自然通风冷却塔加装十字挡风墙数值研究-学兔兔 www.xuetutu.com.pdf

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第52卷第3期
汽轮机技术
Vol. 52 No. 3
2010年6月
TURBINE TECHNOLOGY
自然通风冷却塔加装十字挡风墙数值研究
蒋波,周兰欣
(1广东惠州平海发电厂有限公司,惠州516363;
2华北电力大学电站设备状态检测与控制教育部重点实验室,保定071003)
摘要:基于CFD软件和自然通风湿式冷却塔相关理论,对喷淋区和雨区采用离散相模型计算,对填料区建立了基于
Pope理论的数值求解模型,并通过编译自定义源项函数,实现其在 Fluent中的求解。在该模型基础上,分析了横
向风速对冷却塔热力性能的影响;最新提出了在雨区加装改进的十字挡风墙的措施,并引入多孔跳跃模型实现其
数值求解。计算结果表明:横向风对出塔水温影响很大,当风速为6m/s时,出塔水温最高,比无风时高1.34℃;改
进的十字挡风墙能有效提高冷却塔性能,最大能使出塔水温降低0.32℃,并且能明显降低水损失。
关键词:冷却塔;横向风;挡风墙;数值模轵
分类号:TK264文献标识码:A文章编号:1001-584(2010)034016504
Numerical Study of Installing Cross-windbreak on Natural Draft Cooling Tower
JIANG Bo, ZHOU Lan-xin
I Guangdong Huizhou Pinghai Power Station Company Limited, Huizhou 516363, China
2 Key Laboratory of Ministry of Education of Condition Monitoring and Control for
Power Plant Equipment, North China Electric Power University, Baoding 071003, China
Abstract: This paper simulates and anal zes the effect of crosswind on the themal per ormance of natural draft wet cooling
tower, and, according to the result, it puts forward a feasibility advice of installing cross-windbreak in rain zone. The current
simulation adopts discrete phase model in the spray and rain zone, and uses user-defined source terms to represent the heat
and mass transfer which is based on the Poppe theory in fill. Results from the current investigation demonstrate that the
effect of crosswind on water outlet temperature is significant. The highest water outlet temperature, which appears when cr-
osswind velocity is 6m/s, is higher than no crosswind condition by 1.34 Installing improved cross-windbreak
effective for reducing water outlet temperature and water loss at inlet. The maximum temperature drop of water outlet tem-
perature is0.32℃.
Key words: cooling tower; crosswind; cross-windbreak numerical simulation
并通过编译自定义函数实现其在 fluent中的求解。以某
0前言
300MW机组自然通风冷却塔为例,模拟和分析了横向风速
对冷却塔热力性能的影响,并根据不同多孔度墙对出塔水温
湿冷机组大部分都是采用自然通风冷却方式,改善冷却的影响,最新提出在雨区加装改进的十字挡风墙措施,为完
塔性能对提高凝汽器真空和机组效率至关重要。资料表明,善冷却塔的设计和运行提供了参考依据。
对300MW机组,出塔水温度降低1℃,可使机组真空提高
400Pa~500ea,发电标准煤耗下降1.0g/(kW?h)-1.51物理模型及计算方法
g/(kW?h)。
由于热态冷却塔的流场存在相间的动量和热质交换,要
根据冷却塔介质的流动特性和 :uent软件模型的特点,
精确求解非常困难。近年来,冷却塔流场的数学模型和求解采用以下计算模型和设置:(1)由于冷却塔中水气体积比小
方法一直是研究者所关注的?,但大多以近似的麦克尔法于10%,在雨区和喷淋区运用离散相模型计算冷却塔的流
为基础。冷却塔Pope热质交换模型虽然较完善,但求解困场,其中空气被当作连续相,采用欧拉法求解,水滴被当作离
难1。另外,诸多研究表明:横向风对冷却塔热力性能影响散相,采用拉格朗日法计算;填料区对气水流场的影响被当
很大,恰当的措施能降低横向风的影响。但是,有关研究大做源项,通过外接自定义函数求解。(2)采用稳态雷诺应力
多采用近似的数值计算模型或者昂贵的模型实验°。随着平均NS方程,选用标准k-湍流模型,其中在输运方程中
CFD软件的推广,基于复杂数学模型的数值求解法得以广泛考虑了浮力项。(3)计算中,控制微分方程的离散化采用了
应用。本文建立了基于Pape模型的冷却塔数值计算模型,有限差分法中的控制容积公式法,控制方程的对流项采用
收稿日期:200906-15
作者简介:蒋波(1983-),男,硕士,主要从事热力设备的节能及状态隘测等方面的研究。