Experimental Study on the Resistance and Splash Performances of Water Collecting Devices for Mechanical Draft Cooling Towers

In recent years,water collecting systems,with the associated advantages of energy saving and noise reduction,have become the foundation for the development of a scheme to optimize the structure of cooling towers.To explore the feasibility of this approach for mechanical draft cooling towers,a small-scale experimental device has been built to study the resistance and splash performances of three U-type water collecting devices(WCDs)for different water flow rates and wind speeds.The experimental results show that within the considered ranges of wind speed and water flow rate,the pressure drop of the different WCDs can vary significantly.The resistance and local splash performances can also be remarkably different.Some recommendations about the most suitable system are provided.Moreover,a regression analysis of the experimental data is conducted,and the resulting fitting formulas for resistance and splash performance of WCD are reported.

配水方式对冷却塔热力性能的影响研究

为了研究电厂在调峰影响下低负荷运行时合理的配水方式,探寻冷却塔“带水”检修的可能性,采用三维数值模拟方法,计算了某高位收水冷却塔两机六泵全塔配水、一机三泵全塔外围配水和一机三泵半塔配水方式下的塔内外流场特性及热力性能。分析了外围配水和半塔配水可能存在的进塔空气全部从未淋水区域的填料流过而不与淋水填料换热的问题,并统计了配水方式对冷却能力的影响。结果表明,外围配水、半塔配水虽然不存在进塔空气全部从未淋水区域的填料流过的情况,但分区配水热力性能易受到环境风影响,在改善电厂调峰低负荷运行条件下的冷却塔热力性能方面起负面效果。

基于外部冷却模块和内部凝雾模块的高位收水机械通风冷却塔性能对比研究

为了控制雾羽和节约水资源,搭建了高位收水机械通风冷却塔热态实验系统,分别对外部冷却模块(干湿联合冷却塔)和内部凝雾模块(凝雾式冷却塔)的消雾、节水及热力性能进行对比分析,研究了环境温度、循环水进水温度及循环水量对冷却塔性能的影响。结果表明:干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔均具有消雾和节水能力,但实现二者的消雾和节水是以降低冷却塔冷却性能为代价的;与原塔相比,干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的循环水温降约降低了1.5 K;干湿联合冷却塔和凝雾式冷却塔的消雾和节水性能受运行参数的影响很大,且凝雾式冷却塔的节水量和节水率高于干湿联合冷却塔。

高位收水冷却塔噪声预测方法优化及噪声治理措施探讨

对湖北省某660 MW燃煤发电厂高位收水冷却塔进行了现场测试,根据测试结果对高位收水冷却塔噪声预测模型进行了优化和验证,并对高位收水冷却塔的噪声治理措施进行了探讨。结果表明,采用发声部位水平面声源优化模型计算得到的高位收水冷却塔噪声衰减规律与实测结果更加接近;虽然高位收水冷却塔附近地面噪声源强实测声级较常规冷却塔低约8 dB(A),但总体声功率级的改善效果并不能达到8 dB(A)的水平;同时,由于高位收水冷却塔声源位置较高,对围墙外某些特殊点位,高位收水冷却塔的噪声影响可能反而会略高于常规冷却塔;消声导流片及吸隔声屏障在应用于高位收水冷却塔降噪时需根据声源实际情况进行模型验证优化,而声源降噪措施可从改善水滴对收水斜板的冲击以及收水斜板本身振动噪声方面进一步研究。

机械通风高位收水冷却塔三维热力特性数值研究

高位收水是降低湿式冷却塔能耗的有效途径,但其目前主要应用于自然通风冷却塔。鉴于此,构建机械通风高位收水冷却塔三维数值计算模型,探究无风和侧风工况下,高位收水对机械通风冷却塔热力性能的影响规律。结果表明,机械通风高位收水冷却塔配风区气流存在横向旋涡,且其受环境侧风的影响;在横向旋涡和塔体结构的共同作用下,不同位置的通风量和散热量存在明显差异,且填料区循环水温降占比和气流压降占比分别达到90.5%和51.0%;环境侧风会引起整塔通风量和循环水温降的差异性变化,当环境风速从0m/s增加到10m/s时,0°和90°风向的侧风分别会使出塔水温降低1.47℃和升高2.38℃,而其他风向对出塔水温的影响不超过0.66℃。

