数值模拟技术在火电厂空冷技术中的应用.docx

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1、引言1第一章火电厂空冷技术2L1空冷系统概述21.2直接空冷系统的纽成和范围41.3直接空冷系统的工作原理61.4我国直接空冷系统的使用现状6第二章数值模拟基础知识82.1数值模拟技术82.2数值模拟的意义112.3数值解法的基本思路与步骤122.4数值模拟技术的发展趋势12第三章数值仿真在空冷研究中的应用143」翅片型式对空冷机组运行的影响143.1.1矩形翅片双排管换热和流动的数值模拟143.1.2蛇形翅片单排管换热和流动193.2热风冋流现象对-空冷机纽的影响243.2.1热风冋流现象的数值模拟实例和分析243.2.2小结273.3挡风装置对空冷机

2、纽•的影响283.3.1直板无孔下挡风墙293.3.2直板多孔下描风墙30333小结313.4喷雾冷却系统对空冷机纽的影响引3.5火电厂建筑物对空冷机纽的影响37结论38参考文献40引言火力发电消耗的不仅是一次性能源，还有水资源，而水资源缺乏是冃前全世界面临的一大难题。根据联合国最近儿年的统计显示，全世界淡水消耗量自木世纪初增加了六至七倍，比人口增长的速度高两倍。冃前世界上八十个国家约十五亿人口面临着淡水资源不足，其中二十六个国家约三亿人口完全生活在缺水状态中。我国人均占有水量只有世界人均占有量的四分Z—,位列世界第一百一十位,已被联合国列为十三个贫水国

3、Z-O并且我国水资源分布不均，在西部和华北等能源基地，水资源严重匮乏。空冷技术是一项经济而乂环保的方式，与常规水冷相比较，可以节约全厂用水的三分Z二。因此，空冷技术在广大的富煤缺水地区，具有广阔的应用前景O数值仿真技术是作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的i种重要手段和方法，随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来，随着信息处理技术的突飞猛进，使仿真技术得到迅速发展。本文根据作者的研究体会，试图从仿真的含义入手，讨论现代仿真方法、建模方法、仿真算法、可信度研究等，为在系统仿真中合理

4、、有效地运行仿真新方法和新技术做一些探索。FLUENT软件是美国FLUENT公司开发的通用CFD流场计算分析软件，FLUENT是用于计算流体流动和传热问题的程序。它提供的非结构网格生成程序，对相对复杂的儿何结构网格生成非常有效。在冃前新建的火电机组中，具有巨大节水潜力的直接空冷机组将占有相当大的比例。在可以预见的将来，我国火力发电机组中，直接空冷技术的应用水平和规模都将处于世界前列。本文将首先介绍火电厂直接空冷技术的组成范围、原理，以及国内外的使用现状，并且列举了一些实例。然后说明数值模拟技术的意义与基本步骤，并分析了其发展现状与趋势。接着分别从以下儿方

5、面重点研究数值模拟技术在火电厂空冷技术中的应用：翅片型式对空冷机组运行的影响，火电厂建筑物对空冷机组的影响，侧面来风对空冷机组换热性能的影响，空冷凝汽器在变风速，变风温和变负荷下的运行工况，扌当风装置对空冷岛换热性能的影响，喷雾冷却系统对空冷岛换热性能影响。第一章火电厂空冷技术我国华北、西北、东北地区普遍寒冷缺水，电站建设往往受制丁•水源。作为一项在富煤缺水地区很有前途的生产方式，空冷技术已经显示岀巨大的发展潜力。空气冷却分为间接冷却和直接空冷两种，与间接空气冷却相比，直接空冷机组更适丁寒冷的地区运行，其最大特点是防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更

6、环保。本章将对火电厂空冷技术进行简单的介绍。1.1空冷系统概述空气冷却器(aircooledheatexchanger)是利用空气冷却热流体的换热器。管内的热流体通过管壁和翅片与管外空气进行换热，所用的空气通常由通风机供给。空气冷却器可用于冷却或冷凝，广泛应用于：炼油、石油化工塔顶蒸气的冷凝；回流油、塔底油的冷却；各种反应生成物的冷却；循环气体的冷却和电站汽轮机排气的冷凝。电站空气冷却技术大致分为两种形式，一是直接空冷，二是间接空冷。直接空冷乂分强制通风直接空冷和自然通风直接空冷，间接空冷乂分混合式凝汽器间接空冷和表面式凝汽器间接空冷，见下图1」。a机械

7、通风空气冷凝器(ACC)b自然通风空气冷凝器c间接空冷(Heller)系统d干湿混合冷却系统图1-1四种空冷系统循环冷却系统是电力生产过程中的一个重耍环节，做过功的汽轮机乏汽需耍在凝汽器中冷却凝结，然后重新循环。常规湿冷机组是采用自然通风冷却塔形式，以水为冷却介质，其中循环水损失（蒸发损失、风吹损失和排污损失）约占电厂耗水量的80%；而空冷机组是以空气为冷却介质，具中间接空冷系统主要有带喷射式凝汽器的海勒式系统，带表面式凝汽器的哈蒙氏系统和直接空冷系统。无论是采用密闭循环冷却水的间接空冷方式，还是无循环冷却水的直接空冷方式，都不产生循环水损失，只需锅炉补

8、水和其他用水即可，所以电站耗水量明显减少，在相同的水资源下可多装机至原来的三倍以