侧风对自然通风空冷塔冷却性能的影响

自然通风空冷塔的冷却性受侧风的影响很大。本文在通用程序的基础上,建立了模拟空冷塔运行的三维计算机模型,并系统研究了在不同的侧风风速条件下,空冷塔冷却性能的变化情况,特别是通风量和散热量的变化规律和特点,给出了变化曲线以及可供空冷系统设计和运行参考的计算公式。     

空冷塔增装预热／冷却装置的可行性研究

大同第二发电厂引进的匈牙利ＨＥＬＬＥＲ空冷系统，因设计、运行操作和维护等问题，投运以来，曾多次发生故障，其中空冷塔冷却三角形泄漏，冻裂事故达１８次，为使空冷机组能适应冬，夏及多风气候条件，最切实可行的办法是增装空冷塔预热／冷却装置。     

环境侧风下间接空冷塔水温分布特性的研究

自然通风间接空冷塔水温分布特性对于其冬季防冻措施优化具有重要的意义。针对某660MW机组间接空冷系统,该文建立了其空冷塔气侧流动传热计算的三维数值计算模型,结合该系统设计工况验证了所建模型的正确性,从系统角度计算分析了环境气温、环境风速等对其冷却柱、冷却三角、冷却扇段及空冷塔出口水温分布的影响规律。研究指出环境气温对空冷塔出口水温不平衡温差影响很小,某一环境气温下空冷塔出口水温分布规律有一定的代表性;环境风恶化空冷塔冷却性能,使其出口水温不平衡温差显著增大,但对散热管束出口水温最低值影响很小;严寒气象条件下,为防止散热管束冻结,空冷塔出口水温控制值应随环境风速增加而增加。     

蒸发冷却通风降温系统在空冷配电间中的地区适用性分析

为了判断蒸发冷却通风降温系统在各地区空冷配电间的适用性,用夏季通风室外计算参数计算室外空气经过直接蒸发冷却、间接-直接两级复合蒸发冷却、间接蒸发冷却-机械制冷通风降温系统的出风温度,提出适用性分析的方法和步骤,并根据空冷配电间的设计要求选择适合该地区的蒸发冷却通风降温方案,并对各方案进行负荷计算和能耗分析。适用直接蒸发冷却、间接-直接两级复合蒸发冷却通风降温系统地区机组的能效比范围分别为4.3~13.1、5.1~6.4;间接蒸发冷却-机械制冷通风降温地区系统中间接段制冷量占总制冷量的26.3%~48%。研究结果对全国各地区空冷配电间蒸发冷却通风降温系统的选择与设计提供借鉴。     

侧风下散热器塔外布置空冷塔冷却性能改善机制

为分析环境自然风对散热器塔外竖直布置间冷塔热力性能的影响,探究夏季间冷塔热力性能改善机理和方法,建立了散热器塔外竖直布置间冷塔的三维热力计算模型,并对其准确性进行了分析和验证。针对间冷塔外侧有无导流装置两种情况,计算分析了环境自然风对间冷塔出口水温的影响规律及间冷塔外侧导流装置的作用。计算发现,侧风环境下,导流装置可增大空冷塔各冷却三角平均迎面风速,并大幅降低进风偏离度,从而有效改善空冷塔整体冷却性能。     

辅机与主机间接空冷塔整合布置研究

间接空冷电厂辅机空冷散热器并入主机间冷塔,在机组启动初期辅机单独运行时,空冷塔的整体上升气流尚未形成,对于辅机冷却扇区,夏季是否能达到预期的冷却效果,冬季是否有冻结的危险,是间接空冷机组的主机和辅机冷却系统的整合布置成败的关键.目前,已有工程正在尝试将电厂几种冷却系统整合布置,但实际效果还有待考察和实践验证.本文针对主...     

600MW间接空冷塔温度的自动控制和优化

介绍了国内首例600MW间接空冷机组如何通过自动控制空冷塔冷却三角百叶窗的开度来维持空冷塔每个扇区的出水温度在一定的范围内,并对极端恶劣天气时最易冻的百叶窗的开度作了特别的控制,从而保证了间接空冷机组设备的安全过冬和自动化控制。     

直接空冷机组空冷岛优化运行研究

通过对直接空冷机组空冷凝汽器和冷却风机性能的研究,建立了空冷岛系统运行性能的计算模型,得出在不同环境温度、冷却风速和机组负荷下凝汽器性能的热力特性曲线。根据空冷风机的运行方式,提出机组空冷岛运行优化模型,并针对600 MW直接空冷机组空冷岛进行了性能和优化计算,给出了空冷岛系统冷却风机的优化运行方式和最佳背压。     

