空冷凝汽器的防冻措施探讨

冬季直接空冷系统面临的一个最为严重的问题是凝汽器管束发生冻结。在环境温度低于0℃时,直接空冷凝汽器翅片管内饱和蒸汽热负荷与翅片管冷却能力不平衡是导致直接空冷凝汽器的管束发生冻结的主要因素,而不凝结气体的聚集则加剧冻结。防止空冷凝汽器的冻结的措施有：设计上采用能抗冻的翅片管结构和顺逆流结构等;运行上控制蒸汽流量和空冷器流量以及不凝结气体抽出等。     

火电站直接空冷凝汽器积灰监测

火电站直接空冷凝汽器积灰是影响传热性能的重要因素,研究直接空冷凝汽器积灰对传热性能的影响规律并提出监测措施具有重要意义。通过分析汽轮机背压与汽轮机排汽量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系,得到了空冷凝汽器在维持汽轮机排汽量和冷却空气量不变时,汽轮机背压和传热系数之间的关系以及凝汽器积灰对汽轮机背压的影响。研究表明:凝汽器积灰会导致凝汽器传热系数降低,汽轮机背压升高,机组运行经济性下降。设计工况下,当蛇形翅片扁平管结构凝汽器积灰厚度达到1.2 mm时,汽轮机背压将增加50%左右。通过监测空冷机组运行过程中汽轮机背压的变化,可预报积灰的程度,为直接空冷凝汽器清洗提供一定的理论依据。     

直接空冷凝汽器管外积灰特性研究

分析积灰对凝汽器换热性能的影响,给出积灰后凝汽器传热系数和压力的计算模型,并根据某电厂600MW机组夏季工况的实际数据,得出传热系数、凝汽器压力随积灰厚度的变化关系。定义了管外壁清洁系数,以此量化了空冷凝汽器脏污程度。基于管外壁清洁系数的计算模型,得到了空冷岛的最佳清洗周期。结果表明:积灰对直接空冷凝汽器换热性能有重要影响。凝汽器积灰厚会导致凝汽器换热热系数降低,凝汽器压力升高;环境温度对空冷凝汽器最佳清洗周期的影响显著,最佳清洗周期随环境温度的升高而减小。     

环境风对直接空冷凝汽器换热性能影响的研究进展

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能和安全性能有很大的影响.分析了环境风对直接空冷凝汽器换热性能的影响机理,给出了热风回流和风机性能下降产生的原因、发生位置和其随风速的变化趋势,并从模型的建立、控制方程的选取和边界条件的设置三方面对数值方法进行了分析.所得结果表明,风机性能下降是造成直接空冷凝汽器换热性能降低的主导原因;建模时用多孔介质模型和Fan模型模拟的准确性较好.     

冬季自然通风状态下直接空冷凝汽器的性能

直接空冷电厂的安全运行与空冷凝汽器在冬季自然通风条件下的换热性能有着密切的联系.依托实际工程项目,确定了某135MW直接空冷凝汽器(ACC)冬季自然通风下的热压.利用计算传热学(NHT)软件FLUENT,对不同迎面风速下,直接空冷凝汽器双排管换热元件的冬季性能进行了数值模拟、分析和研究.根据空气的作用压力与流经空冷凝汽器时所产生阻力之间的对应关系,确定了冬季自然通风状态下空冷凝汽器性能.它为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

1000MW直接空冷机组排汽管道内湿蒸汽的数值模拟

排汽管道是空冷岛重要的系统和部件,其管线布置方式是否合理,管内压降及蒸汽流量分配均匀性是否满足设计和使用要求,影响到空冷凝汽器的运行效率和冬季的防冻维护,是直接关系到发电机组经济运行和安全的大问题。应用ANSYS、FLUENT等计算流体力学软件(CFD)对某1000MW直接空冷机组排汽管道内的湿蒸汽进行了数值模拟,并对模拟结果进行了简要分析、研究。为直接空冷机组排汽管道的设计选型提供了参考依据,并对直接空冷机组排汽管道的进一步优化设计提供帮助。     

直接空冷凝汽器汽水分布在线计算模型及其应用

直接空冷凝汽器内部流体的流动状况直接影响机组的安全经济运行。而直接空冷凝汽器体积庞大、结构复杂,在运行当中,凝汽器存在换热和汽水分配不均现象。根据流体在空冷岛不同管段内的流动和换热过程,建立了直接空冷凝汽器管内汽水分布在线计算模型。以某300MW直接空冷机组为研究对象,通过在线计算模型软件获得了不同负荷和换热条件下蒸汽和凝结水在凝汽器各单元内的分布情况,实现了内部流场分布特性的在线监测。     

