CN114109884A - 一种空冷风机现场考核试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空冷风机现场考核试验方法，包括：采用数值仿真技术对空冷风机群实际运行状态进行模拟仿真，选取空冷风机作为测试对象；其次，针对选取的测试对象，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；最后，根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。本发明结合了数值仿真技术和试验测试手段，通过该方法可以精确选取合适的测试对象以及测试工况，对空冷风机群测试对象的实际风量进行精确测量，并完成对空冷风机实际运行性能的准确评估。

Description

一种空冷风机现场考核试验方法

技术领域

本发明涉及燃煤电厂领域，具体涉及一种空冷风机现场考核试验方法。

背景技术

水资源的匮乏使火电厂节水问题日益成为社会关注的热点，常规湿冷机组对水资源的大量消耗使其应用受到了限制，而空冷机组特别是直接空冷机组以优异的节水性能正成为富煤缺水地区的最佳选择。空冷风机是通过其工作风量来影响空冷系统运行性能的，所以对空冷风机进行现场试验只需考核其工作风量。然而，由于空冷风机工作状态不稳定，易受环境风速、风向以及群效应等外界因素的影响，因而考核空冷风机性能时并无现有的风机试验标准可以参考借鉴。

发明内容

为了更加准确评估空冷风机性能，本发明的目的在于提供一种空冷风机现场考核试验方法，该方法结合了数值仿真技术和试验测试手段，通过该方法可以精确选取合适的测试对象以及测试工况，对空冷风机群测试对象的实际风量进行精确测量，并完成对空冷风机实际运行性能的准确评估。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种空冷风机现场考核试验方法，包括：

采用数值仿真技术对空冷风机群实际运行状态进行模拟仿真，选取空冷风机作为测试对象；其次，针对选取的测试对象，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；最后，根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。

本发明进一步的改进在于，该方法具体包括以下步骤：

1)采用数值仿真技术，确定试验测试对象；

利用数值仿真技术，模拟不同工作环境对空冷风机运行状态的影响，借此捕捉空冷岛整体和局部的流动细节，用于揭示空冷岛流场的物理特性；

2)针对上一步骤选取的在第i个数值计算工况的空冷风机A_i、B_i、C_i和D_i，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；

3)根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，数值仿真技术的具体实施方法如下：

(1)计算方法：数值计算基于雷诺平均Navier-Stokes方程的标准k-ε湍流模型，离散方法采用有限体积法，控制方程中的扩散项采用二阶中心差分格式离散格式，对流项采用一阶迎风格式离散格式，采用SEGREGATED隐式方法，压力-速度耦合采用SIMPLE算法，近壁面采用标准壁面函数；

(2)建模与网格划分：对单个空冷风机和空冷岛按照实际尺寸进行三维实体建模，对翅片管换热器进行简化处理，采用多孔介质模型模拟空冷凝汽器的压降；对风机模型进行简化，将叶片流道等效成一个没有厚度但是有压力跳跃的圆盘，同时考虑流体在风机叶片搅动作用下产生的切向速度及径向速度对流场的影响，叶片区域计算采用风扇边界条件；网格采用结构化网格划分，单个空冷风机单位网格总数为100万～300万；

(3)计算边界条件：来风向采用速度进口边界条件，速度v沿高度方向满足如下规律：

其中，u为沿高度方向风速值，u_ref为参考高度风速值，以上单位为m/s；h为高度，h_ref为参考高度，以上单位为m；k为地面粗糙度；出口采用压力出口边界条件；空冷凝汽器区域采用多孔介质模型简化，空冷风机叶片区域采用风扇边界条件；

(4)计算工况：在空冷风机转速n为额定转速下，即n=n_design，n_design为空冷风机额定转速，单位为r/min，分别计算N个主导风速度工况；其中，主导风为空冷岛周围东、西、南、北四个方向风速最大的环境风，与主导风相反方向的环境风为逆向风，其他两个方向的环境为两侧横风，逆向风和两侧横风的速度数值计算时简化为0m/s；主导风速度v在风速区间[0,v_max]内选取，v_max为空冷岛周围环境风最高速度值，单位为m/s，主导风速度工况数目N与试验测试工况数目N₁一致，即根据试验测试期间空冷岛周围主导风速度变化的实际情况确定试验测试工况数目N₁和数值计算工况数目N，且N＝N₁；

