环境风影响直接空冷凝汽器换热的研究综述

随着直接空冷技术的不断发展,环境风影响空冷凝汽器换热的问题越来越受到人们的关注。针对该问题,学者们采用风洞模拟和数值研究方法进行了研究,并取得了一些研究成果。综合分析这些研究成果后得出的结论是：横向风和空冷平台的结构是影响空冷凝汽器换热的主要原因,这种影响主要体现在风机入口温度的升高和风机出力的降低2个方面;挡风墙、防风网、导流装置等可以有效改善空冷凝汽器的换热性能。分析了环境风对空冷岛换热影响的机理,并展望该课题的发展趋势和前景。     

环境风对直接空冷凝汽器性能的影响及主导因素分析

环境风对直接空冷凝汽器的换热性能具有重要影响.以某300MW直接空冷机组为例,分步建立了空冷岛和每个空冷单元的数值分析模型.分析了环境风对直接空冷凝汽器换热性能的影响,得到了环境风工况下影响空冷凝汽器换热性能的主导因素.结果表明：位于空冷平台边缘的空冷单元,由于受到热风回流和倒灌的影响,其入口风温受环境风的影响较大;位于空冷平台迎风侧的空冷单元,因为负压区的存在降低了风机的性能,使其进气量受环境风的影响较大;空冷单元因风机性能下降所导致的进气量减少是造成空冷凝汽器性能降低的主导因素.     

环境风工况下直接空冷凝汽器的性能分析及对策研究

环境风对直接空冷凝气器的性能有较大的影响,以华能国际电力股份有限公司上安电厂2台620 MW直接空冷机组为例,基于Fluent软件建立了数值计算模型,得到环境风工况下空冷岛外部空气流场特性,分析提高风机转速对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明:环境风对迎风侧空冷单元及边缘空冷单元换热性能有较大的影响;随着风速的增加空冷凝汽器的换热效率均下降,在低风速区-y方向(炉后来风)环境风对空冷凝汽器的影响最大,在高风速区NW(西北)环境风对空冷凝汽器的影响最大,提高迎风侧或边缘空冷单元的风机转速,可以提高环境风工况下整个空冷岛的换热量。     

直接空冷凝汽器加装导流叶栅的性能分析

直接空冷凝汽器换热性能易受环境风的影响。以某600 MW机组中单列空冷单元为例,建立了环境风对直接空冷凝汽器换热性能影响的数值分析模型,得到了加装导流叶栅后空冷单元的流场特性,计算了加装导流叶栅对空冷凝汽器换热性能的影响。结果表明,加装导流叶栅明显缩小了空冷单元风机入口处负压区的范围,进而提升了风机效率,当风速为6 m/s时,a1单元风机效率提高了17.5%;加装导流叶栅还能降低各空冷单元风机入口平均温度,当风速为12 m/s时,a1单元风机入口平均温度下降了3.7℃。因此,加装导流叶栅使得各空冷单元的换热性能得到大幅提升,当风速为12 m/s时,整列空冷单元的换热效率升高了14%。所得结论为改善环境风工况下直接空冷凝汽器的性能提供了参考。     

导流装置对直接空冷单元流场特性影响的数值模拟

横向风会造成直接空冷凝汽器换热效果严重恶化,横向风对直接空冷凝汽器换热效果影响的问题亟待解决。在1000 MW直接空冷机组凝汽器的典型结构上,建立带有导流叶片装置的直接空冷凝汽器三维流动模型,利用CFD模拟不同速度的横向风条件下直接空冷单元A字型内部的空气流场。研究表明:在横向风条件下空冷单元A字型内部会产生回流区,随着风速增大,回流区域影响范围逐渐增大;加装外导流装置可以减小横向风的影响,增加风机进风量,提高空冷单元的换热效率。     

加装导流网以改善横向风对直接空冷凝汽器的影响

横向风是造成直接空冷凝汽器迎风侧空冷单元风机进气量降低甚至空气倒灌的主要原因,解决横向风对直接空冷凝汽器的不良影响具有重要意义。该文提出了一种改善横向风对直接空冷凝汽器不良影响的新方法,即在空冷凝汽器的迎风侧挡风墙下方加装导流网。以某1000MW直接空冷凝汽器的一组典型单元为研究对象,建立几何模型和数学模型,通过计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟分析,阐明了加装导流网以提高风机入口进气流量的机制。研究表明:加装导流网可以有效地减弱空冷凝汽器横向风迎风侧上游单元风机入口的负压,增大进气量,同时避免了加装导流板对下游风机的不利影响。     

