摘要：当外界环境突然降温至水的凝固点时，间接空气冷却系统管里面的水就会因为这个原因导致凝固，体积增大，从而把传热管撑到变形甚至破裂，这个情况会严重导致整个机组的安全问题。我们模拟了2*350MW机组垂直间接空气冷却塔在温度非常低的环境下的散热情况得到并记录了一些相关的数值。在对百叶窗开度对间接空气冷却塔散热能力的研究中，通过调节其开度从而改变了冷却塔的流场和温度场，从而得到一组变量实验数据。数据显示：会出现管道冻结破裂的情况或潜在情况的百叶窗调节方式是降低迎风和背风地方的百叶窗开度，所以，我们通过实验可以得出为了避免或减少寒冬季节或温度极低情况下间接空气冷却塔被冻裂的情况，百叶窗应该全部进行调节，并调节至合适的数值，这样做才能够保证冷却塔中的循环水会保持在规定的范围内的温度，进而也就保证了散热管的安全。
关键词：垂直间接空气冷却塔；防冻；百叶窗开度；迎风；背风；出水温度
一、引言
我国西北的气候是温带大陆性季风气候，所以常年有风、干燥，而且我国物产丰富，西北地区有丰富的石油和煤炭资源，所以在我国的西北地区经常使用间接空气冷却系统。未来随着科学技术的不断进步，我国的核技术发展起来之后，可能也会用到空气冷却核技术发电上。但是，空气冷却系统中的循环水不能够压缩，甚至在凝固后还会膨胀体积增大，所以当遇到西北的极寒天气或者是整个在系统减负荷的时候，冷却塔整体的散热能力是特别强的，这就可能会出现温差加大的情况，循环水就会因此结冰体积膨胀，最后导致传热管被撑破的情况发生。这种情况造成的后果是不堪设想的，所以电厂一直在着力解决这个方面的问题。
有相关学者研究发现，间接空气冷却塔的散热能力受环境的影响很大，尤其是侧风对其的影响，侧风中包含的因素很多，比如说风的时速、风口的形状、间接空气冷却塔进口的高度宽度之比等等，都会造成间接空气冷却塔散热能力的变化。本文研究的是利用百叶窗来提高冷却塔的散热能力，并具体讨论百叶窗的开度对其散热能力的影响。在经过实验后我们能够知道，在冷却塔增加百叶窗比其他方法更为行之有效和便捷。
二、数值模型
我们以2*350MW的机组和它垂直布置的间接空气冷却塔为示例进行研究，整个机组的直径是155米，高度为180米，冷却塔的进风口高度是28米，冷却塔中使用的传热管是铝金属材料。我们假定垂直的间接空气冷却塔系统有190个独立的散热器，并将冷却塔竖直平分为12个扇段。我们在计算和分析的时候先不考虑其他方面的影响因素，那么在理论上连续方程、动量定理、动量守恒定律、能量守恒定律都能够运用到空气的流动和热的传递的计算上面。如我们规定所有的介质都不可以压缩，那么就可以将两个方程联立起来进行求解，最后能够得出一个值，那就是定场外流场控制方程。
由于冷却塔是通过循环水来进行降温的，那么扇段的出水温度，也就是冷却管的平均出水温度代表的就是其吸收的热量，单位是摄氏度。迎面风的运算单位是m/s。进风量这个名词是针对间接空气冷却塔的进风口而言的，对它的定义是当百叶窗的开度减小或增大时，与对其余全部打开的扇段进的风量影响的比值。
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三、研究结果与数据分析
（一）将一些扇段的百叶窗开度进行变化后，对间接空气冷却塔的散热能力的影响在实验中，我们随机抽取了几个扇段，分别是第二个、第五个、第六个、第11个这四个扇段，研究人员对他们的开度分别设置成了百分之百、百分之八十、百分之六十二、百分之四十七，然后进行观测，并实施记录数据。
结果我们可以得出，当这四个随机抽取的扇段的百叶窗开度均为百分之百时，风口进风量小的是侧向的，而迎向和背向的风时速相对于侧向的就很大，而且，在对比了循环水的温度之后我们还发现，迎向和背向的风导致其循环水的水温较侧风低。而改变他们的扇段百叶窗开度后，出现了相反的现象，即侧风一直在增大，进风量也一直在增加，循环水的温度也较原先百分之百的时候有明显的降低。这种现象的转折点在百叶窗的开度为百分之六十二的时候，从这个节点开始往下，侧风不再占据优势，反而迎面风和背向风的进风量开始减少且循环水的温度也超过了侧向风的温度。所以，相关的技术操作人员要根据具体实际情况来合理调节百叶窗的开度，保证其能够正常稳定地工作，避免出现由于循环水温度过低凝固导致散热管膨胀炸裂的情况发生。
（二）将全部扇段的百叶窗开度进行变化后，对间接空气冷却塔的散热能力的影响
和上一个研究过程相似，这个研究只是将所有的扇段的百叶窗都进行其开度的调节与变化，研究员将百叶窗的开度分别调为百分之百、百分之八十、百分之六十六和百分之五十四，然后进行观测，并实施记录数据。
在将数据统计好之后我们能够得出和上面相似的结论，但这组实验的节点是在百叶窗的开度在百分之六十六的时候。当百叶窗全部打开时，间接空气冷却塔的所有进风量是最大的，所有其散热能力是最强的，导致循环水的温度非常低。当开度小于百分之六十六时，所有的扇段的循环水温度都高于二十摄氏度。
所以，在调节间接空气冷却塔的散热能力时，调节百叶窗的开度这个方法是非常可行的，无论是冬季还是夏季，百叶窗都能够根据当时的环境进行合理的开度变化。
四、结语
本文针对间接空气冷却塔在我国西北的低温大风缺水环境中的散热管防冻技术做了介绍，尤其是利用调节百叶窗的开度进而调节冷却塔的散热强度的方法做了详细的介绍。希望能给相关的技术人员带来启发和参考，也希望有关研究人员能够通过这个方法来创造出更加方便和实用的散热管防冻技术。
参考文献
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[3]段刚，耿真.直接空冷机组冷却系统防寒防冻措施 [J].吉林电力,2006（5）:39-40.
论文作者:王思敏
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/11/11
标签：冷却塔论文; 百叶窗论文; 空气论文; 温度论文; 风量论文; 能力论文; 情况论文; 《基层建设》2018年第27期论文;