(5)数值计算结果处理：按照上面的要求完成N个工况的数值计算，直到数值计算过程收敛；数值计算完成后，计算空冷岛内所有空冷风机的流量，分析其流量分布规律，在第i个数值计算工况，1≤i≤N，在整个空冷岛区域选取2台计算风量最小的空冷风机，分别对其编号为A_i和B_i，A_i、B_i空冷风机受环境风和群效应影响较大；在整个空冷岛区域选取2台计算风量最大的空冷风机，分别对其编号为C_i和D_i，C_i、D_i空冷风机受环境风和群效应影响小。

本发明进一步的改进在于，3≤N≤10。

本发明进一步的改进在于，当能量的残差值低于10^-6，其它变量的残差值均低于10^-3时，认为计算收敛。

本发明进一步的改进在于，步骤2)中，空冷风机风量测试方法如下：

(1)确定空冷风机试验唯一的考核工况；空冷风机试验设定1个考核工况，其它工况均为参考工况，测试单位与建设单位、设备供货单位协商，根据设备供货时的设计边界和现场实际风场情况，三方共同确定1个试验测试工况为考核工况，其它N₁-1个试验工况就是参考工况，参考工况的测试数据仅作为参考借鉴，而考核工况试验测试数据直接作为评估空冷风机性能是否达标的考核指标；

(2)确定空冷风机试验考核工况需要测试的空冷风机，实施空冷风机风量测试试验；上一步骤确定了空冷风机试验唯一考核工况，根据第一步骤的方法，确定空冷风机试验考核工况对应的数值计算工况i₀，1≤i₀≤N，以及需要测试的空冷风机

和

本发明进一步的改进在于，步骤2)的(2)中，空冷风机风量测试方法如下：

①风量测量工具：采用高精度叶轮风速仪进行风量测试，风速仪数目N₂与风量测点数目N₃一样，即N₂＝N₃，且风速仪数目N₂满足：20≤N₂≤30，N₂为偶数；叶轮风速仪由风速仪测量端和风速仪显示端组成，测量端和显示端通过传输数据线进行连接，对传输数据线进行了加长以及放大补偿处理，保证显示端接收的信号不发生失真现象；

②风量测点布置方式：风量测点的数目N₃与风速仪数目N₂相同，也满足：20≤N₃≤30，N₃为偶数；风量测点位置设置于空冷风机进口截面上，布置在三条直径上，将N₃个测点在三条直径上按照我国现行标准GB/T 10178-2006《工业通风机现场性能试验》中规定的圆形截面流量测点布置方式进行布置；风量测点安装方向正对来流方向；

③数据读取与处理：保持锅炉主蒸汽流量、背压运行参数稳定，空冷风机转速恒定的情况下，每隔15s～30s读取一次被测空冷风机所有风速仪的速度参数，每个工况数据读取时间不少于10min；先将同一时刻被测空冷风机所有风量测点的速度参数取平均值，再将求解得到的速度平均值按照不同时刻取平均值，得到该试验工况被测空冷风机进口的风速平均值

单位为m/s，该试验工况被测空冷风机的风量q_v通过下面公式求解：

q_v单位为m³/s；其中，Area为被测空冷风机流量测点安装截面面积，单位为m²。

本发明进一步的改进在于，步骤3)中，考核工况试验结果数据分析及空冷风机性能考核方法如下：

(1)试验结果数据分析：将考核工况的空冷风机测试风量数据进行处理，处理完成后对数据进行分析；考核工况对应的工况序号为i₀，考核工况需测试的空冷风机编号为

和

针对这4台风机，根据第一步骤的方法，完成空冷岛考核工况的数值计算，得到这4台风机的风量模拟值分别为

和

根据第二步骤的方法，完成

和

空冷风机的风量测试，得到这4台风机的风量实测值分别为

和

然后，评价空冷风机风量模拟值和实测值的准确度，实施方法如下：

①如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足如下条件，那么继续进入下一步空冷风机性能考核：

②如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足不满足上述条件，那么重新进入第一步骤数值模拟阶段，优化设置数值计算和网格划分方法，重新走一遍步骤一到步骤三的流程，直到空冷风机风机模拟值和实测值满足上述条件，就进入到下一步空冷风机性能考核；

