直接空冷机组凝汽器变工况特性分析

建立直接空冷凝汽器的数学模型,用ε - NTU方法对300 MW机组进行变工况特性分析,验证空冷系统设计的合理性,同时确定汽轮机的冷端参数.分析在实际运行中所产生的设计值与运行值的偏差对直接空冷机组经济性和安全性的影响,为直接空冷凝汽器在变工况条件下的合理运行提供参考依据.     

1 000 MW直接空冷发电机组凝汽器传热性能试验研究

不同工况下空冷凝汽器的换热性能,是火电直接空冷机组设计、优化和运行的主要依据。针对实际运行的1 000 MW超超临界直接空冷机组,对其凝汽器进行了夏季、冬季和秋季工况的试验研究。试验获得了夏季和冬季工况下凝汽器翅片管束迎面风速的分布和壁面温度的分布,发现翅片管束迎面风速分布从上至下逐渐增高,而管束壁面温度分布对于顺流单元从上至下逐渐降低,对于逆流单元从上至下逐渐增高;获得了顺流翅片管束的易结冻区域;获得了秋季工况下1 000 MW空冷机组空冷凝汽器空气侧努赛尔数和雷诺数之间的无量纲关联式。     

空冷凝汽器验收考核实验中的几个原则

对空冷凝汽器进行性能测试,以考核是否达到验收标准,对于我国火电站空冷岛的设计、生产和运行都具有重要意义。从空冷凝汽器传热模型出发,分析了VGB-R131Me验收考核实验导则中存在的缺陷。针对我国直接空冷机组运行中存在的诸如夏季满负荷高背压运行,冬季防冻等问题,指出了单纯增加空冷凝汽器传热面积以满足设计要求的不足,建议制定不同工况不同容量机组的考核传热系数值。空冷凝汽器验收考核应在设备供应商提供凝汽器传热性能,即传热关联式的基础上,由用户计算不同轴流风机转速,不同凝汽器饱和蒸汽凝结量和不同进口空气温度条件下的凝汽器传热系数并进行实验测试,只有当该传热系数大于考核传热系数之后,才能绘制凝汽器性能曲线以检验是否达到设计要求。     

直接空冷机组空冷岛优化运行研究

通过对直接空冷机组空冷凝汽器和冷却风机性能的研究,建立了空冷岛系统运行性能的计算模型,得出在不同环境温度、冷却风速和机组负荷下凝汽器性能的热力特性曲线。根据空冷风机的运行方式,提出机组空冷岛运行优化模型,并针对600 MW直接空冷机组空冷岛进行了性能和优化计算,给出了空冷岛系统冷却风机的优化运行方式和最佳背压。     

直接空冷机组应用铝合金凝汽器试验研究

利用专用试验装置模拟直接空冷机组运行工况,考察了铝合金和钢共存条件下不同水质铝舍金的腐蚀情况。结果表明,试验用铝合金在中性纯水中有较好的耐腐蚀性能,应用在直接空冷机组作为空冷凝汽器管材,给水采用中性力口氧工况,在腐蚀方面能够满足要求,为该类系统的应用奠定了基础。     

电站空冷系统变工况性能的数值研究

无论直接还是间接空冷系统,其热力性能都受到环境气象条件的显著影响。研究不同环境条件,不同机组热负荷和操作条件下机组背压的变化规律,对于电站空冷系统变工况优化运行具有重要参考价值。该文建立了电站空冷系统变工况运行性能的计算模型和数值方法,分别以典型直冷和间冷系统为例,通过数值模拟,获得了不同环境气象条件下,直冷系统空冷凝汽器空气流量和进口空气温度,以及间冷系统空冷散热器空气流量和进口空气温度。以变工况数值计算为基础,分析了直接和间接空冷机组背压的变化规律。结果表明,直接空冷系统热力性能随风速和风向发生显著变化,并随风速增加而降低,导致机组背压随风速增加而升高。对于间接空冷系统,其热力性能先随风速增加而降低,随后又增加,使机组背压呈现先升后降的变化趋势。电站空冷系统变工况性能的数值研究结果,可用于指导空冷系统的优化设计和安全运行。     

空冷机组直接空冷系统变工况特性的计算分析

采用η-NTU法,建立了空冷杌组直接空冷系统变工况计算模型.对某台600 MW空冷机组直接空冷系统的变工况特性进行了计算分析,得到迎面风速、环境温度以及杌组排汽流量变化对背压影响的规律,为确定空冷凝汽器在变工况下的合理运行方式提供依据.     

