组乏汽时,可以显著降低汽轮机背压,提高机组热经济性;冬季环境温度低至??25℃,冷却两台机组乏汽仍可保证汽轮机背压高于阻塞背压,翅片管不发生冻结。     

火电厂空冷平台结构参数对空冷单元换热的影响

利用计算流体力学软件（FLUENT）,采用标准κ-ε湍流模型对火电厂直接空冷机组空冷平台的外部流场进行数值模拟,分析了风速、挡风墙高度、空冷平台高度等对空冷换热单元换热效率的影响。根据既定模型给出了挡风墙高度和空冷平台高度对空冷单元换热效率影响的趋势曲线,为改进直接空冷机组的设计具有一定的指导作用。     

300MW直接空冷机组变工况特性研究

以直接空冷凝汽器凝结换热机理为基础,通过合理的系统分解和简化,利用MATLAB软件建立系统变工况的动态仿真模型。以300MW直接空冷机组为例,根据模拟结果绘制冷端特性曲线,分析汽轮机背压与迎面风速、环境温度、排气量之间的关系,可供发电厂运行参考。     

300 MW直接空冷机组变工况特性研究

以直接空冷凝汽器凝结换热机理为基础,通过合理的系统分解和简化,利用MATLAB软件建立系统变工况的动态仿真模型。以300MW直接空冷机组为例,根据模拟结果绘制冷端特性曲线,分析汽轮机背压与迎面风速、环境温度、排气量之间的关系,可供发电厂运行参考。     

直接空冷乏汽提质供热系统变工况特性研究

直接空冷机组高背压供热方式受热网循环水回水温度和空冷岛换热单元协调控制的限制，运行经济性和发电出力两者之间难以平衡。为解决上述矛盾，采用商业软件Ebsilon Professional对直接空冷乏汽提质供热系统在不同负荷下的空冷岛背压、汽轮机出力、汽轮机热耗和喷射器引射比等关键性能进行了变工况计算和分析。计算结果表明，乏汽提质供热系统在冬季低负荷时最佳运行背压为13～20 kPa，可以实现供热能量的梯级利用和机组出力的平衡，并满足防冻安全的运行要求。     

空冷机组喷雾降温系统的设计研究

在夏季高温时节,空冷发电机组通常不能满发.采用喷雾降温系统后,可提高空冷塔散热器进风侧的换热性能,降低汽轮机背压,提高机组的出力.结合直接空冷和间接空冷机组中的应用实例,对汽轮机背压、环境温度、喷雾水量等参数进行计算分析,并优化了喷淋泵组、喷嘴型式、电气控制等相关配置,提出了完整的设计思路和解决方案.     

直接空冷机组阻塞背压的研究

为了提高直接空冷机组冬季运行的经济性,利用常规热平衡计算方法探讨直接空冷机组阻塞背压与热耗率的变化规律,同时考虑到环境温度、迎面风速对背压的影响,建立了阻塞背压的数学模型,为直接空冷机组的冬季运行提供参考。以某电厂的亚临界、一次再热、双缸双排汽、直接空冷、抽汽凝汽式汽轮机为例,给出了热力性能试验计算结果及分析。     

适应环境温度变化的直接空冷机组空冷系统控制策略研究

从汽轮机背压调节、风机电耗、防冻控制等方面分析了环境温度变化对直接空冷机组空冷系统控制的影响,提出了与环境温度相适应的直接空冷系统控制策略。风机转速判断方式适宜于夏季风机列的自动投入、退出控制,且风机调速主控宜采用可变参数,随温度升高加强调节作用,而冬季风机列的投入控制更宜选择汽轮机背压判断方式;顺流风机防冻保护控制随冬季气温由高至低变化可依次采用停运触发保护街区的顺流风机、停运与逆流管束单元相邻的风机列和提高汽轮机背压设定值的方式;在冬夏季节温差大时宜分开投运隔离和非隔离街区风机,反之以分步方式投运隔离和非隔离街区风机;在冬季环境温度低时宜采用分步方式投运逆流风机。     

空冷凝汽器全工况运行特性分析

掌握火电站空冷凝汽器在各种工况下的运行特性,对于提高我国直接空冷机组的运行水平具有重要意义。以300MW直接空冷机组空冷凝汽器为例,分析了反映机组运行性能的汽轮机背压的影响因素。针对轴流风机全速和半速运行工况,计算得到了汽轮机背压随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的变化规律。结果表明：随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的增加,汽轮机背压增加;随轴流风机风速升高,汽轮机背压降低。轴流风机运行方式的调整,依赖于环境温度和机组热负荷的变化。对于冬季低温运行的空冷凝汽器,为防止出现汽轮机背压低于阻塞背压和凝汽器管束冻裂,风机需减速运行。反之,在夏季高温条件下运行的空冷凝汽器,为避免汽轮机背压过高带来的非正常停机和机组运行经济性的下降,风机需全速甚至超设计风量运行。     

环境影响下的直接空冷系统运行特性研究

环境变化会显著影响直接空冷机组的凝汽器压力,因此,研究直接空冷系统在环境影响下的运行特性,对保证直接空冷机组安全经济运行具有重要意义。通过理论分析,建立了空冷凝汽器温度和压力随汽轮机排汽热负荷、凝汽器迎风面风速以及进口空气温度变化的理论模型。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,通过数值计算,得到了环境气温、环境风速风向以及汽轮机排汽热负荷对凝汽器温度和压力的影响规律。结果表明:在凝汽器热负荷不变的情况下,环境气温越高,空冷凝汽器进口空气温度就越高,凝汽器压力就越高。环境风速越大,空冷器进口空气温度就越高,迎面风速就越小,从而凝汽器内冷凝温度和压力就越高。反之,凝汽器压力就越低。     