(2)空冷风机性能考核：在考核工况，

和

空冷风机的风量实测值分别为

和

那么考核工况空冷风机最小风量

考核工况空冷风机最大风量

而空冷风机设计风量为q_v,design，然后，按照如下方法评判空冷风机性能是否达标：

①如果考核工况空冷风机风量满足如下条件，那么就评判空冷风机性能达标：

②如果考核工况空冷风机风量不满足上述条件，那么就评判空冷风机性能不达标。

本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提出的一种空冷风机现场考核试验方法，首先，采用数值仿真技术对空冷风机群实际运行状态进行模拟仿真，选取合适的空冷风机作为测试对象；其次，针对选取的测试对象，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；最后，根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。

本发明空冷风机现场考核试验方法，填补了目前并无空冷风机性能考核试验标准的技术空白，是一种可实施性强、评价方式可靠的空冷风机现场性能考核试验方法。该空冷风机现场考核试验方法充分考虑了空冷岛的实际运行条件和状况(包括空冷岛内部风机的群效应和周围环境的系统效应)，通过该方法，可以快速、精确测试空冷风机受外界因素影响的实际运行性能，并对空冷风机的性能进行准确评估与考核。

附图说明

图1为本发明专利的原理示意图；

图2为本发明专利的风量测点布置位置示意图。

图1中：A、B、C、D均为空冷风机编号；i为数值计算工况或试验测试工况的序号，i₀为考核工况的序号；N为数值计算工况数目，N₁为试验测试工况数目，N₂为风速仪数目，N₃为风量测点数目；n_design为空冷风机额定转速，单位为r/min；h为高度，h_ref为参考高度，Area为被测空冷风机流量测点安装截面面积，以上单位为m；k为地面粗糙度。

u为沿高度方向风速，u_ref为参考高度风速，v为主导风速度，v_max为主导风最高速度值，

为进口风速平均值，以上单位均为m/s。

q_v为空冷风机风量，q_v,design为空冷风机设计风量，

为空冷风机

的风量模拟值，

为空冷风机

的风量模拟值，

为空冷风机

的风量模拟值，

为空冷风机

的风量模拟值，

为空冷风机

的风量实测值，

为空冷风机

的风量实测值，

为空冷风机

的风量实测值，

为空冷风机

的风量实测值，q_v,min为考核工况空冷风机最小风量，q_v,max为考核工况空冷风机最大风量，以上单位均为m³/s。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明提供的一种空冷风机现场考核试验方法，首先，采用数值仿真技术对空冷风机群实际运行状态进行模拟仿真，选取合适的空冷风机作为测试对象；其次，针对选取的测试对象，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；最后，根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。具体实施方法如下：

1、采用数值仿真技术，确定试验测试对象。本发明利用数值仿真技术，模拟不同工作环境对空冷风机运行状态的影响，借此捕捉空冷岛整体和局部的流动细节，用于揭示空冷岛流场的物理特性。数值仿真技术的具体实施方法如下：

(1)计算方法：数值计算基于雷诺平均Navier-Stokes方程的标准k-ε湍流模型，离散方法采用有限体积法(FVM)，控制方程中的扩散项采用二阶中心差分格式离散格式，对流项采用一阶迎风格式离散格式，采用SEGREGATED隐式方法，压力-速度耦合采用SIMPLE算法，近壁面采用标准壁面函数。

(2)建模与网格划分：对单个空冷风机和空冷岛按照实际尺寸进行三维实体建模，对翅片管换热器进行简化处理，采用多孔介质模型模拟空冷凝汽器的压降；对风机模型进行简化，将叶片流道等效成一个没有厚度但是有压力跳跃的圆盘，同时也可以考虑流体在风机叶片搅动作用下产生的切向速度及径向速度对流场的影响，叶片区域计算采用风扇边界条件。网格采用结构化网格划分，单个空冷风机单位网格总数为100万～300万。

(3)计算边界条件：来风向采用速度进口边界条件，速度v沿高度方向满足如下规律：

其中，u为沿高度方向风速值，u_ref为参考高度风速值，以上单位为m/s；h为高度，h_ref为参考高度，以上单位为m；k为地面粗糙度；出口采用压力出口边界条件；空冷凝汽器区域采用多孔介质模型简化，空冷风机叶片区域采用风扇边界条件。

