门槽充水对塔式进水口工作性态的影响研究

坝下涵管作为重要输水建筑物,在土石坝工程中被广泛应用。其进水口启闭竖井塔柱结构遭遇设计洪水位甚至校核洪水位时,竖井内工作门槽及检修门槽常常会充水,此时结构受力状态与常水位下存在差异。采用有限元法对某工程进行仿真分析,分析门槽充水对塔式进水口工作性态的影响。研究结果表明,各工况下结构位移和应力分布规律基本一致,且数值均较小。校核洪水位下,检修闸门门槽及工作闸门门槽内充满水体,结构位移及主拉应力均小于正常蓄水位工况,门槽充水对结构的稳定性和安全裕度具有增强作用。

填料蒸发预冷进风的机械通风空冷塔设计及其运行性能

为了解决机械通风空冷塔夏季机组出力不足,无法满足冷却需求的问题,设计了一种带有填料蒸发预冷进风的机械通风空冷塔,并利用Matlab编写计算程序,仿真研究了填料厚度、环境温度和环境湿度对所设计空冷塔运行性能的影响规律及其节能效果。研究表明:在环境温度为26℃,相对湿度为57%条件下,厚300 mm的CELdek7060填料蒸发预冷进风的预冷效果最好,空冷塔的排热率可提高20.57%;空冷塔的排热性能随环境温度升高而降低,且存在一个临界点温度为13.5℃,只有当环境温度高于此温度,填料蒸发预冷进风才可提升空冷塔的排热性能;在环境温度、相对湿度分别为35℃和57%时,填料蒸发预冷系统可使空冷塔的排热率提高96.96%,使出塔水温进一步降低2.80℃;在环境相对湿度为0%、环境温度为26℃时,填料蒸发预冷系统可使空冷塔的排热率提高81.14%,出塔水温进一步降低6.81℃。单塔每年节能收益约为13.84万元,具有良好的经济效益。

600 MW机组冷却塔防冻及防侧风一体化研究

以北方某600 MW机组的自然通风冷却塔为研究对象,设计了一种新型进风装置,通过数值模拟的方法研究了该装置在不同季节环境下对冷却塔热力性能的影响。研究结果表明:在冬季,当风速为1.5 m/s,环境温度分别为266.15 K、261.15 K与258.15 K时,进风装置需要悬挂的挡风板层数分别为1、4与5,防止了塔底结冰的情况出现;在其他季节,将挡风板调节成具有导流效果的结构来防止侧风问题,可有效降低冷却塔的出塔水温,当环境温度为11℃时,进风装置的降温效果达到最佳。

冷却塔出塔水温的迭代计算方法

基于麦克尔焓差法原理,对循环水泵运行方式变化前后的进塔风速进行了估算,给出了冷却塔出塔水温的迭代计算方法.用数学方法对冷却塔特性数和冷却数随出塔水温及进塔风速的变化规律进行了分析,并对计算过程中非线性方程的多解选择问题及迭代退出条件进行了研究,最终确定出了符合物理意义的真实解.由此确定的循环水泵各运行方式下的出塔水温可直接用于循环水泵最优运行方式的确定,对现场中冷端系统的优化具有一定的现实意义.

环境侧风与湿式冷却塔塔内通风量关系的实验研究

基于相似原理,通过热态模型实验,研究环境侧风下自然通风湿式冷却塔底部周向进风变化规律。研究表明:环境侧风破坏了冷却塔底部周向进风的轴对称分布规律,环境风速大于0.2 m/s时各处进风的不均匀性更加明显。与无风工况相比,当环境风速为0.4 m/s左右时,迎风面进风口风速为无风时的1.875倍,而背风面进风口风速仅为无风时的30%。同时分析了环境侧风下塔内漩涡分布规律,由进风口风速分布及塔内漩涡的分布规律可知,环境侧风严重影响了塔内通风量,恶化了塔内的传热传质性能。通过热态模型实验数据进行非线性回归,得到了塔内通风量(用空气重量风速表示)与环境侧风的关系,并通过140MW机组现场测试,验证了环境侧风与塔内通风量关系的准确性。

660MW机组湿法烟气脱硫双入口吸收塔内烟气流场模拟

湿法烟气脱硫(WFGD)的双入口吸收塔烟道布置方案与传统单入口吸收塔布置方案相比,具有能耗低、占地面积小的优点。以某电厂660 MW燃煤机组为例,对双入口和单入口吸收塔的烟气流场分别进行数值模拟。结果表明,双入口吸收塔烟道布置方式入口不易积垢、流场均匀度好,是一种更为优越的湿法烟气脱硫系统的设计方案。

