气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.22094

发电技术 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (1): 79-89.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22094

气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究

郭滔¹, 于海洋¹, 冯海波², 袁汉川², 田兵¹, 杨玉杰³, 赵元宾⁴, 赵倩⁴

^1.国能浙能宁东发电有限公司，宁夏回族自治区银川市 750408
^2.国能沪电(上海)工程技术有限公司，上海市普陀区 200062
^3.济南蓝辰能源技术有限公司，山东省济南市 250101
^4.山东大学能源与动力工程学院，山东省济南市 250061

收稿日期:2023-09-13 出版日期:2024-02-29 发布日期:2024-02-29
通讯作者: 赵元宾
作者简介:郭滔(1974)，男，高级工程师，主要研究方向为热能与动力工程，12080127@chnenergy.com.cn；
于海洋(1971)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为电厂安全管理与节能管理，12875667@ceic.com；
冯海波(1979)，男，工程师，从事火电厂节能减排降耗工作，haibo.feng.f@ceic.com；
袁汉川(1981)，男，硕士，工程师，从事火电厂节能减排降耗工作，hanchuan.yuan@ceic.com；
田兵(1993)，男，工程师，主要研究方向为火电厂汽轮机本体及其附属系统检修技术，409258223@qq.com；
杨玉杰(1978)，女，工程师，主要研究方向为节能节水技术管理，18653183092@163.com；
赵元宾(1981)，男，博士，副教授，主要研究方向为高效能量转换及节能技术，本文通信作者，zhyb@sdu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51606112);山东省科技型中小企业创新能力提升工程(2022TSGC1026);国家能源集团宁夏电力有限公司科技创新项目(NXDL-2022-28)

Experimental Study on the Influence of Air Side Equalizing Device on the Flow Heat Transfer Characteristics of Cooling Delta Unit

Tao GUO¹, Haiyang YU¹, Haibo FENG², Hanchuan YUAN², Bing TIAN¹, Yujie YANG³, Yuanbin ZHAO⁴, Qian ZHAO⁴

^1.Guodian Zheneng Ningdong Power Generation Co. , Ltd. , Yinchuan 750408, Ningxia Hui Autonomous Region, China
^2.CHN Energy Shanghai Engineering & Technology Co. , Ltd. , Putuo District, Shanghai 200062, China
^3.Jinan Lanchen Energy Technology Co. , Ltd. , Jinan 250101, Shandong Province, China
^4.School of Energy and Power Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong Province, China

Received:2023-09-13 Published:2024-02-29 Online:2024-02-29
Contact: Yuanbin ZHAO
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(51606112);Science and Technology Innovation Capability Improvement Project of Medium-Sized Enterprises in Shandong Province(2022TSGC1026);Sci-Tech Innovation Project of China Energy Ningxia Power Electric Co., Ltd(NXDL-2022-28)

摘要/Abstract

摘要：

对于间接空冷系统冷端基本传热元件-冷却三角单元，通过在其加装及相邻未加装气侧均流装置冷却三角单元内的两侧冷却柱沿散热管束横向布置风速、风温、壁温测点，进一步在左右两侧出水柱布置壁温测点，对比分析两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风速、风温、壁温及出水壁温的变化规律，研究气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性及出水壁温分布的影响机制。研究结果表明：加装气侧均流装置后冷却三角单元两侧冷却柱沿散热管束横向迎风风温、壁温分布更加均匀，两侧出水柱壁温均值更低，且降低了两侧出水柱壁温差，气侧均流装置优化了两侧冷却柱的换热均匀性。

关键词: 煤电机组, 间接空冷系统, 冷却三角单元, 气侧均流装置, 流动传热, 水温分布

Abstract:

For the cooling delta unit, the basic heat transfer element of the cold end of the indirect air-cooling system, the wind speed, air temperature, and wall temperature measuring points were arranged laterally along the heat transfer bundle in the cooling columns on both sides of cooling delta with or without air equalizing apparatus. The wall temperature measuring points were further arranged on the left and right side of water outlet cooling columns. The changes of lateral windward wind speed, wind temperature, wall temperature and outlet water temperature of the cooling columns on both sides along the heat transfer bundles were compared and analyzed. And the influence mechanisms of the air equalizing apparatus on the flow and heat transfer characteristics of the cooling delta unit and the outlet water temperature were studied. The results show that, with the air equalizing apparatus, the distribution of lateral windward wind speed and wall temperature of the two sides cooling columns are more uniform along the heat transfer bundle.

Key words: coal-fired power unit, indirect air-cooling system, cooling delta, air side equalizing device, flow heat transfer, water temperature distribution

中图分类号:

TK 124

郭滔, 于海洋, 冯海波, 袁汉川, 田兵, 杨玉杰, 赵元宾, 赵倩. 气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究[J]. 发电技术, 2024, 45(1): 79-89.

