环境风工况下直接空冷凝汽器的性能分析及对策研究

环境风对直接空冷凝气器的性能有较大的影响,以华能国际电力股份有限公司上安电厂2台620 MW直接空冷机组为例,基于Fluent软件建立了数值计算模型,得到环境风工况下空冷岛外部空气流场特性,分析提高风机转速对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明:环境风对迎风侧空冷单元及边缘空冷单元换热性能有较大的影响;随着风速的增加空冷凝汽器的换热效率均下降,在低风速区-y方向(炉后来风)环境风对空冷凝汽器的影响最大,在高风速区NW(西北)环境风对空冷凝汽器的影响最大,提高迎风侧或边缘空冷单元的风机转速,可以提高环境风工况下整个空冷岛的换热量。     

直接空冷凝汽器加装曲面下挡风墙的数值模拟

以2×600MW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。分析了不同高度的下挡风墙对直接空冷凝汽器风机风量的影响。在风速大于7m/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。提出了加装曲面下挡风墙的方案,并计算了加装不同高度的曲面下挡风墙对背风面风机的风量和风机换热效果的影响。结果表明,最佳下挡风墙高度为8.5m,此时的风机风量达到最大,换热效果最好,前2排风机平均换热效率比没有安装下挡风墙时提高了17.03%。研究成果为进一步完善空冷岛的结构设计提供了理论依据。     

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.     

环境风对直接空冷系统换热性能影响的研究

以某台600 MW直接空冷机组为例,采用数值模拟的方法,研究不同环境风速、风向对直接空冷系统性能的影响.研究结果表明,在汽轮机排汽参数一定时,随着环境风速增大,冷却风量及空冷凝汽器换热量减小；炉后风对直接空冷系统性能影响大于其它风向.当炉后风风速增至10 m/s时,迎面风速由无风时的2.1 m/s降为1.78 m/s,空冷凝汽器换热量为无风环境下的82.8％,机组发电能力显著降低.     

直接空冷凝汽器单排翅片管换热性能试验研究

不同工况下直接空冷凝汽器的换热性能,是直接空冷机组设计、优化和运行的主要依据。文中针对目前我国1000MW超超临界直接空冷机组所采用的单排翅片管,利用搭建在空冷机组现场的试验风洞,对翅片管的换热性能进行试验研究,试验风洞蒸汽侧直接接入空冷机组的冷端。通过试验,获得了翅片管空气侧努赛尔数和雷诺数之间的无量纲关联式,以及关联式与翅片管迎面风速分布之间的关系。结果表明,翅片管的换热性能不但与风机的风量有关,而且受迎面风速分布的影响很大,迎面风速沿翅片管轴向从上至下呈降低趋势分布时,更有利于换热。     

直接空冷凝汽器加装导流叶栅的性能分析

直接空冷凝汽器换热性能易受环境风的影响。以某600 MW机组中单列空冷单元为例,建立了环境风对直接空冷凝汽器换热性能影响的数值分析模型,得到了加装导流叶栅后空冷单元的流场特性,计算了加装导流叶栅对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明,加装导流叶栅明显缩小了空冷单元风机入口处负压区的范围,进而提升了风机效率,当风速为6 m/s时,a1单元风机效率提高了17.5%;加装导流叶栅还能降低各空冷单元风机入口平均温度,当风速为12 m/s时,a1单元风机入口平均温度下降了3.7℃。因此,加装导流叶栅使得各空冷单元的换热性能得到大幅提升,当风速为12 m/s时,整列空冷单元的换热效率升高了14%。所得结论为改善环境风工况下直接空冷凝汽器的性能提供了参考。     

空冷岛加装挡风墙的数值模拟

在大风情况下,空冷凝汽器换热效率由于热风回流和"倒灌"现象的共同作用而降低。为了改善环境风对空冷凝汽器的影响,提出了在空冷岛背风侧(主导风向下)加装挡风墙的方案。以某600 MW直接空冷机组为例,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对空冷岛外部流场进行数值模拟,分析主导风向、主导风向相反风向情况下,不同风速时挡风墙对空冷凝汽器换热效率的影响。结果表明:在主导风向下,加装挡风墙使空冷单元空气流量大幅度增加,空冷凝汽器换热效率提高;在主导风向相反风向下,加装挡风墙造成空冷岛背风侧出现热风回流,空冷凝汽器换热效率降低,在背风侧水平挡板边缘处竖直加装一定高度的挡风墙可以改善热风回流现象。     

加装防风网的空冷岛换热性能研究

空冷岛加装防风网后,其换热性能会受到防风网的影响.以国内某电厂300MW 直接空冷机组为例,利用FLUENT商业软件,数值模拟挡风墙下沿安装防风网对空冷岛换热性能的影响,并分析不同开孔率和防风网高度对空冷岛换热效率的影响.结果表明:加装防风网后,空冷单元的空气流量和换热量明显增加.随着环境风速的增大,防风网的防风效果越明显,为直接空冷机组的安全运行和经济性分析提供了理论依据.     

