填料非均匀布置对大型冷却塔冷却性能的影响

为分析填料非均匀布置对自然通风逆流湿式冷却塔冷却性能的影响机制,建立了某大型冷却塔冷却性能计算的三维数值计算模型,结合实测工况验证了所建模型的正确性,在不同风速的环境自然风下,计算分析了填料非均匀布置对塔内空气流速、密度和水温等参数分布的影响。结果表明,填料外围增高是冷却塔冷却性能改善的主要原因。外围填料增高强化了该区冷却性能,降低了该区空气流速及其上方空气密度,使冷却塔抽力增大,从而强化填料中间和内围通风,改善了冷却塔中间、内围及其整体冷却性能。高速自然风下,填料非均匀布置使塔内上升空气流速下降较多,其对冷却塔冷却性能的改善作用也相应减小。     

冷却塔填料及非均匀配水协同优化研究

为提升冷却塔的冷却性能,以北方某300 MW机组冷却塔为例,建立冷却塔三维数值计算模型,对比二分区及三分区不均匀填料对出塔水温的影响,确定最优半径分界点,并协同非均匀配水进行优化,分析不同优化方案对出塔内空气流速、塔水温、通风量的影响。结果表明：二分区及三分区非等间距填料下出塔水温分别为31.798℃和31.696℃,冷却性能提升;非等间距填料与非均匀配水的耦合优化显著提高了空气动力和温度场的均匀性;随着内区配水量的增加,水温和通风量均呈现先增加后减少的趋势;最佳内区配水量为50.0%,出塔水温为31.360℃通风量7 122.8 kg/s;与26 mm和30 mm等距填料布置相比,协同优化后,出塔水温分别降低了0.768℃和0.830℃,冷却性能显著提升。     

环境侧风对大型逆流式冷却塔性能影响试验研究

逆流式自然通风冷却塔易受环境风影响,引起性能恶化。本文基于行业相关标准,对某现役发电厂用自然通风湿式逆流塔的进出口参数进行实塔测试。此次测试对冷却塔的进出塔参数进行了全面的监测,包括进塔空气干湿球温度、进塔水温、出塔气温、出塔水温、填料上下温度等;通过对冷却塔测试数据的整理,分析了冷却塔的通风及热力性能,重点分析了夏季工况下冷却塔的运行特性;并对比分析了导风板、导风管以及采用填料非均匀布置等优化措施对冷却塔通风及热力性能的影响。结果表明:侧风存在影响周向进风,导致冷却塔除水器上方温度不均;通过安装导风板、导风管、填料非均匀布置等改造措施,可使冷却塔性能改善。以夏季双泵高速流量工况为例,当风速达3.2 m/s时,进风均匀性提高36.7%,除水器上方温度均匀性提高10.5%;风速接近4 m/s时,冷却性能提高8.7%。本文对于同类电厂冷却塔的结构改善具有一定的参考价值。     

隔音墙对自然通风冷却塔热力特性的影响

针对某淋水面积为5500 m2的自然通风逆流湿式冷却塔,通过Fluent软件建立了有隔音墙和无隔音墙两种情况下冷却塔性能三维数值计算模型,研究了无风工况下隔音墙对于冷却塔进风均匀性系数Cv、通风量G和循环水温降Δt等的影响。冷却塔现场实测数据验证了所建模型的准确性。研究结果表明,隔音墙会影响冷却塔进口流场分布和塔内通风量,降低塔内空气动力场的均匀性,进而削弱冷却塔的热力性能;随着隔音墙与冷却塔间距L的增加,隔音墙对于冷却塔空气动力特性及热力特性的影响不断减弱。当L超过10 m时,隔音墙基本不再对冷却塔性能产生影响。     

自然通风湿式冷却塔空气动力场数值分析

对电厂自然通风逆流式双曲线冷却塔内的空气动力场进行了数值分析,并利用PHOENICS计算平台进行了数值模拟。分析结果认为:冷却塔无风运行时,塔内形成负压,压力沿塔高逐渐升高;塔内流场呈轴对称分布时,塔内周向分布均匀,中心流速最大。由于冷却塔的冷却能力受环境的影响很大,还对淋水密度、环境温度、阻力变化等各种变工况进行了计算与比较,发现入塔水温与淋水密度对塔内流场的影响基本相当。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现:在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