直接空冷凝汽器考核工况的全厂数值模拟

影响空冷凝汽器换热性能的主要因素是环境大风所造成的热风回流或热风再循环.建立了某135 MW机组直接空冷凝汽器流动和传热的数学模型.利用计算传热学软件Fluent,对夏季汽轮机考核工况(TRL)下空冷凝汽器的性能进行了数值模拟,即对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场进行模拟、分析和研究,为直接空冷系统的优化设计提供帮助.     

直接空冷凝汽器单排翅片管换热性能试验研究

不同工况下直接空冷凝汽器的换热性能,是直接空冷机组设计、优化和运行的主要依据。文中针对目前我国1000MW超超临界直接空冷机组所采用的单排翅片管,利用搭建在空冷机组现场的试验风洞,对翅片管的换热性能进行试验研究,试验风洞蒸汽侧直接接入空冷机组的冷端。通过试验,获得了翅片管空气侧努赛尔数和雷诺数之间的无量纲关联式,以及关联式与翅片管迎面风速分布之间的关系。结果表明,翅片管的换热性能不但与风机的风量有关,而且受迎面风速分布的影响很大,迎面风速沿翅片管轴向从上至下呈降低趋势分布时,更有利于换热。     

直接空冷凝汽器单元内加装消旋导流板的数值模拟

改变空冷单元内部冷却空气的流场,可以提高空冷凝汽器的传热性能,这对于提高空冷机组运行水平具有重要意义.建立在600MW直接空冷机组的空冷凝汽器单元内部加装弧形消旋导流板的物理模型,利用CFD软件,采用Simple算法和RNG k-ε模型进行数值模拟计算,获得不同环境风速下在空冷凝汽器单元内部加装消旋导流板前后冷却空气的温度场和速度场,分析空冷单元内部空气流场的变化规律.结果表明,在空冷单元内部加装弧形消旋导流板可改善冷却空气流场,提高空冷凝汽器的换热效果,为空冷系统的优化运行提供一定的理论参考.     

火电站直接空冷凝汽器性能考核评价方法

火电站直接空冷凝汽器性能决定了直接空冷机组能否安全高效运行。研究直接空冷凝汽器性能的影响因素，从而制定空冷凝汽器性能考核评价方法具有重要意义。通过分析直接空冷凝汽器的传热过程，建立凝汽器压力与凝结蒸汽流量、冷却空气流量、凝汽器传热系数、凝汽器总传热面积以及环境温度之间的关系，分析各因素对凝汽器性能的影响规律。对以凝结蒸汽量和以凝汽器压力作为性能考核标准进行了对比研究，指出了2种性能考核评价方法存在的缺点，即仅仅考核凝汽器传热能力会导致传热面积过大，系统投资增加。在考核空冷凝汽器传热能力的基础上，还需测定凝汽器传热系数，以传热系数保证值作为直接空冷凝汽器性能考核的补充指标。     

火电站直接空冷凝汽器设计及校核计算和性能分析

掌握火电站直接空冷凝汽器的设计和校核计算方法并进行性能分析,对于提高我国直接空冷机组的设计和运行水平具有重要意义。以600MW机组直接空冷凝汽器为例,在传热理论模型分析的基础上,分别对其设计和校核计算过程进行了讨论,对直接空冷凝汽器性能影响因素进行了分析,对性能变化规律进行了研究。结果表明直接空冷凝汽器的设计过程要综合考虑气象条件尤其是环境大风的影响、换热要求和空冷电站的平面布局,而校核计算则需充分考虑凝汽器积灰的影响,并建立汽轮机背压和凝汽器积灰厚度之间的关系,为凝汽器清洗提供理论依据。冷却空气流量、凝汽器凝结蒸汽量、空冷凝汽器积灰会显著影响空冷凝汽器的性能,进而影响汽轮机背压,影响机组运行的经济性。     

