不同翅墙安装角度对间接空冷塔内外流动传热性能的影响

针对SCAL型300 MW间接空冷系统空冷散热器的典型结构,建立了安装十字翅墙前后的空冷塔三维流动传热物理模型,并利用CFD和多孔介质模型模拟获得了间接空冷塔内外空气的流场和温度场,进而研究了不同环境风速影响下安装不同安装角度十字翅墙前后空冷塔内外空气流动传热特性的变化规律。研究表明:安装0°和45°翅墙能有效削弱环境横向风的不利影响,改善空冷散热器的传热状况。其中,0°翅墙对6 m/s~9 m/s风速下的空冷塔性能改善比较明显,45°翅墙主要改善4 m/s~7 m/s风速下的空冷塔性能。     

太阳能增强型间接空冷塔流动换热特性及其受环境侧风的影响机制

通过建立太阳能增强型间接空冷塔的三维数值模型，从塔内外流场、温度场分布以及塔内不同高度层空气温度、速度的趋势变化剖析太阳辐射对塔流动换热的增效作用以及受环境侧风影响后的变化规律，并与传统间接空冷塔的性能变化进行对比分析。结果表明：太阳辐射的引入降低了侧风对间接空冷塔流动换热的不利影响，具体为减弱塔内涡流及提升塔侧风区、背风区换热器的进气与散热能力。在无风和低风速下，太阳能增强型间接空冷塔在地面和集热器附近的空气速度、温度均高于传统间接空冷塔，且地面附近空气受太阳辐射影响更大，其温升更高，而中间高度层上空气温度会稍小于传统间接空冷塔；高风速下，受塔内涡流影响，太阳能增强型间接空冷塔内背风区的进气温度沿径向呈下降趋势。侧风下太阳能增强型间接空冷塔的通风量与散热量均要高于传统间接空冷塔，最大分别提升10.5%和5.8%，且其对环境侧风的敏感度要小于传统间接空冷塔。     

间接空冷塔防侧风影响的数值模拟及优化

对SCAL型间接空冷塔安装十字挡风翅墙的方案建立了三维数值计算模型,为了便于分析环境风速对各区域流动换热性能的影响,将空冷塔底部分为W、Tr、Tl和L 4个区域,在环境气温为26.2℃的情况下进行了数值模拟。结果表明:针对该机组,当翅墙结构参数为θ=0°,h=16.4m,b=10m时,十字翅墙对空冷塔的流动和传热性能改善效果最佳。其改善程度随着环境风速的增加更加明显,风速到9m/s时,空冷塔热效率可提高26.52%。十字挡风翅墙对Tr、Tl区流场改善效果最佳;该方案对解决电厂间接空冷机组受侧风影响较大的问题具有重要的理论意义和工程价值。     

钢塔和混凝土塔间冷散热器数值试验对比研究

利用ANSYS FLUENT软件,在自然通风状态下,对某2×660MW机组钢结构外覆铝板塔和钢筋混凝土塔及间接空冷散热器的流动和换热性能进行了数值模拟、分析和研究。以间冷系统设计工况为基准,钢塔通风量高于混凝土塔约2.82%;钢塔抽力高于混凝土塔约3.92%;钢塔间冷散热器换热量高于混凝土塔约2.73%。间冷塔模拟整体阻力略小于阻力叠加得到的设计总阻力。考核工况不同环境风速下,钢塔通风量和散热器换热量均高于混凝土塔;间冷塔通风量、散热器换热量和抽力的变化趋势不完全一致。低风速下,间冷塔的透风率为0。10m/s～20m/s环境风速下,间冷塔的透风率为1.44%～11.64%。当环境风速高于18m/s时,塔内将出现明显的"穿堂风"现象。     

SCAL型间接空冷塔内外空气流动和传热性能数值研究

利用计算流体力学软件CFD,对自然通风状态下,某电厂2×300 MW机组两机一塔的SCAL型间接空冷散热器空冷塔内外空气的流动和传热性能进行数值模拟、分析和研究。确定考核工况基准下,不同环境风速对空冷塔通风量和间接空冷散热器散热量以及机组背压的影响。模拟结果显示,随着环境风速的增加,空冷塔内外流场发生复杂变化,空冷塔通风量和散热器散热量降低,机组背压升高,将引起很大的经济损失。这为间接空冷系统空冷散热器的优化设计提供了参考。     

