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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

基于环境风温-冷却水温耦合计算的间接空冷塔冬季运行及防冻研究

康卫东 李高潮 王子豪 王永进 张利 师进文 韩立

康卫东, 李高潮, 王子豪, 王永进, 张利, 师进文, 韩立. 基于环境风温-冷却水温耦合计算的间接空冷塔冬季运行及防冻研究[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220601001
引用本文: 康卫东, 李高潮, 王子豪, 王永进, 张利, 师进文, 韩立. 基于环境风温-冷却水温耦合计算的间接空冷塔冬季运行及防冻研究[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220601001
KANG Weidong, LI Gaochao, WANG Zihao, WANG Yongjin, ZHANG Li, SHI Jinwen, HAN Li. Winter Operation and Anti-Freezing Research of Indirect Air-Cooling Tower Based on Coupling Calculation Between Ambient Wind Temperature and Cooling Water Temperature[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220601001
Citation: KANG Weidong, LI Gaochao, WANG Zihao, WANG Yongjin, ZHANG Li, SHI Jinwen, HAN Li. Winter Operation and Anti-Freezing Research of Indirect Air-Cooling Tower Based on Coupling Calculation Between Ambient Wind Temperature and Cooling Water Temperature[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220601001

基于环境风温-冷却水温耦合计算的间接空冷塔冬季运行及防冻研究

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220601001
基金项目: 国家重点研发计划项目(2019YFB1505403)
详细信息
    作者简介:

    康卫东(1974-),男,陕西宝鸡人,本科,工程师,主要研究方向为火电机组运行和生产管理。E-mail: 17001590@chnenergy.com.cn

    通讯作者:

    师进文,Email:jinwen_shi@mail.xjtu.edu.cn

  • 中图分类号: TK121

Winter Operation and Anti-Freezing Research of Indirect Air-Cooling Tower Based on Coupling Calculation Between Ambient Wind Temperature and Cooling Water Temperature

  • 摘要: 间接空冷塔是空冷发电机组的重要冷端设备,其换热性能直接影响着整个发电机组的运行情况。本研究针对宁夏某电厂的双间接空冷塔系统,在Fluent软件中通过使用用户自定义函数(UDF)对其进行了环境风温-冷却水温的实时耦合计算,进而对其在冬季大风条件下的冻结风险进行了研究。结果表明:耦合计算模型具有较好的精度,与各项实测数据相比误差均在5%以内。环境侧风会增加各扇段出口水温的不均匀度,主要表现为迎风扇段出口水温急剧降低。减小迎风扇段的百叶窗开度可提升其冷却水出口温度,但同时会使背风扇段出口水温骤降。当同时减小迎风与背风扇段百叶窗开度时,各扇段出口水温回升且分布更加均匀,整塔冻结风险普遍降低。

     

  • 图  1  间冷塔几何参数示意图

    Figure  1.  Geometrical parameters of indirect air-cooling tower

    图  2  翅片管束最小重复单元计算域及网格

    Figure  2.  Computational area and mesh of the smallest repeating unit of finned bundle

    图  3  耦合计算UDF逻辑图

    Figure  3.  Logic diagram of the UDF of coupled calculation

    图  4  网格无关性验证结果图

    Figure  4.  Mesh independence verification result diagram

    图  5  双塔温度及流场图

    Figure  5.  Temperature and flow field contour of twin tower

    图  6  双塔压强及流场图

    Figure  6.  Pressure and flow field contour of twin tower

    图  7  双塔冷却水出口温度分布图

    Figure  7.  Cooling water outlet temperature distribution of twin tower

    图  8  调整迎风扇段百叶窗开度后各扇段出口水温

    Figure  8.  Outlet water temperature of each sector after adjusting the shutter opening degree of windward sectors

    图  9  按表2方案调节百叶窗开度后各扇段出口水温

    Figure  9.  Outlet water temperature of each sector after adjusting shutter opening according to Table 2

    表  1  标准参数与模拟计算结果对比

    Table  1.   Comparison between standard parameters and simulation results

    Item Standard values Calculated values Errors/%
    Heat transfer/
    MW
    1200.6 1206.2 0.04
    Draught/
    Pa
    139 137 1.4
    Air mass flow/
    (kg·s−1)
    59708 60385 1.1
    Outlet air velocity/
    (m·s−1)
    6.2 5.9 4.8
    Outlet water temperature/
    32.5 32.4 0.3
    Air temperature in tower
    / ℃
    38.8 40.0 3.1
    下载: 导出CSV

    表  2  各扇段百叶窗开度调节方案

    Table  2.   Adjustment scheme to shutter opening of each sector

    Sector typeSerial numberOpening degree/%
    Windward11 12 110
    Leeward5 6 710
    Side2 4 8 1020
    3 9100
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-06-01
  • 网络出版日期:  2022-08-31

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