防风网在直接空冷系统中防风效应的分析

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1、节能2009年第8期一30一ENERGYCONSERVATION(总第325期)防风网在直接空冷系统中防风效应的分析陈海平，谭超，张学镭，范志强(华北电力大学电站设备监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003)摘要：讨论了自然风对空冷风机入1：7的影响情况，阐述了防风网的防风机理，并分析了防风网在空冷系统中的防风效果，其可以有效降低风机入1：7横向风速，增加空冷凝汽器换热效率进而提高机组的经济性和安全性。关键词：直接空冷系统；防风网；自然横向风；换热中图分类号：TM621．9文献标识码：A文章编号：1004—7

2、948(2009)08—0030—03引言须降负荷运行，增加了机组全年不满发时间，严重时随着水资源日益匮乏，火电机组的用水问题也会造成机组保护动作跳闸，对机组的经济性和安全随之凸显出来，在我国富煤缺水的“三北”地区，水运行极为有害。资源一直处于紧张状态。由于直接空冷机组与湿冷空冷岛在正常运行时以风机带动空气流动，空及间接空冷机组相比，用水量大大降低，采用直接空冷风机群从环境吸入冷空气经风机叶片排出，横向冷凝汽器系统的机组比湿冷凝汽器机组节水70％掠过空冷凝汽器散热翅片，空气被加热后呈热气流以上，大力发展空冷机组是火电

3、机组发展的必然方排向大气环境中。向。“三北”地区的显著特点为富煤缺水、气候寒1．1无自然风条件下空冷单元运行情况(见图1)冷、全年温差大、昼夜温差大、风多、风速较大、风沙多，如何处理好空冷系统对环境的适应问题也很快)凸显出来。直接空冷机组采用风机带动外界空气冷却汽轮机排汽，环境自然风必然影响机组直接空冷系统的换热，因此采取合理的措施降低风对空冷岛换热的／"r"r"r--r---／",．--r"r"7"~负面影响，使空冷机组保持在最经济的背压下运行，对提高直接空冷机组运行经济性、促进节能降耗工图1无风条件下空冷单元内外

4、空气流动情况作具有十分重要的现实意义。目前，各电厂采用的防风措施一般是在空冷平无自然风作用时，空冷风机的转动使空冷单元台上设置挡风墙，但是针对于空冷平台下部空气人下部产生局部的负压区域，冷空气在其作用下被吸口处环境风的影响却没有非常成熟的措施来应对。入冷凝器内，并高速吹刷冷凝管束，与管束进行换现在有部分直接空冷电厂采用在挡风墙的下部设置热，达到冷却机组排汽的目的。部分防风网，以此来对进入空冷风机入口的风速进1．2自然风作用下的空冷单元运行情况(见图2)行减速增压，以使风机的出力不致于降得太低。目前，防风网多用来作为各

5、种场合的防风抑尘设施(如煤场工地及户外防风沙等)，是一种用来降低风速的多空障碍物，可以有效降低大风带来的负面影响。1自然风对空冷风机吸入空气量的影响直接空冷机组由于是直接与外界空气进行热交换，因此其背压受环境气象条件影响很大，环境气=————：--—————，—————，二·———：—-温、风速、风向的突然改变可能导致空冷凝汽器的冷图2自然风影响下空冷单元内外空气流动情况却能力急剧下降，汽轮机背压大幅度升高，使机组必2009年第8期节能(总第325期)ENERGYCONSERVA【0N当有自然风作用时，尤其是当风速大

6、于9m／s风网主要防风机理是：当风通过防风网时网后面出时，由于自然风快速吹过空冷风机人口，空气受到风现分离和附着两种现象，形成上、下干扰气流，降低机的轴向吸力和自然气流的横向力作用，因此风机来流风的风速，极大地损失来流风的动能。强风经消耗相同的功率下吸入的空气量大幅度减少，使冷过防风网后，仅部分来风透过防风网，其机械能衰减凝管束内的乏汽与外界空气进行的热交换量减少，并变为低速风流，大部分风量被向上排开，并与主风导致整个冷凝器的换热能力下降。当风速很大时，流在防风网边缘外部汇集成更高速风流，在经过防风机几乎没有出力，空

7、冷凝汽器换热恶化，机组背压风网后由于高速气流与紧邻网后的低速风流速度差上升。很大，高度气流在绕过网后会偏向低速气流流动。1．3空气吸入量对冷凝器换热影响的数学模型2．2防风网在空冷应用中的防风效果对空冷系统进行变工况特性分析时采用叼一横向风对空冷电厂的运行经济性和安全性会产NTU法。根据空冷换热器的特点，确定其数学模型生很大的影响，针对横向自然风对空冷风机工作的如下。影响，可采用在空冷岛挡风墙的下部设置部分防风冷凝器效率叼为：网(见图3)，当环境风速较大时，通过防风网作用来竹：1一e。N丁U(1)对进入空冷风机入口的

8、风速进行减速增压，保证风机的正常出力，提高空冷凝汽器的整体换热效率。其中，NTU=厶’La同时在无风条件下也可以尽量保证冷空气吸人量。式中：叼一冷凝器效率，％；此措施可以减轻机组的安全运行压力，对提高空冷NTU一传热单元数；机组运行经济性，促进节能降耗工作具有十分重要j凝汽器的传热系数，W／m·oC；的意义。一散热器翅片管束的散热面积，m；L一