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随着水资源日益匮乏,以及人们对直流和蒸发冷却方式引起的环境问题的持续关注,电站空冷技术获得了快速发展。空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统,间接空冷系统又包括海勒式间接空冷系统、哈蒙式间接空冷系统和SCAL式间接空冷系统。我国自20世纪80年代引进了间接空冷技术以来,该技术在我国北方富煤缺水的地方得到广泛应用。 SCAL式间接空冷系统采用表面式凝汽器,散热器在塔外垂直布置。由于间接空冷技术以环境空气作为电站冷端的冷却介质,依靠自然对流与周围环境进行换热,因此自然环境条件成为影响电站空冷系统运行性能的主要原因之一,尤其是自然横向风的影响。自然横向风会使间冷塔周向进风极不均匀,塔内通风量减少,降低了冷却效率,严重时甚至会危害整个电厂的安全经济运行。因此,研究横向风对SCAL式间接空冷塔流动和换热特性的影响规律,对间冷塔的设计和优化改造都至关重要。但是目前对于SCAL式间冷塔自然横向风条件下流动与换热的研究仍比较少,几乎没有对其进行系统分析。 本文以某电厂超临界660MW机组SCAL式间接空冷塔为研究对象,利用现场试验与数值模拟相结合的方法,对横向风影响下间冷塔流动与换热进行研究。文中对间冷塔各冷却柱采用换热器模型,该模型可计算出间冷塔各冷却柱的通风量和换热量,进而计算出各扇区以及整体的通风量和换热量。文中利用数值计算所获得结果以及丰富的云图,对横向风影响下间冷塔局部以及整体的流动与换热变化规律进行深入分析。研究表明,无自然横向风时,间冷塔周向各区域流动与换热分布均匀,并且在塔内近似呈轴对称分布,整体热力性能较高;有自然横向风时,塔顶形成“风盖”,塔侧发生空气绕流,塔内外形成漩涡,间冷塔不同区域的流动与换热变得极其复杂。横向风使各区域热力性能受到不同程度的影响,其中,塔侧区域流动与换热恶化最严重。综合而言,间冷塔整体热力性能随风速增加先迅速降低,后基本维持不变。 在研究横向风对间冷塔性能影响的基础上,文中针对两个典型风速提出了具有针对性的抗风措施——在塔外加装挡风围墙以及在塔外加装导风板。研究表明,挡风围墙虽然能改善间冷塔各区域流动与换热的均匀性,但其对整体热力性能改善效果不大;导风板在一定程度上改善了各区域流动与换热的均匀性,并有效提高了横向风影响下间冷塔整体热力性能。 综上所述,本文研究了自然横向风对间冷塔局部以及整体流动与换热的影响规律,提出了具有针对性的抗风措施。文中所得规律可以为后续间冷塔流动与换热的机理分析以及间冷塔结构改造提供一定的借鉴和参考,具有较大的工程应用价值。