湿冷机组自然通风冷却塔进风导流结构优化

摘要

本文以火电厂冷却塔相关理论为基础，借助于数值模拟软件Fluent平台，建立了某1000MW机组自然通风逆流湿式冷却塔三维传热传质数值模型，对填料采用Poppe模型模拟了循环水以膜状流过填料与竖直向上流动的冷空气之间的热质交换，喷淋区和雨区采用离散相模型模拟了水滴状淋水与空气的换热，利用用户自定义函数工具UDF描述控制方程质量和能量源项。在此模型基础上，模拟并分析了设计工况及变工况下冷却塔的热力特性及其影响因素。针对塔中心换热效率低的问题提出了在进风口加装导风管的方案，在变工况条件下模拟并分析了不同的导风管尺寸及布置方式在不同环境风速下对冷却塔的优化效果，结果显示，在组合加装多孔度为0.2的两种长度分别为35m和45m的挡风墙时冷却塔冷却效率最佳，可使出塔水温降低0.67℃。对雨区加装十字挡风墙后背风侧出现涡流和塔内换热不均的问题，提出了改装斜置挡风墙的方案，优化了塔内空气流场，改善了中心换热，对比加装不同倾斜角度挡风墙的冷却塔热力特性，得出在加装与垂直方向呈30°夹角的斜置挡风墙时，可使出塔水温降低0.52℃.此外模拟了不同环境风速与风向对出塔水温的影响，得出相比于未装挡风墙的冷却塔，风速越大加装斜置挡风墙的效果越明显，且挡风墙的安装方向与当地常年风方向相同时冷却塔工作效率最高，本文为进一步完善冷却塔的设计和运行提供了参考依据。