(4)计算工况：在空冷风机转速n为额定转速下，即n=n_design(n_design为空冷风机额定转速，单位为r/min)，分别计算N个主导风速度工况(3≤N≤10)。其中，主导风为空冷岛周围东、西、南、北四个方向风速最大的环境风，与主导风相反方向的环境风为逆向风，其他两个方向的环境为两侧横风，逆向风和两侧横风的速度数值计算时简化为0m/s；主导风速度v在风速区间[0,v_max]内选取(v_max为空冷岛周围环境风最高速度值，单位为m/s)，主导风速度工况数目N与试验测试工况数目N₁一致，即根据试验测试期间空冷岛周围主导风速度变化的实际情况确定试验测试工况数目N₁和数值计算工况数目N，且N＝N₁。

(5)数值计算结果处理：按照上面的要求完成N个工况的数值计算，直到数值计算过程收敛(当能量的残差值低于10^-6，其它变量的残差值均低于10^-3时，就认为计算收敛)。数值计算完成后，计算空冷岛内所有空冷风机的流量，分析其流量分布规律，在第i个数值计算工况(1≤i≤N)，在整个空冷岛区域选取2台计算风量最小的空冷风机，分别对其编号为A_i和B_i，A_i、B_i空冷风机受环境风和群效应影响较大；在整个空冷岛区域选取2台计算风量最大的空冷风机，分别对其编号为C_i和D_i，C_i、D_i空冷风机受环境风和群效应影响较小。

2、针对上一步骤选取的在第i个数值计算工况的空冷风机A_i、B_i、C_i和D_i，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法。如上一步骤所述，空冷风机风量测试试验工况数目为N₁(3≤N₁≤10)，N₁个试验工况空冷风机风量测试方法相同，下面以第i个试验工况为例(1≤i≤N₁)，陈述空冷风机风量测试方法：

(1)确定空冷风机试验唯一的考核工况。空冷风机试验只设定1个考核工况，其它工况均为参考工况。测试单位与建设单位、设备供货单位协商，根据设备供货时的设计边界和现场实际风场情况，三方共同确定1个试验测试工况为考核工况，其它(N₁-1)个试验工况就是参考工况，参考工况的测试数据仅作为参考借鉴，而考核工况试验测试数据直接作为评估空冷风机性能是否达标的考核指标。

(2)确定空冷风机试验考核工况需要测试的空冷风机，实施空冷风机风量测试试验。上一步骤确定了空冷风机试验唯一考核工况，根据第一步骤的方法，确定空冷风机试验考核工况对应的数值计算工况i₀(1≤i₀≤N)，以及需要测试的空冷风机

和

4台空冷风机风量测试的方法相同，下面以1台空冷风机为例，介绍空冷风机风量测试方法：

①风量测量工具：采用高精度叶轮风速仪进行风量测试，风速仪数目N₂与风量测点数目N₃一样，即N₂＝N₃，且风速仪数目N₂满足：20≤N₂≤30，N₂为偶数。叶轮风速仪由风速仪测量端和风速仪显示端组成，测量端和显示端通过传输数据线进行连接，对传输数据线进行了加长以及放大补偿处理，保证显示端接收的信号不发生失真现象。

②风量测点布置方式：风量测点的数目N₃与风速仪数目N₂相同，也满足：20≤N₃≤30，N₃为偶数；风量测点位置设置于空冷风机进口截面上(具体位置详见附图2)，布置在三条直径上，将N₃个测点在三条直径上按照我国现行标准GB/T 10178-2006《工业通风机现场性能试验》中规定的圆形截面流量测点布置方式进行布置；风量测点安装方向需正对来流方向。

③数据读取与处理：保持锅炉主蒸汽流量、背压运行参数稳定，空冷风机转速恒定的情况下，每隔15s～30s读取一次被测空冷风机所有风速仪的速度参数，每个工况数据读取时间不少于10min；先将同一时刻被测空冷风机所有风量测点的速度参数取平均值，再将求解得到的速度平均值按照不同时刻取平均值，得到该试验工况被测空冷风机进口的风速平均值

(单位为m/s)，该试验工况被测空冷风机的风量q_v通过下面公式求解：

(q_v单位为m³/s)。其中，Area为被测空冷风机流量测点安装截面面积，单位为m²。

3、根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。如前所述，考核工况试验测试数据直接作为评估空冷风机性能是否达标的考核指标，而参考工况的测试数据仅作为参考借鉴。因此，本发明以考核工况为准，陈述空冷风机试验结果数据分析与风机性能考核方法，其它参考工况的数据分析方法类似。考核工况试验结果数据分析及空冷风机性能考核方法如下：

