側風對間接空冷塔性能影響的數(shù)值研究及防風措施的探索.pdf

1、隨著人們對環(huán)境保護問題的高度重視以及水資源的日益匱乏，傳統(tǒng)的火電水冷方式因耗水量大，并且對環(huán)境造成一定的負面影響而面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。因此，近些年來空冷系統(tǒng)在世界電力建設中獲得了快速發(fā)展，尤其在我國北方廣大富煤缺水地區(qū)被廣泛應用。SCAL式間接空冷系統(tǒng)結合了海勒式和哈蒙式間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點，將散熱器垂直布置在塔外，并采用表面式凝汽器。間接空冷系統(tǒng)作為電站運行的重要環(huán)節(jié)，其冷卻性能受較多因素的影響，主要有本體結構、環(huán)境狀況、循環(huán)水參數(shù)等，其中

2、環(huán)境側風日益受到人們的重視。本文根據(jù)某電廠660MW間接空冷機組的實際運行情況，了解到間冷塔的冷卻性能受環(huán)境側風的影響較大，特別是在夏季環(huán)境溫度較高時，循環(huán)水得不到充分冷卻，導致凝汽器背壓升高，機組經濟性降低，嚴重時甚至會限制機組負荷。
　　鑒于此，本文借助CFD平臺建立了較為精細的三維數(shù)值模型，對間冷塔在側風下的流動規(guī)律與換熱性能進行研究，結果表明間冷塔的散熱量和通風量隨側風風速的增大而呈現(xiàn)明顯下降的趨勢，且二者的變化趨勢較為一

3、致，主要原因是側風引起的氣流流動規(guī)律的變化導致散熱器通風量下降，散熱量隨之降低。從不同扇區(qū)散熱量分布的角度來看，隨著風速不斷增大，塔底散熱器周圍氣流圓柱繞流逐漸起主導作用，側風面扇區(qū)散熱器內外壓差降低，散熱器進風受阻;迎風面扇區(qū)散熱量雖有所提升，但不足以彌補其它扇區(qū)散熱量的損失;背風面扇區(qū)的通風散熱則受到塔外氣流回流和塔內氣流漩渦的綜合影響。
　　側風主要從兩方面對間冷塔內外流態(tài)造成影響，一是塔頂?shù)臍饬鞒隽?，二是塔底的氣流繞流。為

4、了明確防風措施的探索方向，對側風在塔頂以及塔底的影響進行定量分析，結果表明塔底散熱器周圍的氣流繞流是導致通風量降低的主要原因，所以對防風措施的探索主要集中在塔底部。通過對迎風面百葉窗開度調整、循環(huán)水分區(qū)配送以及外筑翅墻等防風措施的研究，結果表明迎風面百葉窗開度調整方案無法達到預期的防風效果。相比較而言，外筑翅墻方案則能較為明顯地減輕側風對間冷塔散熱性能的影響，為了將翅墻方案提升到實際應用層面，本文對翅墻的布置位置、數(shù)量、寬度及孔隙率等參

5、數(shù)進行了分析研究，結果表明在垂直來流處分別布置一片寬度為23.6m，孔隙率為0.6的翅墻是最具可行性的翅墻方案。同時，考慮到某些電廠間冷塔周圍有限的空間，首次提出了分扇區(qū)配水方案，在不安裝任何防風裝置的前提下，按各扇區(qū)散熱量比例對循環(huán)水量進行合理分配，通過合理利用通風量來減輕側風所造成的不利影響。
　　散熱量不僅是間冷塔冷卻性能的體現(xiàn)，也是評價防風措施的標準，但僅根據(jù)這一參數(shù)的變化無法掌握機組實際運行的經濟指標。為了對防風措施的經

6、濟效益進行更加直觀地評價，根據(jù)常規(guī)熱平衡法建立了汽輪機組變工況數(shù)學模型，結合數(shù)值模擬的計算結果，對采用防風措施前后的機組相關熱經濟性指標進行對比分析，結果表明分扇區(qū)配水方案在常見風速（v=8m/s）下的經濟效益不夠明顯，當風速較大時(v≥12m/s)，這一方案逐漸具有較高的經濟效益。翅墻方案依然是最有效的防風措施，在常見風速下即可獲得較高的經濟效益，相對于不采取任何防風措施的情況，THA工況下的機組背壓降低了1.54 kPa，發(fā)電標準煤