交错蛇形短翅片对扁平管外传热的强化

在火电机组直接空冷凝汽器中采用空冷技术,可以有效降低富煤缺水地区火力发电对水资源的消耗。通过数值模拟的方法,对锯齿形短翅片应用于火电机组直接空冷凝汽器扁平管空气侧强化传热的可行性进行探讨。研究发现,,采用所提出的扁平管交错蛇形短翅片结构,与传统的连续蛇形翅片相比,在各种迎面风速条件下均能起到强化空气侧传热的效果。随着短翅片交错排数的增加,翅片变短,强化传热的效果更为明显。在n 5时,强化传热综合性能评价准则数(performance evaluation criteria,PEC)可达到1.05~1.09;但随着迎面风速的增加,流动阻力的增加变得更为显著,强化传热的效果受到抑制。利用实际数据对模型的有效性进行验证,并对计算域网格数进行校验,结果表明所得结论具有一定的可靠性。     

导流装置对直接空冷单元流动传热特性的影响

研究环境条件影响下的电站直接空冷系统流动传热特性,对于提高空冷机组运行水平具有重要意义。该文针对600 MW直接空冷机组空冷凝汽器的典型结构,建立了带有空气导流装置的凝汽器单元内冷却空气三维流动传热过程的物理数学模型。基于这一模型,利用CFD 模拟获得了凝汽器单元内冷却空气流场和温度场,进而研究了不同环境因素影响下加装空气导流装置后凝汽器单元内空气流动传热特性的变化规律。研究表明：在平台下部四周加导流装置能有效削弱环境横向风的不利影响,提高冷却空气流量,改善空冷单元的传热状况。     

直接空冷凝汽器单元流动和传热性能的数值研究

直接空冷凝汽器由多个直接空冷单元组成, 因此, 对直接空冷凝汽器单元的研究具有重要的意义。依托实际工程项目, 建立了某135MW直接空冷凝汽器单元流动和传热的数学模型。利用计算传热学软件FLUENT, 对夏季汽轮机考核工况(TRL) 下, 进行了空冷单元的性能的数值模拟。对直接空冷凝汽器外部空气的速度场、温度场的模拟、分析和研究, 为直接空冷系统的优化设计提供帮助。     

火力发电干湿联合冷却系统性能实验研究

火力发电干湿联合冷却兼具湿冷散热能力大和空冷节水的优势,同时,还可依据机组负荷条件和电厂的环境气象条件变化,调节不同的冷却方式,使机组具有更好的灵活性和环境适应性。为掌握火力发电干湿联合冷却性能,在干冷段和湿冷段并联和串联运行2种模式下,建立联合冷却系统实验台;开展不同运行条件下,联合冷却系统干冷段和湿冷段热负荷分配的实验研究,以及不同运行模式下耗水量与冷却能力的变化规律;采用单变量分析法,研究环境温度、环境湿度等因素对联合循环系统性能的影响。结果表明,环境湿度升高后,系统不同运行模式受到循环水蒸发速率下降的影响,散热量、耗水量有所降低;得到环境温度升高所导致的散热量随系统换热温差减小的定量结果;揭示出耗水量随着湿冷段和干冷段热负荷分配比例的变化规律。研究结果为不同气象条件下,干湿联合冷却系统运行模式和热负荷分配比例的优化提供了实验基础。     

空冷凝汽器全工况运行特性分析

掌握火电站空冷凝汽器在各种工况下的运行特性,对于提高我国直接空冷机组的运行水平具有重要意义。以300MW直接空冷机组空冷凝汽器为例,分析了反映机组运行性能的汽轮机背压的影响因素。针对轴流风机全速和半速运行工况,计算得到了汽轮机背压随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的变化规律。结果表明：随凝汽器凝结蒸汽量和进口空气温度的增加,汽轮机背压增加;随轴流风机风速升高,汽轮机背压降低。轴流风机运行方式的调整,依赖于环境温度和机组热负荷的变化。对于冬季低温运行的空冷凝汽器,为防止出现汽轮机背压低于阻塞背压和凝汽器管束冻裂,风机需减速运行。反之,在夏季高温条件下运行的空冷凝汽器,为避免汽轮机背压过高带来的非正常停机和机组运行经济性的下降,风机需全速甚至超设计风量运行。     

空冷岛加装挡风网对凝汽器换热效率的影响

利用CFD数值模拟Fluent软件,以某600 MW直接空冷机组为例,模拟环境风对空冷凝汽器换热效率的影响,提出在空冷岛周围加装不同形式挡风网的方案。模拟计算结果表明：加装挡风网后,在大风条件下,热风回流和＂倒灌＂现象均减弱,空冷单元空气流量增加;在环境风速为0~12 m/s的情况下,机组凝汽器平均换热效率可达到72.52%,比不加挡风网时高24.51%。