复间冷系统凝汽器管内换热的数值模拟与优化

对电站空冷凝汽器管壳式换热管内氨进行汽液两相流蒸发沸腾的数值模拟,将换热器简化为研究单根水平换热管,分析了不同管壁温度、液氨进口流速、入口温度对沸腾传热性能的影响。确定最优管壁温度、进口流速、入口温度的组合形式。结果表明:壁面温度为302.96K、进口流速为0.1m/s、入口温度为278.15K时换热管的换热效果最佳。     

直接空冷凝汽器冻结机理与防冻措施

冬季直接空冷系统面临的一个最为严重的问题是凝汽器管束发生冻结.在环境温度低于0℃时,直接空冷凝汽器翅片管内饱和蒸汽热负荷与翅片管冷却能力不平衡是导致直接空冷凝汽器的管束发生冻结的主要因素,而不凝气体的聚集则加剧冻结.防止空冷凝汽器的冻结的措施有:设计上采用能抗冻的翅片管结构和顺逆流结构等运行上控制蒸汽流量和冷空气流量以及不凝气体的抽出等.     

直接空冷凝汽器扁平钢管蛇形翅片气侧流动及传热特性数值研究

应用FLUENT软件,对直接空冷凝汽器扁钢管钎焊蛇形翅片气侧流动与换热进行数值研究,得到翅片管表面温度、翅片间距内空气速度分布图,研究了翅片高度、入口空气流速对换热性能、流动阻力和气侧综合换热性能评价指标的影响规律。并将模拟结果拟合得到实验关联式。结合某空冷凝汽器设计参数,验证了数值模拟结果的可靠性。     

基于BP神经网络的直接空冷凝汽器换热性能预测

通过对直接空冷凝汽器传热系数计算过程的分析,以直接空冷机组负荷、排汽压力、凝结水温度、排汽温度、空气入口温度、空气出口温度为输入参数,以直接空冷凝汽器的传热系数和迎面风速为输出参数,将理论模型与实际运行数据相结合,采用BP神经网络方法建立了一种新的直接空冷凝汽器换热性能的预测模型.结果表明:该BP神经网络模型预测得到的参数精度较高,可用于直接空冷凝汽器换热性能的在线监测.     

电站直接空冷凝汽器积灰的计算分析及监测

目前对直接空冷凝汽器积灰现象所做研究不多,且多数忽略了流道截面尺寸及空气流量的变化进行研究,近期发现此结论与凝汽器清洗前后现场监测数据不符.积灰不仅影响换热系数,对管外空气的流量的影响亦不容忽视,在考虑到积灰后流道截面尺寸及管外空气流量变化的条件下,对积灰凝汽器管外空气流动与换热进行了综合计算及分析.结果表明:直接空冷凝汽器积灰后,换热系数有所升高,冷却空气量明显减少,冷却空气流量的减少是导致凝汽器性能降低的根本原因;夏季凝汽器积灰对机组背压影响较大,需严防凝汽器积灰;积灰后出口空气温度升高,实时监测出口空气温度可以作为监测凝汽器局部积灰的一种有效手段.     

环境风对某600MW直接空冷凝汽器影响的数值分析

以某600MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其建立数值模型,采用Fluent软件对流场进行数值模拟.通过数值模拟,分析了环境风对直接空冷凝汽器换热影响.计算结果指出:当风速小于2m/s时环境风对凝汽器换热基本没有影响,当风速大于7m/s时,凝汽器换热恶化严重;在风速由0m/s上升至13m/s时空冷凝汽器的风机流量偏差率增加了41％;当风速由2m/s上升至7m/s时换热效率降低了14.1％;指出了环境风温变化对凝汽器换热的影响.通过分析获得了环境风速、风温变化对直接空冷凝汽器的影响,为空冷凝汽器进一步优化设计提供了理论依据.     

