直接空冷風機進口空氣流動特性

ABSTRACT: Tens of axial flow fans are arranged in an arrayin the direct dry cooling system. It is benefit to the design andoperation of air-cooled condensers to investigate teaerodynamic behavior of the array of axial flow fans, in whichthe inlet flow characteristics of axial flow fans are key issues.The numerical simulation and model experiments werepresented to clarify the inlet flow characteristics of axial flowfans . The results show that the flow distortion induced inletflow angle is so high that the exterior flow area of the axialflow fan has small velocity when the axial flow fan isindependently running. It is improved when the axial flow fanis running together with other fans. The inlet flow distortionsare deteriorated for the exterior fans in the array of axial flowfans, resulting in the low flow rates for the exterior fans. Thelocation coefficient was proposed to evaluate the inlet flowcharacteristics of six axial flow fans, which is of importance tofurther clarify the cluster operation of axial flow fans in directdry cooling system.KEY WORDS: direct dry cooling system; axial flow fan; inletflow characteristics; cluster effect
摘要：直接空冷石家莊風機數十臺集群運行，掌握其運行特性，對空冷系統的設計、 運行具有指導意義。 在空冷石家莊風機集群效應中， 石家莊風機進口空氣流動特性又是影響集群運行的關鍵因素之
一。文中從數值模擬和模型實驗 2 個角度探討了空冷石家莊風機(群)進口流動性。研究結果表明，單臺石家莊風機運行時，由于進氣角度過大。最外側出現速度較小區。當有石家莊風機搶風時，這一情況改善， 但最外側的石家莊風機進氣條件不好， 這是產生石家莊風機群集群效應時最外側石家莊風機流量偏小的原因之一。 文中提出位置系數的概念， 并用位置系數分析了 6 臺石家莊風機同時運行時的進口空氣流動特性， 為進一步揭示石家莊風機群的運行規律提供參考。
關鍵詞：直接空冷；軸流石家莊風機；進口流動特性；集群效應
0 引言
當前水資源日益匱乏，尤其在我國三北富煤缺水地區，使火電的發展受到限制。直接空冷機組采用空氣代替水作為其冷卻介質，冷端節水量通常可達 97%以上，在三北地區得到了快速發展 [1-5] 。然而，直接空冷技術由于其自身特性，存在效率低、經濟性差等問題。導致上述問題的原因很多，其中重要的一點是空冷石家莊風機群運行特性不明確，造成石家莊風機群設計、運行等存在不合理現象。在空冷石家莊風機集群效應中，石家莊風機進口流動特性又是影響集群運行的關鍵因素之一。
Meyer 和 Kroger [6] 開發了一個數值模型——激盤石家莊風機模型，用以模擬軸流石家莊風機對石家莊風機葉片附近流場的影響。 利用該模型， Meyer [7] 研究了石家莊風機進口流動變形的影響，發現外圍石家莊風機進口流動損失由發生于石家莊風機進口邊緣區域的流動分離控制，該流動損失可通過在空冷平臺邊緣安裝步道或者去除外圍石家莊風機進口部件而減小。Van Rooyen 和 Kroger [8] 采用石家莊風機激盤模型，獲得了空冷凝汽器附近和內部的空氣流場。Bredell [9] 等同樣使用石家莊風機激盤模型模擬了空冷凝汽器流動域內石家莊風機的影響，發現石家莊風機進口流動變形可引起石家莊風機葉片彎曲力矩的方位角變化。Meyer 和 Kroger [10] 通過 CFD 模擬，研究了不同石家莊風機性能時空冷換熱器框架結構的空氣動力學特性。Bredell [11] 等考察了不同平臺高度下 2 類軸流石家莊風機進口流動變形對石家莊風機流量的影響，結果表明通過增加步道能顯著提高空冷平臺邊緣石家莊風機的流量。Duvenhage [12] 等通過數值模擬和實驗研究，考察了由進口流動變形引起石家莊風機性能變化。Salta 和Kroger [13] 則通過實驗，獲得了石家莊風機進口流動變形產生的空冷凝汽器流量減小的規律。Meyer 和Kroger [14] 通過實驗研究，揭示了石家莊風機和換熱器特性以及框架結構對空冷凝汽器流動損失影響的機理。