直接空冷凝汽器喷淋系统优化运行及单元中空气流动传热特性研究

摘要

大型直接空冷机组在夏季普遍存在出力受阻的问题,喷雾增湿系统的优化运行,可以有效提高机组的运行真空,节约水资源,提高经济效益;直接空冷单元易受环境横风的影响,对其温度场和流场进行研究对于提高机组运行水平和空冷凝汽器的优化设计具有重要意义。
　　 本文基于对某600MW发电机组典型喷淋系统的热力试验和热经济计算,得到优化运行方案。研究结果表明:喷淋后实际雾化效果为所喷水量的79％;同一喷淋方式下,每小时经济效益随着负荷的升高而增加,且增加的趋势逐渐增大;在同一负荷下,选择先喷1-6排再喷78排的喷淋方式经济性最好,选择同时喷8排经济性最差。
　　 通过数值模拟,分析风速、风向、散热器安装角度、进风筒形状等因素影响下的空冷单元空气流动与传热特性的变化规律。研究结果表明,在X向来风下,风速每增加1m/s,风机流量下降约25m3/s;由于同时受两侧挡风墙的影响,风向为45°时,风机通风量最小;随着风速的增大,60°安装角风机通风量下降最快;对于加装进风筒的空冷单元,在进风口面积一致时,风筒形状对通风量影响不大,增大风筒进风口面积更有利于轴流风机吸风。
　　 对单元下部加装导流装置后在大空间的流场与温度场进行了数值研究,分析了导流层数、导流角度对单元流动传热特性的影响。结果表明:加装导流装置后能有效削弱环境横向风的不利影响,当X向风速度为9m/s时,加装导流装置后的轴流风机通风量比无导流时增大32.4％;通风量随着导流层数的增加而增大,但增加的幅度逐渐减小;在同一风速下,导流角度越大,轴流风机的吸风量越多,回流率也越大。
　　 本文的研究有利于运行人员进行各种喷淋方式的分析比较,对空冷凝汽器的设计及优化运行分析具有一定的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 引言

1.1 概述

1.2 直接空冷系统工作原理及影响因素

1.3 研究现状

1.4 本文的研究内容

2 直接空冷机组喷雾增湿系统热力实验及优化运行

2.1 问题描述

2.2 计算方法

2.2.1 管网水力计算

2.2.2 雾化降压计算

2.2.3 经济性计算

2.3 试验结果及分析

2.3.1 试验方案简介

2.3.2 试验结果与分析

2.4 喷淋系统优化运行方案

2.4.1 管网水力计算结果及结论

2.4.2 喷淋系统优化运行方案及经济性分析

2.5 本章小结

3 直接空冷单元流动与换热数值模拟

3.1 物理模型

3.2 数学模型

3.3 边界条件

3.3.1 计算域边界的设置

3.3.2 翅片管的设置

3.3.3 风机的设置

3.3.4 其他边界条件的设置

3.4 网格的划分

3.5 模型验证

3.6 数据处理

3.7 计算结果及分析

3.7.1 X风向下模拟结果与分析

3.7.2 Y风向下模拟结果与分析

3.7.3 不同风向下计算结果与分析

3.7.4 不同散热器安装角度对单元流动换热的影响

3.7.5 不同风筒形状对单元流动传热特性的影响

3.8 本章小结

4 有导流装置的直接空冷单元流动与换热数值模拟

4.1 单层导流装置空冷单元流动传热特性

4.2 导流层数对空冷单元流动传热特性的影响

4.3 导流角度对空冷单元流动传热特性的影响

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

作者简介

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