600MW直接空冷机组冷端换热面积计算与分析

分析了空冷凝汽器总传热系数的计算方法,通过迭代计算和设定的误差确定管内凝结换热系数,并将管外换热系数表达成迎面风速的函数,最终得出了总换热系数与迎面风速的关系式.建立了换热面积的目标函数,并进行了变工况计算,得出换热面积随迎面风速、排汽压力的增大而减小,随环境温度的增加而增加.通过分析初始温差ITD、迎面风速与设计气温对换热面积的影响,提出在空冷系统优化设计中,应以初始温差和迎面风速作为变量参数.     

车用扁管换热器凝结换热的试验研究

在管内流体流动状态处于过渡段并且未知扁管内壁温度的情况下,试验研究了扁管的凝结换热过程,采用线性回归方法拟合出换热系数与管内流体流速之间关系的曲线方程,并用测量值的方差检验其精度。研究结果表明:扁管长宽比越大,越有利于管内对流换热,却越不利于管外凝结换热。     

直接空冷凝汽器变工况特性仿真分析

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,建立了动态仿真模型.以某200MW直接空冷机组为例,通过仿真模型计算出不同风速、风温和排汽量下凝汽器冷端系统特性曲线;并且分析了管内污垢热阻对凝汽器压力的影响,画出了影响曲线.结果表明:运用仿真模型分析变工况特性具有较好的精确度和实用性,对现场运行具有一定的参考价值.     

新型翅片管束提高自然通风直接空冷系统效率

自然通风直接空冷系统凝汽器单元"Λ"型布局和传统翅片结构使得冷却空气流过翅片管束时发生严重转向,从而显著影响空冷凝汽器的流动传热性能。提出了一种新型翅片管束,其翅片通道与基管椭圆长轴方向呈一定夹角,使翅片通道方向与塔浮升力方向平行。通过CFD数值模拟和实验验证,获得了采用新型倾斜翅片管束的自然通风空冷凝汽器的空气流场和温度场,计算得到了不同环境风速下空冷凝汽器总换热量的变化规律,并与现有翅片管束的空冷凝汽器性能进行了对比。研究结果表明,采用倾斜翅片空冷凝汽器可以显著改善自然通风直接空冷系统热力性能,降低机组背压,提高空冷机组运行的经济性。     

R134a在水平内微翅管管内凝结换热的实验研究

对制冷剂R134a在水平强化换热管管内的凝结换热性能进行了实验研究。实验管为两种内微翅管,分别命名为A管和B管。实验件采用套管结构,强化内管外表面和外管内表面之间(管间)走乙二醇水溶液。实验过程中管内冷凝温度为51℃,管间乙二醇水溶液的流速为3.35 m/s,乙二醇水溶液的进口温度根据制冷剂的质量流速做相应调整,以保证试件出口制冷剂有一定的过冷度。实验结果表明:两种水平强化管的管内冷凝换热系数均随着制冷剂质量流速的增加而增大,在制冷剂质量流速从300 kg/(m2.s)增加到700kg/(m2.s)时,A管的管内冷凝换热系数比B管高1.87%到6.28%,而B管的制冷剂流动阻力比A管高9.56%到11.05%,A管的结构优于B管。     

R1234ze(E)与R134a在水平双侧强化管外的凝结换热对比实验

搭建了水平单管降膜蒸发试验台,以第四代制冷剂R1234ze(E)和第三代制冷剂R134a作为工质,在新型水平双侧强化管管外分别进行了改变管内水速、热流密度和冷凝温度条件的凝结换热实验。使用Wilson-Gnielinski图解法计算得到管内表面传热系数h_i,进一步采用热阻分离法分离出两种制冷剂的管外表面传热系数,并分析了管内冷却水水速、冷凝温度和壁面过冷度的变化对其换热性能的影响。实验结果表明:同根实验管下不同制冷剂凝结换热性能的差异与制冷剂物性与强化管结构之间的匹配特性有关,实验管型下,R1234ze(E)的管外凝结换热性能高于R134a。     

环境风对空冷岛换热性能影响的分析及其改善措施

利用CFD软件,采用分步建模的方法对某2×300MW直接空冷凝汽器进行了数值模拟.分析了不同风向和风速对空冷岛外部流场和空冷凝汽器换热效率的影响.找出了环境风影响下热风回流和空冷单元风机出力降低的原因.空冷岛安装防风网,其换热性能会受到防风网的影响.结果表明,低压区的形成是导致热风回流和风机出力降低的主要原因;加装防风网可以有效改善风机入口流场,在风速为9m/s时,可以提高风机容积效率8.5％.