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。     

双排管外空气流动和传热性能的数值研究

矩形翅片椭圆管,即双排管是直接空冷凝汽器的一种基本换热元件.研究了双排管外空气侧的流动和传热性能.在不同迎面风速下,对双排管空气侧进行了三维数值模拟,并对速度场、温度场进行了分析.拟合出双排管阻力和平均传热系数随迎面风速变化的计算公式.     

空冷凝汽器椭圆翅片椭圆管束外空气的流动与传热特性

研究空冷凝汽器椭圆翅片椭圆管管束外空气的流动与传热特性,对火电站空冷岛的设计与运行具有重要意义.通过CFD模拟,获得了椭圆翅片椭圆管管束外冷却空气的流场和温度场,计算得到了空冷凝汽器冷却空气对流换热平均Nu和摩擦系数f随Re的变化规律,并采用最小二乘法拟合得到了相应的关联式.结果表明:随冷却空气流动Re的增大,Nu增大,f减小.     

扁平翅片管数值模拟及其结构优化

蛇形扁平管换热器在空冷电站的应用上取得了很好的效果,为进一步提高空冷电站凝汽器的冷凝效率,优化扁平管翅片的物理结构,建立了蛇形翅片扁平管换热器及直翅片和带扰流孔直翅片扁平管换热器通道的三维物理数学模型,利用FLUENT软件进行数值计算.通过对对流换热系数、流动损失、散热量的对比分析,结果表明:蛇形翅片扁平管翅片的物理结构存在进一步的优化空间的可能性,直翅片扁平管具有更优越的冷凝效率,模拟结果为直接空冷凝汽器的设计和优化改造提供了科学依据.     

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.     

直接空冷凝汽器翅片管积灰流动换热的数值研究

为了深入研究空冷凝汽器散热管束积灰时的流动换热特性,利用FLUENT软件数值模拟了翅片管外不同积灰厚度的流动换热情况,得到了夏季工况翅片管4种积灰厚度的对流换热系数、传热系数及流动阻力随迎面风速的变化曲线,非线性拟合得到了摩擦系数、努赛尔数与雷诺数之间的关联式。利用性能评价指标PEC,对翅片管束积灰前后的流动换热性能进行了比较。结果表明:随着迎面风速的增加,积灰前后的管外对流换热系数,传热系数以及流动阻力逐渐增加;随着翅片管外积灰厚度的增加,对流换热系数、流动阻力以及摩擦系数变大,传热系数变小。     

空冷凝汽器翅片管换热器阻力特性数值研究

水资源的匮乏使节水性能显著的直接空冷式发电厂在缺水富煤地区得到了迅速推广.翅片管换热器作为空冷凝汽器的基本组成单元,其流动特性是决定空冷凝汽器运行性能的关键因素.应用计算流体力学(CFD)方法,对不同迎面风速下单排及双排翅片管换热器的阻力特性进行了数值模拟.计算结果表明:对于2种不同形式的翅片管换热器,空气侧流动阻力皆随着迎面风速的增加而升高;双排管的流动阻力略大于单排管,且随着迎面风速的增加,双排管管束相对于单排管管束的压力损失增幅呈上升趋势.通过比较不同数量网格模型的数值模拟结果,验证了网格无关性,证明了模拟结果可靠.研究结果对提高空冷凝汽器乃至空冷电厂的运行经济性都具有重要的参考价值.     

直接空冷凝汽器单元样机流动和传热性能研究

直接空冷凝汽器由一个个直接空冷单元组成.对直接空冷凝汽器单元的研究具有重要的意义.依托实际工程项目,对某135 MW直接空冷凝汽器单元样机进行流动和传热的性能研究.利用计算传热学(NHT)软件Fluent,对空冷单元样机的设计和实验工况进行数值模拟.分析了模拟结果与设计和试验数据存在一定偏差的原因.对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场的模拟、分析和研究,为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

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.     

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.     

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.     

三角扰流蛇形翅片管流动换热特性数值研究

蛇形翅片管作为空冷凝汽器基本换热面,其流动与换热性能对空冷电站经济性有着重要影响,基于此,对三角扰流蛇形翅片管的气侧换热及流动特性进行了数值研究,分析了流体温度、压力沿流程方向的变化规律以及迎面风速、扰流三角个数、扰流三角尺寸等因素对蛇形翅片管换热及流动性能的影响,结果表明三角扰流部位局部阻力是沿程阻力的25%～70%,扰流三角对换热有明显的促进作用,换热系数最大提高37%.本研究可为蛇形翅片管的设计及优化提供理论参考.     

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。     

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。     

直接空冷凝汽器加装防风网的数值模拟

利用Fluent软件,以国内某600 MW直接空冷机组为例,对迎风侧2个相邻空冷凝汽器进行了数值模拟,得到了不同环境横向风速下空冷凝汽器的传热效率随着风速的增大而降低,而且被环境风冲刷越严重的凝汽器受影响程度越大的结论.针对横向风对空冷凝汽器传热效率的影响,在凝汽器挡风墙下延方向加装了防风网.对加装防风网后的空冷凝汽器进行了数值模拟,分析了防风网的不同结构参数(开孔率、高度)对空冷凝汽器传热效率的影响,结果表明:在加装防风网后凝汽器传热效率显著提高,防风网的结构参数对其防风效果有明显影响,为直接空冷机组的防风网改造提供了理论依据.     

空冷凝汽器单元换热面积优化数值模拟研究

直接空冷凝汽器采用空气作为冷却介质,其运行状况直接影响整个机组的安全经济运行,改善空冷凝汽器的换热效果能有效地为节能减排做出贡献。以某600MW直接空冷凝汽器空冷单元的传统结构为研究对象,创新性地在空冷单元三角形侧面加装散热器,用以增加散热器的换热面积。从三角形散热器的布置方式、散热器厚度、孔隙率3个方面模拟分析了加装三角形散热器对空冷单元换热效果的影响,得到了最佳的布置方案,并通过凝汽器背压进行验证。新方案改善了空冷单元的传热特性,为空冷单元的结构优化设计提供了一定的理论参考。     

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。     

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。     

空气流动对直接空冷凝汽器翅片区气温的影响

针对直接空冷凝汽器翅片温度可能低于环境温度的问题进行分析计算，得知空气流经空冷凝汽器翅片区可产生2～5℃温降，据此分析利弊，并提出适当调高空冷凝汽器冬季保护环境温度及采取措施减少环境大风危害的建议。