大型湿式冷却塔非等片距填料与分区配水协同优化的数值模拟研究
发布时间：2021-06-21 12:10
随着我国电力行业的迅速发展,发电厂大容量机组所配备的冷却塔往大型和超大型方向发展。大型自然通风湿式冷却塔体积庞大,塔底直径大,进风不均匀,导致冷却塔热力特性沿径向分布不均,塔中心区域阻力特性差,进而恶化了整塔的冷却能力。淋水填料作为湿式冷却塔传热传质的“心脏”,其性能的好坏直接影响着冷却效率的高低,而填料布置方式和配水区配水方式对冷却塔的热力阻力特性有较大影响。因此,有必要对填料布置方式和配水方式对冷却塔热力阻力特性的影响进行综合研究。本文以国内某内陆电厂600 MW机组配备的大型湿式冷却塔为原型,将冷却塔填料区分为内外两区,在内外区分别布置不同片距的填料,制定不同填料布置方案。采用ICEM软件对冷却塔进行三维建模并划分网格,采用Fluent软件建立了大型湿式冷却塔三维数值计算模型,嵌入用户自定义函数（UDF）进行数值模拟,研究了多种填料布置方案下的冷却塔流场和温度场分布特性,进行了变工况分析。在此基础上结合分区配水,进行了协同优化研究,所得主要结论如下。设计工况下的研究结果表明:非等片距填料可明显改善塔内温度场与流场的均匀性,优化冷却塔热力阻力特性。对于600 MW冷却塔,在设计工况...
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１冷却塔结构示意图??在凝汽器中完成换热的高温循环水通过循环水栗进入冷却塔内的中央竖井，??然后依次经过输水管道，配水喷头，从上往下流动，经过填料区和雨区，最终降??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]电厂凝汽器分区运行余热回收技术研究[J]. 蒙涛,陈杰,汪国山. 汽轮机技术. 2019(04)
[2]优化填料布置及配水对冷却塔性能的影响[J]. 王淼,王锦,张超. 哈尔滨工业大学学报. 2018(08)
[3]超大型冷却塔多竖井分区配水系统的优化设计[J]. 李江云,盛旺,陈知超,汪慧. 中国给水排水. 2018(11)
[4]冷却塔填料布置方式对热力性能的影响[J]. 王明勇,栾俊,刘江. 热力发电. 2018(03)
[5]填料不等间距布置对冷却塔冷却效果的影响[J]. 韩丹阳,刘江,王明勇,姚秀平. 汽轮机技术. 2017(04)
[6]粘接方式及片距对填料性能影响的实验研究[J]. 朱珣,周亚素,王晓玲. 建筑热能通风空调. 2016(11)
[7]超大塔分区配水系统全模型运行仿真[J]. 李江云,汪慧,陈知超,盛旺. 工程热物理学报. 2016(09)
[8]基于遗传算法的冷却塔管式配水系统优化设计计算研究[J]. 王丰,吉庆丰,王东海,周领. 热能动力工程. 2015(06)
[9]冷却塔小间距淋水填料特性研究[J]. 贾明晓,胡三季,陈玉玲. 热力发电. 2013(07)
[10]冷却塔配水管喷头流量的三维数值计算方法[J]. 杨志,刁丽红,刘强,李嵩,龙国庆. 工业用水与废水. 2013(02)
博士论文
[1]超大型冷却塔内气液两相流动和传热传质过程的数值模拟研究[D]. 郑水华.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于现场数据分析的汽轮机组冷端系统运行经济性综合性能诊断和优化研究[D]. 宗绪东.山东大学 2018
[2]利用雨区淋水势能强制通风的大型湿式冷却塔热力性能研究[D]. 马超群.山东大学 2018
[3]湿式冷却塔填料通道几何特性对于热力性能的影响研究[D]. 刘珊.山东大学 2017
[4]百万超超临界机组冷端系统能效评价与诊断研究[D]. 赵宏伟.华北电力大学(北京) 2017
[5]宁海电厂1000MW超超临界机组冷端系统综合节能技术研究及应用[D]. 王维英.华北电力大学(北京) 2017
[6]逆流湿式冷却塔风水优化匹配强化换热技术研究[D]. 曲增杰.东南大学 2016
[7]基于三维数值模型的自然通风湿式冷却塔性能优化研究[D]. 王嘉进.北京交通大学 2016
[8]自然通风湿式冷却塔降低出塔水温方法研究[D]. 郝颖.华北电力大学 2016
[9]侧风对自然通风湿式冷却塔性能影响的三维数值研究[D]. 刘德民.北京交通大学 2015
[10]核电厂超大型冷却塔配水优化研究[D]. 王东海.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3240652
【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】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１冷却塔结构示意图??在凝汽器中完成换热的高温循环水通过循环水栗进入冷却塔内的中央竖井，??然后依次经过输水管道，配水喷头，从上往下流动，经过填料区和雨区，最终降??