超大型湿冷塔进风流场及导流装置数模研究及应用

基于Fluent软件,采用标准k-ε湍流模型进行应力封闭,对某工程塔内传热传质过程进行三维数值计算。计算分析了塔内外空气的速度场、温度场,建立了相关方程及气水两相间传热传质理论模型。结合工程实际情况,对冷却塔进风流场进行深入分析:1)导风板的存在降低了塔侧空气绕流流速,增大了冷却塔进风口流场的对称性,使塔内空气动力场的均匀程度增加;导风板安装高度和长度对冷却塔进风流场产生较大影响,以高11 m、长8 m导风板对# 1、# 2冷却塔性能的改善作用最大;2)导风板安装角度和块数对冷却塔进风流场产生一定影响,在导风板安装角度由0°至20°变化、在导风板安装块数由60块至90块变化时,两塔冷却性能变化影响较小。     

散热器热负荷分配对间接空冷系统运行的影响

以某SCAL型间接空冷塔为研究对象,根据散热管束的实际尺寸和冷却三角与塔体的布置方式,建立了详细的空冷塔几何模型,并基于RNGk-ε湍流模型和多孔介质模型对空冷塔内外流场进行三维数值模拟,分析了环境风速和散热器热负荷对其运行性能的影响,并针对散热器非满负荷运行,提出了改变冷却扇区热负荷分配的优化方案.结果表明:空冷塔通风量和塔出口速度随散热器热负荷的降低而减小,且随环境风速的增大减小趋势变慢;改变热负荷分配后,塔内流场明显改善,且通风量和塔出口速度增大.     

侧风环境下间接空冷塔百叶窗开度调节方案

针对侧风环境下,间接空冷塔冷却效率出现大幅下降,部分散热器换热管束在低温环境下发生冻结开裂问题,对某电厂200MW海勒式间接空冷塔在夏季(300K)和冬季(263K)工况下的流动换热情况进行数值计算。通过调节迎风侧和背风侧扇区百叶窗的开度,利用Fluent软件,分别模拟得到空冷塔的流场和温度场,并耦合计算得到各扇区的出口水温及塔出口水温。结果表明:侧风环境下,关小迎风侧和背风侧扇区百叶窗的开度能够增强侧面扇区散热器的对流换热,夏季时应根据环境风速的大小适当调节迎风侧和背风侧扇区百叶窗开度,冬季时应适当关小迎风侧和背风侧扇区百叶窗开度。该方案在降低环境侧风对空冷机组运行造成的不利影响方面具有重要的理论意义和工程价值。     

表面式间接空冷散热器换热特性的数值研究

利用计算传热学软件Fluent,对自然通风状态下某间接空冷塔内布置的表面式空冷散热器的流动和换热性能进行了数值模拟和分析,并将间接空冷散热器考核工况下的模拟结果与设计点进行了比较.结果表明:在3 m/s环境风速下,空冷塔散热器的换热量为设计工况下的95.6%;环境风对空冷塔的出流产生压制作用.数值模拟结果还需进一步进行试验验证和工程检验;考虑到空冷塔间的相互影响,在获得厂区布置图后,还需对其进行更加详细的数值研究.采用数值模拟的方法可为间接空冷系统的优化设计提供帮助.     

环境侧风对300MW火电机组冷却塔影响的数值模拟

以300MW机组双曲线自然通风冷却塔为研究对象,采用Fluent软件对冷却塔进行了三维数值模拟,分析了变工况下环境侧风对冷却塔冷却性能的影响、环境侧风对冷却塔进风口速度场的影响。研究发现:随着侧风风速的增加,冷却温差先减小后增大,出塔水温先增大后减小;并且,环境侧风的存在会扰乱冷却塔进风口流场,其临界风速值为6m/s。     

600MW三塔合一间接空冷塔塔内流场特性研究

采用数值计算软件Fluent对600MW三塔合一间接空冷塔进行了三维模型计算,通过改变环境风速模拟研究了空冷塔内部流场流动情况。着重分析了不同风速下烟塔内部流动通风量变化特性和塔内气流流动形成的漩涡变化规律。结果表明,无风工况时,空冷塔内部流动稳定,无漩涡扰动,流动平稳。有环境风工况下,漩涡对称分布在脱硫塔两侧,在中速风下漩涡面积整体更大,漩涡的大小直接影响塔内气体流动;随着环境风速的增大,漩涡位置也逐渐向背风侧移动,造成背风侧区域流动也更加紊乱,直接影响背风侧散热器换热效果;随着塔内气流上升,漩涡也在逐渐增大。     

侧风下浮力驱动“塔烟”流动及换热特性数值研究

在介绍"塔烟"的凝汽模型和原理的基础上,建立了多孔介质简化模型和基于浮力驱动的自然对流流动换热模型,采用Fluent软件模拟并分析了在不同风速情况下"塔烟"内的流场和各凝汽器单元的换热量,提出了减小侧风影响的改进方案.结果表明:在没有侧风时,流场是均匀对称的,此时塔周向各进风口通风量基本一致,各凝汽器单元换热量均匀;当存在侧风时,由于进风区域圆柱绕流作用和塔出口"风盖"现象,各进风口通风量存在较大偏差,各凝汽器单元散热不均匀;在风速大于4m/s时,各凝汽器单元换热量差异较大,随着风速的增大,这种现象加剧;进风口区域加装导流板是减小侧风影响的可行方案.     

