直接空冷单元流动换热特性数值研究

对A型直接空冷单元流动换热特性进行了数值研究,分析了环境风速、风向、风温、平台高度等对空冷单元流动换热特性的影响。计算结果表明:环境侧风通过两方面影响空冷单元的性能,水平分速度严重影响通风量在散热器上的分配均匀性,垂直分速度严重影响风机的通风量。随着环境风速的增大,散热器的通风量减小,散热器温度升高,热回风率增加,风机压头有效利用系数降低;在同样环境风速下,Y向风是更不利的风向,应尽量避免;环境温度增加一方面提高了空冷单元的进风温度,另一方面减少了风机的通风量,使流动和换热恶化;在所研究的平台高度内,平台高度对空冷单元的流动和换热影响不大。研究结果可为空冷凝汽器的运行及优化设计提供参考。     

直接空冷系统风机转速的优化研究

为了更好的调节直接空冷系统的风机转速以提高机组经济性,选取空冷岛冷却单元为研究对象,综合考虑冷却单元内蒸汽压力、风机转速和环境温度对机组功率增量的影响,并建立了相关的数学模型。进而以机组功率增量与风机耗电量之间的差值最大为目标进行优化,得出不同工况下最佳冷却单元内蒸汽压力和风机转速,为直接空冷机组的经济运行提供了参考。     

某600MW直接空冷系统运行特性研究

以某600MW等级直接空冷系统为技术依托,通过性能试验和理论分析,进行了直接空冷系统运行特性研究,得到了空冷机组运行背压就单台风机扰动、单列风机扰动的变化特性;运行背压随机组负荷的变化特性;运行背压随环境温度的变化特性;运行背压随风机运行频率的变化特性。研究结果可为直接空冷机组安全经济运行提供一定的技术参考。     

环境风对新型空冷单元换热特性影响的研究

针对由环境风所造成的直接空冷单元热风回流、传热恶化等问题,以某600MW直接空冷机组为例,采用Fluent软件分别建立传统A字形与新型圆台形空冷单元计算模型。在添加常见挡风墙的前提下,对两种空冷单元的换热特性进行对比研究。着重分析了不同环境风速下,两种空冷单元的温度分布,最高温度、平均温度及高温区域的变化趋势。并从风机风量与换热量两个角度,对其进行对比。结果表明:在不同环境风速下新型圆台形空冷单元换热表现更稳定、抗环境风干扰性更强。无论是经济性还是安全性较传统A字形空冷单元都具明显优势。     

某600MW直接空冷系统运行优化研究

旨在科学指导空冷系统优化运行,实现节能减排,以某600MW直接空冷系统为技术依托,通过机组背压对机组出力影响试验和机组空冷风机耗功试验,以净出力法为指导,进行空冷系统运行优化试验研究,得到了机组不同负荷、不同环境气温下的最佳风机运行方式,以风机同操模式下的频率、机组负荷和环境温度的函数关联式编入机组控制系统中,并实现了空冷系统优化运行的自动控制。在年平均气温和平均负荷下,空冷系统运行优化使得机组供电煤耗下降0.6g/(kW·h)。     

“V”型直接空冷凝汽器单元内部导流的数值研究

针对某直接空冷单元温度分布极不均匀的现象,运用FLUENT软件,在考虑环境风的情况下,对"V"型空冷单元风机出口加装不同数量的平直导流板进行数值研究。结果表明,风机出口加装平直导流板确能改善冷却空气流场和温度场,使翅片管束出口温度分布更均匀,且最高温度明显降低,改善了凝汽器的换热性能,在加装4块导流板时,翅片管束出口温度分布达到最佳,最高温度降到最低。     

环境风对直接空冷系统塔下热回流影响的试验研究

对发电厂空冷系统热回流产生的原因及其危害进行了分析,提出了定量分析热回流的评价标准.在直接空冷系统模型内导入恒温热水构成循环系统,在低速风洞中对直接空冷模型进行热效应试验研究,并在不同来流条件下,通过测量风机入口和翅片管束出口空气的温度,计算各测点回流率的大小,探求环境来流风速和风向的变化对空冷塔下回流率的影响,结果发现在实验风速范围内,空冷塔下平均回流率随着来流风速的增加而增加,不同来流风速下空冷塔下平均回流率随风向角变化趋势基本相同;实验风向角β=0时,空冷塔下平均回流率最大.     

