【摘要】：火電廠直接空冷技術(shù)具有非常顯著的節(jié)水效果,對(duì)于我國(guó)富煤缺水的“三北”地區(qū)具有非常重要的意義,因此在這些地區(qū)新增火電機(jī)組基本采用空冷技術(shù)解決水資源匱乏難題。然而在復(fù)雜的環(huán)境氣象條件下,包括熱風(fēng)回流,夏季高溫天氣和軸流風(fēng)機(jī)群抽效應(yīng)等因素,直接影響到空冷機(jī)組大型軸流風(fēng)機(jī)群的工作效率,在橫向環(huán)境風(fēng)的作用下,迎風(fēng)空冷單元入口的空氣流動(dòng)變形比較嚴(yán)重,容易造成空冷單元風(fēng)機(jī)入口溫度升高,從而造成空冷單元換熱能力低,風(fēng)機(jī)耗電量高等不良效果。目前,傳統(tǒng)的直接空冷系統(tǒng)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制還保持著全部風(fēng)機(jī)統(tǒng)一轉(zhuǎn)速,持續(xù)向空冷凝氣器提供冷空氣進(jìn)行換熱的模式,但是研究發(fā)現(xiàn),即使全部空冷單元軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致,但是在受到環(huán)境風(fēng)不良影響的擾動(dòng)下,每個(gè)空冷單元的換熱效率存在高低相差很大的問題,并不能發(fā)揮軸流風(fēng)機(jī)應(yīng)有預(yù)期作用,從而導(dǎo)致電能的過(guò)度消耗。本文結(jié)合直接空冷機(jī)組工業(yè)運(yùn)行特性,專注汽輪機(jī)背壓與軸流風(fēng)機(jī)群轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)之間的理論與方法,并對(duì)如何實(shí)現(xiàn)直接空冷機(jī)組的優(yōu)化控制策略展開深入研究。針對(duì)直接空冷機(jī)組軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致,不能有效節(jié)約電能這一問題,本文從溫度場(chǎng)和流速場(chǎng)出發(fā),將汽輪機(jī)背壓和軸流風(fēng)機(jī)群轉(zhuǎn)速作為控制空冷島運(yùn)行的主要參數(shù),在符合經(jīng)濟(jì)背壓的前提下,提出一種基于溫度場(chǎng)和流速場(chǎng)的空冷島陣列計(jì)算模型,通過(guò)變工況熱力計(jì)算,確定空冷單元工作效率與直接空冷機(jī)組溫度場(chǎng)和流速場(chǎng)之間的關(guān)系,建立平均工作效率基準(zhǔn),根據(jù)每個(gè)空冷單元的實(shí)時(shí)情況,調(diào)高高效率空冷單元軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,降低低效率空冷單元軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,確保軸流風(fēng)機(jī)的合理出力控制,讓高效空冷單元承擔(dān)低效空冷單元的負(fù)荷,避免所有軸流風(fēng)機(jī)全部一個(gè)轉(zhuǎn)速,造成換熱效率低的不良影響,從而實(shí)現(xiàn)直接空冷系統(tǒng)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的優(yōu)化控制,使得系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行效率,降低耗電量。針對(duì)直接空冷機(jī)組運(yùn)行背壓控制策略,采用計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)方法,數(shù)值模擬直接空冷機(jī)組軸流風(fēng)機(jī)群工作環(huán)境的溫度場(chǎng)和流速場(chǎng),并采用聚類分析方法對(duì)軸流風(fēng)機(jī)群陣列進(jìn)行區(qū)域劃分,通過(guò)對(duì)不同分區(qū)下的風(fēng)機(jī)群進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),以機(jī)組背壓作為衡量依據(jù),分析不同分區(qū)下的直接空冷機(jī)組軸流風(fēng)機(jī)群轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)對(duì)機(jī)組背壓的影響規(guī)律,進(jìn)而尋求理想的分區(qū)調(diào)壓策略。數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提出的降低特定分區(qū)軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)壓策略能夠較好的降低機(jī)組背壓,組合這些特定分區(qū)并同時(shí)降速調(diào)壓,效果更好,為進(jìn)一步的研究直接空冷機(jī)組調(diào)壓策略提供理論基礎(chǔ)。針對(duì)環(huán)境風(fēng)作用下的直接空冷機(jī)組,受熱風(fēng)回流和軸流風(fēng)機(jī)群的群抽效應(yīng)的耦合作用,使得風(fēng)機(jī)的冷卻能力在不同區(qū)域發(fā)生不同變化,導(dǎo)致傳統(tǒng)的背壓控制策略耗電量增大,能效下降�，F(xiàn)通過(guò)CFD方法,獲得軸流風(fēng)機(jī)群陣列布局下空氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng),計(jì)算得到不同風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下機(jī)組背壓的變化情況,提出采用灰色差分微增量關(guān)聯(lián)度方法,分析空冷島風(fēng)機(jī)群轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)對(duì)機(jī)組背壓影響的關(guān)聯(lián)程度,并從單個(gè)空冷單元工作效率角度考慮調(diào)壓?jiǎn)栴}。研究表明,并不是風(fēng)機(jī)通風(fēng)量越大,空冷單元翅片管束的換熱效率越高,合理發(fā)揮高效空冷單元的作用,能夠有效改善空冷島的能效,達(dá)到節(jié)能目的,為深入研究空冷島軸流風(fēng)機(jī)優(yōu)化控制提供理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。
【圖文】：

