冷却塔运行经济性诊断方法的研究

以冷却塔出口水温作为性能指标，提出了冷却塔运行经济性诊断模型和性能变化的定量计算方法，指出淋水填料损坏、内部组件结垢和配水分布不均是导致冷却塔性能下降的主要原因，利用麦克尔方程的二维数值计算方法，首次实现了喷嘴损坏对经济性影响的定量计算，并利用冷却塔经济性诊断的数学模型，解决了淋水填料损坏、脱落，塔内结垢对经济指标影响的定量诊断。     

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。     

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。     

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.     

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。     

电厂逆流式自然通风冷却塔热力性能研究进展

逆流式自然通风冷却塔热力性能研究主要包括热力设计计算方法、热力计算、阻力计算、填料特性研究和冷却塔热力性能影响因素研究。本文对国内外专家在这几个方面研究所提出和开发的各种计算模型、经验公式和计算程序进行了综述,并介绍了目前国内外在诸如雨滴直径、环境侧风、淋水密度和周围空气条件等冷却塔热力性能影响因素方面的研究进展。另外,进一步阐述了国内在填料特性研究、热力计算程序验证和塔内设施计算等方面存在的问题。最后探讨了随超大型逆流式自然通风冷却塔以及超大型高位收水冷却塔出现而产生的新问题及对应的研究新课题。     

提高冷却塔冷却能力的一些方法

分析了现有安装水泥格网填料的冷却塔冷却水温高的原因，建议更换高效淋水填料，增加塔的有效淋水面积，改善塔内水、气流场以降低冷却水温，降低发电煤耗。文中还以锦州、铁岭电厂冷却塔改造为例，对更换淋水填料进行了经济分析。     

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。     

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。     

1 000 MW机组大型海水冷却塔热力性能试验研究

冷却塔的热力性能是冷却塔工艺设计的关键影响因素。为获得大型海水冷却塔的热力性能,对某1 000 MW机组配用的淋水面积为12 000 m2的大型海水冷却塔的热力性能进行了试验研究,得到了大型海水冷却塔热力性能方程式,并与淡水模拟塔中淋水填料热力性能试验结果进行了对比分析;给出了大型海水冷却塔内实测风温分布;分析了冷却塔采用海水后热季时对出塔水温的影响量,可为海水冷却塔的工程应用提供参考。     

自然通风湿式冷却塔配水优化的三维数值研究

基于两相传热传质理论和FLUENT软件特点,采用自定义函数添加源项方法,开发了适用于自然通风湿式冷却塔热力特性计算的三维数值模拟平台。经过实验验证后,将该平台应用于实际工程中常采用的分区配水研究,详细模拟了均匀配水、内外圆区分区配水、内方区配水3种配水方式下某一冷却塔内部流场、温度场的变化,及其对冷却塔出塔水温的影响。结果发现,采用分区配水的方法可以降低出塔水温,提高冷却塔效率。     

阵列式消声器对自然通风逆流湿式冷却塔性能的影响

为了研究阵列式消声器对自然通风逆流湿式冷却塔性能的影响,运用等效法计算了消声器的阻力特性参数;采用FLUENT软件对冷却塔内部流场进行了数值模拟,研究了阵列式消声器对冷却塔性能及出塔水温度的影响.结果 表明:消声器全压损失系数与消声器有效长度、净通流比相关;布置消声器后,冷却塔内流场变化明显,通风量下降,出塔水温度上升...     

电厂空冷塔内外压力场与温度场分析

对侧风条件下空冷塔内外的空气动力场进行了数值模拟,分析了塔外速度分布、压力分布,并与相应条件下理想流体圆柱绕流的情况进行了比较。计算结果显示了不同侧风风速条件下空冷换热器水温降沿周向的变化以及塔内温度分布的变化,指明了侧风影响空冷塔运行的主要部位和特点。     

冷却塔排烟风洞模拟

将烟囱放入冷却塔内（烟塔合一）的电厂逐渐增多,因此有必要对其进行风洞模拟,以更好掌握塔内流场及相关情况。按照相似理论,给出了塔内烟气扩散过程主要关系式;通过风洞实验,模拟了烟塔合一塔内流场和烟气浓度,研究了不同环境风速下百叶窗全开、上下游百叶窗分别关闭对塔内流场的影响,给出了塔内烟气流场的形态及烟气中心漂移方向及漂移量,指出塔壁附近烟气浓度比烟道壁附近浓度低许多;研究了穿透风的发生条件和范围,模拟了一些抑制穿透风措施的效果;将北方某电厂流场实测结果与类似电厂风洞模拟结果进行简单比较,所得结果非常接近。研究结果表明,所给出的烟气在塔内扩散公式近似成立。     

600MW火电机组冷却塔加装进风导流装置的设计与实践

自然通风冷却塔是火电厂中重要的冷端设备之一.以国电蚌埠发电有限公司600 MW自然通风冷却塔为例,对冷却塔进风导流装置进行了优化设计,得到了进风导流装置的结构参数及安装角度.研究结果表明:冷却塔进风导流装置能够有效改善塔内外的空气流场,提高冷却塔的冷却效率.加装进风导流装置可使凝汽器进口水温平均降低1.2℃,年节约燃料费317.3万元,投资回收期2.6年.     

我国冷却塔应用现状及面临的挑战

冷却塔在我国火电厂的应用广泛。冷却塔技术在我国的应用起步较晚,但发展极为迅速,尤其是在逆流式通风冷却塔方面,先后建成投产的多座淋水面积超10000m2的超大型自然通风逆流塔(包括海水冷却塔、排烟冷却塔)和超大型间接空冷塔;在内陆核电站冷却塔应用方面,也开展了一系列研究和方案设计;此外,高位收水塔和横流塔方面也有小规模小范围的应用案例。随着冷却塔直径、高度的不断增加,冷却塔已变成火力发电厂内单体体量最大的构筑物,如何设计结构安全、运行安全、冷却效率高的大型冷却塔是我国工程师面临的技术挑战,也给广泛的国际合作创造了条件。     

135MW机组枝状排汽管道系统内湿蒸汽的数值研究

对德国基伊埃(GEA)公司发明专利——枝状(Y型)直接空冷排汽管道技术进行数值研究。建立神华阳光2×135MW机组直接空冷排汽管道内湿蒸汽两相流动和传热的数学模型。利用计算流体力学软件FLUENT,对典型汽轮机工况下的排汽状况进行了数值模拟。结果表明:在设计方案下,水蒸汽在各分配管的流量分配均匀,流动压降较低。对二维管道内湿蒸汽速度场、温度场和两相场的模拟、分析和研究,为直接空冷排汽管道系统的优化设计提供帮助。     

天生桥换流站阀冷系统喷淋塔结垢差异分析

在对天生桥换流站阀冷系统喷淋塔进行除垢时,发现3个喷淋塔结垢厚度差异明显,其中1号塔结垢最薄。针对此情况,进行了分析探讨。分析显示,1号塔的运行状况最优,其对应的外冷水流量、流速和压力是最佳运行点,因而结垢少、容易清除。考虑结垢与外冷水的流速、温度、压力以及管道表面粗糙度等因素的关系,提出了如下建议:重新调整2号、3号塔的喷淋泵参数,用喷淋泵进、出水阀门调节喷淋泵的压力、流速和流量,使其与1号塔的喷淋泵压力、流速和流量一致。