间接空冷系统空冷散热器运行特性的数值模拟

以某6×1000 MW间接空冷电厂主要建筑物和空冷塔平面布局为例,通过CFD模拟,得到了冷却空气流场、温度场,分析了机组热负荷、环境气温、风速、风向对空冷散热器进口空气流速的影响.结果表明:处于环境风上游的空冷散热器单元,其迎面风速最大,空气温度最低,冷却效果最好;而处于侧面的空冷散热器单元,迎面风速最小,空气温度最高,冷却效果最差.随机组热负荷增加,空冷散热器冷却空气流量增加,随环境气温、风速增加,空冷散热器冷却空气流量减小.风向的改变也会影响散热器的运行特性.     

夏季工况直接空冷系统最佳真空特性的研究

以某660MW超临界直接空冷机组为研究对象,基于机组夏季工况下实际运行数据,建立了汽轮机变工况模型与空冷系统变工况模型,并分别利用电厂空冷系统常干时性能曲线以及电厂原热力特性计算说明书验证了这2个模型的计算准确性.分析了不同边界条件下(包括空气温度、凝汽器的换热环境、负荷、风机转速等)凝汽器最佳真空的选取.结果表明:夏季工况下,当负荷较高时,风机应始终保持在超频运行,以维持空冷系统的背压,保证运行安全性;当负荷较低时,在固定凝汽器蒸汽质量流量下,随着冷却空气量的增加,机组出力增加量与风机耗功增加量的差值有最大值.运行时应首先考虑如何合理设置运行参数以得到较高经济性.     

风机出口加装导流板对空冷单元的影响

针对某600 MW直接空冷凝汽器单元的典型结构,建立了在风机出口安装空气导流板的空冷单元物理模型,利用Fluent软件对加装导流板前后空冷单元的内部流场进行了数值模拟,分析了不同导流板数量和形状对内部空气流动和传热特性的影响.结果表明:在空冷单元风机出口加装一定数量和形状的导流板能提高冷却空气流场的均匀性,降低管束表面局部高温区的温度,从而提高空冷凝汽器的换热效果;安装8块导流板时效果最好,且弓形导流板对空冷凝汽器散热效果的改善要比长方形导流板和弯曲面形导流板更为明显.     

环境风对空冷岛内部涡流分布的影响

随着环境风速的变化,空冷岛内部涡流分布对空冷单元换热器性能的影响愈加重要。以2×600MW的直接空冷机组为研究对象,采用Fluent软件模拟了环境因素对空冷岛内部流场的影响。针对不同的环境风速,分析了空冷机组周围流场温度和压力的分布情况,研究了涡流产生的机理和变化规律,以及环境风速对空冷机组风机流量的影响。结果表明:随着环境风速的增大,热空气羽流倾角增大,空冷单元与周围环境的换热量相对减少,换热效率降低。空冷单元呈现更多的负压区域,流场内出现涡旋并逐渐在增大,此时出现回流情况。另外,各空冷单元风机进口流量整体呈下降趋势,其中迎风侧的第一个风机f1的进口流量降幅最大,整体下降298.54kg/s;其功率的降幅也最大,下降了14.338kW。对此提出了优化运行改进措施。     

直接空冷机组尖峰冷却系统改造方案研究

针对直接空冷机组夏季运行背压偏高、能耗较高的问题,以近年来直接空冷系统技术改造的成功案例为借鉴,提出了数项技术改造方案,采取的技术路线为:在不改变现有空冷系统冷却能力的前提下,设置尖峰冷却系统分流进入主机凝汽器的排汽,降低主机凝汽器热负荷;或者在冷端系统热负荷不变的前提下,增容改造,提高空冷系统的冷却能力。     

水平挡板改善直接空冷凝汽器流场特性的数值模拟

以某1000 MW直接空冷机组凝汽器的一组空冷单元为研究对象,建立了物理模型和数学模型,通过计算流体力学模拟分析,研究横向风对空冷机组凝汽器的影响规律和水平挡板改善风机入口侧流场的机理.结果表明：加装水平挡板可以使空冷凝汽器横向风迎风侧第一单元风机入口的负压区前移,有效削弱横向风的不利影响,增加空冷单元进风的质量流量;对于所研究的直接空冷机组凝汽器,水平挡板的最佳长度为15 m.     

