直接空冷凝汽器翅片管外積灰特性的數(shù)值模擬.pdf

1、凝汽器是直接空冷機(jī)組末端重要的設(shè)備之一。其工作性能的優(yōu)劣對(duì)機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著決定性的作用。直接空冷凝汽器采用空氣作為冷卻介質(zhì)，翅片管是直接空冷凝汽器的核心組成元件。目前，火電廠直接空冷凝汽器普遍采用單排扁平蛇形翅片管束。由于翅片間距小、數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空氣中的顆粒容易積聚在翅片通道中，出現(xiàn)凝汽器表面積灰現(xiàn)象。積灰導(dǎo)致凝汽器換熱效率下降，汽輪機(jī)背壓升高，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)效率。因此，研究翅片管外積灰特性，分析管外積灰的影響因素對(duì)減輕積灰

2、的不利影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　從顆粒物沉積的微觀過(guò)程出發(fā)，在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合氣-固兩相分析法，利用Fluent軟件模擬了翅片間氣固兩相流場(chǎng)，追蹤顆粒物在翅片間的運(yùn)動(dòng)軌跡。分析顆粒物大小、速度、翅片間距、翅片厚度及布置方式對(duì)顆粒物沉積率的影響。結(jié)果表明：風(fēng)速為1-4m/s時(shí)，粒徑較小顆粒的運(yùn)動(dòng)受到氣體運(yùn)動(dòng)的控制；隨著粒徑的增大，顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡受到重力和氣體流動(dòng)的共同影響。當(dāng)粒徑增加到一定程度后顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡主要受到重力的

3、影響。對(duì)顆粒物沉積率而言，當(dāng)風(fēng)速為1m/s、2m/s時(shí)，隨著粒徑的增大，沉積率先增大后減小再增大；不同顆粒的沉積率隨翅片間距的變化呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。風(fēng)速1m/s、2m/s時(shí)，翅片間距對(duì)粒徑10μm、20μm、50μm、100μm的顆粒的沉積率都有較大影響，風(fēng)速3m/s、4m/s時(shí)，翅片間距對(duì)粒徑50μm、100μm的顆粒影響較小。粒徑為10μm、20μm、50μm的顆粒的沉積率隨翅片厚度的變化的趨勢(shì)是基本一樣的，而粒徑100μm的顆粒

4、的沉積率隨翅片厚度變化的趨勢(shì)在不同的風(fēng)速下表現(xiàn)出較大的差異性；水平布置方式與呈30°夾角布置方式相比，顆粒沉積率變化趨勢(shì)基本一致，顆粒物沉積率數(shù)值的差距并不大。
　　得到了積灰厚度對(duì)翅片管束傳熱及流動(dòng)特性的影響，分析了翅片管束五種積灰厚度下的對(duì)流換熱系數(shù)、傳熱系數(shù)及流動(dòng)阻力隨迎面風(fēng)速變化的規(guī)律，擬合得到了摩擦系數(shù)及努塞爾數(shù)隨雷諾數(shù)變化的關(guān)系式。結(jié)果表明：隨著迎面風(fēng)速的增加，積灰前后的管外對(duì)流換熱系數(shù)、傳熱系數(shù)以及流動(dòng)阻力逐漸增加；