环境风对高位收水冷却塔空气动力场和热力特性的影响及其优化机制
发布时间：2021-04-04 20:12
自然通风逆流湿式高位收水冷却塔（高位塔）,最早于上世纪90年代应用于蒲城电厂,以解决湿陷性黄土地区渗漏水浸泡影响。近十年来,随着我国电厂装机容量的增加,高位塔以其节能、降噪等优势,在我国大型火电、核电机组中具有较大应用前景。高位塔冷却性能的优劣决定了凝汽器入口循环冷却水温,进而影响凝汽器的背压,而凝汽器背压与机组热效率密切相关。因此,高位塔冷却性能的优化对于机组的高效运行有重要的意义。环境风的存在,直接影响自然通风冷却塔空气流场,并对其气水两相传热传质及冷却塔系统冷却性能产生不利影响。而高位塔收水装置下方存在较大的侧风影响空间,因此研究环境风对高位塔空气流场及热力特性的影响,揭示相关优化机制,对于高位塔传热强化及其冷却性能的优化具有重要的学术意义和工程价值。结合某1000MW火电机组实际运行自然通风高位收水冷却塔,本文建立了高位塔内气水两相流动及传热传质三维数学模型,并针对高位塔出口水温、温降等关键参数进行了网格独立性分析和运行数据验证。研究结果表明,环境风对所研究高位塔冷却性能影响较大,特别是当环境风平行于其独有的集水沟时。针对环境风向,定义侧风入射角为环境风与集水沟之间的夹角。在较...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２收水装置结构图??１．３高位收水冷却塔研究现状??
重力加速度’?９．８ｍ／ｓ２；?Ａ为竖直方向上空气与水滴间的作用力；ｗｗ??为水滴的质量，ｋｇ；?Ｃｄ为空气作用于水滴的阻力系数；为基于空气与水滴间??相对速度计算所得的雷诺数；＾为水滴的当量直径，ＨＩ；?＾为动力粘度，Ｎ巧／！！！２。??ｑ?ｃ＇＇Ｔ＇＇ｑ?（ｄｑ??ｖ?Ｖ?Ｖ?＾??飞厂１??＾?ｄ（ｃｗＴｗｑ）??Ｎ????７?Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ??＾＾??Ｖ??＿Ｊ＿｜???ｑ－ｄｑ?ＣｗＴｗｑ－ｄ（ＣｗＴｗｑ）??Ｖ?口??图２－１水滴运动控制体??如图２－１所示，循环水在有限容积内自上而下流动，其质量流量＾和能量的??变化可由式（２－５）和式（２－６）计算。??＝?（２－５）??（ｃｗＴｗｑ）?＝?－Ｓｗｅ?（２－６）??式中：５＾为单位体积水的蒸发速率，ｋｇ／（ｍ３．ｓ）；?为水的定压比热容，ｋＪ／（ｋｇ．Ｋ）；??１１??
山东大学硕士学位论文??该塔淋水填料采用高冷效、低阻力的Ｓ波淋水填料，材质为改性聚氯乙烯??（ＰＶＣ）。塔内装有三层淋水填料，每层高５００ｍｍ，第一层填料放置在玻璃钢托??架上，并与托架成正交错布置，第一层标高１９．２４ｍ，第三层顶标高２０．８０ｍ。??图３－２给出了高位塔收水槽层平面布置图。由图可知，集水沟宽度为５ｍ，??高度为１４．６ｍ。共有６４个收水单元（收水斜板和收水槽）间隔２ｍ布置在填料下??方。收水斜板倾角为４５°，采用挤塑成型波纹板，制造材料设计采用ＰＶＣ材料，??收水斜板穿柱处密封托盘等连接件可采用玻璃钢或ＰＶＣ材质。如图３－３所示，??收水槽高度为１４．７ｍ，采用敞开式Ｕ型截面，水槽内底直径及上部宽度０．５８ｍ。??收水装置安装分四个区域，即Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ象限对称布置。??ａ??：丨?ｊｉｌｉｌｌｉｋ??４?［?Ｉ?－１１１」：暴隱，｜＿｜齡＾??／Ｉ?－??：：?＿繼；＿謂纖??（２）?（５）?？?？＜３）＜Ｂ）？＜５）０？？？（２）＜ｓ）（ｉｉ）??图３－２高位收水冷却塔收水槽层平面布置图??！??丄?——．?—?＿?＿?Ｉ??ｍ??１＿?．??ｖ?Ｌｍ??另?１??吴Ｉ??ｒ＿ｙｊ??图３－３收水槽结构尺寸??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高位收水冷却塔冷却性能的数值模拟研究[J]. 王淼,王锦,杨新明. 中国电机工程学报. 2019(06)