塑料折波淋水填料在电厂工业冷却塔改造中的应用

一、前言近年来,一些五十年代至七十年代初建成的电厂冷却塔,所使用的淋水填料都不同程度地出现了一些变形和损坏。其中板条式淋水填料损坏情况尤为严重,因而大大降低了热力性能,加上循环冷却水的结垢,已使原工业冷却塔不能充分地发挥其冷却作用。有些电厂,淋水填料结垢、堵塞,使塔内淋水分布很不均匀。特别在夏季,凝汽器的进水温度高达37℃,致使汽轮机真空度降低,煤耗增加,影响了汽轮机正常出力。另有些电厂,工业塔原装的浸渍纸蜂窝淋水填料,     

冷却水塔更换竹栅网格填料效果显著

长山热电厂8号机冷却塔为自然通风冷却塔,冷却面积为3500㎡,投产时淋水填料为PVC复合波填料,现将塔一半面积的填料改为竹栅网格与PVC复合波填料组合。经热力性能测试,验证改造后实际运行范围的热力性能有明显提高,测试与试验及实际运行均证明出塔水温比原设计填料出塔水温低2.1℃以上,这项改造为东北地区同类水塔改造提供了参考数据。     

竹格填料与PVC薄膜填料的性能对比及应用

在工业冷却塔内,循环冷却水与空气之间的换热主要发生在淋水填料区。淋水填料的热力性能及阻力特性,直接影响了冷却塔的冷却性能。针对近年兴起的环保节能型竹格填料,利用计算机程序进行模拟仿真,评估了竹格填料的实际性能。对比了竹格填料与薄膜填料在热力性能、阻力性能及冷却性能等方面的差别,并通过应用案例分析,给出了2种填料的适用范围。     

发电厂冷却塔弧形布置填料层的特性分析

填料是自然通风湿式冷却塔最主要的换热部分,其换热量占冷却塔总换热量的60%~70%,具有很大的节能潜力。针对填料层的布置方式,提出了用弧形填料层替代传统水平布置填料层的构想,并借助Fluent模拟软件,建立了湿式冷却塔弧形填料层的传热传质模型。研究对比了不同弧度的填料层布置对冷却塔热力性能的影响,并计算分析了不同环境侧风下,弧形填料层冷却塔内空气流场、出塔水温等参数的变化。研究结果表明：与传统的水平布置相比,弧形布置填料层增加了一部分换热面积,改善了雨区空气流场,从而增加了冷却塔的换热量,使冷却塔抽力增加,出塔水温降低;在环境侧风条件下,这种改善效果更加显著,以填料层弧度0.12 rad为例,当环境风速6 m/s时,出塔水温最高可降低0.36℃。     

侧风下逆流湿式冷却塔优化进风的实验研究

为降低侧风对自然通风逆流湿式冷却塔进风的不利影响,引入一种优化进风的新方法——在进风口周向上安装导风板,同时,为定量分析冷却塔周向进风均匀性,定义进风均匀系数。基于热态模型实验,研究侧风工况下安装导风板对湿式冷却塔进风及热力性能的影响。通过对进风性能及冷却效率的对比分析,揭示了侧风影响冷却性能的2个根本原因:侧风不仅降低了通风量,还破坏了冷却塔周向进风的均匀性,冷却效率的降低是二者共同作用的结果。安装导风板对周向进风进行优化之后,通风量增大,进风均匀系数也有较大提高,塔内传热传质均匀性增强,冷却效率有较大提升。刘易斯因子分析表明,优化进风对传热的强化作用更大,但同时增加了绝对蒸发水损失。     

某330 MW汽轮机组自然通风冷却塔改造技术

国电宁夏石嘴山发电有限责任公司2号机组因冷却塔喷溅装置、填料等布置方式单一,布水均匀性差,水柱多,缺乏风、水的最佳配比,填料区和配水区的配置缺乏科学性,使得换热效果差,影响机组运行经济性,因此对2号机组冷却塔进行风水配比优化改造,将原有填料更换为GXT-30型高效淋水填料,采用非等高布置方式,提高了换热效率,改造后冷却塔出塔水温下降1.2℃,冷却塔换热能力提升至原设计值的123.7%,达到了改造目标,节能效果显著。     