直接空冷凝汽器加装消旋导叶栅的性能及优化

消除轴流风机进风口处的漩涡可以显著提高风机出力,增加冷却空气流量,有效提升空冷凝汽器的换热性能。以某600MW机组单列空冷单元为例,数值模拟了加装消旋导叶栅对空冷单元流场的影响,计算了空冷单元的换热性能,并对消旋导叶栅的结构参数进行了优化。结果表明,加装消旋导叶栅能明显减弱风机入口处和空冷岛内部的涡旋,缩小风机入口处负压区范围,有效提高了风机出力,并降低了各空冷单元风机入口平均温度,大大提高了空冷机组换热能力。在6m/s工况下,风机容积效率提高了5.4%,换热效率提高了5.2%。当消旋导叶栅叶型结构为NACA6412叶型时,空冷凝汽器的换热性能最佳;消旋导叶栅的最佳导流角度为45°,最佳叶片数量为30,加装多列导叶栅的效果好于单列。所得结论为改善直接空冷凝汽器在环境风工况下的换热性能提供了参考。     

直接空冷电站空冷岛风机运行的研究

空冷风机的运行状况对整个空冷凝汽器的散热效果起着决定性的作用,主要原因是空冷系统的风机数量较多,运行工况复杂。基于空冷风机的调频功能,利用CFD模拟风机群的运行规律,分析了单个空冷风机单元和风机群在有风和无风两种环境下的运行情况,可为空冷电站实现风机单机和局部调控提供一定的理论依据,并为改善凝汽器的换热效果和风机的耗电提供一定的参考。     

直接空冷系统性能试验方法的研究

根据直接空冷系统性能试验的实践研究,阐述了VGB导则的不完善之处,并提出对应修正方法及建议,包括空冷系统性能试验时真空严密性指标≤200Pa/min;根据试验目的和设备状态不同,可采用不同位置测量空冷凝汽器进风温度;试验计算时风机功率修正系数取1,增加风机频率修正系数;空冷风机功耗的考核指标规定为设计环境条件及设计风机频率下的功耗在±3%设计值范围内为合格;环境风速规定为在各试验工况有效时间内,空冷凝汽器上边缘1m高度处的平均环境风速≤5m/s。     

云冈热电直接空冷系统风机的试运行

风机作为空冷凝汽器中唯一的转动设备,对直接空冷系统的安全、经济、稳定运行至关重要。现以大唐云冈热电2台直接空冷机组为例,结合调试和运行经验,对直接空冷系统的重要部件——风机作一简要介绍,并对涉及风机的相关问题进行探讨。     

直接空冷凝汽器考核工况的全厂数值模拟

影响空冷凝汽器换热性能的主要因素是环境大风所造成的热风回流或热风再循环.建立了某135 MW机组直接空冷凝汽器流动和传热的数学模型.利用计算传热学软件Fluent,对夏季汽轮机考核工况(TRL)下空冷凝汽器的性能进行了数值模拟,即对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场进行模拟、分析和研究,为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

火电站直接空冷凝汽器设计及校核计算和性能分析

掌握火电站直接空冷凝汽器的设计和校核计算方法并进行性能分析,对于提高我国直接空冷机组的设计和运行水平具有重要意义。以600MW机组直接空冷凝汽器为例,在传热理论模型分析的基础上,分别对其设计和校核计算过程进行了讨论,对直接空冷凝汽器性能影响因素进行了分析,对性能变化规律进行了研究。结果表明直接空冷凝汽器的设计过程要综合考虑气象条件尤其是环境大风的影响、换热要求和空冷电站的平面布局,而校核计算则需充分考虑凝汽器积灰的影响,并建立汽轮机背压和凝汽器积灰厚度之间的关系,为凝汽器清洗提供理论依据。冷却空气流量、凝汽器凝结蒸汽量、空冷凝汽器积灰会显著影响空冷凝汽器的性能,进而影响汽轮机背压,影响机组运行的经济性。     

600MW直接空冷凝汽器加装下挡风墙的数值研究

以某2×600 MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其空冷岛外部流场进行数值模拟.通过数值模拟,分析计算了三种不同位置加装下挡风墙对直接空冷凝汽器风机风量的影响.在风速大于7 m/s时,空冷凝汽器换热效率的降低是热风回流与“倒灌”现象综合作用的结果,加装曲面下挡风墙可以有效改善空冷凝汽器风机换热效果.结果表明,最佳下挡风墙安装方案为安装在第一排风机后,此时的风机风量达到最大,换热效果最好.为空冷岛换热效果的优化提供了理论依据.     