[2]高位收水冷却塔技术研究及经济性分析[J]. 郭永斌,程辉,刘海滨. 神华科技. 2018(11)
[3]高位收水冷却塔在600MW等级机组中的应用[J]. 唐灿辉,夏峰,杨立民. 电力大数据. 2018(07)
[4]Contrastive Analysis of Cooling Performance between a High-level Water Collecting Cooling Tower and a Typical Cooling Tower[J]. WANG Miao,WANG Jin,WANG Jiajin,SHI Cheng. Journal of Thermal Science. 2018(01)
[5]高位集水冷却塔集水装置内空气流场的研究[J]. 吕冬强,孙奉仲,赵元宾,高明,张翔宇. 中国电机工程学报. 2018(01)
[6]高位收水冷却塔结构优化模拟分析[J]. 田松峰,谷秋实,韩强,胥佳瑞,王少雷. 汽轮机技术. 2017(05)
[7]1000MW机组高位收水冷却塔热力性能试验研究[J]. 贾明晓,胡三季,韩立,穆琳. 动力工程学报. 2017(09)
[8]高位冷却塔节能分析研究[J]. 杨永伟,周自强,范诚豪. 山西电力. 2017(02)
[9]高位收水冷却塔技术在百万千瓦火电机组中的应用[J]. 赵世伟,王川川,马心雨. 黑龙江电力. 2017(02)
[10]大型逆流式自然通风高位收水冷却塔的应用研究[J]. 汪芬. 南方能源建设. 2017(01)
博士论文
[1]大型湿式冷却塔雨区水滴粒径分布及其对雨区热力特性和阻力特性影响的研究[D]. 吕冬强.山东大学 2018
[2]具有导风板的自然通风逆流湿式冷却塔进风阻力研究及性能优化[D]. 王凯.山东大学 2009
硕士论文
[1]环境侧风对自然通风逆流湿式高位收水冷却塔冷却性能的影响与模拟[D]. 马利斌.上海电力大学 2019
[2]自然通风高位收水冷却塔收水装置的数值模拟和优化研究[D]. 王先董.华北电力大学 2016
[3]高位收水冷却塔的数值模拟及分析[D]. 戴文鹏.华北电力大学 2016
[4]自然通风高位收水冷却塔三维热力特性的数值模拟与收水装置的优化研究[D]. 吴艳艳.山东大学 2015
本文编号：3118407
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２收水装置结构图??１．３高位收水冷却塔研究现状??
重力加速度’?９．８ｍ／ｓ２；?Ａ为竖直方向上空气与水滴间的作用力；ｗｗ??为水滴的质量，ｋｇ；?Ｃｄ为空气作用于水滴的阻力系数；为基于空气与水滴间??相对速度计算所得的雷诺数；＾为水滴的当量直径，ＨＩ；?＾为动力粘度，Ｎ巧／！！！２。??ｑ?ｃ＇＇Ｔ＇＇ｑ?（ｄｑ??ｖ?Ｖ?Ｖ?＾??飞厂１??＾?ｄ（ｃｗＴｗｑ）??Ｎ????７?Ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ??＾＾??Ｖ??＿Ｊ＿｜???ｑ－ｄｑ?ＣｗＴｗｑ－ｄ（ＣｗＴｗｑ）??Ｖ?口??图２－１水滴运动控制体??如图２－１所示，循环水在有限容积内自上而下流动，其质量流量＾和能量的??变化可由式（２－５）和式（２－６）计算。??＝?（２－５）??（ｃｗＴｗｑ）?＝?－Ｓｗｅ?（２－６）??式中：５＾为单位体积水的蒸发速率，ｋｇ／（ｍ３．ｓ）；?为水的定压比热容，ｋＪ／（ｋｇ．Ｋ）；??１１??