直接空冷机组空冷系统运行问题分析及对策

直接空冷技术代表了未来空冷系统的发展方向,分析直接空冷系统运行中的主要问题并提出相应防治对策,对直接空冷机组安全高效运行具有重要意义。以山西平朔煤矸石发电有限公司50MW机组直接空冷系统为例,针对直接空冷系统运行中的真空泄漏,管束积灰,严寒环境下的冻裂问题,尤其是环境气温、风速、风向对空冷岛运行的影响进行了分析,重点研究了空冷岛回流率与电厂平面布局、环境风速风向的关系。结合直接空冷系统运行中出现的各种问题,提出了初步防治对策。指出通过合理的空冷散热器结构设计,优化的直接空冷电站平面布局,运行过程中针对不同环境条件的科学风量调节等措施,可有效克服直接空冷系统运行中出现的问题,从而提高机组安全经济运行水平。     

600MW直接空冷机组冷端系统变工况特性分析

针对直接空冷凝汽器的特性,以凝结换热机理为基础,通过合理的简化,建立系统变工况的动态仿真模型。以600 MW直接空冷机组为例,得出迎面风速、环境温度、排汽量与汽轮机背压的数据,绘制了特性曲线并进行了分析,供电厂机组运行时参考。     

环境风对火电厂直接空冷系统热回流影响的研究

本文利用Fluent软件对某火电厂2×1000MW机组直接空冷系统流场进行数值计算,研究了热回流率随环境风向和风速的变化规律以及挡风墙高度对热回流率的影响。计算结果表明:直接空冷系统的散热性能对周围风环境很敏感,特别是从锅炉房和间接空冷塔方向来流时,大风对空冷岛的散热效果影响较大;其他风向下,随着来流风速增加,热回流率先增大后减小;适当增加挡风墙高度,可以有效降低热回流率。     

环境风影响下直接空冷机组喷雾增湿系统数值模拟

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能影响显著,为了更真实地分析喷雾增湿系统对空冷凝汽器换热的影响,基于标准k-ε湍流模型和离散相模型,采用分步建模的方法,对某300 MW直接空冷机组进行了三维数值模拟.模拟过程中考虑风速对喷雾增湿效果的影响,提出增加喷嘴喷水量的方法来改善边缘空冷单元受环境风影响入口风温值偏高的问题.结果表明：主导风向下,风速为9 m/s时,平台边缘空冷单元入口温度平均值高于其他空冷单元6.4℃,其换热器出口温度值也相应高出6.4℃;增加喷嘴的喷水量可以降低边缘空冷单元换热器出口温度,进而提高机组整体换热效率,以风速9 rm/s为例,增加喷嘴喷水量后,机组背压值较增加喷水量之前降低了5kPa.     

风速变化对空冷机组风机运行的影响

采用simple算法和k-ε模型,以某600 MW直接空冷机组空冷岛为例,对其外部流场进行数值模拟,分析了不同风速下冷却空气的流场和温度场,提出了增大迎风面风机转速的运行方案,得到了自然风速变化对凝汽器换热效率的影响,为进一步优化空冷岛风机运行提供了理论参考。     

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD 模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。     

600MW直接空冷凝汽器加装下挡风墙的数值研究

以某2×600 MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其空冷岛外部流场进行数值模拟.通过数值模拟,分析计算了三种不同位置加装下挡风墙对直接空冷凝汽器风机风量的影响.在风速大于7 m/s时,空冷凝汽器换热效率的降低是热风回流与“倒灌”现象综合作用的结果,加装曲面下挡风墙可以有效改善空冷凝汽器风机换热效果.结果表明,最佳下挡风墙安装方案为安装在第一排风机后,此时的风机风量达到最大,换热效果最好.为空冷岛换热效果的优化提供了理论依据.     

加装导流网以改善横向风对直接空冷凝汽器的影响

横向风是造成直接空冷凝汽器迎风侧空冷单元风机进气量降低甚至空气倒灌的主要原因,解决横向风对直接空冷凝汽器的不良影响具有重要意义。该文提出了一种改善横向风对直接空冷凝汽器不良影响的新方法,即在空冷凝汽器的迎风侧挡风墙下方加装导流网。以某1000MW直接空冷凝汽器的一组典型单元为研究对象,建立几何模型和数学模型,通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析,阐明了加装导流网以提高风机入口进气流量的机制。研究表明:加装导流网可以有效地减弱空冷凝汽器横向风迎风侧上游单元风机入口的负压,增大进气量,同时避免了加装导流板对下游风机的不利影响。     

600MW火电机组直接空冷凝汽器变工况特性分析

针对直接空冷凝汽器运行中存在的问题。通过对空冷凝汽器变工况计算,找出了环境温度、迎面风速、汽轮机排汽量变化对汽轮机背压、发电标准煤耗率的影响关系。结果表明：空冷凝汽器的运行工况与设计工况差别较大,用户应在变工况下合理确定空冷凝汽器运行方式。