直接空冷凝汽器积灰的数值研究

以配有空冷凝汽器空气温度监测系统的600MW直接空冷机组的2个空冷凝汽器单元为研究对象,建立其三维数值模型,对空冷凝汽器局部积灰后及调节积灰单元风机风速后其出口空气温度和速度分布进行模拟。结果表明,空冷凝汽器局部积灰单元的翅片管出口空气温度及速度较清洁区域略低;利用空冷凝汽器出口空气温度监测系统对温度值偏高单元的风机进行局部调节,可有效改善空冷凝汽器积灰部分的换热状况。     

直接空冷凝汽器加装曲面下挡风墙的数值模拟

以2×600MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其空冷岛外部流场进行数值模拟。分析了不同高度的下挡风墙对直接空冷凝汽器风机风量的影响。在风速大于7m/s时,空冷凝汽器换热效率的降低是热风回流与"倒灌"现象综合作用的结果。提出了加装曲面下挡风墙的方案,并计算了加装不同高度的曲面下挡风墙对背风面风机的风量和风机换热效果的影响。结果表明,最佳下挡风墙高度为8.5m,此时的风机风量达到最大,换热效果最好,前2排风机平均换热效率比没有安装下挡风墙时提高了17.03%。研究成果为进一步完善空冷岛的结构设计提供了理论依据。     

浅谈直接空冷机组运行的环境适应性问题

直接空冷机组是指汽轮机的排汽直接由空冷凝汽器通过空气冷却而不是像水冷机组那样由循环冷却水来冷却。空冷凝汽器布置有庞大的换热面,而且全部露天布置,受环境因素影响大。夏季的高温、暴雨,春秋季节的季风,冬季的严寒,都会对空冷凝汽器的工况产生很大的影响,给机组的安全稳定运行带来诸多问题。本文就环境变化对空冷机组的影响进行分析,并提出相应的解决方案。     

局部风机停运时空冷机组凝汽器性能试验研究

针对影响空冷凝汽器性能考核试验结果真实可靠性的相关因素,以德国VGB-R131 Me试验导则为基准,对大唐国际宁夏大坝发电有限责任公司600 MW直接空冷机组配套的SPX公司空冷凝汽器的性能考核试验结果进行分析,提出了在局部风机停运情况下试验的数据处理方法和修正方法,并就性能评价系数、设计风机消耗功率及真空系统严密性对试验结果的影响进行了探讨。试验结果表明：该方法解决了局部风机停运时传统方法计算修正系数所带来的评价系数和物理过程相悖问题,保证了试验结果的真实可靠性。     

环境风对空冷单元运行性能影响的数值研究

通过加载汽轮机排汽在翅片管换热器中的凝结程序来模拟空气和蒸汽的换热过程,并利用FLUENT风机边界条件和多孔介质模型对空冷单元的空气动力特性进行建模,研究了环境风速对空冷单元风机风量的影响,分析了翅片管换热器换热量随环境风速及风温的变化规律,对比了加装挡风墙前后空冷单元运行性能的变化。计算结果表明：随着环境风速的增大,风机进口处不断扩大的负压区导致风机风量及换热器换热量的下降;环境风温的变化改变了换热器冷端的进口温度,使换热器换热量发生变化。挡风墙削弱了空冷单元热风回流率,但同时降低了风机的风量,两方面的相互作用最终使换热器的换热量几乎没有变化。环境风对空冷单元运行性能的影响规律为进一步研究空冷凝汽器的运行性能提供了理论依据。     

基于电站空冷风机技术分析

电站空冷技术，即电站汽轮机空冷凝汽器技术，由于空冷技术高效的节水效益而受到业界青睐。本文将从电站空冷选用的三种空冷系统性能比较出发，详细介绍空冷风机的主要功能，并从风机叶型入手，对风机制造与运行中的关键技术进行分析，期望与同行分享一些自己的经验。     

空冷凝汽器U型翅片管水平布置间隙优化

研究及优化空冷凝汽器U型翅片管的水平布置间隙,对火电站空冷岛的设计与运行具有重要意义。基于FLUENT软件,以空冷凝汽器U型翅片管束为研究对象,对不同翅片管水平布置间隙下空冷凝汽器U型翅片的换热及流动特性进行数值模拟及计算,得到了空冷凝汽器冷却空气对流换热平均努谢尔数和摩擦系数随雷诺数的变化规律,并采用最小二乘法拟合得到了相应的关联式。针对U型翅片的换热及流动特性提出两种优化方案,并进行比较分析。结果表明:当流动损失能量较小时,空冷翅片综合性能评价指标不能准确反应出空冷翅片管的综合性能,需通过空冷翅片换热量进行优化,由此得出空冷凝汽器U型翅片管的最佳水平布置间隙。