直接空冷凝汽器翅片管干式吹扫系统动力特性研究

摘要

随着电力技术的日益发展，发电机组的容量和参数不断提高，电厂用水量不断增加。在水资源严重匮乏的今天，节约厂用水量随之提到日程上来。直接空冷机组以大量节约厂用水量的优点，受到富煤贫水地区电厂的青睐。在直接空冷机组运行过程中，凝汽器积灰问题成为影响机组效率的主要因素之一。为解决积灰问题，电厂普遍采用高压除盐水清洗凝汽器翅片管，清洗过程耗水量较大。针对这一缺点，我国学者提出了干式吹扫这一新方法，即用压缩空气取代高压除盐水对翅片清洗。
　　本文对干式吹扫系统的动力特性进行了理论研究。首先，研究了干式吹扫系统输气管路的设计方法，并以2×600MW机组为例进行了输气管路的设计，得到该型机组的最佳吹扫面数、管路尺寸和运行工况。在用气表压力为0.55MPa和0.68MPa下，最佳吹扫面数都为2，对应的上升母管、分配母管和吹扫支管的公称直径都分别为65mm、65mm和50mm，管路系统入口表压力范围分别为0.64～0.65MPa和0.76～0.79MPa。其次，对干式吹扫系统空压机组的各组成设备一空压机、储气罐、冷干机和过滤器进行流程布置和相应的型号选取。在此基础上，对干式吹扫系统的核心元件喷嘴，进行了数值计算，分析了不同结构参数和工况压力下喷嘴内流场特性，得到了达到最佳吹扫效果的喷嘴结构和工况压力。达到最佳吹扫效果时，喷嘴工况绝对压力取0.65～0.70MPa，收缩角为40°，圆柱长度取25～40mm，圆柱段直径取1.8～2.0mm。最后，对喷嘴外流场进行计算流体动力学(Computational FluidDynamics，CFD)数值模拟计算，在射流动力学的基础上，分析了不同靶距和孔数的喷嘴外流场射流特性，确定喷嘴合理的工作靶距和孔数。喷嘴入口绝对压力为0.65MPa，采用收缩角为40°、圆柱段长度为25mm、圆柱段直径为1.8mm喷嘴结构，喷嘴针对一个翅片通道采用双孔布置，最佳靶距为40mm。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 清洗技术的发展及其在空冷系统的应用

1．2．1 清洗技术的发展现状

1．2．2 清洗技术在直接空冷系统中的应用及研究现状

1．3 干式吹扫系统结构和工作原理

1．4 本文研究的主要内容

第2章 干式吹扫系统输气管路设计

2．1 输气管路设计理论

2．2 输气管路设计步骤

2．3 2×600MW机组干式吹扫系统输气管路设计

2．3．1 输气管路结构布置

2．3．2 输气管路参数确定

2．3．3 输气管路划分

2．3．4 输气管路水力计算结果与分析

2．4 小结

第3章 干式吹扫系统空压机组设计

3．1 空压机分类

3．2 空压机设计参数与选型考虑因素

3．2．1 确定设计参数

3．2．2 选型考虑因素

3．3 干式吹扫空压机组设计

3．3．1 空压机组的布置

3．3．2 空压机组的选型

3．4 小结

第4章 干式吹扫系统内流场动力特性分析

4．1 计算流体动力学

4．1．1 流体力学基本方程

4．1．2 湍流模型方程

4．2 喷嘴内流场的CFD模型

4．2．1 喷嘴内流场物理模型

4．2．2 喷嘴内流场数学模型

4．2．3 喷嘴内流场模型验证

4．3 喷嘴内流场计算与动力特性分析

4．3．1 收缩角对喷嘴动力特性的影响

4．3．2 圆柱段长度对喷嘴动力特性的影响

4．3．3 圆柱段直径对喷嘴动力特性的影响

4．3．4 入口压力对喷嘴动力特性的影响

4．3．5 各参数对喷嘴动力特性的综合影响

4．4 小结

第5章 干式吹扫系统喷嘴外流场动力特性分析

5．1 射流分类及其流场结构

5．1．1 射流分类

5．1．2 射流流场结构

5．2 喷嘴外流场RNG湍流模型

5．3 喷嘴外流场的CFD模型

5．3．1 喷嘴外流场物理模型

5．3．2 喷嘴外流场数学模型

5．4 喷嘴外流场计算与动力特性分析

5．4．1 孔数对喷嘴外流场动力特性的影响

5．4．2 靶距对喷嘴外流场动力特性的影响

5．5 小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