某百万级核电站冷却塔配置研究与优化

基于某百万级核电站冷却塔配置比较及优化分析,高位收水塔方案年运行费用优于常规塔方案,冷却塔采用高位收水装置后,能有效降低水泵几何扬程,节省运行费用。淋水面积越大,采用高位收水装置的经济优势越大。根据数模试验结论,高位收水塔应进行塔内填料布置深度优化,即减小外围填料厚度、增大内围填料厚度,最终实现冷却塔整体热力性能的最大化。     

1000MW机组高位收水冷却塔热力性能试验研究

为获得高位收水冷却塔的热力性能,对某1 000MW机组配用的淋水面积为12 075m2的高位收水冷却塔的热力性能进行了试验研究,得到了高位收水冷却塔的热力性能方程式,给出了高位收水冷却塔塔内实测风温分布.以该冷却塔为例,对比分析了相同工艺参数条件下高位收水冷却塔和常规冷却塔出塔水温的差异.结果表明:高位收水冷却塔塔内实测风温在3台循环水泵并联运行工况时比2台循环水泵并联运行工况更均匀;高位收水冷却塔塔内填料处断面风速比常规冷却塔更大;在夏季时同等条件下采用高位收水冷却塔时出塔水温相比常规冷却塔可降低0.8K左右.     

自然通风高位收水冷却塔性能对比分析

以某逆流式自然通风常规冷却塔为研究对象,对其相同尺寸的高位收水冷却塔进行对比仿真分析,研究布置高位收水装置对冷却塔效果的影响.在多种运行工况下分别对常规冷却塔和高位收水冷却塔进行模拟计算,分析高位收水装置布置前后塔内空气流动和温度变化,以及冷却水平均温降的变化.结果表明,相较于常规冷却塔,同种条件下高位收水塔内通风量增...     

环境风速对高位收水冷却塔运行特性影响的数值模拟及优化

以某电厂的2×390MW机组自然通风高位收水冷却塔为例,根据高位收水冷却塔内部结构布置,运用数值模拟的方法分析环境风速对高位收水冷却塔出塔水温、通风量等因素的影响。并且根据模拟结果进行分析得出结论,找出提高高位收水冷却塔运行效率的方法途径。     

高位收水冷却塔结构优化模拟分析

通过建立高位收水冷却塔内收水单元的三维数值模型,利用Fluent对其进行了数值模拟,分析了不同挡水板位置对单元内流场、水滴飘零损失以及高位收水冷却塔通风量的影响,模拟结果表明:当挡水板的角度为45°板长为0.2m时,塔通风量最大,0m/s条件下的塔通风量达到11 920kg/s,较不加挡水板时提高8.69%,证明此时的收水装置阻力最低,效果最佳。     

重沸器凝结水余热的有效再利用

华北石化原有一套250kt/a催化轻汽油醚化装置,该装置叔碳烯烃转化率低,产品质量差,且工艺流程不完善。2015年对该装置进行了改造,对装置流程进行了完善,增设了催化蒸馏上塔、催化蒸馏下塔、甲醇回收塔等关键设备。在本次改造过程中,对催化蒸馏下塔、甲醇回收塔重沸器产生的温位较高的凝结水余热进行了有效再利用,将这部分凝结水用作新设的上塔塔底重沸器热源以回收热量,避免了按常规方法(即被循环水冷却到90℃左右再进凝结水管网的处理方法)而造成的能源浪费。改造投产后的实际运行数据表明,增设上塔塔底重沸器后,装置操作未受到任何不利因素影响,且在催化轻汽油流量为24741kg/h时,凝结水温度可由131.0℃降至74.1℃。相应地,重沸蒸汽耗量降低约1273kg/h,循环水用量降低51.2t/h,综合能耗降低4.12kg标油/t催化轻汽油,装置能量利用得到进一步优化,能量利用率大幅提高,装置能耗显著降低。     

空冷单元内加装导流装置后内部流场的数值模拟

针对某厂600 MW直接空冷机组空冷单元翅片管近壁面处上部空气流速低的情况,根据该厂空冷单元的实际尺寸建立了空冷单元及内部导流装置模型。利用计算流体力学软件,对加装导流装置前后空冷单元内流场进行了模拟分析,并对导流板的安装位置和尺寸进行了优化调整。数值模拟和计算分析的结果表明,加装导流装置后,空冷单元内空气流动低速区范围缩小,并且在靠近翅片管处空气速度也有一定的提高,为该厂空冷单元的设计优化提供了理论参考。     

