300MW火电机组冷端设备性能分析与优化的研究与应用

东南大学硕士学位论文300MW火电机组冷端设备性能分析与优化的研究与应用姓名：石丽娜申请学位级别：硕士专业：能源信息技术指导教师：王培红20090526300MW火电机组冷端设备性能分析与优化的研究与应用作者：石丽娜学位授予单位：东南大学相似文献(10条)1.会议论文杨强生.钱滨江.许建俊横流式冷却塔简化热力计算方法1986阐明了横流式冷却塔简化热力计算方法的基本原理。在一定温度范围内把饱和空气焓和温度之间的关系处理成线性式，就可借鉴叉流式换热器的求解方法，求得解析解。先把横流塔的热质交换基本方程式和边界条件转化成无量约形式，利用级数解就可确定出塔水温。在给定填料体积的情况下可利用文章所提供的方法一校核出塔水温，而方法二则可用在出塔水温给定出情况下设计计算填料体积。此外，文章还用压差法，考虑了水蒸发引起水量变化的影响，用有限差分法求得精确解。（本刊录）2.学位论文刘晶密闭式冷却塔冷却过程的计算机仿真及参数优化研究2006密闭式冷却塔是一种将水冷与空冷、传热与传质过程融为一体且兼有两者之长的高效节能冷却设备。在冷却流体不允许直接暴露在外界环境中或空气污染严重的场合，密闭式冷却塔成了必须且合适的选择，因而在工业领域和空调系统中得到越来越广泛的应用。本文的目的就是通过一系列的理论和计算机仿真方法对密闭式冷却塔的冷却过程换热机理和参数优化进行研究，以此促进密闭式冷却塔的进一步推广和应用。首先，本文根据热湿交换理论，建立了密闭式冷却塔换热盘管段的传热传质微分方程组。在一维假设的基础上，得到密闭式冷却塔盘管内冷却水的温度、喷淋水温度、空气焓值沿换热盘管高度变化的解析解以及冷却水、喷淋水出口温度随管内冷却水入口温度、空气入口焓值变化的关系式。根据解析表达式，编制了相应的仿真程序。以鞍钢机械总公司铸造厂南部分厂运行中的两台密闭式冷却塔为例，利用仿真程序，得到两台密闭式冷却塔在运行工况下冷却水温度、喷淋水温度、空气焓值随换热盘管层数的变化曲线。并对仿真计算所得不同工况下的三股流体出口参数和现场实测数据进行比较，结果证明了密闭式冷却塔的模型建立和解析求解在工程精度要求范围内的正确性。通过改变密闭式冷却塔的冷却水进口温度、流量，空气的入口焓值和流量得到换热盘管内冷却水出口温度和喷淋水温度的变化规律，从而为密闭式冷却塔的设计计算和运行调节奠定基础。然后通过改变三股流体的流量对密闭式冷却塔进行传热强化，得到除热量和传热系数随冷却水流速、单位宽度喷淋水量、空气迎面风速的变化规律。并以获得较高传热系数为目的，提出设计计算中冷却水流速、单位宽度喷淋水量、空气迎面风速的选择范围。根据分析研究结果编制了相应的设计程序，方便工程应用。3.期刊论文任勤.周亚素.张恒钦.RENqin.ZHOUYa-su.ZHANGHeng-qin闭式冷却塔内换热盘管的热传递影响因素分析-流体机械2009,37(9)以管内流体热量传递为分析方向,研究影响光管管束盘管换热的不同因素,对管内流速、管壁导热系数、喷淋水密度及温度进行了分析讨论,并利用matlab做图显示各因素影响力趋势,得到不同因素对换热过程的影响能力.总结了在今后光管管束盘管换热器的设计过程中应优先参考管内流速、喷淋水密度因素,同时可以忽略管壁导热系数因素,使得在以后的设计过程中能比较直接寻找到最优的结构及运行参数.4.期刊论文张乃慧.林自扬从Q=K·S·△t公式入手提高烧碱蒸发生产能力-氯碱工业2002,(3)从Q=K@S@△t基础公式入手,在传热面积无法增加的情况下,寻找提高传热系数K和传热温差△t的途径.着重研究了旋液分离器的分离原理和优化旋液分离器分离效果的方法,以及蒸发系统真空形成的机理,提出蒸发大气冷凝器真空系统真空极限方程式,并以此采取相应的措施,大大地提高生产能力,满足超负荷生产的需要.5.学位论文戴黎凝汽器真空特性分析及试验研究1996凝汽器是汽轮机的重要辅助设备之一,凝汽器的运行性能直接关系到汽轮机的安全、经济运行.