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空冷凝汽器翅片管积灰对换热的影响特性分析

陈文飞  
【摘要】:直接空冷凝汽器作为空冷电厂最重要的部分之一,其工作性能的优劣对机组的安全经济运行起着决定性的作用。因直接空冷凝汽器结构复杂,外形庞大,露空布置等特点,其性能容易受到外部因素的影响,如环境风、热空气回流、环境温度变化、管束积灰、热负荷不均、管束变形等。研究上述因素对空冷凝汽器运行的影响特性,对改善空冷电厂的运行具有重要的现实意义。文中以600MW空冷机组为例,以直接空冷凝汽器常用的单排蛇形翅片管束为研究对象,分别对翅片管束积灰与管束变形的影响特性进行研究。针对管束积灰的问题,首先建立了凝汽器积灰后的空气流动数学模型,通过理论计算得出了积灰对空气流动的影响特性;并参考传热单元数法建立了基于积灰的凝汽器换热计算模型,对流动与换热进行综合计算分析得出了积灰对换热过程中各参数的影响特性,并对积灰后机组经济性的变化进行了分析;同时对各环节影响因素进行比较分析,得出了积灰影响凝汽器工作性能的根本原因以及积灰单元运行的状态表征,据此提出针对积灰单元风机的调节方法。 文中还用Fluent软件对翅片管积灰前后的管外换热情况进行了数值模拟,得出了积灰前后管外温度场分布情况。另外关于管束热负荷不均导致的管束变形问题,文中以两相邻翅片管为研究对象,利用Fluent对其变形前后的管外换热情况进行模拟分析,并提出利用铝片封堵变形间隙进、出口的方式,对变形管束的换热情况进行改善,并对其效果进行验证。论文研究结果表明,凝汽器管束积灰后,管束间空气流道的阻力特性加大,风机转速相同的条件下风量显著减小;积灰后换热系数K增大,但风量的骤减抵消了k的影响,致使凝汽器性能降低,背压升高,机组经济性降低;翅片管束变形后,局部管间距增大,换热性能降低,利用铝片由进口端对管间隙进行封堵可以起到明显的改善作用。


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