空冷机组凝汽器排汽管流场及节能潜力分析

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1、第36卷第l2期凳繁电力V01．36No．12EastChinaElectricPower2008年l2月Dec．20o8空冷机组凝汽器排汽管流场及节能潜力分析袁益，伍宙敏，严卫春，忻建华(1．上海交通大学动力机械与T程教育部重点实验室，上海200240；2．上海汽轮机有限公司，上海200240)摘要：采用CFD方法，对某1000MW空冷汽轮机凝汽器排汽管及外接排汽管路的流场进行三维数值模拟计算，分析其通流能力及压力损失系数，并对其结构进行性能优化设计。通过改进设计，耗煤量可以减少0．045％一0．1％，

2、大约节约标煤1000t／a以上。关键词：凝汽器排汽管；数值模拟；三维流场；节能降耗作者简介：袁益(1984．)，男，硕士研究生，研究方向为动力机械与工程。中图分类号：TK264．11；TK212文献标识码：B文章编号：1001-9529(2008)12-0093-03AnalysisofflowfieldsandenergysavingpotentialsforcondenserexhaustpipesofaircoolingunitsYUANYi。WUZhou—min，YANWeichun一，X1N．B

3、an—hua(1．KeyLaboratoryofPowerMachineryandEngineeringofEducationMinistry，ShanghaiJiaotongUniv．，Shanghai2002~，China；2．ShanghaiTurbineCo．，Ltd．，Shanghai200240，China)Abstract：Theflowfieldswithinthecondenserexhaustpipeandtheexternalexhaustpipeofthe1000MWaircool

4、ingturbo—generatorunitwerecomputedwiththree—dimensionalnumericalanalogbyusingtheCFDmethod，andthethroughflowcapabilityoftheexhaustpipesaswellasthepressurelosscoeficientisanalyzed．Thepipes’structurewasoptimized．andconsequentlytheunitScoalconsumptionisreduce

5、dby0．045％～0．1％．savingmorethan1000tonsofstandardcoalannualbr．Keywords：condenserexhaustpipe；numericalsimulation；three—dimensionalflowfield；energysavingandconsump—tionreducing随着国内空冷机组向大容量方向发展，凝汽为使排汽流动顺畅，在壳体内装有导流板。由于器排汽管已成为越来越受重视的设备之一。空冷接颈、壳体及外接排汽管的尺寸庞大，均为薄壳结

6、汽轮机的低压缸至凝汽器之间是通过一段连通管构，且管道内存在一定的真空度，为保证其刚性，连接，它的结构、布局、组成元件等因素对管道的内部配有纵横交错的支撑管。计算所采用的基本输送特性有决定性的影响。汽轮机的排汽通过连流体参数为：温度41℃，密度0．0484kg／in，动力通管导入凝汽器，其空气动力性能的优劣直接影粘度为1．03392×10～Pa·S。响到汽轮机排汽缸背压的大小，最终影响到汽轮低压排汽El机整机的热耗，而且还关系到整个系统的输送能力和管壁磨损等工作性能，因此应对管道流场进外接行数值分析和参数优

7、化。在满足连通管的强度和刚度的条件下，要有尽可能小的压力损失系数和凝汽器一定的通流能力，增大节能降耗的力度。以下对某大型空冷汽轮机凝汽器排汽管的流场计算作简单介绍，为同行设计人员提供参考依据。图1凝汽器排汽管结构简图1结构原理2流场计算实体建模取自凝汽器排汽管结构设计图(图流场计算从汽缸排汽出发，综合考虑管道输1)。凝汽器排汽管主要由接颈(连接低压缸)、壳送中的工况参数和边界条件，利用商用FLUENT体及外接排汽管段(连接凝汽器)等部件组成⋯。软件分析功能，对管道进行数值分析，得出流场中94(总1583)

8、要氧电力压力和流速的变化情况。2．1实体建模及网格生成流场计算模型如图2所示。流体从上方的长方形面流入，流经接颈处的低加管，从侧面的圆柱体底面流出。整体的流动转角为90。，由壳体内的一个大型导流板进行引导。由于排汽管内有数十根纵横交错的支撑管，管与管之间形成复杂的相交面，且其直径远小于排汽管的尺寸，在有限的图350m／s入口速度F流场总压负压分布图网格数的条件下，很难避免网格的畸形。为此，将处的外接排汽管顶部，造成此处的局部负