侧风下逆流湿式冷却塔优化进风的实验研究

为降低侧风对自然通风逆流湿式冷却塔进风的不利影响,引入一种优化进风的新方法——在进风口周向上安装导风板,同时,为定量分析冷却塔周向进风均匀性,定义进风均匀系数。基于热态模型实验,研究侧风工况下安装导风板对湿式冷却塔进风及热力性能的影响。通过对进风性能及冷却效率的对比分析,揭示了侧风影响冷却性能的2个根本原因:侧风不仅降低了通风量,还破坏了冷却塔周向进风的均匀性,冷却效率的降低是二者共同作用的结果。安装导风板对周向进风进行优化之后,通风量增大,进风均匀系数也有较大提高,塔内传热传质均匀性增强,冷却效率有较大提升。刘易斯因子分析表明,优化进风对传热的强化作用更大,但同时增加了绝对蒸发水损失。

入口位置对喷淋塔流场影响的数值模拟

利用FLUENT软件对三种不同入口位置的喷淋塔的内部两相流场进行了三维数值模拟。在计算中气相采用标准k-ε模型计算,SIMPLE算法。重点研究了不同入口位置的喷淋塔内的流场及压力的分布情况。计算结果表明,对同一喷淋塔,入口位置不同对塔内流场有很大的影响。此结果对喷淋塔的设计及其改进具有一定的参考价值。

机械通风冷却塔进风口区域气流特性研究

多年来的现场观测结果表明,很多冷却塔的风机风量达不到其设计风量值,一方面是由风机的设计所引起,另一方面则是由于冷却塔的空气动力特性计算不准确。为了解冷却塔的空气动力特性及变化规律,通过物理模型试验方法对逆流式机械通风冷却塔进风口区域的空气动力特性进行了研究,给出了其阻力计算公式。结果表明,目前机械通风冷却塔进风口区域的阻力计算结果偏不安全,研究结果可为冷却塔设计提供参考。

核电机组巨型冷却塔进风口高度优化的三维数值研究

针对目前核电机组采用的巨型冷却塔无实际工程应用的现状,采用Fluent软件建立其三维热力计算模型,研究侧风下巨型冷却塔在不同进风口高度下的冷却效果,分析冷却数等热力性能参数,考察了侧风对塔内流场对称性的影响。以提高供电量为最终目标,综合考虑侧风的影响,确定巨型塔最优的进风口高度值。

自然通风冷却塔进风口流场模型的建立及计算

冷却塔的运行状况对电厂的经济性和安全性有较大影响.环境侧风严重影响冷却塔的冷却性能.以逆流湿式自然通风冷却塔为研究对象,建立了冷却塔进风口附近空气流动的数学模型和冷却塔内传热传质的物理模型.采用有限体积法进行了数值计算.得到了冷却塔进风口附近空气动力场的分布规律,同时进行了实型塔的现场测量,与模拟结果对比.该方法可定量评价冷却塔的运行状况,为冷却塔通风量和进风阻力的计算,以及冷却塔全面优化设计和改善冷却塔的冷却性能提供了理论依据.

固定板式换热器使用效果分析

气田增压生产后,天然气进脱水橇吸收塔的温度普遍升高,超过脱水橇吸收塔工艺运行温度。天然气进塔温度升高后影响天然气脱水效果(尤其是夏季6—8月),集气站天然气外输水露点控制难度大。文章讲述,为降低天然气进塔温度,依据前期项目建设调研结果,在增压集气站内压缩机组与脱水器之间增设固定板式换热器用于降低天然气进塔温度。2020年采气作业区X4增压站、X9增压站安装了固定板式换热器,通过对换热器运行情况及温度监测结果,定板式换热器能有效降低天然气进塔温度,保证脱水橇脱水效果,能够达到集气站外输天然气水露点的控制目的,固定板式换热器使用效果良好。

无填料冷却塔冷却性能的试验研究

建立了无填料冷却塔试验平台,研究了不同进风位置、气水比、室外空气干球温度、循环水进水温度下无填料冷却塔冷却性能的变化规律。结果表明:上喷式无填料冷却塔上进风时冷却效率优于下进风,下喷式无填料冷却塔下进风时冷却效率优于上进风;气水比升高冷却效率升高,但气水比达到1.8后,继续提高气水比冷却效率增速降低;室外空气干球温度升高,冷却效率降低;进水温度升高冷却塔冷却效率均得到提高,但上喷式冷却塔冷却效率的提高明显大于下喷式冷却塔。