环境侧风及大气逆温作用下的AP1000核电机组间接空冷系统热力特性的数值研究

开展间接空冷技术在内陆缺水地区核电机组上的应用研究具有前瞻性和必要性。以内陆缺水场址建设AP1000核电机组为例,对环境侧风及大气逆温作用下常规岛间冷塔的热力特性进行深入研究,通过数值模拟,获得不同环境风速和逆温温差下,间冷塔散热量、通风量以及机组背压的变化规律。结果表明,在环境风速4～8m/s区间内,间冷塔的散热量和通风量均随风速增加而降低,机组背压随风速增加而升高。在近地面50～500m的逆温层内,间冷塔的散热量随逆温温差增加而下降,机组背压随逆温温差增加而升高,变化趋势近似成线性关系。大气逆温层温差变化1℃时对间冷塔热力性能的影响小于侧风风速变化1m/s的影响,当逆温温差4℃时,对间冷塔冷却效果的影响相当于侧风风速等于6m/s的影响。研究结果可以为AP1000核电机组间接空冷系统的设计提供参考依据。     

电站空冷系统变工况性能的数值研究

无论直接还是间接空冷系统,其热力性能都受到环境气象条件的显著影响。研究不同环境条件,不同机组热负荷和操作条件下机组背压的变化规律,对于电站空冷系统变工况优化运行具有重要参考价值。该文建立了电站空冷系统变工况运行性能的计算模型和数值方法,分别以典型直冷和间冷系统为例,通过数值模拟,获得了不同环境气象条件下,直冷系统空冷凝汽器空气流量和进口空气温度,以及间冷系统空冷散热器空气流量和进口空气温度。以变工况数值计算为基础,分析了直接和间接空冷机组背压的变化规律。结果表明,直接空冷系统热力性能随风速和风向发生显著变化,并随风速增加而降低,导致机组背压随风速增加而升高。对于间接空冷系统,其热力性能先随风速增加而降低,随后又增加,使机组背压呈现先升后降的变化趋势。电站空冷系统变工况性能的数值研究结果,可用于指导空冷系统的优化设计和安全运行。     

十字隔墙湿式冷却塔冷却特性的数值研究

为阐明十字隔墙对自然通风逆流湿式冷却塔冷却特性的影响,基于CFD软件FLUENT,建立了十字隔墙湿式冷却塔的三维数值计算模型,对塔内外空气动力场及塔内气–水两相间的传热传质进行了三维数值模拟。在2种典型风向下,分析了十字隔墙对冷却塔雨区空气动力场、水池水面水温场、通风量、塔内各区平均传热传质系数、各区冷却水温降及冷却水总温降的影响。研究表明：低风速时,十字隔墙可增大冷却塔总体冷却性能;高风速时,风向与迎风侧第1块隔墙平行时,冷却塔总体冷却性得到提高,风向与迎风侧第1块隔墙夹角为45°时,冷却塔总体冷却性能下降,间隙十字隔墙可有效减小无缝十字隔墙因高速侧风风向变化而产生的不利影响。     

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℃。     

火力发电干湿联合冷却系统性能实验研究

火力发电干湿联合冷却兼具湿冷散热能力大和空冷节水的优势,同时,还可依据机组负荷条件和电厂的环境气象条件变化,调节不同的冷却方式,使机组具有更好的灵活性和环境适应性。为掌握火力发电干湿联合冷却性能,在干冷段和湿冷段并联和串联运行2种模式下,建立联合冷却系统实验台;开展不同运行条件下,联合冷却系统干冷段和湿冷段热负荷分配的实验研究,以及不同运行模式下耗水量与冷却能力的变化规律;采用单变量分析法,研究环境温度、环境湿度等因素对联合循环系统性能的影响。结果表明,环境湿度升高后,系统不同运行模式受到循环水蒸发速率下降的影响,散热量、耗水量有所降低;得到环境温度升高所导致的散热量随系统换热温差减小的定量结果;揭示出耗水量随着湿冷段和干冷段热负荷分配比例的变化规律。研究结果为不同气象条件下,干湿联合冷却系统运行模式和热负荷分配比例的优化提供了实验基础。     

干湿联合冷却塔消雾节水特性的耦合研究

随着节水、减排、环保等问题的日益严峻,消雾节水型冷却塔逐渐受重视。针对消雾节水型干湿联合冷却塔,建立其传热传质过程气水参数变化的理论计算模型,根据其出塔空气与环境空气掺混过程参数变化,计算分析其成雾特性、蒸发水量,并结合文献数据验证了计算模型的正确性。对标干湿联合冷却塔消雾验收测试的典型规程,通过出塔空气干湿球温度曲线、最大相对湿度曲线、成雾频率曲线和塔雾指数等,结合某干湿联合冷却塔实测数据,分析了干区进水比例对消雾特性、节水特性、冷却特性的影响。对所研究工况,百叶窗全开时干区进水比例越高,干湿联合冷却塔的消雾节水性能及冷却性能越好,为干湿联合冷却塔的设计优化和运行优化提供了参考和指导。     

