直接空冷系统单排管冻结规律和流量控制研究

发布时间：2017-10-12 02:29

  本文关键词：直接空冷系统单排管冻结规律和流量控制研究

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【摘要】：直接空冷技术具有优越的节水性能,已广泛应用于我国富煤缺水地区。直接空冷凝汽器直接处在环境大气中,寒冷冬季翅片管束容易发生冻结现象,严重冻结易导致翅片管束损坏,甚至导致空冷机组停运,严重影响空冷机组的安全经济运行。因此,对空冷凝汽器翅片管束的防冻进行研究并提出应对措施具有重要的意义。本文在系统的分析我国直接空冷系统和空冷凝汽器的运行情况和结构基础上,深入分析了空冷系统翅片管束冻结的原因。建立了单排管结构翅片管外空气的流动与换热模型,利用FLUENT流体计算软件对翅片管外空气的流场进行数值模拟,分析了翅片管在蒸汽凝结阶段和凝结水过冷阶段在不同空气温度下换热情况,得到换热系数和流动阻力随环境温度及壁面温度的变化规律。结果表明,在0.2-2m/s的风速范围内,蛇形翅片扁平管蒸汽冷凝阶段和凝结水过冷阶段的换热系数和空气流经翅片间隙时的流动阻力主要受迎面风速的影响,与翅片管壁面温度和环境温度无关,迎面风速越大,换热系数呈抛物线曲线增大而流动阻力呈线性增大；在凝结水过冷阶段的换热系数明显低于蒸汽冷凝阶段的换热系数。针对某300 MW空冷机组,对0.2-2m/s的风速条件下的空冷凝汽器翅片管内的蒸汽凝结特性进行了分析,对冬季低温运行时不同的迎面风速、环境温度以及工作负荷下管内的冻结规律进行了计算,得到了不同环境温度和迎面风速下的冻结特性曲线。观察曲线发现随着迎面风速的增大,凝结长度的减小趋势逐渐趋于平缓,迎面风速越大,凝结距离受风速增大的影响越小。蒸汽在凝汽器管道内的冻结位置随着机组负荷的增加而增大。环境温度越低,蒸汽冻结位置随机组负荷的变化率越小。并在保证安全性和经济性前提下,提出单排管内蒸汽流量控制的最佳范围,为北方直接空冷机组的冬季运行提供理论参考。
【关键词】：蛇形翅片扁平管 自然通风 凝结换热特性 流量控制
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.2.1 风机运行11-12
• 1.2.2 蒸汽分布12
• 1.2.3 翅片换热和优化12-14
• 1.3 研究内容14-15
• 第2章 翅片管内蒸汽流动过程15-22
• 2.1 空冷原理15-16
• 2.2 直接空冷凝汽器介绍16-17
• 2.3 冻结原因17-18
• 2.4 蒸汽流动过程模型18-19
• 2.5 蒸汽凝结段与凝结水过冷段长度计算19-21
• 2.5.1 蒸汽凝结段长度19-20
• 2.5.2 凝结水过冷段长度20-21
• 2.5.3 凝结水冻结位置21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 空冷凝汽器翅片管换热的数值模拟22-44
• 3.1 引言22-23
• 3.2 空冷翅片管中凝结水高度及流速预测模拟23-25
• 3.3 凝结水过冷段空气侧出口温度数值模拟25-35
• 3.3.1 翅片管管外空气侧温度场27-31
• 3.3.2 迎面风速对空气侧对流换热的影响31-33
• 3.3.3 壁面温度对空气侧对流换热的影响33-34
• 3.3.4 环境温度对空气侧对流换热的影响34-35
• 3.4 蒸汽凝结管段空气侧出口温度的数值模拟35-42
• 3.4.1 翅片管管外空气侧温度场35-39
• 3.4.2 迎面风速对空气侧对流换热的影响39-41
• 3.4.3 壁面温度对空气侧对流换热的影响41-42
• 3.4.4 环境温度对空气侧对流换热的影响42
• 3.5 两阶段空气侧传热系数分析42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 某300MW直接空冷翅片管低温冻结特性44-53
• 4.1 引言44-45
• 4.2 数值计算结果与分析45-50
• 4.2.1 管内蒸汽冷凝段长度的研究45-46
• 4.2.2 管内凝结水过冷段长度的研究46-47
• 4.2.3 翅片管内冻结位置分析47-48
• 4.2.4 不同机组负荷下的管内冻结位置分析48-50
• 4.3 直接空冷凝汽器最佳防冻流量50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53-54
• 5.2 未来工作的展望54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 张薇;程远达;石磊;;翅片间距对单排管性能影响的数值研究[J];华电技术;2009年07期

2 张树国;赵兴楼;张艳娟;;扁平翅片管数值模拟及其结构优化[J];汽轮机技术;2009年01期

3 杜小泽;杨立军;金衍胜;姜剑波;杨勇平;;火电站直接空冷凝汽器传热系数实验关联式[J];中国电机工程学报;2008年14期

4 杨立军;杜小泽;杨勇平;;空冷凝汽器全工况运行特性分析[J];中国电机工程学报;2008年08期

5 石磊;刘学;李星;周云山;;600 MW机组直接空冷排汽管道系统内流场的数值模拟[J];热力发电;2007年11期

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本文编号：1016141