基于防火需求的冷却塔集水盘电加热电气控制设计

针对建筑用冷却塔集水盘电加热装置引起的火灾,分析其电气控制设计存在的问题和冷却塔对电加热装置的防火需求。结合防火需求,设计冷却塔集水盘中电加热器的供电主回路和控制原理,并细化温控器的控制原理,为冷却塔集水盘电加热装置的防火从本质上提出解决技术措施。

多功能一体化布置高位收水冷却塔

以安全可靠、高效环保、节能降耗、配置优化、经济合理为基础,对某项目机械通风冷却塔型式进行研究,选取常规机械通风冷却塔和机械通风高位收水冷却塔两种选型方案,并在高位收水塔的方案上进行创新,将循环水泵站、综合水池、综合水泵站与高位收水冷却塔进行一体化布置,得到了年费用更低、节能环保的冷却塔布置方案。

一种冷却塔飘水率测量方法的试验研究

准确测量冷却塔飘水率一直是一个难题。设计了一种以高效收水槽及水流量计作为测试装置的飘水率测量方法,并进行了相关的试验研究。结果表明,新方法比传统的滤纸吸湿法测量结果更准确,测试更简便。

高位收水冷却塔结构优化模拟分析

通过建立高位收水冷却塔内收水单元的三维数值模型,利用Fluent对其进行了数值模拟,分析了不同挡水板位置对单元内流场、水滴飘零损失以及高位收水冷却塔通风量的影响,模拟结果表明:当挡水板的角度为45°板长为0.2m时,塔通风量最大,0m/s条件下的塔通风量达到11 920kg/s,较不加挡水板时提高8.69%,证明此时的收水装置阻力最低,效果最佳。

超大型冷却塔阻尼比现场实测及风振效应影响

以国内7座大型冷却塔现场实测阻尼比识别数据为基础,选取其中高位收水冷却塔为对象,基于实测阻尼比取值范围设置4种阻尼比(分别为0.5%、1%、2%和3%)计算工况进行风振响应完全瞬态分析,并将计算结果与规范阻尼比(5%)下的风振响应进行对比.在此基础上,提炼出了阻尼比取值对高位收水冷却塔风振平均和脉动响应特性的影响,并基于5种风振响应及3种等效目标计算了不同阻尼比下的风振系数,探讨并归纳了不同阻尼比、响应目标和位置对结构风振系数取值的影响规律,最终采用非线性最小二乘法提出了以阻尼比和子午向高度为目标函数的风振系数拟合公式.主要结论可为此类高位收水冷却塔风振动力分析阻尼比取值提供科学依据.

内陆核电超大型冷却塔的选型及配置

从大型冷却塔的设计现状、核电大塔需要解决的课题着手,分析研究超大型冷却塔的必要性,通过3种塔型的技术、经济比较,结合可能存在的风险、规避措施及施工能力分析,推荐一台机组配置一座高位集水冷却塔。

空调制冷循环冷却水系统设计中的几个问题

主要论述了空调制冷循环冷却水系统设计中值得注意的问题,如系统布置类型、 冷却塔出水集水设施、系统水质处理等。

大型逆流式自然通风高位收水冷却塔的应用研究

随着我国能源结构的调整,在低碳经济的要求下,大型核电和高参数、大容量火电机组将成为我国电力行业的主要发展方向。循环水系统是电厂中的用水和耗能大户,为进一步落实节能降耗的环保要求,介绍了高位收水冷却塔工艺,通过了解其功能特点及配套系统运行特点,并按不同年利用小时数对其综合经济性进行分析比较,结果显示大型逆流式自然通风高位收水冷却塔以其显著的节能、节水、低噪声等优势,具有广阔应用前景。

某百万级核电站冷却塔配置研究与优化

基于某百万级核电站冷却塔配置比较及优化分析,高位收水塔方案年运行费用优于常规塔方案,冷却塔采用高位收水装置后,能有效降低水泵几何扬程,节省运行费用。淋水面积越大,采用高位收水装置的经济优势越大。根据数模试验结论,高位收水塔应进行塔内填料布置深度优化,即减小外围填料厚度、增大内围填料厚度,最终实现冷却塔整体热力性能的最大化。