?山东大学硕士学位论文???恳＿??（１）全塔网格?（２）计算域网格??（３）填料分区网格??图３－３网格划分示意图??３．２．３边界条件及数值计算方法??１．边界条件??如图３－４所示，无外界环境侧风时，计算域的空气入口和空气出口分别设为??压力入口和压力出口边界条件，冷却塔壁面与地面设置为绝热且无滑移边界条件，??并采用标准壁面函数法对其进行近壁面处理。在计算中将配水区上表面及雨区上??表面设为循环水流出的初始面，沿ｚ方向垂直向下进入配水区和雨区，其中配水??区水滴粒径设为０．２?ｍｍ，水滴初始速度设为３．５?ｍ／ｓ，雨区水滴粒径设为０．４?ｍｍ，??填料区的循环水为水膜形式，循环水参数以用户自定义标量（ＵＤＳ）结合源项的??形式进行表达。??２８??
山东大学硕士学位论文??压力??出口?????压力Ｚ?、压力??入口?Ｓ入口??塔壁??地面??图３－４计算域??２．计算方法??本文采用ＳＩＭＰＬＥ算法耦合压力与速度来进行迭代计算，ＳＩＭＰＬＥ为半隐式??压力相关方程算法（Ｓｅｍｉ－Ｉｍｐｌｉｃｉｔ?Ｍｅｔｈｏｄ?ｆｏｒ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－Ｌｉｎｋｅｄ?Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ）的缩写??形式，该计算方法的计算步骤如下：??１?）假定初始速度分布；??２）假定压力场；??３）根据速度场与压力场计算动量离散方程的系数、常数项；??４）解出动量离散方程；??５）求得压力修正方程；??６）对压力和速度进行修正。??７）根据情况求解其他离散化方程??８）判断是否收敛，不收敛的话则继续下一次迭代??此外，在计算中为了加速离散方程组计算结果的收敛还结合了亚松弛方法，??相关变量的亚松弛因子设置如表３－６所示：??２９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]电厂凝汽器分区运行余热回收技术研究[J]. 蒙涛,陈杰,汪国山. 汽轮机技术. 2019(04)
[2]优化填料布置及配水对冷却塔性能的影响[J]. 王淼,王锦,张超. 哈尔滨工业大学学报. 2018(08)
[3]超大型冷却塔多竖井分区配水系统的优化设计[J]. 李江云,盛旺,陈知超,汪慧. 中国给水排水. 2018(11)
[4]冷却塔填料布置方式对热力性能的影响[J]. 王明勇,栾俊,刘江. 热力发电. 2018(03)
[5]填料不等间距布置对冷却塔冷却效果的影响[J]. 韩丹阳,刘江,王明勇,姚秀平. 汽轮机技术. 2017(04)
[6]粘接方式及片距对填料性能影响的实验研究[J]. 朱珣,周亚素,王晓玲. 建筑热能通风空调. 2016(11)
[7]超大塔分区配水系统全模型运行仿真[J]. 李江云,汪慧,陈知超,盛旺. 工程热物理学报. 2016(09)
[8]基于遗传算法的冷却塔管式配水系统优化设计计算研究[J]. 王丰,吉庆丰,王东海,周领. 热能动力工程. 2015(06)
[9]冷却塔小间距淋水填料特性研究[J]. 贾明晓,胡三季,陈玉玲. 热力发电. 2013(07)
[10]冷却塔配水管喷头流量的三维数值计算方法[J]. 杨志,刁丽红,刘强,李嵩,龙国庆. 工业用水与废水. 2013(02)
博士论文
[1]超大型冷却塔内气液两相流动和传热传质过程的数值模拟研究[D]. 郑水华.浙江大学 2012
硕士论文
[1]基于现场数据分析的汽轮机组冷端系统运行经济性综合性能诊断和优化研究[D]. 宗绪东.山东大学 2018
[2]利用雨区淋水势能强制通风的大型湿式冷却塔热力性能研究[D]. 马超群.山东大学 2018
[3]湿式冷却塔填料通道几何特性对于热力性能的影响研究[D]. 刘珊.山东大学 2017
[4]百万超超临界机组冷端系统能效评价与诊断研究[D]. 赵宏伟.华北电力大学(北京) 2017
[5]宁海电厂1000MW超超临界机组冷端系统综合节能技术研究及应用[D]. 王维英.华北电力大学(北京) 2017
[6]逆流湿式冷却塔风水优化匹配强化换热技术研究[D]. 曲增杰.东南大学 2016
[7]基于三维数值模型的自然通风湿式冷却塔性能优化研究[D]. 王嘉进.北京交通大学 2016
[8]自然通风湿式冷却塔降低出塔水温方法研究[D]. 郝颖.华北电力大学 2016
[9]侧风对自然通风湿式冷却塔性能影响的三维数值研究[D]. 刘德民.北京交通大学 2015
[10]核电厂超大型冷却塔配水优化研究[D]. 王东海.哈尔滨工程大学 2015
本文编号：3240652
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