洛阳石化2号催化裂化装置节能降耗措施与效果

洛阳石化2号催化装置为同轴式运行模式,2011年1月至2012年8月,采取了停用E1315A-D及优化空冷风机运行,降低水消耗,烟机发电,优化蒸汽网络等节能措施.2011年9月大检修后,实施解吸塔底热源改造、E1303与E1304水冷器改串联等节能项目.在原料劣质化程度加重的情况下,投用终止剂,适当提高剂油比,提高原料预热温度,改善原料雾化效果,控制好催化剂性能,试用CRA降焦助剂,使生焦率由7.0％降至6.5％;同时做好闪蒸塔原料的优化,以确保装置能耗的降低.2012年6～7月装置低负荷运行情况下,采取了投用预提升干气的优化措施,投用预提升于气不仅可以降低蒸汽能耗,而且可以抑制重金属脱氢反应,降低装置生焦率,进一步降低装置能耗.通过以上节能优化,装置能耗从2011年1月的57.52kg标油/t降至2012年8月的41.80kg标油/t.     

火电机组湿式冷却塔加装导流板的数值研究

基于CFD软件和自然通风湿式冷却塔相关理论,对冷却塔喷淋区和雨区采用离散相模型计算,对填料区建立了基于Poppe理论的数值求解模型。模拟了无外界因素影响的情况下冷却塔的热力性能。结果表明:冷却塔中心区域空气的温度高湿度大,影响整体的冷却效果。通过在雨区外围加装导流板,使空气旋转上升,增加中心区域空气扰动,增强换热能力;同时对喷水面实行分区配水,减少中心区域淋水量,结果使出塔水温降低0.481℃。     

填料不等间距布置对冷却塔冷却效果的影响

以某电厂大型逆流式冷却塔为研究对象,对其进行内部填料的不等间距布置,研究该布置方式对冷却塔冷却效果的影响。根据多种运行工况下的数值模拟实验结果,分析了填料不等间距布置对塔内空气流速、密度以及水温等参数的影响。结果表明,相比于传统的填料均匀布置方式,减小外围填料间距的填料不等间距布置方式会增加该区域的空气阻力,降低了空气流速,但同时会增加气-水传热面积,使得湿空气密度减小,进而使冷却塔抽力增大,冷却塔温降最多可以增加0.63℃。     

间接空冷机组空冷塔塔群内空气流动及传热性能研究

由于具有巨大的节水优势,间接空冷机组在我国富煤少水区域得到广泛应用。研究环境风对间接空冷系统的影响机理对指导电厂运行具有重要意义。以某电厂间接空冷机组为基础,构建水平布置散热器的空冷塔群物理和数学模型,通过数值模拟方法分析环境风对塔内空气流场及空冷散热器换热性能的影响。结果表明:环境风对空冷系统塔内空气流场影响较大,进而影响空冷散热器的散热性能。随着风速的增加,空冷塔的换热性能不断恶化。在临界风速时额定负荷下,下游空冷塔换热量比上游空冷塔减少2.5%。     

湿式冷却塔进风口加装导风板的优化设计

基于两相流传热传质理论,利用Fluent软件模拟300 MW机组冷却塔填料区使用多孔介质时的通风率,采用离散相模型（DPM）在配水区上表面加入热水,模拟研究新型旋流型叶片导风板的优化能力,给定不同弧度及安装角,分别在0、3和7 m·s^-1风速下计算冷却塔出塔水温,并分析侧风对冷却塔冷却性能的影响。研究结果表明：加装导风板可以降低侧风引起的不利影响,导风板数量为50块时效果最好,旋流型叶片导风板的最佳安装角为20°,此时旋流型叶片的最佳弧度为15°,最大温降可达0.787 4 K。研究结果为火电厂选择导风板提供了依据。     

Performance prediction of an improved air-cooled steam condenser with deflector under strong wind

