冷却塔作为采用朗肯循环的热电厂的重要辅助设备,其性能好坏直接影响整个发电机组的经济性和环保性,而烟塔合一技术作为一种基于冷却塔的节能减排技术,以其出色的环保性和经济性,逐渐被国内外的热电厂广泛采用。烟塔合一,顾名思义,就是将“烟囱”和“冷却塔”结合在一起,取消了传统的烟囱及其附属设备,直接将脱硫后净烟气排放到冷却塔中。这种排烟方式可以增加烟气的抬升高度,减少了部分的投资维运成本,也会略微提高冷却塔的效率。本文首先结合两相流传热传质理论建立填料区传热传质模型,并结合商用模拟软件Fluent的内置模型,完成自然通风湿式冷却塔数值模拟模型的建立;然后通过现场试验数据对模型进行了验证,验证结果符合工程热力计算精度,为后续烟塔合一的研究内容的展开奠定了良好的基础;最后,对分散式排烟装置产生的额外阻力进行了验证计算,确定合理研究范围。接下来本文提出了一种分散式布置的烟气排放方式,并对其径向距离和入口数量进行研究。研究发现,采用此方式排放烟气的自然风干湿式冷却塔,其效率会随着烟气排放口径向距离和数量的增加而增加;并在此基础上,本文还提出了一种使烟气呈一定角度的烟气入射的方式,这种方式可以使冷却塔内的烟气和湿空气呈漩涡状上升,提升冷却塔的抽力,从而使冷却塔的效率进一步增加。当入射角度与双曲面冷却塔的母线平行时,冷却塔效率提升最大。在综合烟气排放口径向距离、数量与入射角度达到最优值的情况下,考察了烟气流量对出塔水温的影响,与常规烟塔合一冷却塔相比,在烟气流量为额定烟气流量的200%时,其出塔水温降低1.12 K。最后,在无风模型的基础上,建立了侧风条件下分散排烟冷却塔的数值模拟模型,并通过了参数敏感性验证。通过模拟发现,分散排烟冷却塔在风速小于9 m/s时,其冷却效果较差,当风速大于9m/s时,其冷却效果较好。此外,由于侧风破坏了分散排烟所产生的螺旋状流动,烟羽抬升高度较优化前有所降低,且其烟气中的能量较低,但由于分散排烟时烟气与空气混合更充分,其环保表现要好于优化前。