自然通风高位收水冷却塔收水装置的数值模拟和优化研究

自然通风高位收水冷却塔收水装置的数值模拟和优化研究

新世纪以来,节能减排工作的落实愈加紧迫,自然通风逆流湿式高位收水冷却塔(以下简称高位塔)与常规自然通风逆流湿式冷却塔(以下简称常规塔)相比,由于具有节能、安全、减噪等优点,为某些地区火电冷塔建设提供了一种新的选择。高位塔突出的特点是取消了常规塔塔底的集水池,循环水冷却后被安置在填料层下方的收水装置回收后,输送到循环系统。

本文重点对高位塔的特征装置即收水装置,使用FLUENT软件,采用多孔介质模型、κ-ε湍流模型和布氏近似假设,以某电厂3×390MW机组三机两塔方案中的一个高位塔为原型,建立多个不同运行工况、不同收水斜板倾斜角度、不同收水装置布置高度的模型,对其流动换热特性进行了数值模拟研究。在模拟高位塔变工况运行阶段,本文先建立了不同入塔水温、不同喷水水滴直径的模型。

当入塔水温升高时,出塔水温增量小于入塔水温增量,高位塔换热量增加;小直径水滴喷嘴能有效增加冷却塔换热量;出塔水温与环境温度间存在近似线性关系,且在高温环境下出塔水温受环境湿度的影响较大,另外通过在不同季节工况下的模拟计算,得出整塔及各区的各个参数的数值及变化趋势在收水装置斜板的优化模拟阶段,本文建立了三个模型,设置了三种收水斜板角度,分别在相同工况下进行模拟计算,由于收水单元的个数受到收水斜板倾角的影响,本次模拟得出的结果为在斜板与竖直方向夹角为45°时流场分布均匀,出塔水温较低。另外在收水装置的布置高度方面的研究,本文也建立了三个模型,设置了三种收水装置布置高度,分别在相同工况下进行模拟运算,本次模拟的结果是收水装置的布置高度为9m时,出塔水温较为理想。