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火电厂汽轮机房通风、供暖节能模拟研究

作　者: 刘云霞
导　师: 徐菱虹
学　校: 华中科技大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 汽轮机房通风供暖节能 Airpak
分类号: TU832
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

全球能源日趋短缺,我国能源严重短缺,节能减排是关系经济社会可持续发展的重大战略问题,是中央确定的我国经济社会发展的重大战略任务。建筑节能对于缓解我国能源短缺问题具有重要意义。火力发电厂汽轮机房是典型的高大空间、大热源建筑,夏季通风散热需要很大的通风量;冬季冷风渗透大,即使在很大的供暖负荷下,工作区仍不能达到满意的供暖效果。因此,通风、供暖系统的设计对节能有很大影响。目前,通风和供暖的设计基本上是依靠经验,很难设计出气流组织合理且节能的系统。本文研究对象为一实际2×300MW火电厂工程的汽轮机房,使用面向HVAC专业的Airpak软件建立几何模型、划分网格,并选择适当的数学模型和边界条件,利用Fluent求解器对其通风气流场进行数值计算。首先,对汽轮机房原通风系统进行模拟计算,验证其通风效果,得出原设计存在能耗严重、温度场(气流组织)不均匀的结果;从改善通风气流效果和节能两方面出发,对汽轮机房的通风设计做改善,先解决了气流组织不均匀导致的温度场不均匀问题,再在此基础上做节能改善设计,得到夏季通风系统运行节能33kW(节能率为15.3%)的满意设计工况。多次模拟试验后,找出了自然通风适用于过渡季节的临界温度(16℃),在此温度及以下,采取风机停止运转、风阀全开的自然通风方案,可满足过渡季节的通风散热要求。冬季工况下,采用屋顶风机逆转向汽轮机房倒送风,冷风与热气流充分混合后下送,充分利用了积聚在上空的设备散热量,为下部工作区供暖服务,模拟结果证明,屋顶风机倒送风用于冬季供暖很好地解决了传统供暖存在的下冷上热问题,阻止了下部冷风的渗入,且充分利用废热,大大地节约了供暖能耗。本文的研究结果还表明,Airpak软件用于大空间建筑通风气流场的模拟计算,建模方便且计算准确,模拟计算结果对汽轮机房通风供暖的设计、节能优化具有显著的指导作用,对实现火电厂节能具有重大的理论指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 汽轮机房热环境特点  10
  1.3 国内外大空间通风研究现状  10-11
  1.4 本课题的研究对象及主要工作  11-13
2 汽轮机房通风设计  13-20
  2.1 汽轮机房通风设计原则  13
  2.2 通风方案的比较选择  13-15
  2.3 汽轮机房夏季通风设计及计算  15-19
  2.4 本章小结  19-20
3 数学模型  20-28
  3.1 Airpak 软件基本介绍  20-21
  3.2 控制方程  21-22
  3.3 湍流模型  22-26
  3.4 辐射模型  26
  3.5 边界条件  26
  3.6 Airpak 运算  26-27
  3.7 本章小结  27-28
4 夏季通风设计工况模拟计算及分析  28-36
  4.1 汽轮机房物理模型  28-29
  4.2 求解参数设定及求解控制  29-30
  4.3 夏季通风设计工况模拟分析  30-34
  4.4 本章小结  34-36
5 通风、供暖节能优化设计及模拟分析  36-57
  5.1 夏季通风设计改善及模拟分析  36-39
  5.2 夏季通风设计节能改进及模拟分析  39-43
  5.3 过渡季节自然通风模拟分析  43-47
  5.4 通风用于冬季供暖研究及模拟分析  47-56
  5.5 本章小结  56-57
6 总结与展望  57-59
  6.1 全文总结  57-58
  6.2 展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-62

火电厂汽轮机房通风、供暖节能模拟研究

内容摘要

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