该文首先通过对200MW汽轮机所配N11220型凝汽器的数值仿真计算,得出了各参数对凝汽器真空的影响,找出了影响凝汽器真空的主要因素,然后通过对冷却塔的试验及凝汽器螺旋槽管改造的试验对比,得出了改善200MW机组凝汽器真空的一些技术措施.6.会议论文张乃慧.林自扬从Q=K·S·△t公式入手提高烧碱蒸发生产能力2001从Q=K·S·△t基础公式入手,在传热面积无法增加的情况下,寻找提高传热系数K和传热温差△t的途径.着重研究了旋液分离器的分离原理和优化旋液的分离原理和优化旋液分离器分离效果的方法,以及蒸发系统真空形成的机理,提出蒸发大气冷凝器真空系统真空极限方程式,并以此采取相应的措施,大大地提高生产能力,满足超负荷生产的需要.7.学位论文赵元宾侧风对于自然通风逆流湿式冷却塔传热传质影响机制的研究2009自然通风逆流湿式冷却塔作为有效的冷却设备，广泛用于电站热力系统循环水的冷却，其冷却性能直接影响电站冷端系统的安全经济高效运行。冷却塔内气-水两相间复杂的传热传质极易受环境空气温度、湿度及侧风的影响。环境侧风可破坏无侧风时塔内轴对称的空气动力场，引起冷却塔进风口风速周向分布不均，弱化冷却塔传热传质，对电站热力系统的高效节能运行产生不利影响。冷却塔传热传质区由配水区、填料区和雨区组成，因各区在塔内的位置及其结构的不同，侧风对各区传热传质有着不同的影响机理。为明确环境侧风对冷却塔传热传质的影响机制，以更为有效地提高冷却塔冷却性能，有必要针对环境侧风对塔内各区传热传质的影响机理进行深入地系统研究。本文建立了侧风条件下自然通风逆流湿式冷却塔传热传质分析的三维数值计算模型，对侧风条件下冷却塔空气动力场及塔内气-水两相间的传热传质进行了三维数值计算，研究了侧风对冷却塔各区传热传质及其冷却性能的影响机理，以及侧风条件下导风板、十字隔墙等控风方案的作用机理及其耦合。并基于冷却塔的热态模型试验和现场运行试验，对所建三维数值计算模型进行了验证，为侧风下冷却塔冷却性能评价理论模型的建立奠定了基础。主要研究工作如下：（1）侧风条件下，冷却塔气-水两相间传热传质数学模型的完善。基于塔内气-水两相间传热传质的基本原理，分析了气-水间对流传热和对流传质的类似性，指出了冷却塔传热传质传统数学模型的不足，其中一维模型和二维模型无法考虑环境侧风的影响，已有三维模型采用水滴代替水膜近似模拟填料区传热传质，降低了侧风下冷却塔传热传质性能计算分析的准确性。本文修正了冷却塔内空气和水物性参数的计算方法，充分考虑了侧风条件下塔内空气和水两相温度、速度、含湿量等参数的三维分布对局部传热传质的影响，在侧风条件下引入了修正的Lef因子关联式实现了填料区空气和水膜间对流传热系数和对流传质系数计算的三维关联，参考离散相模型计算了空气和水滴两相间的对流传热系数和对流传质系数，在侧风条件下建立了完善的塔内气-水两相间传热传质的三维数学模型，为研究侧风对冷却塔传热传质的影响机制奠定了理论基础。（2）侧风条件下，自然通风逆流湿式冷却塔传热传质分析三维数值计算模型的建立。结合侧风条件下塔内气-水两相间传热传质的三维数学模型，采用标准κ-ε湍流模式和标准壁面函数法分别对空气运动控制方程进行湍流封闭和近壁区处理，建立了侧风条件下冷却塔传热传质分析的三维数值计算模型。结合实测侧风工况，验证了所建三维数值计算模型的正确性，对计算结果进行了网格独立性的考核，得到了与网格无关的数值解，研究了侧风廓线指数和雨滴当量直径等关键参数对计算结果的影响，结果表明所建三维数值计算模型可准确分析研究环境侧风对自然通风逆流湿式冷却塔传热传质的影响机制。（3）环境侧风对冷却塔传热传质影响机理的研究。结合实测侧风工况，从数值计算的角度研究了侧风对冷却塔雨区横截面空气动力场、纵剖面空气动力场的影响，引入了横向通风量、纵向通风量和总体进风量等概念，为分析环境侧风对冷却塔各区传热传质的影响机理创造了理论条件。（4）环境侧风对于冷却塔进风口空气动力场影响机理的研究。由环境侧风对进风口径向压力梯度和径向进风风速周向分布的影响，分析研究了横向通风量出现的原因和纵向通风量降低的机理。