(1)试验结果数据分析：将考核工况的空冷风机测试风量数据进行处理，处理完成后对数据进行分析。如前所述，考核工况对应的工况序号为i₀，考核工况需测试的空冷风机编号为

和

针对这4台风机，根据第一步骤的方法，完成空冷岛考核工况的数值计算，得到这4台风机的风量模拟值分别为

和

根据第二步骤的方法，完成

和

空冷风机的风量测试，得到这4台风机的风量实测值分别为

和

然后，评价空冷风机风量模拟值和实测值的准确度，实施方法如下：

①如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足如下条件，那么继续进入下一步空冷风机性能考核：

②如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足不满足上述条件，那么重新进入第一步骤数值模拟阶段，优化设置数值计算和网格划分方法，重新走一遍步骤一到步骤三的流程，直到空冷风机风机模拟值和实测值满足上述条件，就进入到下一步空冷风机性能考核。

(2)空冷风机性能考核：如前所述，在考核工况，

和

空冷风机的风量实测值分别为

和

那么考核工况空冷风机最小风量

考核工况空冷风机最大风量

而空冷风机设计风量为q_v,design。然后，按照如下方法评判空冷风机性能是否达标：

①如果考核工况空冷风机风量满足如下条件，那么就评判空冷风机性能达标：

②如果考核工况空冷风机风量不满足上述条件，那么就评判空冷风机性能不达标。

实施例

国内某600MW直接空冷机组，风机动叶数量为22片，空冷系统配备56台空冷风机，风机额定转速n_design＝92r/min，Area＝65.6m²。依次按照下面的步骤实施空冷风机现场考核试验：

1、空冷岛数值仿真计算：通过参数h_ref＝10m，u_ref＝3m/s，k＝0.2，求解不同高度h处的速度u，作为进口速度边界条件；单个空冷风机单元采用结构化网格划分，网格总数为150万；数值计算工况数目N＝3，v_max＝8m/s，三个计算工况主导风速度分别为v＝0m/s，v＝2m/s，v＝6m/s；计算方法、建模与网格划分、计算边界条件以及计算工况其他设置方法按照本发明第一步骤里面进行设置。设置完成后，开始实施3个工况数值仿真计算，直到数值计算过程收敛。然后，然后本发明第一步骤开展数值计算结果处理，得到第i个(1≤i≤3)计算工况的空冷风机A_i、B_i、C_i和D_i及其风量数值。

2、空冷风机现场风量测试：首先，确定试验考核工况。因为试验工况数目与数值计算工况数目相同，即N=N₁＝3，根据现场实际风场情况，经测试单位与建设单位、设备供货单位三方协商，确定主导风速度v＝2m/s为考核工况，其他两个工况为参考工况。然后，空冷风机试验考核工况对应的数值计算工况序号i₀＝2，在额定转速n_design＝92r/min下，对考核工况的空冷风机A₂、B₂、C₂、D₂和参考工况的空冷风机A₁、B₁、C₁、D₁、A₃、B₃、C₃、D₃进行现场试验测试。以考核工况空冷风机A₂、B₂、C₂、D₂为例，介绍空冷风量测试方法：采用30台高精度高精度叶轮风速仪，分别设置于30个风量测点上，即N₂=N₃＝30个测点的位置按照我国现行标准GB/T 10178-2006《工业通风机现场性能试验》中规定的圆形截面流量测点布置方式布置于测量截面的3条直径线上；按照本发明第二步骤中数据读取与处理的要求，每个工况数据读取时间为20min，每隔30s读取一次速度参数，通过求均值的方法得到该试验工况被测空冷风机进口的风速平均值v，并求得该试验工况被测空冷风机的风量q_v，这样就得到了被测空冷风机的风量。经过整理与计算，q_v,A2＝464.1m³/s，q_v,B2＝411.5m³/s，q_v,C2＝509.6m³/s，q_v,D2＝497.3m³/s。

3、风量计算与测试准确度评价：空冷风机试验考核工况对应的数值计算工况序号i₀＝2，通过第一步空冷岛数值仿真计算可知，考核工况空冷风机A₂、B₂、C₂、D₂的数值模拟风量分别为