间接空冷塔内部流场的数值模拟及优化设计

基于RNG k-ε湍流模型和多孔介质模型,对SCAL型自然通风冷却塔的内部流场进行了三维数值模拟,并分析了风速和温度对空冷塔通风量的影响规律。计算结果表明,风速和温度分别为6m/s和42℃时为最不利环境工况。针对不利工况提出了在空冷塔内加装喷嘴组和外接气源的优化措施,并进行了加装装置前后塔内流场特性的数值模拟。结果表明,加装喷气装置后塔内流场明显改善,且通风量增大;综合分析优化结果、运行成本以及可操作性,在进风口截面安装48个喷嘴且流量为0.005kg/s为最理想方案,塔内通风量增加8.259%。该方案对解决电厂间接空冷机组夏季出力不足等问题具有重要的理论意义和工程价值。     

间接空冷三塔合一的数值模拟

以600MW间接空冷设备为例,采用数值模拟方法分析了三塔合一的污染物扩散、环境影响、结构优化问题。结果表明:受环境温度影响,空冷塔传热量冬季最高,夏季最低;随环境风速的增加,迎风面传热增强,侧风面与背风面传热减弱;与烟囱相比,采用空冷塔排烟,污染物扩散更广、受环境风影响更小;脱硫塔排烟口越高、口径越小,烟气扩散越广;外部挡风墙可减小环境风对塔侧的压制,内部挡风墙可削弱塔内热空气的旋转。     

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.     

三塔合一系统内机械通风布置方式对烟气扩散影响的数值研究

借助计算流体力学方法建立三塔合一系统间接空冷塔模型,分析在空冷塔散热器内侧和外侧分别布置风机后对机组烟气抬升和扩散的影响。结果表明：空冷塔散热器内侧布置风机会增大塔内气流扰动,使塔内烟气扩散区域增大,同时使烟气扩散后的下落点位置前移,低风速下导致机组经济性下降;散热器外侧布置风机能够减小塔内烟气扩散面积,增大烟气下落点与塔中心的距离,机组供电煤耗降幅与环境风速成正比,最高达到3.1 g/(kW〖DK〗•h)。     

侧向风对自然通风直接空冷塔性能影响的数值分析

采用多孔介质简化模型分析了在不同风速情况下300 MW自然通风直接空冷系统空冷塔内的流场和各凝汽器换热量.结果表明:在没有侧向风时,流场是均匀对称的,此时塔内空气流量最大,而各凝汽器换热量均匀;当有侧向风时,由于空冷塔底部气流存在漩涡,使空冷塔内空气回流,空气流量减小;在风速大于4 m/s时,各凝汽器换热量差异较大,随着风速增加,这种现象加剧.     

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%。     

大型间接空冷塔内部空气流场导流研究

为改善间接空冷系统中空冷塔在环境风下的性能,提出了两种新型塔内导流装置:圆环型和螺旋型导流板。通过数值模拟得到不同风速和导流板间距下空气流场及空冷塔性能。结果表明,内部导流板能提高环境风下空冷塔性能,且随风速升高,导流板的优化作用更显著。导流板间距为2m和4m时,螺旋导流板改善作用优于圆环导流板;导流板间距为6m时,圆环导流板空冷塔性能显著提升,两种导流板对空冷塔的影响无明显差异。     

大型间接空冷塔内部空气流场导流研究北大核心

为改善间接空冷系统中空冷塔在环境风下的性能,提出了两种新型塔内导流装置:圆环型和螺旋型导流板。通过数值模拟得到不同风速和导流板间距下空气流场及空冷塔性能。结果表明,内部导流板能提高环境风下空冷塔性能,且随风速升高,导流板的优化作用更显著。导流板间距为2m和4m时,螺旋导流板改善作用优于圆环导流板;导流板间距为6m时,圆环导流板空冷塔性能显著提升,两种导流板对空冷塔的影响无明显差异。