王春青 卞彩侠

(吉林建筑大学市政与环境工程学院,长春 130118)

0 引言

大型空冷机组以其降低机组平均发电煤耗﹑减少污染物排放﹑改善环境﹑节约水资源等特点将成为我国未来空冷机组建设的优选,尤其在我国“富煤缺水”的三北地区,发展直接空冷技术更具有深远的意义.直接空冷系统的关键技术长期被国外公司所垄断,空冷国产化面临着诸多技术难题,排汽管道设计要求平衡各蒸汽分配管的流量,降低通道压降,在保证空冷系统实现水蒸气流量均匀分配的同时防止水蒸气压降过高,过冷面积过大,造成换热量减少[1].排气管道的设计直接影响着电厂的热效率.

图1 空冷排气管道的几何模型(单位:mm)

1 物理模型及几何模型

1.1 物理模型

由于空冷机组的背压变化范围较大,不可能对所有工况进行模拟和研究,所以，本文选取空冷汽轮机的典型工况进行模拟,工况为THA工况(背压P=12kp,质量流量G=0.370 22kg/s).

1.2 几何模型

综合考虑各种因素,初步确定排气管道基本几何模型,如图1和表1所示,排气管道是一种偏心变径、上部齐平、支管侧移且带有45°导角的结构,上升合流三通采用的是等径三通,60°夹角.

表1 各管段直径 (mm)

2 数学模型

排汽通道内蒸汽的流动属于具有复杂流动区域的高雷诺数湍流运动,对流场进行以下合理的假设以忽略次要因素,简化计算:

(1) 假设整个排汽通道与外部环境的自然对流热交换量非常少,相应产生的液量很少,可以忽略[2]；

(2) 由于实际工程中汽轮机出口的蒸汽为湿蒸汽,含液率大于8%,一般不会超过10%,其冷凝量小,而且汽相流速高,液膜易被撕破﹑卷吸和夹带到主流中去,因此忽略液膜存在对整体的影响；……