側(cè)風(fēng)對(duì)間接空冷塔性能影響的數(shù)值研究及防風(fēng)措施的探索.pdf

1、隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)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(duì)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響而面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，近些年來(lái)空冷系統(tǒng)在世界電力建設(shè)中獲得了快速發(fā)展，尤其在我國(guó)北方廣大富煤缺水地區(qū)被廣泛應(yīng)用。SCAL式間接空冷系統(tǒng)結(jié)合了海勒式和哈蒙式間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)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(jié)構(gòu)、環(huán)境狀況、循環(huán)水參數(shù)等，其中

2、環(huán)境側(cè)風(fēng)日益受到人們的重視。本文根據(jù)某電廠660MW間接空冷機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況，了解到間冷塔的冷卻性能受環(huán)境側(cè)風(fēng)的影響較大，特別是在夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，循環(huán)水得不到充分冷卻，導(dǎo)致凝汽器背壓升高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)拗茩C(jī)組負(fù)荷。
　　鑒于此，本文借助CFD平臺(tái)建立了較為精細(xì)的三維數(shù)值模型，對(duì)間冷塔在側(cè)風(fēng)下的流動(dòng)規(guī)律與換熱性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明間冷塔的散熱量和通風(fēng)量隨側(cè)風(fēng)風(fēng)速的增大而呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)，且二者的變化趨勢(shì)較為一

3、致，主要原因是側(cè)風(fēng)引起的氣流流動(dòng)規(guī)律的變化導(dǎo)致散熱器通風(fēng)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(lái)看，隨著風(fēng)速不斷增大，塔底散熱器周?chē)鷼饬鲌A柱繞流逐漸起主導(dǎo)作用，側(cè)風(fēng)面扇區(qū)散熱器內(nèi)外壓差降低，散熱器進(jìn)風(fēng)受阻;迎風(fēng)面扇區(qū)散熱量雖有所提升，但不足以彌補(bǔ)其它扇區(qū)散熱量的損失;背風(fēng)面扇區(qū)的通風(fēng)散熱則受到塔外氣流回流和塔內(nèi)氣流漩渦的綜合影響。
　　側(cè)風(fēng)主要從兩方面對(duì)間冷塔內(nèi)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(fēng)措施的探索方向，對(duì)側(cè)風(fēng)在塔頂以及塔底的影響進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明塔底散熱器周?chē)臍饬骼@流是導(dǎo)致通風(fēng)量降低的主要原因，所以對(duì)防風(fēng)措施的探索主要集中在塔底部。通過(guò)對(duì)迎風(fēng)面百葉窗開(kāi)度調(diào)整、循環(huán)水分區(qū)配送以及外筑翅墻等防風(fēng)措施的研究，結(jié)果表明迎風(fēng)面百葉窗開(kāi)度調(diào)整方案無(wú)法達(dá)到預(yù)期的防風(fēng)效果。相比較而言，外筑翅墻方案則能較為明顯地減輕側(cè)風(fēng)對(duì)間冷塔散熱性能的影響，為了將翅墻方案提升到實(shí)際應(yīng)用層面，本文對(duì)翅墻的布置位置、數(shù)量、寬度及孔隙率等參

5、數(shù)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果表明在垂直來(lái)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(shí)，考慮到某些電廠間冷塔周?chē)邢薜目臻g，首次提出了分扇區(qū)配水方案，在不安裝任何防風(fēng)裝置的前提下，按各扇區(qū)散熱量比例對(duì)循環(huán)水量進(jìn)行合理分配，通過(guò)合理利用通風(fēng)量來(lái)減輕側(cè)風(fēng)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(píng)價(jià)防風(fēng)措施的標(biāo)準(zhǔn)，但僅根據(jù)這一參數(shù)的變化無(wú)法掌握機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。為了對(duì)防風(fēng)措施的經(jīng)

6、濟(jì)效益進(jìn)行更加直觀地評(píng)價(jià)，根據(jù)常規(guī)熱平衡法建立了汽輪機(jī)組變工況數(shù)學(xué)模型，結(jié)合數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果，對(duì)采用防風(fēng)措施前后的機(jī)組相關(guān)熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明分扇區(qū)配水方案在常見(jiàn)風(fēng)速（v=8m/s）下的經(jīng)濟(jì)效益不夠明顯，當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)(v≥12m/s)，這一方案逐漸具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。翅墻方案依然是最有效的防風(fēng)措施，在常見(jiàn)風(fēng)速下即可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益，相對(duì)于不采取任何防風(fēng)措施的情況，THA工況下的機(jī)組背壓降低了1.54 kPa，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