环境侧风与湿式冷却塔塔内通风量关系的实验研究

基于相似原理,通过热态模型实验,研究环境侧风下自然通风湿式冷却塔底部周向进风变化规律。研究表明:环境侧风破坏了冷却塔底部周向进风的轴对称分布规律,环境风速大于0.2 m/s时各处进风的不均匀性更加明显。与无风工况相比,当环境风速为0.4 m/s左右时,迎风面进风口风速为无风时的1.875倍,而背风面进风口风速仅为无风时的30%。同时分析了环境侧风下塔内漩涡分布规律,由进风口风速分布及塔内漩涡的分布规律可知,环境侧风严重影响了塔内通风量,恶化了塔内的传热传质性能。通过热态模型实验数据进行非线性回归,得到了塔内通风量(用空气重量风速表示)与环境侧风的关系,并通过140MW机组现场测试,验证了环境侧风与塔内通风量关系的准确性。     

挡风板纵向间隔悬挂对湿式冷却塔热力特性影响的数值模拟

在我国北方地区,自然通风逆流湿式冷却塔在冬季运行时容易出现结冰现象,需要在冷却塔的进风口处加装挡风板。在电厂实际运行中,常出现为了防止冷却塔塔内结冰而过量悬挂挡风板的情况,导致机组经济性降低。为了提高冷却塔加装挡风板防冻的可行性,提出了一种新型纵向间隔的挡风板悬挂方式,建立了600 MW机组冷却塔的传热传质模型,利用Fluent软件模拟并分析了纵向间隔加装挡风板后,挡风面积对塔内不同特征面最低水滴温度的影响,找到了在不同环境温度下刚好可以防止塔内结冰的最佳挡风面积。结果表明：纵向间隔加装挡风板后,塔内最低水滴温度随挡风面积的增加而升高;当环境温度分别为264.15、261.15和258.15 K时,分别在第1层加装挡风板后留45个纵向进风口、第1、2层加装挡风板后留72个纵向进风口以及第1、2、3层加装挡风板后留90个纵向进风口刚好可以防止塔内结冰,对应的最佳挡风面积分别为848.95、1 578.79以及1 864.16 m²。     

十字隔墙对湿式冷却塔性能影响的实验研究

基于热态模型实验,研究了侧风工况下不同形状十字隔墙在不同安装角度下对自然通风逆流湿式冷却塔热力性能的影响。结果表明:存在一临界风速值,当侧风速度低于此值时,冷却塔性能随风速增大而逐渐降低;当风速高于此值时,冷却性能又随风速增大而逐渐恢复。当循环水量和水温增大时,临界风速也会随之增大。安装十字隔墙可以消除侧风对冷却塔性能的不利影响。低风速下,实型和孔隙十字隔墙均可改善冷却塔进风,提高冷却塔热力性能,实型墙效果更好;高风速下,孔隙十字隔墙效果反而优于实型墙。在所研究风速范围内,安装角度为0时十字隔墙的效果要好于45时的效果;在风速较高时,45十字隔墙甚至会降低冷却塔的性能。     

采用蒸发式冷却器的间接空冷系统的热经济性分析

间接空冷系统在中国的应用越来越广泛,但是高温天气影响空冷塔散热,导致汽轮机背压升高。采用蒸发式冷却器与闭式空冷塔并联运行,可以降低循环水温度,进而降低汽轮机的排汽压力,提高机组的热经济性。针对某600 MW汽轮机组,设计了一种采用蒸发式冷却器的间接空冷系统,构建了数学模型,分析了蒸发式冷却器与闭式空冷塔的热负荷匹配特性,探讨了额定工况下蒸发式冷却器热负荷改变时,汽轮机背压、系统耗水量和冷却系统功耗的变化规律。计算结果表明,额定工况下,分流比为0.21~0.31时,发电标准煤耗率可降低7.4 g/(kW·h)。     

发电厂冷却塔冷却能力的评价分析

冷却塔是发电厂中的重要设备,冷却塔的冷却能力高低影响机组的运行经济性,因而准确评价冷却塔的冷却能力,对于冷却塔的运行与维护具有重要意义。详细阐述了冷却塔冷却能力的试验研究方法,给出了冷却数、汽水比等具体评价指标的计算方法,并以某发电厂的冷却塔为例进行计算分析。     

间接空冷自然通风冷却塔抽力计算公式

在电厂冷却塔的设计中,根据塔内外空气密度差计算塔内抽力应用较广泛,但缺少理论依据,且计算结果存在较大误差,Kroger算法考虑了相关作用因素的影响,计算精度较高,但计算形式复杂。以间接空冷自然通风冷却塔为模型,通过实验和数值模拟对比了塔内抽力密度差模型和Kroger模型的准确性,指出了后者计算抽力结果更准确的原因,其影响因素主要包括:冷却塔高度、环境大气温度及循环水进口温度。分析结果表明:当环境大气温度和循环水进口温度条件不变时,随冷却塔高度的增加,密度差模型较Kroger模型的相对误差随之增大,则计算的换热量误差亦增大。同理,在其他2个条件不变时,随环境大气温度的升高或随着循环水进口温度的降低,相对误差增大。分析结果为自然通风冷却塔抽力计算公式的适用范围以及不同条件下计算方法的选择提供了理论依据。