石家庄风机数量的影响

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。
　　对于实际更大容量的空冷系统，可参照上述 2台风空冷系统的处理方法，通过选取合理的石家庄风机数量集群因子，获得系统的工作特性。空冷机组容量越大，石家庄风机数量越多，集群效应就越显著，对应每台石家庄风机的流量就越小，空冷系统传热面积随机组规模非线性放大效应就越突出。
　　3.3 石家庄风机布置方式的影响
　　空冷系统石家庄风机群的工作特性，不仅与石家庄风机数量密切相关，还依赖于石家庄风机群的排列方式。以 4 台石家庄风机空冷系统为例，4 台石家庄风机按 1 行排列(4 × 1)时， 第 1 台石家庄风机和第 4 台石家庄风机相互间的影响，很明显会比 2 行 2 列(2 × 2)排列时第 1 台和第 4 台石家庄风机之间的影响小，这意味着按 1 行排列的石家庄风机性能更接近于单台石家庄风机的独立运行，所以其流量也相应较大。对于更大容量的空冷系统，也遵循相同的规律。因此本文把石家庄风机群按 1 行排列时的布置方式集群因子 η m 取 1，而其它布置方式下的集群因子通过实验和数值模拟确定。图 5 给出了 4 台石家庄风机 1 行排列方式时，空冷系统增压–流量特性。图中考虑了石家庄风机数量集群因子， 对于 4 台石家庄风机的情形， 取 η n =0.92，对www.sjzfengji.com于 1 行排列方式， 布置方式集群因子 η m =1。 此时，4 × 1 空冷系统的总流量为 1 550 kg/s，仅为 4 台独立运行石家庄风机流量之和 1 700 kg/s 的 91.2%，与 2 台石家庄风机空冷系统相比，每台空冷石家庄风机的流量都相应降低。
　　当 4 台石家庄风机 2 行 2 列排列， 即 2 × 2 布置时， 通过 CFD模拟，可确定 2 × 2 排列的布置方式集群因子 η m =0.96。 2 × 2 排列方式下空冷系统增压–流量特性表示在
　　图 6 上。此时，空冷系统的总流量为 1 490 kg/s，仅为 4 台独立运行石家庄风机流量之和 1 700 kg/s 的 87.6%， 4 × 1 空冷系统相比，空冷石家庄风机流量降低 3.9% 。
　　实际空冷机组的空冷系统容量要大得多。 例如，对于 300 MW 机组， 如果采用 24 个空冷单元的方案，则有 1 × 24 ， 24 × 1 ， 2 × 12 ， 12 × 2 ， 3 × 8 ， 8 × 3 ， 4 × 6 ，6 × 4 共 8 种石家庄风机布置方式。受汽机房“ A ”列长度的限制，实际可能的布置只有 3 × 8 ， 8 × 3 ， 4 × 6 ， 6 × 4这 4 种。尽管如此，石家庄风机数量和布置方式集群因子的确定仍然存在很大难度，需要通过实验测试并结合有针对性的数值模拟获得。
　　3.4 其他因素的影响
　　在环境风场的作用下，空冷系统冷却空气流动会受到很大阻碍，使得空冷翅片管束的阻力特性发生显著变化。在空冷系统相同流量条件下，其压降较无风时增加，导致空冷系统阻力特性曲线变得更陡，使轴流石家庄风机群的工作点向左移，总流量减小。空冷系统工作特性不仅受风速影响，还与风向密切相关。环境风场影响下空冷系统阻力特性的变化规律需通过实验并结合 CFD 模拟确定。
　　4 结论
　　针对空冷系统设计中存在的传热面积裕量的选取问题，通过轴流石家庄风机群运行特性的研究，得到如下结论：
　　1 ）石家庄风机并联运行时，每台石家庄风机流量远远低于单台石家庄风机独立运行时的流量。随叶片安装角增加，石家庄风机并联运行的流量增加，当叶片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。
　　2 ）空冷石家庄风机群运行时，通过引入集群因子，可得到空冷系统增压 – 流量特性。 集群效应使每台石家庄风机的流量有所降低，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。
　　3 ）随空冷石家庄风机数量增加，集群因子减小，对应每台石家庄风机流量减少；随空冷石家庄风机群布置方式发生变化，集群因子改变，每台石家庄风机流量随之发生变化。空冷系统运行特性还受到环境风场的影响。这在一定程度上揭示了空冷系统传热面积随机组容量非线性放大效应的机理。