某空冷机组凝汽器防冻策略研究

针对某直接空冷机组冬季背压偏高的问题,现场测试空冷凝汽器的温度分布情况,分析翅片管内气体温度的变化规律,并对防冻参数设定值与负荷关系进行研究。结果显示：空冷凝汽器换热不均和触发防冻保护的参数值未考虑负荷因素是运行背压偏高的主要原因,给出了不同负荷下低背压报警、凝结水温度、抽气温度等防冻参数设定值的计算方法,为同类机组冬季运行提供参考。     

变工况下直接空冷机组最佳真空的分析

为了提高直接空冷机组运行经济性,以冷端系统的变工况模型为基础,通过计算空冷凝汽器风机送风量增大时空冷机组发电功率与对应风机耗功功率的增量,得到直接空冷机组凝汽器最佳真空的确定方法．根据相似定律确定迎面风速对风机耗功的影响,并通过冷端系统数学模型的分析和简化得到机组背压与发电功率的关系,最终导出了不同环境温度和排汽热负荷下迎面风速对应的最佳真空．根据模型对某330Mw机组在变工况下的最佳真空进行了计算,结果表明：随着排汽量的增加或环境温度的升高,最佳真空及对应的风量都增加;当环境温度高于20℃时,环境温度对最佳真空的影响更加突出．     

直接空冷机组冷却单元积灰的运行分析

通过温度实时在线监测装置对直接空冷机组冷却单元出口温度进行监测,得到空冷岛出口空气温度场分布。对空冷系统管束积灰的影响进行分析,当积灰厚度达到一定程度,危及机组安全经济性时,用高压水冲洗翅片管除尘。     

环境风工况下直接空冷机组加装进风扩压装置的性能分析

减弱或消除环境风对直接空冷凝汽器性能的影响对于保证其安全和经济运行具有十分重要的意义。以某电厂600MW直接空冷机组为例,设计了一种应用于空冷单元的进风扩压装置,建立了空冷单元和加装进风扩压装置空冷单元几何模型,基于CFD软件进行数值模拟。计算结果表明,所设计的进风扩压装置能有效降低各风机入口的平均温度,提升风机性能,增加了风机进风量。在环境平均风速6m/s的情况下,可使风机进风量增加63kg/s。环境风工况下,加装进风扩压装置使得空冷凝汽器的换热性能得到提升,当环境风速9m/s,机组换热效率提高3%。     

空冷单元加装弯叶式导流板的数值研究

空冷单元换热面的最高温度直接影响着空冷单元的安全长久使用,同时也标志着其换热效果。针对直接空冷凝汽器空冷单元典型结构中所存在的局部高温问题,以龙山电厂600MW机组的模型为例,在空冷单元内部加装弯叶式导流板,对加装不同形式和位置导流板下的空冷单元流场和温度场进行了数值模拟研究,并与原空冷单元模型和已有的加装弓形导流板的空冷单元模型进行比较,得到了较为理想的结果,为直接空冷单元结构的改进优化提供了参考依据。     

空冷单元风机出口加装结合形导流板的数值模拟

以600MW机组直接空冷单元的典型结构为依据,建立在风机出口加装结合形导流板的空冷单元模型,并利用CFD软件对加装了导流板的空冷单元内部流场进行数值模拟,分析结合形导流板尺寸变化对整个单元换热特性的影响,得到了最优结果。比较最优化的结合形导流板与长方形导流板的换热,可以得知,结合形导流板的换热效果更佳。为提高空冷单元换热效率、优化空冷机组设计提供了一定的依据。     

直接空冷系统风机群入口流量特性实验研究

针对直接空冷风机入口流量下降问题,搭建了直接空冷风机阵列1∶10等比例缩小实验系统,进行了风机群分区频率调节实验。使用经验模态分解法对环境风速、风向进行预处理后,计算了用于衡量风机容积损失的风机容积效率,最后采用随机森林回归算法对实验结果进行泛化并估计不同工况下的风机容积效率。结果表明：直接空冷系统中风机容积效率受位置、运行方式、风机频率及环境风速的影响;在环境风影响下,风机群迎风风机的容积效率随环境风速的增大而减小,背风风机的容积效率随环境风速的增大而上升。不同风机频率及环境风速下的风机容积效率曲线为直接空冷系统风机群的节能运行提供参考。