高位集水冷却塔集水装置内空气流场的研究

高位集水冷却塔在进风口区域布置一系列集水装置收集循环冷却水，传统湿式冷却塔的雨区被消除。集水装置代替传统雨区的布置方式会使高位集水冷却塔的工作性能较传统湿式冷却塔产生变化，这些变化和集水装置本身内部流场密切相关。该文首次采用风洞实验与计算流体力学数值模拟相结合的方法，对集水装置内部流场进行了分析，并对集水斜板角度变化、流道问距变化对集水装置内部流场的影响进行了研究。在所研究集水斜板角度和流道间距的变化范围内，增大集水斜板角度与增大流道间距均可以提高集水装置内部流场的均匀性，减小空气在流经集水装置时的能量损失。同时，该文在研究基础上提出了一种全新结构的集水装置，该装置可防止集水过程中发生溅水现象，并大大增强集水装置内部流场的稳定性并减小空气在流经集水装置过程中的能量损失。最后，该文推导出了不同结构形式的集水装置阻力系数的计算公式，对于今后高位集水冷却塔集水装置的研究具有重要的工程意义。

逆流湿式冷却塔节水技术探讨

逆流湿式冷却塔的节水是火力发电厂节水工作的关键。在对目前针对逆流湿式冷却塔提出的节水方案进行全面总结的基础上,进行分析比较并得出结论:在塔内安装收水器和提高循环水的浓缩倍率是目前火电厂冷却塔常用的节水措施,它们仍将是今后冷却塔节水改造的主要方向。

超大型高位收水冷却塔工艺设计探讨

针对超大型常规自然通风冷却塔设计研发情况,阐述了其工艺设计中的几个难点问题。引入了冷却塔高位收水技术,经论证分析和计算,结论认为:该技术不仅有助于解决常规冷却塔工艺设计的难点问题,并具有显著的节能效益。

高位收水冷却塔冷却性能的数值模拟研究

高位收水冷却塔底部采用斜板与U型槽组合的方式集水,由于在节能、环保和经济方面的优势使其在大型核电站等工程领域具有广阔的应用前景。基于Popper理论,建立高位收水冷却塔三维计算模型,通过自定义函数在Fluent中加载质量、动量和能量计算程序,与实测对比,模拟结果准确。分析了淋水密度、入塔水温、填料高度和环境风速等运行条件对高位收水冷却塔冷却性能的影响规律。环境风速从1m/s增加到9m/s,出口水温提升了2.61K,并发现当环境风速大于6m/s时,流场内出现涡漩和穿膛风,使流场的均匀性遭到破坏。淋水密度增加2.53kg/m^2s,出口水温升高4.72K,表明淋水密度增加,液滴数量增多,降低了空气与液滴间传热传质。此外,填料高度从1.25m增加到2m,虽然空气阻力有所升高,但与换热面积提高引起蒸发潜热增加相比,总的冷却性能提高。入塔水温升高使得高位塔内外区密度差增大,抽力增加,传热传质能力增大。

高位塔U型收水装置有/无水工况下阻力特性实验研究

随着高位收水冷却塔的快速发展,为了更好地优化塔内流场,提高冷却塔的冷却效率,对高位塔中收水装置阻力特性的研究愈加必要。本文针对实验工况设计了风洞实验装置,对一种典型的U型收水装置在风洞中进行了模型实验。在不同空气流速下,研究对比了有/无水工况下收水装置的阻力特性,发现有水工况阻力明显大于无水工况的阻力。随后,利用数值模拟研究了空气流场,并分别提出了有/无水工况下阻力系数与雷诺数的关系。最后,对有水工况下的阻力系数计算公式进行了修正,使其能够为实际高位塔的阻力计算提供依据。

自然通风高位收水冷却塔性能对比分析

以某逆流式自然通风常规冷却塔为研究对象,对其相同尺寸的高位收水冷却塔进行对比仿真分析,研究布置高位收水装置对冷却塔效果的影响。在多种运行工况下分别对常规冷却塔和高位收水冷却塔进行模拟计算,分析高位收水装置布置前后塔内空气流动和温度变化,以及冷却水平均温降的变化。结果表明,相较于常规冷却塔,同种条件下高位收水塔内通风量增加了约20%,改善了空气与冷却水之间的传质传热,使得冷却水温降提高了约30%。