负责人：魏进家
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    E-mail：jjwei@mail.xjtu.edu.cn
    所在院所：西安交通大学能源动力学院 过程装备与控制工程系
    项目简介：
    火电厂直接空冷系统的设计的优劣直接关系到投产后电厂的安全和经济效益。空气冷凝器散热效果是决定空冷电厂安全性和经济性至关重要的因素，由于我国目前空冷电厂还处于起步阶段，可能由于商业机密的原因，很难找到公开发表的有关学术资料和文献，设计单位并没有过多可以借鉴的经验。依靠风洞模拟实验，往往因某些相似条件不能满足而降低了实验结果的效能，进行全尺寸的实验，既要耗费大量的人力、物力和时间，而且也难于提供设计所需要的全部信息。
    本项目开发了直接空冷系统性能预测的数值模拟技术，可以解决风洞模拟实验的不足，能完整系统地模拟电厂完工后的空气冷凝器的换热效果，评估各种设计方案的合理性。该技术在空冷系统的研究中有着独有的优势，这种优势主要体现在三个方面：（1）经济性好。一是数值模拟费用要远远低于实验研究费用；二是从多种参数的大量匹配组合方案中选出最佳方案，数值模拟的速度是实验研究所无法比拟的。（2）模拟能力强。不受地形地貌和空间范围限制，可以任意设定风向、风速、环境温度和蒸汽温度，较真实的模拟流场，且自动满足所有相似性参数和相似律。（3）数据完整。可以提供包括所有矢量场（如速度场）和所有标量场（如温度场、密度场和压力场等）的数值分布，因而可补充实验研究所无法获得的数据，同时计算结果可以直接提供蒸汽的背压，结论直截了当、清晰明确。
    通过数值模拟可提供各风向、风速、气温的不同组合时，气象环境对空冷系统的影响程度（给出了换热效率、热风回流量、引起的风机进口温度升高值和影响面积 (或风机台数 )，为设计单位选择最优的设计参数，包括火电厂的空冷平台与其它建筑物间的布局、空冷平台的高度、空冷平台挡风墙的高度、风机的迎风面速度等。通过数值模拟还可以为设计单位和厂家招标提供很有价值的参考依据，为火电厂直接空冷系统的建设带来极大的经济效益。
    另外，数值模拟还可为生产的火电厂直接空冷系统提供运行情况的预测和改良方案。国内采用直接空冷的电厂遇到的一个普遍问题是不能在全年内都保证满发，主要原因就是高温和外界大风风速和风向对直接空冷影响很大。通过数值模拟可以预测电厂在各种环境条件下运行的汽轮机背压值，通过流体力学热力学理论与实际经验结合，为在一定程度上降低汽轮机背压值提供合理的解决方案和工程建议，这是业主与设计单位最关心的问题。可以想象，如果把汽轮机背压值在同样的条件下降低几个百分点就可以带来一年上千万的经济效益。
    针对目前已有水冷电厂改建成空冷电厂的问题，原有的建筑物会对空气冷凝器存在较大的影响，而且不同电厂的改造方案也不尽相同，会比新建的空冷电厂存在更多的技术困难，极端情况例如高温大风有可能造成电厂跳闸，有必要预先进行一定的研究。
    无论对于处于设计阶段的电厂还是已经投产的电厂，该技术都可以为厂方工程师提供方便实用的满发情况下气象条件与汽轮机背压值相对应的操作手册。厂方工程师可以根据手册针对不同的气象条件（尤其是外界高温大风容易导致汽轮机背压值过高的情况）查出相应的背压值，及时做出调整，避免极端情况下发生跳闸。 
    该技术可推广应用到石化、炼钢等部门的空冷系统。
    技术领先：

    该项目处于国内领先水平。
    预期经济效益分析：
    该技术已在多个空冷器设计和改造中得以应用，取得了很好的效果，技术上有保障，经济可行，技术经济效益可观。