For an air-cooled steam condenser (ACSC), environmental wind can cause a large flow rate reduction in the axial fans mainly near the windward side of the air-cooled platform due to cross-flow effects, resulting in a heat transfer reduction. This leads to an increase of turbine back pressure, and occasional turbine trips occur under extremely gusty conditions. A new method is proposed in this paper to remove the strong wind effect by adding deflecting plates under the air-cooled platform, which contributes to forming a uniform air mass flow rate in the axial fans by leading enough cooling air to the fans in the upwind region. Numerical simulation is made of the thermal-flow characteristics and heat transfer performance of the improved ACSC with deflectors. A heat exchanger model is used for simulating the flow and heat transfer in the ACSC, in which the heat exchanger is simplified to a porous medium and all flow losses are taken into account by a viscous and an inertial loss coefficient. A fan model is used for reaching the flow condition at the heat exchanger inlet with the actual performance curves of the fan. It is found that the improved ACSC with deflector shows a significant enhancement in both the cooling air mass flow rate and the heat rejection rate compared with the conventional ACSC. The higher the wind speed is, the larger the heat transfer enhancement of the improved ACSC is. The effect of the plate inclination is also investigated, and the inclination angle of 45° is found to be the optimum value for the arrangement of the deflector.     

湿热地区波纹翅片管式表冷器的运行性能和调节能力研究

表冷器作为空调系统中空气的热湿处理设备在湿热地区应用广泛。然而,随着户式中央空调的发展,它与中小型冷水机的匹配及运行优化仍缺少指南。建立了某9排管空气-水逆流式波纹翅片管式表冷器的传热除湿数学模型。模拟结果分析表明:室外气象参数的影响显著,气温越高且露点温度越高,则其供冷和除湿能力显著提高;在广州和杭州六月份平均气象条件下,调节表冷器的供水温度、供水流速或管外风速,其供冷能力可分别在名义供冷能力的32%~95%以及45%~120%内调节,除湿能力也可相应随之得到调节;入口水温愈低,则变水量或变风量对表冷器供冷及除湿能力的调节作用范围越广;风速愈大且水流速度愈高,则变水温的调节作用范围越广;入口水温越低、风速越大或水流速度越大,则联合调节风量水量、水温水量或水温风量对其供冷和除湿能力的调节作用范围也越广。     

自然通风湿式冷却塔加装挡风板优化设计

以湿冷机组自然通风冷却塔相关理论为基础,借助于CFD模拟软件,建立了火电机组湿式冷却塔的传热传质模型,主要的换热区域如填料、雨区和喷淋区采用离散相模型。由于冬季气温较低和塔内的换热不均,在冷却塔的填料下面、进风口处、基环面容易结冰,提出了在进风口处加装挡风板的方案,数值模拟分析结果显示,该方案改善了塔内温度场,有效的防止了塔内结冰。     

空冷塔内外流场的数值分析

采用数值模拟的方法,研究了侧风条件下自然通风空冷塔的运行情况,并参照内蒙丰镇电厂的海勒式空冷系统,做了具体的算例分析,计算结果显示了空冷塔内外流场和热力性能在侧风条件下的变化规律和特点,揭示了散热量下降的主要原因,为改善空冷塔运行的后继研究工作提供了思路。     

湿式冷却塔加装挡风板的数值研究

针对我国北方冬季湿式冷却塔运行时填料下表面、进风口以及基环面等处容易结冰的问题,在冷却塔的进风口处加装挡风板,建立了冷却塔内的传热传质模型,并采用CFD软件模拟和分析了在不同横向风速和不同环境温度下加装不同层数的挡风板时冷却塔的热力特性.结果表明：在风速小于4m/s时,塔内的迎风面空气温度较低,极易结冰;随着风速的增大,低温区逐渐向背风侧转移;当风速为8m/s,环境温度分别为-10℃、-17℃、-23℃时,分别在冷却塔内加装1层、3层和5层挡风板,能大大改善塔内温度场,有效防止塔内结冰.     

基于冷却塔气流流场特征分析的增容改造应用

在冷却塔内气流流场特性试验分析的基础上,针对淮北国安电力有限公司2号机冷却塔存在的增容后循环水冷却不够、冷却塔内水流不均的问题,实施了增容改造方案,重新布置了配水系统和淋水装置。淋水区填料采取不等高布置,且不同区域采用不同出水口径达到不同的淋水密度,使配水、配风更趋合理均匀。改造后的应用效果表明,冷却塔的冷却效率大为提高,满足了机组增容改造要求且节能降耗明显。