湿式冷却塔进风口加装导风板的优化设计

金琦凡 王宏光

摘要：基于两相流传热传质理论，利用Fluent 软件模拟300 MW 机组冷却塔填料区使用多孔介质时的通风率，采用离散相模型（DPM ）在配水区上表面加入热水，模拟研究新型旋流型叶片导风板的优化能力，给定不同弧度及安装角，分别在0、3和7 m · s?1风速下计算冷却塔出塔水温，并分析侧风对冷却塔冷却性能的影响。研究结果表明：加装导风板可以降低侧风引起的不利影响，导风板数量为50块时效果最好，旋流型叶片导风板的最佳安装角为20°，此时旋流型叶片的最佳弧度为15°，最大温降可达0.7874 K。研究结果为火电厂选择导风板提供了依据。

关键词：导风板;侧风;数值模拟;多孔介质;冷却塔

中图分类号： TK124    文献标志码： A

Optimal design of air deflector installed in the wet cooling tower

JIN Qifan，WANG Hongguang

（School of Energy and Power Engineering/Shanghai Key Laboratory of Multiphase Flow and Heat Transfer in PowerEngineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

Abstract：Based on the heat and mass transfer of two-phase flow， the ventilation rate of packing area with porous media in the cooling tower of 300 MW unit was simulated using Fluent software. The optimization of new type of swirl vane air deflector under different radians and installation angles was simulated using the discrete phase model （DPM） combined with adding hot water on the surfaceof water distribution zone. The outlet water temperature of the cooling tower at the air velocity of50. The optimum installation angle of swirl vane deflector was 20°. Meanwhile the optimum radian of the swirl vane was 15°. And the maximum temperature drop of 0.787 4 K was achieved at last. The research results could provide a theoretical basisforthe selection of air deflectorin the power plant.

Keywords：air deflector; crosswind; numerical simulation; porous media; cooling tower

自然通風逆流湿式冷却塔是一种大型空间薄壁开口结构，是火电厂热力循环中重要的冷端设备。近年来随着用电负荷急剧增加，能源日益紧张，冷却塔的节能潜力巨大。冷却性能受环境因素影响，尤其是受环境侧风的影响。冷却塔性能差会使循环冷却水的温度升高，导致凝汽器真空度下降，汽轮机效率降低，最终使机组发电煤耗增加，影响电厂热效率[1–4]。以300 MW 机组冷却塔为例，出塔水温每提高1 C，其效率降低0.23%，发电标准煤耗增加0.738 g·（kW ·h）?1。

赵元宾等[5]对风速廓线指数和雨滴当量直径进行了敏感性分析，结果表明，侧风造成进风口进风相对偏离度增大，从而影响冷却塔冷却性能。周兰欣等[6]基于Poppe热质交换模型以及 Fluent 软件自定义源项方法，建立了比较完善、适用的冷却塔数值求解模型，并对不同风速下塔内外空气动力场进行了研究。……