直接空冷單元流動(dòng)傳熱特性及空氣流場(chǎng)優(yōu)化組織.pdf

1、因具有顯著的節(jié)水優(yōu)勢(shì)，電站空冷技術(shù)在我國(guó)北方富煤缺水地區(qū)獲得了快速發(fā)展。直接空冷電站空冷凝汽器通常包含數(shù)十個(gè)空冷單元，直接空冷單元為A型框架結(jié)構(gòu)，由以一定夾角分兩側(cè)傾斜布置的翅片管束和下部的軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)成。直接空冷單元特殊的A型框架結(jié)構(gòu)和軸流風(fēng)機(jī)出口復(fù)雜的空氣動(dòng)力學(xué)性能，使得其框架空間內(nèi)部空氣流場(chǎng)具有明顯的旋轉(zhuǎn)上升的特點(diǎn)，且呈中心對(duì)稱(chēng)分布，導(dǎo)致空冷單元翅片管束的冷卻空氣流量分配極不均勻，不同區(qū)域翅片管束的散熱能力呈現(xiàn)很大差異，翅片管束傳熱

2、面利用效率低，空冷凝汽器流動(dòng)傳熱性能差。
　　通過(guò)CFD方法，應(yīng)用商業(yè)軟件Fluent，本文研究了直接空冷單元內(nèi)部的空氣動(dòng)力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)在風(fēng)機(jī)出口由于流通面積的突變，空冷單元底部形成了流動(dòng)死區(qū)和渦流，并且在單元中心形成了嚴(yán)重的回流，導(dǎo)致流動(dòng)阻力增加，阻礙了風(fēng)機(jī)出口冷卻空氣向翅片管束方向的順利流動(dòng)，影響了直接空冷單元的流動(dòng)傳熱性能。
　　基于空冷單元內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)特征，本文提出了7種不同的導(dǎo)流方案，并采用CFD方法對(duì)7種導(dǎo)流方案

3、的空冷單元熱力性能進(jìn)行了研究，確定了相對(duì)較為優(yōu)化的方案作為空冷島導(dǎo)流改造的最終方案。將空氣導(dǎo)流改造方案應(yīng)用于空冷島其中一列單元，分析了環(huán)境風(fēng)作用下，空氣流場(chǎng)優(yōu)化前后該列各個(gè)單元流動(dòng)傳熱特性的變化，獲得了各個(gè)單元翅片管束出口空氣流速和溫度的分布以及通過(guò)各個(gè)單元空氣質(zhì)量流量和單元熱負(fù)荷的變化規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沿著環(huán)境風(fēng)的流動(dòng)方向，上游空冷單元風(fēng)機(jī)入口空氣流動(dòng)變形加劇，風(fēng)機(jī)無(wú)法正常工作，熱力性能較下游單元低，更嚴(yán)重的是上游單元出現(xiàn)了空氣倒流現(xiàn)象

4、。雖然環(huán)境風(fēng)對(duì)下游單元的影響相對(duì)較小，但是上游單元的空氣倒流現(xiàn)象將熱空氣帶回至風(fēng)機(jī)入口處，并隨著來(lái)流空氣一起進(jìn)入下游風(fēng)機(jī)，使下游風(fēng)機(jī)入口空氣溫度上升，空冷單元的流動(dòng)換熱性能下降。經(jīng)過(guò)空冷單元導(dǎo)流改造后的流場(chǎng)優(yōu)化組織，下游空冷單元的冷卻空氣流量和熱負(fù)荷增加，熱力性能有了明顯提升。
　　將冷卻空氣導(dǎo)流改造方案應(yīng)用于國(guó)內(nèi)某300MW直接空冷電廠，并對(duì)其中一列共5個(gè)單元進(jìn)行了導(dǎo)流改造前后的現(xiàn)場(chǎng)熱力性能試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)量獲得了該列各個(gè)單元翅片管