大型燃煤发电机组自然通风直接空冷塔的数值模拟及应用

杨倩; 孙振国; 孙新峰; 宁文刚; 张小兵; 王海军; 顾红芳; 徐宽; 邓双辉; 王学斌

doi:10.13205/j.hjgc.202608009

大型燃煤发电机组自然通风直接空冷塔的数值模拟及应用

doi: 10.13205/j.hjgc.202608009

1. 陕西榆林能源集团杨伙盘煤电有限公司, 陕西榆林 719300;
2. 西安交通大学能源与动力工程学院, 西安 710049

基金项目:

“榆能杨伙盘煤电2×660MW工程自然通风直接空冷数模试验”（YHPMD-JH-Q-［2019-12-19］）

详细信息

作者简介:
杨倩，高级工程师，主要研究方向为电气工程自动化。853947194@qq.com

通讯作者:
王海军，教授，主要研究方向为多相流与传热、核反应堆安全传热、空冷电站传热与系统优化、强化传热。whj@mail.xjtu.edu.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2026-05-11

Numerical simulation and application of natural draft direct air-cooling tower for large coal-fired power units

1. Shaanxi Yulin Energy Group Yanghuopan Coal Power Co., Ltd, Yulin 719300, China;
2. School of Energy and Power Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China

摘要

摘要: 为研究大型燃煤机组自然通风直接空冷塔（NDC）的流动与换热特性，以某电厂2×660 MW机组NDC系统为研究对象，建立了包含厂区主要建筑、空冷散热器及环境风场在内的三维CFD数值模型，系统分析了环境风速、环境温度、环境风向等气象因素，以及卷帘、百叶窗、旁通窗等调节措施对NDC散热性能的影响。结果表明：环境风速是影响NDC系统性能的主导因素，随风速增大，各散热三角进风量与散热量的分布不均匀性显著增强，机组背压升高，且上游塔受到的影响较下游塔更为显著。环境温度对周向流动分布影响较小，但会显著改变系统背压水平。在调节措施方面，迎风区卷帘关闭及局部百叶窗开度减小虽可在一定程度上改善气流再分配，但会导致整塔总风量与总散热量下降；相比之下，底部旁通窗在大风工况下可有效改善背风侧进风条件、提升散热能力，而顶部旁通窗的改善效果较为有限。研究结果可为大型NDC机组的优化设计、运行调节及节能降耗改造提供基础数据和技术参考。
- 自然通风直接空冷塔 /
- 数值模拟 /
- 环境风 /
- 散热性能 /
- 旁通窗
Abstract: To investigate the flow and heat transfer characteristics of natural draft direct air-cooling towers （NDC） for large coal-fired power generating units， a three-dimensional CFD numerical model covering major plant buildings， air-cooled radiators， and ambient wind fields uas established based on the NDC systems of a 2×660 MW unit of a power plant. The influences of meteorological factors， including ambient wind speed， ambient temperature and ambient wind direction， as well as regulation measures such as rolling shutters， louvers and bypass windows on the heat dissipation performance of NDC towers were systematically analyzed. The results demonstrate that ambient wind speed acts as the dominant factor governing the performance of the NDC system. As wind speed rose， the uneven distribution of air intake volume and heat dissipation among each cooling delta increased remarkably， which elevated the unit back pressure， and the upstream tower suffered more severe impacts than the downstream one. Ambient temperature exerted a slight effect on circumferential flow distribution， yet substantially changed the overall back pressure of the system. In terms of regulation strategies， closing rolling shutters in the windward zone and reducing the opening of partial louvers can improve air flow redistribution to a certain extent， but will reduce the total air flow rate and total heat dissipation of the entire tower. By contrast， bottom bypass windows can effectively optimize the air intake on the leeward side and boost heat dissipation under high-wind operating conditions， whereas top bypass windows deliver only limited improvement effects. This research can provide fundamental data and technical references for the optimal design， operational regulation， and energy-saving retrofitting of large NDC units.
- natural draft direct air-cooling tower /
- numerical simulation /
- ambient wind /
- cooling performance /
- bypass window

HTML全文

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