直接空冷系统轴流风机优化运行策略研究

作     者：侯一晨 

作者单位：华北电力大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：杨立军;陈磊;李国栋

授予年度：2023年

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

主      题：直接空冷系统 热负荷均匀分配 轴流风机调整策略 极端运行工况 数值模拟 传热传质 

摘      要：碳达峰、碳中和战略的实施对于我国电力行业提出了新的挑战。电站直接空冷技术由于其初投资低、节水率高、灵活性好等优点广泛应用于我国的富煤缺水地区。然而机械式直接空冷系统易受环境因素影响,且轴流风机功耗占厂用电比例较高,因此揭示不同环境气象条件和系统运行模式下空冷系统冷却性能变化规律,提出直接空冷系统更为高效可靠的风机运行调整策略,对于机组的安全经济运行具有重要意义。本文以某典型2×300MW直接空冷机组冬季运行工况为研究对象,以机组实现阻塞背压运行为优化目标,管束出口凝结水不过冷为约束条件,开发直接空冷系统控制逻辑。计算得到了最高临界环境温度和最低临界环境温度,在两者之间通过风机转速调节,实现直接空冷系统的高效运行。基于热负荷均匀分配原则,采用数值模拟方法,研究了常规工况下轴流风机转速灵活调节策略和极端工况下改进的灵活调节策略。获得了不同环境风向角、风速和机组负荷条件下,各轴流风机转速、轴流风机入口温度以及通过空冷单元的冷却空气质量流量分布规律。最终,计算得到不同环境气象条件、不同机组负荷下不同轴流风机转速调节策略风机总功耗变化规律。结果表明,基于热负荷均匀分配原则的轴流风机转速灵活调整策略和改进的灵活调节策略明显优于轴流风机转速整体调节策略。本文以热负荷均匀分配为原则,指导直接空冷系统各轴流风机转速优化调节,降低了风机群的功耗,相应的研究成果可为直接空冷机组优化运行和深层次节能提供参考。