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《华北电力大学(北京)》 2016年
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“三塔合一”间接空冷系统热力性能分析和优化研究

王梦洁  
【摘要】:“三塔合一"间接空冷系统是指将脱硫塔吸收塔、烟囱布置在空冷塔内的一种系统优化布置技术。空冷塔、脱硫塔、烟囱三者一体的布置方式兼具节水性、环保性、占地面积小等优点,近年来在我国火力发电中得到快速发展。本文以某电厂660MW大型“三塔合一"间冷空冷机组为原型,研究了不同“三塔合一”布局方式下系统的流动换热特性。同时研究了环境温度、环境风速对“三塔合一"间接空冷机组热力性能的影响。根据空冷塔、脱硫塔、烟囱的尺寸参数,以及烟气在塔内的出流等,设计脱硫塔、烟囱在空冷塔内合适的偏心距离,并分别建立不同布置方式下空冷系统的物理模型。采用CFD数值模拟方式获得不同布置方式下,“三塔合一”间冷系统的流场分布以及热力特性随环境风的变化关系。研究表明:无风工况下,脱硫塔、烟囱的偏心布置对系统的热力性能几乎没有影响,但是偏心布置不利于烟气的扩散;有环境风时,当脱硫塔、烟囱沿上游风向布置时,系统的热力性能变化也较小。当脱硫塔、烟囱沿下游布置时,偏心距离越大,系统换热性能越差。当脱硫塔、烟囱沿与风向垂直的方向布置时,只在8m/s环境风速下系统的热力性能会明显恶化。整体来讲塔内脱硫塔、烟囱偏心布置不利于间冷系统的流动换热。且偏心布置不利于烟气的抬升,更容易造成塔内壁面的腐蚀。因而实际应用中,推荐中心布置,如若需要偏心布置,则建议在做好塔壁防腐的前提下,尽量布置在上游风向。通过建立汽轮机排汽、循环水进出口温度以及空气进出口温度之间的耦合迭代关系,采用数值模拟和热力计算的方法获得不同环境条件下,空冷塔的流场分布,以及机组背压、循环水进出口水温、空冷塔热负荷等参数。考察这些参数随环境温度、环境风速的变化规律。不同环境温度下,机组背压随环境风速的变化趋势有所差异,环境温度越高,机组背压对环境风速的变化越敏感。结合数据分析了机组背压较高的工况。不同环境温度下,环境风速对空冷塔热力性能的影响表现出相同的规律,空冷塔热负荷、循环水进出口水温与环境温度均为线性关系。
【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

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