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图/表 22

图1 间冷塔各冷却扇段相对位置

Fig. 1 Relative position of each cooling sectors for a dry cooling tower

图2 第3冷却扇段中第8和第9号冷却三角单元位置

Fig. 2 Position of 8 and 9 cooling delta units in the third cooling sector

图3 加装气侧均流装置和原结构冷却三角单元

Fig. 3 Air side equalizing device and the original structure cooling delta unit

图4 8、9号冷却三角单元的测点安装位置

Fig. 4 Measurement point installation position of the 8 and 9 cooling delta unit

图5 出水柱壁温测点安装位置

Fig. 5 Installation location of the wall water column temperature measurement point

表1 实验测量参数及仪表

Tab. 1 Experimental measurement parameters and instruments

测量参数	仪表	测量范围	测量精度
环境风向	WD4510风向传感器	0~360°	±1°
环境风速	WD4510风速传感器	0~10 m/s	±0.02 m/s
环境风温	温度传感器	-40~+80 ℃	±0.05 ℃
迎风风速	管道式风速仪	0~20 m/s	±0.02 m/s
迎风风温	PT100探针式温度传感器	-50~200 ℃	±0.1 ℃
迎风壁温	PT100贴片贴片温度传感器	-50~200 ℃	±0.1 ℃

图6 8号冷却三角单元冷却柱迎风风速分布

Fig. 6 Windward wind velocity distribution of the 8 cooling delta unit cooling column

图7 9号冷却三角单元冷却柱迎风风速分布

Fig. 7 Windward wind velocity distribution of the 9 cooling delta unit cooling column

表2 3扇段散热器管束横向迎风风速变化 (m/s)

Tab. 2 Range of wind velocity in sector 3

冷却三角	测点迎风风速
冷却三角	L-V1	L-V2	R-V1	R-V2
8号	2.31~4.86	1.57~3.45	1.65~3.77	1.37~5.36
9号	1.39~4.00	3.02~4.01	1.71~5.29	1.57~3.45

图8 8号冷却三角单元冷却柱迎风风温分布

Fig. 8 Windward wind temperature distribution of the 8 cooling delta unit cooling column

图9 9号冷却三角单元冷却柱迎风风温分布

Fig. 9 TWindward wind temperature distribution of the 9 cooling delta unit cooling column

表3 3扇段散热器管束横向迎风风温变化范围 (℃)

Tab. 3 The range of wind temperature in sector 3

冷却三角	测点迎风风温
冷却三角	L-V1	L-V2	R-V1	R-V2
8号	10.51~13.07	11.36~13.74	10.20~12.83	10.45~13.20
9号	10.20~12.95	12.22~14.84	8.49~11.18	11.18~13.93

表4 3扇段散热器管束横向迎风壁温变化范围

Tab. 4 Range of windward wall temperature in sector 3

位置	测点编号	8号冷却三角	9号冷却三角
左侧冷却柱迎风壁温/℃	L-T1	18.64~21.33	19.49~25.29
	L-T2	18.52~20.96	17.72~20.78
	L-T3	16.44~19.19	17.60~20.47
右侧冷却柱迎风壁温/℃	R-T1	19.43~22.30	19.80~22.55
	R-T2	18.82~21.45	18.52~20.96
	R-T3	17.85~20.59	16.44~19.19

图10 8号冷却三角单元冷却柱迎风壁温分布

Fig. 10 Windward wall temperature distribution of the 8 cooling delta unit cooling column

图11 9号冷却三角单元冷却柱迎风壁温分布

Fig. 11 Windward wall temperature distribution of the 9 cooling delta unit cooling column

表5 第11扇段1、2号冷却三角出水柱壁温与环境条件

Tab. 5 Outlet wall temperature of 1 and 2 cooling delta in sector 11 and the data of the environment

时间	1号出水柱壁温/℃	2号出水柱壁温/℃	环境风速/(m/s)	环境温度/℃	环境风向/(°)
13：00	25.23	22.51	2.72	-1.82	199.48
14：00	25.23	22.28	2.95	-1.18	210.15
15：00	24.85	22.86	2.93	-1.20	181.97
16：00	25.07	22.36	2.70	-1.37	168.46
17：00	25.53	22.39	3.14	-1.64	143.36
18：00	26.96	22.31	4.65	-1.88	137.50
19：00	28.27	22.59	5.68	-2.14	132.70
20：00	28.46	22.36	6.10	-2.16	156.71
21：00	28.76	22.15	6.61	-2.14	158.84

表6 第11扇段1、2号冷却三角单侧出水柱壁温 (℃)

Tab. 6 Single side outlet wall temperature of 1 and 2 cooling delta in sector 11

时间	1号冷却三角			2号冷却三角
时间	左侧	右侧	差值	左侧	右侧	差值
13：00	25.34	25.12	0.22	22.64	22.38	0.26
14：00	25.29	25.17	0.12	22.33	22.23	0.11
15：00	24.70	25.00	0.30	21.66	22.07	0.42
16：00	25.03	25.11	0.08	22.32	22.41	0.09
17：00	25.43	25.62	0.19	22.31	22.47	0.16
18：00	26.86	27.06	0.21	22.26	22.36	0.11
19：00	28.38	28.15	0.23	22.65	22.53	0.12
20：00	28.84	28.09	0.75	22.68	22.04	0.65
21：00	28.90	28.63	0.27	22.39	21.91	0.48

图12 1、2号冷却三角单元出水壁温均值及环境风向均值变化趋势

Fig. 12 Change trend of 1 and 2 cooling delta units outlet water average temperature and ambient wind direction

图13 1、2号冷却三角单元出水壁温均值及环境风速均值变化趋势

Fig. 13 Change trend of 1 and 2 cooling delta units outlet water average temperature and ambient wind velocity

图14 1、2号冷却三角单元出水壁温及环境温度均值

Fig. 14 Change trend of 1 and 2 cooling delta units outlet average water temperature and ambient temperature

图15 单侧出水柱温度均值随时间变化趋势

Fig. 15 Change trend of the one-sided outlet column water temperature with time

图16 1、2号冷却三角单元两侧出水柱壁温均差与进出水壁温均值的比值变化趋势

Fig. 16 Change trend of the outlet water column and the temperature water difference of the inlet and outlet water on both sides of the 1 and 2 cooling delta units

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气侧均流装置对冷却三角单元流动传热特性影响的实验研究

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