而上一步计算的这4台空冷风机实测风量分别为q_v,A2＝464.1m³/s，q_v,B2＝451.5m³/s，q_v,C2＝509.6m³/s，q_v,D2＝497.3m³/s。经过计算，

满足风量准确度评价条件，直接进入下一步空冷风机性能考核。

4、空冷风机性能考核：根据上一步骤的风量计算结果，经过计算，q_v,min＝451.5m³/s，q_v,max＝509.6m³/s，而q_v,design＝499.4m³/s。经过进一步计算可知，

满足空冷风机风量考核性能指标条件，这说明本次考核的空冷风机性能达标。

经过上面的步骤，就完成了空冷风机现场考核试验。本发明给出了一种可实施性强、评价方式可靠的空冷风机现场性能考核试验方法。通过该方法，可以快速、精确测试空冷风机受外界因素影响的实际运行性能，并对空冷风机的性能进行准确评估与考核。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，包括：

采用数值仿真技术对空冷风机群实际运行状态进行模拟仿真，选取空冷风机作为测试对象；其次，针对选取的测试对象，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；最后，根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。

2.根据权利要求1所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

1)采用数值仿真技术，确定试验测试对象；

利用数值仿真技术，模拟不同工作环境对空冷风机运行状态的影响，借此捕捉空冷岛整体和局部的流动细节，用于揭示空冷岛流场的物理特性；

2)针对上一步骤选取的在第i个数值计算工况的空冷风机A_i、B_i、C_i和D_i，在不同的测试工况给出具体的空冷风机风量测试方法；

3)根据空冷风机风量测试结果，给出具体的空冷风机性能考核方法。

3.根据权利要求2所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，步骤1)中，数值仿真技术的具体实施方法如下：

(1)计算方法：数值计算基于雷诺平均Navier-Stokes方程的标准k-ε湍流模型，离散方法采用有限体积法，控制方程中的扩散项采用二阶中心差分格式离散格式，对流项采用一阶迎风格式离散格式，采用SEGREGATED隐式方法，压力-速度耦合采用SIMPLE算法，近壁面采用标准壁面函数；

(2)建模与网格划分：对单个空冷风机和空冷岛按照实际尺寸进行三维实体建模，对翅片管换热器进行简化处理，采用多孔介质模型模拟空冷凝汽器的压降；对风机模型进行简化，将叶片流道等效成一个没有厚度但是有压力跳跃的圆盘，同时考虑流体在风机叶片搅动作用下产生的切向速度及径向速度对流场的影响，叶片区域计算采用风扇边界条件；网格采用结构化网格划分，单个空冷风机单位网格总数为100万～300万；

(3)计算边界条件：来风向采用速度进口边界条件，速度v沿高度方向满足如下规律：

其中，u为沿高度方向风速值，u_ref为参考高度风速值，以上单位为m/s；h为高度，h_ref为参考高度，以上单位为m；k为地面粗糙度；出口采用压力出口边界条件；空冷凝汽器区域采用多孔介质模型简化，空冷风机叶片区域采用风扇边界条件；

(4)计算工况：在空冷风机转速n为额定转速下，即n＝n_design，n_design为空冷风机额定转速，单位为r/min，分别计算N个主导风速度工况；其中，主导风为空冷岛周围东、西、南、北四个方向风速最大的环境风，与主导风相反方向的环境风为逆向风，其他两个方向的环境为两侧横风，逆向风和两侧横风的速度数值计算时简化为0m/s；主导风速度v在风速区间[0,v_max]内选取，v_max为空冷岛周围环境风最高速度值，单位为m/s，主导风速度工况数目N与试验测试工况数目N₁一致，即根据试验测试期间空冷岛周围主导风速度变化的实际情况确定试验测试工况数目N₁和数值计算工况数目N，且N＝N₁；

(5)数值计算结果处理：按照上面的要求完成N个工况的数值计算，直到数值计算过程收敛；数值计算完成后，计算空冷岛内所有空冷风机的流量，分析其流量分布规律，在第i个数值计算工况，1≤i≤N，在整个空冷岛区域选取2台计算风量最小的空冷风机，分别对其编号为A_i和B_i，A_i、B_i空冷风机受环境风和群效应影响较大；在整个空冷岛区域选取2台计算风量最大的空冷风机，分别对其编号为C_i和D_i，C_i、D_i空冷风机受环境风和群效应影响小。