（5）侧风条件下，导风板控风方案对冷却塔进风口空气动力场及塔内各区传热传质影响机理的研究。结合实验数据，从数值计算的角度研究了导风板对冷却塔各区平均传热系数和平均传质系数、各区冷却水温降及冷却水总温降等性能参数的影响。指出导风板可有效改善冷却塔进风口空气动力场，实现侧风下填料区传热传质的强化，从而可在侧风条件下有效提高冷却塔总体冷却性能。（6）侧风条件下，雨区十字隔墙对冷却塔各区传热传质影响机理的研究。结合实验数据，从数值计算的角度研究了不同形式的十字隔墙，在不同风速的外界侧风作用下，在不同的安装位置时，对于塔内各区传热传质的影响机理，获得了最佳的十字隔墙安装位置与最佳的十字隔墙形状。（7）侧风条件下，导风板与十字隔墙两种控风方案对冷却塔冷却性能耦合作用的研究。结合实验数据，从数值计算角度，分析了导风板和十字隔墙对冷却塔冷却性能的耦合作用：对于带十字隔墙的冷却塔，导风板可实现冷却塔总体冷却性能的强化；对于已安装导风板的湿式冷却塔，间隙十字隔墙对冷却塔总体冷却性能的影响与无导风板时的情况基本近似。（8）侧风作用下湿式冷却塔的热态模型实验研究和现场运行实验研究。通过实验室冷却塔的热态模型试验，在无导风板、有导风板、无十字隔墙、有十字隔墙、导风板与十字隔墙并存、十字隔墙布置方式和形状变化、进塔水量变化和进塔水温变化等不同条件下，分析了侧风对模型塔冷却性能的影响规律，并与所建三维数值计算模型针对实型塔的相关数值计算分析进行了对比，验证了侧风条件下冷却塔冷却性能相关数值计算分析的正确性。通过已采用导风板冷却塔的现场试验和数值计算分析，进一步验证了所建湿式冷却塔三维数值计算模型的正确性。对比相同气象条件下运行的无导风板冷却塔现场试验，进风口进风相对偏离度的实验数据表明侧风条件下导风板控风方案可实现冷却塔进风口空气动力场的优化。（9）侧风条件下，自然通风逆流湿式冷却塔冷却性能评价理论模型的建立。分析了冷却塔常规设计和性能评价方法，指出常规方法未考虑环境侧风影响。研究了侧风条件下冷却塔冷却数、冷却特性数、当量通风量以及总体阻力系数等的确定方法，并基于形体阻力的概念，分析了冷却塔各部分阻力系数，提出了与侧风影响下冷却塔空气动力场结构有关的冷却塔流场结构阻力系数，建立侧风条件下冷却塔冷却性能评价的理论模型，给出了性能评价指标，实现了相同气象条件下运行的冷却塔冷却性能的横向比较，并结合工程实例进行了性能评价。本文的研究结论，阐明了环境侧风对大型自然通风逆流湿式冷却塔配水区、填料区和雨区等各区传热传质的作用机理，为进一步在侧风条件下强化冷却塔内气-水两相间的传热传质、提高自然通风逆流湿式冷却塔的冷却性能奠定了理论基础，并为侧风条件下自然通风逆流湿式冷却塔冷却性能的科学评价提供了一个新方法。8.期刊论文张后雷.谭俊杰.章立新多孔铝内体积对流传热系数的测量-化工学报2004,55(10)引言多孔铝(合金)作为一种高孔隙率(孔隙率0.9)多孔介质,具有明显的多功能性[1].通孔型多孔铝是指多孔铝的内部孔隙互相连通,且外部流体可以通过,具有比表面积大、质量轻的特点,是开发强化换热装置的优选材料,有可能在新型紧凑式换热器、回热器、风冷冷凝器(或冷却塔)等换热设备研制过程中获得应用.9.学位论文王凯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2009冷却塔是大型发电厂中重要的热力设备之一，其运行性能对电厂的安全性和经济性都有很大影响。自然通风湿式逆流冷却塔是目前国内应用最为广泛的一种冷却塔形式，其热力性能受环境因素影响较大，尤其是环境侧风的作用使塔周向进风极不均匀，减小了塔内通风量，严重降低了其冷却效率。然而在冷却塔的设计和计算中没有充分重视侧风的影响。目前关于冷却塔的研究多集中于塔内传热传质，较少涉及冷却塔的通风阻力，但通风量和进风阻力是湿式冷却塔的设计、评价过程中极为重要的热力参数。在冷却塔进风口周围安装导风板可减小侧风带来的