三塔合一间接空冷塔热力性能的数值研究

利用FLUENT数值计算软件建立了散热器塔外垂直布置和塔内水平布置的三塔合一间接空冷塔的数学模型,对不同环境风速进行模拟计算,得到了相应的压力场、温度场和速度场,分析了散热器的布置方式对热力性能的影响。研究结果表明:无风时,散热器的布置方式对热力性能的影响非常小;存在环境风,当风速不超过12 m/s时,两种布置方式的热力性能差异较小;当风速超过12 m/s时,两种布置方式的热力性能差异逐渐变大;散热器塔外垂直布置的空冷塔的热力性能优于散热器塔内水平布置的空冷塔的热力性能。为这种复合塔的优化运行提供参考。     

竹栅网格与PVC填料组合在冷水塔上的应用

长山热电厂＃８机冷却水塔为自然通风冷却塔，投产时淋水颠料为ＰＶＣ（聚氯乙烯）复合波填料，本次将塔一半面积的填料改为竹栅网格与ＰＶＣ复合波填料组合，经热力性能测试，改造后实际运行范围的热力性能有明显提高，测试与试验及实际运行均证明出塔水温比原设计填料出塔水温低２．１℃以上，这项改造为东北地区同类水塔改造提供了参考依据。     

自然通风逆流式冷却塔外区配水一维热力计算方法

在我国的北方地区,自然通风逆流式冷却塔冬季或春秋季一般采用外区配水的运行方式,塔内的一部分区域不淋水,而此时传统的热力计算方法将不再适用.通过对塔内的热空气密度进行了线性关系及雨滴阻力均匀的简化假设后,推导出了冷却塔外区配水的一维热力计算方法.经与原型实测数据的对比,计算误差不大于0.3℃,吻合良好,可供设计参考.     

冷却塔小间距淋水填料特性研究

通过对组装高度1 m、板间距22 mm的改型小间距斜折波淋水填料的性能试验研究,采用最小二乘法整理出该种淋水填料的热力及阻力特性方程式,并与板间距为30 mm的常规淋水填料的特性进行比较发现,在逆流式自然通风冷却塔常用气水比范围内,改型淋水填料的热力特性比常规间距淋水填料提高21％～28％,通风阻力为常规间距淋水填料阻力的83％～99％.将改型斜折波淋水填料应用于5 000 m2自然通风冷却塔,经计算其出塔水温比采用常规间距斜折波淋水填料时的出塔水温降低约1℃,冷却效果显著提高.     

冷却塔小间距淋水填料特性研究

通过对组装高度1m、板间距22mm的改型小间距斜折波淋水填料的性能试验研究,采用最小二乘法整理出该种淋水填料的热力及阻力特性方程式,并与板间距为30mm的常规淋水填料的特性进行比较发现,在逆流式自然通风冷却塔常用气水比范围内,改型淋水填料的热力特性比常规间距淋水填料提高21%～28%,通风阻力为常规间距淋水填料阻力的83%～99%。将改型斜折波淋水填料应用于5 000m2自然通风冷却塔,经计算其出塔水温比采用常规间距斜折波淋水填料时的出塔水温降低约1℃,冷却效果显著提高。     

湿式冷却塔加装挡风布的数值研究

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,提出一种挡风布的布置方式,即横向全周加装挡风布。建立冷却塔的三维数值模型,模拟塔内传热传质。选用内蒙某600 MW机组的参数验证模型的正确性。根据上述模型得出不同横向风速和环境温度下刚好可以防止冷却塔内结冰的最佳挡风面积。研究结果表明:横向全周悬挂挡风布比纵向间隔悬挂挡风板的方案节省面积,避免冷却塔内结冰,提高冷却塔性能。     

冷却塔内冷却水特性三维数值模拟研究

采用三维数值模拟方法对自然通风逆流湿式冷却塔塔内的流场特性进行模拟,可为冷却塔设计改进提供参考。基于Fluent软件和传热传质学原理,应用欧拉-拉格朗日法及标准壁面函数法,采用标准k-ε湍流模型进行封闭,建立了逆流式自然通风冷却塔三维热态数学模型。以9 000 m²的自然通风逆流式冷却塔为例,对无侧风工况塔内空气动力场的三维流场进行数值仿真模拟。首先,对冷却塔出塔水温进行模拟,将计算值与实测数据进行对比,吻合良好,证明所建模型正确合理;继而对塔内冷却水的分布特性进行了三维数值模拟研究,得出水滴下降速度和水滴温度随时间和位置高度的变化及填料层、集水池液面水温分布情况,所得结果有助于塔内配水系统的优化设计。