4.根据权利要求3所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，3≤N≤10。

5.根据权利要求3所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，当能量的残差值低于10^-6，其它变量的残差值均低于10^-3时，认为计算收敛。

6.根据权利要求3所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，步骤2)中，空冷风机风量测试方法如下：

(1)确定空冷风机试验唯一的考核工况；空冷风机试验设定1个考核工况，其它工况均为参考工况，测试单位与建设单位、设备供货单位协商，根据设备供货时的设计边界和现场实际风场情况，三方共同确定1个试验测试工况为考核工况，其它N₁-1个试验工况就是参考工况，参考工况的测试数据仅作为参考借鉴，而考核工况试验测试数据直接作为评估空冷风机性能是否达标的考核指标；

(2)确定空冷风机试验考核工况需要测试的空冷风机，实施空冷风机风量测试试验；上一步骤确定了空冷风机试验唯一考核工况，根据第一步骤的方法，确定空冷风机试验考核工况对应的数值计算工况i₀，1≤i₀≤N，以及需要测试的空冷风机

和

7.根据权利要求6所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，步骤2)的(2)中，空冷风机风量测试方法如下：

①风量测量工具：采用高精度叶轮风速仪进行风量测试，风速仪数目N₂与风量测点数目N₃一样，即N₂＝N₃，且风速仪数目N₂满足：20≤N₂≤30，N₂为偶数；叶轮风速仪由风速仪测量端和风速仪显示端组成，测量端和显示端通过传输数据线进行连接，对传输数据线进行了加长以及放大补偿处理，保证显示端接收的信号不发生失真现象；

②风量测点布置方式：风量测点的数目N₃与风速仪数目N₂相同，也满足：20≤N₃≤30，N₃为偶数；风量测点位置设置于空冷风机进口截面上，布置在三条直径上，将N₃个测点在三条直径上按照我国现行标准GB/T 10178-2006《工业通风机现场性能试验》中规定的圆形截面流量测点布置方式进行布置；风量测点安装方向正对来流方向；

③数据读取与处理：保持锅炉主蒸汽流量、背压运行参数稳定，空冷风机转速恒定的情况下，每隔15s～30s读取一次被测空冷风机所有风速仪的速度参数，每个工况数据读取时间不少于10min；先将同一时刻被测空冷风机所有风量测点的速度参数取平均值，再将求解得到的速度平均值按照不同时刻取平均值，得到该试验工况被测空冷风机进口的风速平均值

单位为m/s，该试验工况被测空冷风机的风量q_v通过下面公式求解：

q_v单位为m³/s；其中，Area为被测空冷风机流量测点安装截面面积，单位为m²。

8.根据权利要求7所述的一种空冷风机现场考核试验方法，其特征在于，步骤3)中，考核工况试验结果数据分析及空冷风机性能考核方法如下：

(1)试验结果数据分析：将考核工况的空冷风机测试风量数据进行处理，处理完成后对数据进行分析；考核工况对应的工况序号为i₀，考核工况需测试的空冷风机编号为

和

针对这4台风机，根据第一步骤的方法，完成空冷岛考核工况的数值计算，得到这4台风机的风量模拟值分别为

和

根据第二步骤的方法，完成

和

空冷风机的风量测试，得到这4台风机的风量实测值分别为

和

然后，评价空冷风机风量模拟值和实测值的准确度，实施方法如下：

①如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足如下条件，那么继续进入下一步空冷风机性能考核：

②如果这4台空冷风机风量的模拟值和实测值满足不满足上述条件，那么重新进入第一步骤数值模拟阶段，优化设置数值计算和网格划分方法，重新走一遍步骤一到步骤三的流程，直到空冷风机风机模拟值和实测值满足上述条件，就进入到下一步空冷风机性能考核；

(2)空冷风机性能考核：在考核工况，

和

空冷风机的风量实测值分别为

和

那么考核工况空冷风机最小风量

考核工况空冷风机最大风量

而空冷风机设计风量为

然后，按照如下方法评判空冷风机性能是否达标：

①如果考核工况空冷风机风量满足如下条件，那么就评判空冷风机性能达标：

②如果考核工况空冷风机风量不满足上述条件，那么就评判空冷风机性能不达标。

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