环境侧风对300MW火电机组冷却塔影响的数值模拟.pdf

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1、第56卷第2期汽轮机技术Vo1．56No．22014年4月TURBINETECHN0L0GYApr．2014环境侧风对300MW火电机组冷却塔影响．的数值模拟刘剑涛，任建兴，杨涌文，李芳芹(上海电力学院能源与机械工程学院，上海200090)摘要：以300MW机组双曲线自然通风冷却塔为研究对象，采用Fluent软件对冷却塔进行了三维数值模拟，分析了变工况下环境侧风对冷却塔冷却性能的影响、环境侧风对冷却塔进风口速度场的影响。研究发现：随着侧风风速的增加，冷却温差先减小后增大，出塔水温先增大后减小；并且，环境侧风的存在会扰乱冷

2、却塔进风口流场，其临界风速值为6m／s。关键词：数值模拟；冷却塔；环境侧风；冷却温差；进风口速度场分类号：TVd264．1文献标识码：A文章编号：1001-5884(2014)02-0115-04NumericalSimulationonEffectofCross—windtoCoolingTowerof300MWThermalPowerUnitUUJian—tao，RENJian-xing，YANGYong—wen，LIFang-qin(CollegeofEnergyandMechanicalEngineering，S

3、hanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090，China)Abstract：Takingahyperbolicnaturaldraftcoolingtowerof300MWthermalpowerunitasresearchobject，effectofcross·windtocoolingtowerperformanceandairinletvelocityfieldareanalyzed．Theseresearchesofnumericalsimulationareb

4、asedontheFluentSoftware．Researchesshowthatcoolingtemperaturedifferencewilldecreasefirstandthenincrease，outlettemperatureofthetowerwillincreaseandthendecreasewiththeincreasingofcross—windvelocity．Airinletvelocityfieldofthecoolingtowerwillbedisturbedbytheexistenceo

5、fthecross—wind，ofwhichthecriticalwindspeedis6m／s．Keywords：numericalsimulation；coolingtower；cross-wind；coolingtemperaturediference；airinletvelocityfield电厂的经济性。因此，有必要分析研究环境侧风对火电厂冷0前言却塔性能的影响“。作为电厂热力循环的重要冷端设备，冷却塔工作性能的1计算区域及边界条件优劣对其安全、经济性有重要的影响J。近几年来，由于用电负荷急剧增加，火电厂的机组

6、容量也随之增加，作为冷端本文以300MW机组常用的双曲线自然通风冷却塔为研设备的冷却塔也向大型化发展J。我国对冷却塔性能影响究对象，利用GAMBIT软件按照冷却塔几何尺寸绘制几何模因素的研究相对较少，研究不同环境工况对冷却塔冷却性能型，然后采用Fluent软件进行数值模拟。根据调研，该类冷的影响对实际冷却塔的应用设计具有重要的指导意义J。却塔基本结构尺寸如下表1所示。以往，学者们在分析冷却塔性能时多采用数值计算的方在建立计算域时，认为计算域边界空气仅沿水平方向流式。随着对冷却塔研究的深人以及计算机水平的快速动，定义风速所

7、在方向为轴，竖直方向为Y轴，z轴为轴发展，现在的研究人员在理论研究时，多采用计算机软件模在水平面顺时针旋转90。。在环境状况和机组运行稳定时，拟冷却塔性能，也取得了较大的成果。塔内外的空气流场也处于稳态。由于冷却塔结构的对称性，一般来说，冷却塔在设计阶段很少考虑环境侧风的影所以塔内的空气流场关于环境侧风所在纵剖面对称，因此，响，实际上，当有环境侧风的存在时，冷却塔的冷却性能会有在模拟时可纵向选取冷却塔的一半作为研究对象，建立图1较大的波动，而冷却塔性能的好坏在很大程度上会直接影响所示的计算区域。图1所示计算区域高为900

8、m，约为冷却表1300MW机组常用冷却塔的几何尺寸收稿日期：2013_05_02基金项目：上海市教委重点学科(第五期)(J51304)。作者简介：刘剑涛(1986-)，男，汉族，在读硕士，山东曲阜人。主要研究方向为火电厂循环水节能技术。1l6汽轮机技术第56卷求解是否收敛，具体的收敛条件为：在所有待求标量的比例残差均