复掺掺合料进水塔混凝土抗冻融性机理研究

我国北方地区水工混凝土结构存在明显的冻病害现象,以张家口闪电河水库进水塔为背景,对进水塔混凝土进行复掺粉煤灰和尾矿砂试验。试验主要用粉煤灰替代水泥,尾矿砂替代细骨料,一共设计4种不同掺量的配合比,根据不同配比进行抗冻融试验和抗压强度试验,分析复掺掺合料进水塔混凝土抗冻融机理,提出复掺掺合料的最优掺量。试验表明,在单掺混凝土抗压强度试验时,混凝土强度最高时粉煤灰掺量为20%,尾矿砂混凝土强度最高是在尾矿砂掺量为50%的时候;复掺混凝土当复掺10%粉煤灰和25%的尾矿砂时强度最高;进行冻融循环试验后,根据对质量损失率和相对动弹性模量分析得出,复掺10%粉煤灰和25%尾矿砂的混凝土受冻融影响最小。

环境侧风对300MW火电机组冷却塔影响的数值模拟

以300MW机组双曲线自然通风冷却塔为研究对象,采用Fluent软件对冷却塔进行了三维数值模拟,分析了变工况下环境侧风对冷却塔冷却性能的影响、环境侧风对冷却塔进风口速度场的影响。研究发现:随着侧风风速的增加,冷却温差先减小后增大,出塔水温先增大后减小;并且,环境侧风的存在会扰乱冷却塔进风口流场,其临界风速值为6m/s。

巨型冷却塔进风口高度模拟分析

根据气水两相间热质传递原理,用Fluent数值计算软件建立了AP1000核电机组用20 000 m2淋水面积巨型冷却塔的三维计算模型。对塔体进风口高度的不同取值进行了模拟与计算,综合分析了不同环境侧风对塔内流场、出塔水温、进塔风量的影响,优化了210 m巨型冷却塔的进风口高度结构设计。

三塔合一间接空冷塔结构优化研究

建立了600MW三塔合一间接空冷塔的数学模型,通过数值模拟探究结构参数对热力性能的影响规律,并以进塔风量和出塔水温为评价标准,获得了最优的结构参数。研究结果表明:随着出口直径或喉部直径的增大,热力性能先增强后减弱;无风工况下,随着喉部高度的增大,热力性能先增强后减弱,4m/s工况与之相反;随着塔高度的增大,热力性能持续增强;随着排烟高度或烟囱直径的改变,热力性能的变化并不大;随着脱硫塔直径的增大,热力性能继续减弱;当出口直径与零米直径的比值R1/R2=0.8~0.85,喉部直径与零米直径的比值R0/R2=0.6~0.65时,空冷塔热力性能最优。

基于CAD/CAE技术的水电站进水塔设计

基于现代设计方法的思想,对水工建筑物的现代设计方法进行探索,通过CAD三维软件的参数化功能进行结构设计,将建立的模型导入CAE软件进行求解及后处理。整个过程为软件间无缝集成,实现了CAD、CAE之间的有效结合,可将CAE分析结果快速反馈于CAD设计,对初步设计不合理的地方能够便捷地进行修改,为大型水利水电工程节省设计周期。

熔体造粒塔进风口结构对复混肥冷却过程的影响研究

结合复混肥熔体高塔造粒原理,运用流体力学计算软件对熔体高塔造粒过程进行数学建模并与实测数据进行对比验证。在数学模型的基础上,通过改变造粒塔几何模型结构,数值模拟研究造粒塔进风口结构变化对塔内复混肥冷却过程的影响,以期为造粒塔几何结构设计提供技术参考。

伞罩型湿式脱硫除尘塔入口结构优化模拟

利用商用CFD软件Fluent,采用k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对新型伞罩型湿式脱硫除尘塔内的三维两相流场进行数值模拟,发现了塔内烟气入口处流场所存在的不均匀性。为将其流场调节均匀从而提高脱硫除尘效率,在数值模拟的基础上提出在入口处加装直导流板、阶梯导流板和弯曲导流板,并分析塔内y=0截面速度的分布,以及z=0.21 m截面上的颗粒浓度、速度和压力等参数的分布。结果表明:通过加装阶梯导流板和弯曲导流板均可以将流场调节均匀,达到较理想状态,从而实现高效净化气体的目的。模拟结果对设备的优化设计和实际运行有一定的指导作用。