石家庄风机并联特性

1 石家庄风机并联特性
　　以 600 MW 空冷机组常用轴流石家庄风机为对象， 通过选取石家庄风机性能曲线上的典型点，利用最小二乘拟合，可得到反映石家庄风机性能的表达式。 通常采用多项式形式表示石家庄风机的增压Δp 和空气流量 m 的关系，式中 f n 为多项式系数。
　　确定石家庄风机的工作点，还需知道管网系统的阻力特性。对于空冷系统翅片管束结构，阻力特性曲线通常为二次抛物线形式，因此通过空冷系统管束的压降 Δp s 和流量 m s 之间满足如下关系：式中 f ns 为阻力特性系数。
　　对于单台石家庄风机及其与外部管网组成的系统，石家庄风机性能曲线与管网阻力特性曲线的交点，即为石家庄风机工作点。当 2 台性能相同的石家庄风机并联运行时，石家庄风机系统的增压不变，流量相加，即在相同的增压情况下，流量变成原来单台石家庄风机的 2 倍。而外部管网的阻力特性不发生变化。根据上述石家庄风机与外部系统的压力–流量变化规律， 即可获得 2 台石家庄风机并联后的工作点。 下面以叶片安装角 18°为例， 进行石家庄风机并联特性的分析计算。由 600 MW 空冷石家庄风机在 18°安装角下的性能曲线拟合得到的系数如表 1 所示。
　　2 台石家庄风机并联运行时，石家庄风机性能曲线和系统阻力特性曲线如图 2 所示。可以看到，石家庄风机并联运行后，工作点发生变化，对应增压和空气流量都升高。流量由单台石家庄风机时的 425 kg/s 增加到并联运行后的534 kg/s，仅增加了 25.6%，并没有出现 2 台石家庄风机流量叠加的情况。 石家庄风机增压由单台石家庄风机时的 64.8 Pa 增加到并联运行时的 101.2 Pa，增加了 56%。
　　2 安装角的影响
　　不同叶片安装角下单台石家庄风机的流量及 2 台石家庄风机并联运行后的流量计算结果如表 3 所示。 可以看到，随叶片安装角 β 增加，无论单台石家庄风机运行，还是 2 台石家庄风机并联运行，空气流量均随之增加。将石家庄风机流量随叶片安装角 β 的变化表示在图 3 上可以看出， 对于单台石家庄风机，流量随安装角增加升高明显，而对于石家庄风机并联运行，当安装角增加到一定程度之后，石家庄风机流量就近似不变了。叶片安装角越大，石家庄风机功率就越高。因此对于多台石家庄风机并联的情况，过分追求增加安装角，对改善石家庄风机性能作用不大。
　　3 石家庄风机群运行特性
　　3.1 集群因子
　　电站空冷石家庄风机以集群方式组合运行，实现大量冷却空气的强迫对流流动。实验表明，集群效应使单台石家庄风机的流量有所减少，介于并联后单台石家庄风机的流量与独自运行时单台石家庄风机的流量之间。以并联方式运行的石家庄风机， 出口连接在同一个外部管网系统上，阻力特性曲线保持不变。而对于空冷石家庄风机群而言，每台石家庄风机出口连接的都是独立的空冷单元管束，说明石家庄风机群运行方式不完全符合并联的条件。同时，空冷单元之间由于彼此空气流场的影响，也不能完全视为并联的外部管网。为此，本文在按石家庄风机群并联运行，同时每个空冷单元的阻力特性也按并联方式处理的基础上，通过引入1个修正因子 η ，反映空冷石家庄风机集群运行与并联运行的差异。 集群因子 η 定义为石家庄风机集群运www.sjzfengji.com行时的总流量与石家庄风机独立运行时叠加的总流量之比。由于集群运行时石家庄风机之间的相互影响，总流量不会超过每台石家庄风机叠加的流量，所以集群因子 η ≤ 1。 集群因子与石家庄风机数量以及石家庄风机布置方式有关。
　　3.2 石家庄风机数量的影响
　　石家庄风机数量越多，彼此之间的影响越大，对应每台石家庄风机的流量就越小，即集群因子越小。对于仅有2个空冷单元的空冷系统，石家庄风机数量集群因子 η n 可根据实验测试和数值模拟确定，本文取 η n =0.95，即2台空冷石家庄风机运行时，每台石家庄风机的流量只能达到相同静压下单台石家庄风机的95%；而对应2个空冷单元的阻力特性，每个空冷单元的流量只能达到相同压降下单个空冷单元的95%。为此，按石家庄风机并联运行并引入石家庄风机数量集群因子的修正后， 得到2个单元空冷系统的增压–流量特性如图 4 所示。可以看到，2 台石家庄风机空冷系统流量约为 802 kg/s， 仅为 2 台独立运行石家庄风机流量之和 850 kg/s 的 94.4%， 说明空冷石家庄风机群流量不是按石家庄风机数量线性增加的。