山东大学硕士学位论文??该塔淋水填料采用高冷效、低阻力的Ｓ波淋水填料，材质为改性聚氯乙烯??（ＰＶＣ）。塔内装有三层淋水填料，每层高５００ｍｍ，第一层填料放置在玻璃钢托??架上，并与托架成正交错布置，第一层标高１９．２４ｍ，第三层顶标高２０．８０ｍ。??图３－２给出了高位塔收水槽层平面布置图。由图可知，集水沟宽度为５ｍ，??高度为１４．６ｍ。共有６４个收水单元（收水斜板和收水槽）间隔２ｍ布置在填料下??方。收水斜板倾角为４５°，采用挤塑成型波纹板，制造材料设计采用ＰＶＣ材料，??收水斜板穿柱处密封托盘等连接件可采用玻璃钢或ＰＶＣ材质。如图３－３所示，??收水槽高度为１４．７ｍ，采用敞开式Ｕ型截面，水槽内底直径及上部宽度０．５８ｍ。??收水装置安装分四个区域，即Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ象限对称布置。??ａ??：丨?ｊｉｌｉｌｌｉｋ??４?［?Ｉ?－１１１」：暴隱，｜＿｜齡＾??／Ｉ?－??：：?＿繼；＿謂纖??（２）?（５）?？?？＜３）＜Ｂ）？＜５）０？？？（２）＜ｓ）（ｉｉ）??图３－２高位收水冷却塔收水槽层平面布置图??！??丄?——．?—?＿?＿?Ｉ??ｍ??１＿?．??ｖ?Ｌｍ??另?１??吴Ｉ??ｒ＿ｙｊ??图３－３收水槽结构尺寸??１６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高位收水冷却塔冷却性能的数值模拟研究[J]. 王淼,王锦,杨新明. 中国电机工程学报. 2019(06)
[2]高位收水冷却塔技术研究及经济性分析[J]. 郭永斌,程辉,刘海滨. 神华科技. 2018(11)
[3]高位收水冷却塔在600MW等级机组中的应用[J]. 唐灿辉,夏峰,杨立民. 电力大数据. 2018(07)
[4]Contrastive Analysis of Cooling Performance between a High-level Water Collecting Cooling Tower and a Typical Cooling Tower[J]. WANG Miao,WANG Jin,WANG Jiajin,SHI Cheng. Journal of Thermal Science. 2018(01)
[5]高位集水冷却塔集水装置内空气流场的研究[J]. 吕冬强,孙奉仲,赵元宾,高明,张翔宇. 中国电机工程学报. 2018(01)
[6]高位收水冷却塔结构优化模拟分析[J]. 田松峰,谷秋实,韩强,胥佳瑞,王少雷. 汽轮机技术. 2017(05)
[7]1000MW机组高位收水冷却塔热力性能试验研究[J]. 贾明晓,胡三季,韩立,穆琳. 动力工程学报. 2017(09)
[8]高位冷却塔节能分析研究[J]. 杨永伟,周自强,范诚豪. 山西电力. 2017(02)
[9]高位收水冷却塔技术在百万千瓦火电机组中的应用[J]. 赵世伟,王川川,马心雨. 黑龙江电力. 2017(02)
[10]大型逆流式自然通风高位收水冷却塔的应用研究[J]. 汪芬. 南方能源建设. 2017(01)
博士论文
[1]大型湿式冷却塔雨区水滴粒径分布及其对雨区热力特性和阻力特性影响的研究[D]. 吕冬强.山东大学 2018
[2]具有导风板的自然通风逆流湿式冷却塔进风阻力研究及性能优化[D]. 王凯.山东大学 2009
硕士论文
[1]环境侧风对自然通风逆流湿式高位收水冷却塔冷却性能的影响与模拟[D]. 马利斌.上海电力大学 2019
[2]自然通风高位收水冷却塔收水装置的数值模拟和优化研究[D]. 王先董.华北电力大学 2016
[3]高位收水冷却塔的数值模拟及分析[D]. 戴文鹏.华北电力大学 2016
[4]自然通风高位收水冷却塔三维热力特性的数值模拟与收水装置的优化研究[D]. 吴艳艳.山东大学 2015
本文编号：3118407
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