直接空冷凝汽器单排翅片管外部流动及换热特性分析

蛇形翅片管是直接空冷凝汽器的核心换热元件。对其进行详细的换热流动分析,对直接空冷系统的设计以及运行都具有非常重要的意义。应用计算流体力学(CFD)数值模拟的方法,在不同迎面风速下,对翅片管的流动特性和换热性能进行了深入分析,并得出了翅片管的压力降、摩擦系数、换热量、换热系数、出口温度、翅片温度等随迎面风速变化的曲线,提出了努塞尔数Nu与雷诺数Re之间的无因次关系式,所得到的结果可为我国电站空冷系统的设计和运行提供理论依据。     

直接空冷机组最佳真空特性与最佳风机转速研究

以某600 MW直接空冷机组为研究对象,分析了机组微增功率、轴流风机群微增耗功与风机转速之间的关系,并确定了在环境温度、环境风速和机组负荷同时变化时机组最佳空冷轴流风机转速和最佳排汽压力。结果表明:环境温度变化对机组最佳排汽压力的影响很大,当环境温度超过15℃时,该机组的最佳排汽压力迅速增加;环境风横掠对空冷单元进风量的影响比纵掠大;夏季负荷高时维持相对较高的排汽压力有利于机组经济运行,而冬季适当调整风机转速使排汽压力维持在较低值更利于机组节能。     

基于灰色-马尔可夫链的短期风速及风电功率预测

风速具有较大的随机波动性,影响风电及其与之相连电网的运行稳定性,良好的风速和风电功率预测是解决风电并网问题的关键。为此,对用于风速预测的灰色模型和马尔可夫链模型进行比较分析。通过对灰色拟合值的误差转移序列进行分析及建立马尔可夫链状态转移概率矩阵,得出灰色-马尔可夫链预测模型,进而求得风速的误差预测值。并用马尔可夫链转移概率矩阵的期望值对传统马尔可夫链进行改进,得出改进型灰色-马尔可夫链模型,以此对风电功率进行直接预测,并与功率曲线模型法进行对比分析。结果表明,改进型灰色-马尔可夫链模型预测精度更高。     

空气放电离子风特性的研究

空气放电离子风技术在能源、环境、材料、军事等领域具有广阔的应用前景,采用粒子图像测速(particle image velocimetry, PIV)粒子测速系统得到了空气中尖–板电极放电产生的离子风速度场的图像,研究了相同电压等级正、负极性直流和工频交流电源下的离子风速度特性和流场分布情况并用离子碰撞、电流体动力学(electrohydrodynamic,EHD)顺电效应以及流体动力学相关理论进行了分析。最后采用红外热像仪测得了离子风对于发热体强化传热的作用,分析了离子风作用下发热体的温度分布特性。     

基于SVM方法的风电场短期风速预测

针对基于支持向量机的风电场短期风速预测进行研究,选择了不同的输入向量（历史风速时间序列,历史风速和温度,历史风速、温度和风向,历史风速、温度和时间）作为输入进行误差对比分析。实测数据及分析结果表明,采用历史风度和温度的二输入模型,预测效果最佳,为风速的短期预测和发电量预测提供了较好的参考价值     

基于时间序列分析的风电场风速预测模型

风速预测是风电场规划设计中的重要工作因风速序列本身已经具有时序性和自相关性．提出了基于时间序列分析的风电场风速预测模型。为了检验时间序列分析模型的有效性．使用了信息准则AIC(An Information Criterion)函数在算例中,将预测风速的分布特性与实际风速分布特性相比较,验证了文中提出的时间序列模型用于风电场风速预测的可行性。     

小时风速的向量自回归模型及应用

短期风速预测对并网风力发电系统的运行有重要意义。该文简述了短期风速预测的价值和方法,分析了小时风速的日变化特点。在此基础上,提出将单变量小时风速时间序列向量化,以消除日周期非平稳,进而建立了向量自回归(vector autoregression, VAR)模型,并用于小时风速预测。算例表明,正常天气条件下,该模型可以预测提前72 h的短期风速。该文提出的方法和模型具有一定的普适性,可用于其它领域的时间序列建模与预测。     

永磁风力发电机流体流动及传热性能数值研究

随着风力发电机容量增加,电磁负荷不断增加,发电机温升计算以及冷却介质流动分析的重要性不容忽视.针对发电机内部温升分布不均、流体流动复杂的问题,以计算流体力学(CFD)和传热学为理论基础,根据2.5 MW永磁风力发电机通风系统结构和传热特点,建立全域三维流动及传热耦合的物理模型和数学模型,结合工程实际给出基本假设和边界条...     

含大型风电场的电力系统概率最大输电能力快速计算

针对含大型风电场的电力系统概率最大输电能力(total transfer capability , TTC)展开研究,建立了加入异步风力发电机模型的含参潮流模型,推导了含风电场注入功率项的全注入空间静态电压稳定域边界局部切平面解析式,在此基础上提出了将Monte Carlo仿真和电压稳定域方法相结合的综合考虑风电场风速、负荷、发电机出力和设备故障不确定性因素的概率TTC分层快速计算方法。利用该方法进一步分析了风速概率分布参数对TTC的影响,结果表明,准确获取风电场风速分布参数是准确计算概率TTC的前提。     

Maximum output power control system of variable‐speed small wind generators

This paper proposes a maximum output power control system for variable‐speed small wind generators. The proposed control system adjusts the rotational speed of a single‐phase AC generator to the optimum rotational speed, which yields the maximum output power according to the natural wind speed. Since this adjustment is performed on‐line in order to adapt to variations in wind speed, the rotational speed of the single‐phase AC generator is adjusted by controlling the generated current flowing in an FET (field‐effect transistor) device, serving as the generated power brake, which is linked directly to the single‐phase AC generator. In order to reduce heat loss from the FET device, a PWM (pulse width modulation) controller is introduced. An experimental model of the proposed control system was built and tested, and the validity and practicality of the proposed control system were confirmed by the experimental results. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 165(1): 9–17, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20692     

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。     

EHD强化传热中的电晕放电与离子风

离子风在EHD强化传热中起着重要作用。笔者介绍了电晕放电对EHD强化传热影响的研究成果,指出了当前研究中存在的问题,并对以后的研究提出了建议。