２．１．１直接空冷機(jī)組空冷凝汽器布置方式逡逑直接空冷機(jī)組主要由多個(gè)空冷單元按照一定順序排列組合而成，其物理模逡逑型主體部分如圖２－１所示，，主要由軸流風(fēng)機(jī)，翅片管束，主蒸汽管道，支撐柱，逡逑擋風(fēng)墻構(gòu)成。逡逑４娜ｈ逡逑圖２－１直接空冷機(jī)組凝汽器布置圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｄｉｒｅｃｔ邋ａｉｒ邋ｃｏｏｌｅｄ邋ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓ邋ｌａｙｏｕｔ逡逑１４逡逑

２．１．１直接空冷機(jī)組空冷凝汽器布置方式逡逑直接空冷機(jī)組主要由多個(gè)空冷單元按照一定順序排列組合而成，其物理模逡逑型主體部分如圖２－１所示，主要由軸流風(fēng)機(jī)，翅片管束，主蒸汽管道，支撐柱，逡逑擋風(fēng)墻構(gòu)成。逡逑４娜ｈ逡逑圖２－１直接空冷機(jī)組凝汽器布置圖逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｄｉｒｅｃｔ邋ａｉｒ邋ｃｏｏｌｅｄ邋ｃｏｎｄｅｎｓｅｒｓ邋ｌａｙｏｕｔ逡逑１４逡逑
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM621

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳海平;仲雅娟;付浩然;孫見雨;鄭偉;;防風(fēng)網(wǎng)對(duì)空冷島換熱性能影響的數(shù)值模擬[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年04期

2 王建國(guó);李健;萬(wàn)旭東;;基于奇異值分解和局域均值分解的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年03期

3 周永保;陰峰;李志遠(yuǎn);池宗忠;劉鵬;郭民臣;梅勇;;1000MW直接空冷機(jī)組汽機(jī)變工況與風(fēng)機(jī)的節(jié)能運(yùn)行[J];汽輪機(jī)技術(shù);2014年04期

4 郭民臣;彭新飛;李美寶;樊雪;;冬季自然通風(fēng)條件下直接空冷凝汽器性能分析[J];熱力發(fā)電;2014年07期

5 張兆營(yíng);楊建國(guó);鄭立軍;;1 000 MW直接空冷發(fā)電機(jī)組凝汽器傳熱性能試驗(yàn)研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年20期

6 公麗艷;孟憲軍;劉乃僑;畢金峰;;基于主成分與聚類分析的蘋果加工品質(zhì)評(píng)價(jià)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2014年13期

7 王建國(guó);李健;劉穎源;;一種確定奇異值分解降噪有效秩階次的改進(jìn)方法[J];振動(dòng)與沖擊;2014年12期

8 張攀;楊濤;杜旭;徐則林;許進(jìn);;直接空冷機(jī)組高背壓供熱技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析[J];汽輪機(jī)技術(shù);2014年03期

9 李恒海;劉達(dá);高振罡;;直接空冷凝汽器熱負(fù)荷分配不均的原因分析與改善措施[J];汽輪機(jī)技術(shù);2014年03期

10 李慧君;劉學(xué)敏;;基于環(huán)境風(fēng)影響的空冷機(jī)組排汽壓力優(yōu)化研究[J];汽輪機(jī)技術(shù);2014年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 劉麗華;環(huán)境因素影響下火電直接空冷系統(tǒng)性能研究[D];華北電力大學(xué);2014年

2 胡和敏;火電空冷系統(tǒng)跨尺度熱質(zhì)傳遞的數(shù)值模擬研究[D];華北電力大學(xué);2014年

3 卜永東;直接空冷單元流動(dòng)傳熱特性及空氣流場(chǎng)優(yōu)化組織[D];華北電力大學(xué);2013年

4 馮麗麗;火電機(jī)組直接空冷凝汽器空氣側(cè)強(qiáng)化傳熱研究[D];華北電力大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 劉達(dá);環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空冷凝汽器換熱影響的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

2 李貞珍;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在城市交通流預(yù)測(cè)模型中應(yīng)用的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

3 胡漢波;直接空冷式凝汽器翅片散熱器流動(dòng)傳熱性能及單元流場(chǎng)特性研究[D];重慶大學(xué);2006年

4 田永常;BP網(wǎng)絡(luò)法在鉆頭配方設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2611024