高水分烟气对流冷凝换热模拟实验研究

针对冷凝式燃气锅炉，利用加湿热空气模拟燃气锅炉尾部烟气，通过实验研究了不凝性气体占多数时的水蒸气冷凝换热，研究了不同水蒸气分压比(3％—20％)、不同温度下(100—200℃)，加湿空气的冷凝换热特性。实验表明，不凝性气体(空气)占多数时，其对流冷凝复合换热系数可以达到无冷凝时干空气对流换热系数的1.5-3倍。复合换热系数的影响因素主要有水蒸汽分压力Pv、Pe、Pr以及壁面温度Tw和混合气体主流温度Tg，在此基础上建立一个新的准则数Ln并拟合了冷凝换热Nu数的准则关系系。     

湿烟气在开孔翅片管外凝结换热数值模拟

为高效回收湿烟气全热并对烟气冷凝换热设备进行优化设计,以设计的紧凑式开孔翅片管换热器为对象,采用欧拉壁膜(EWF)模型与组分输运模型耦合研究低温烟气在翅片管换热器中的凝结换热规律。数值模拟得到的凝结速率及对流凝结换热系数与实验结果最大偏差分别为13.4%和10.9%。结果表明：对流凝结换热系数随入口水蒸气质量分数和烟气流速增大以及管壁温降低而增大,翅片开孔可以起到均压、破坏温度边界层、截断液膜、加快凝结液排出进而强化传热的作用,基于模拟拟合的关于改进雅各布数J的烟气对流凝结关联式与实验数据平均相对误差为13.1%,模拟关联式对于90%的实验结果预测误差在-20%～+20%以内。     

水平单管外混合气体对流冷凝换热的理论研究

采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论结合的方法,对含湿混合气体自上而下横掠水平管外时的对流冷凝换热机理进行研究,建立了液膜流动和传热模型,进行数值求解并分析了雷诺数、壁面温度及水蒸汽浓度等因素对混合气体冷凝换热的影响。计算结果表明:水管外壁液膜厚度分布很大程度上受气体边界层对液膜剪切力的影响。而局部努谢尔数不同于纯蒸气的的冷凝换热,它受气相热阻的影响很大,其分布状况类似于单相气体管外的对流换热。     

含不凝气体的蒸汽冷凝换热系数的关联式

本文建立了含不凝气体的蒸汽冷凝换热的换热模型,应用该模型和大量换热数据,得到含空气的蒸汽与水平光滑圆管外表面之间冷凝换热系数的关联式,该式应用方便,具有应用价值。     

管径对错列管束换热器对流冷凝换热特性影响研究

针对烟气横向冲刷错列管束换热方式进行了管径大小对于其纯对流换热以及对流冷凝换热影响规律研究。结果表明:当只有纯对流发生时,在保持换热面积以及入口工况不变情况下,随着管径的减小,出口烟温降低,传热量增加,换热得到明显增强,其强化传热的主要原因是管径减小强化了对流换热系数;当存在冷凝时,管径对总换热系数以及冷凝换热系数同样存在强化作用。     

低温烟气凝结换热及对天然气热效率的影响实验研究

为研究烟气露点附近及以下的低温烟气对流凝结换热规律与烟气换热对天然气利用热效率的影响,建立了烟气在翅片管换热器内对流凝结换热实验系统,研究了不同烟气温度、水蒸气含量对烟气凝结换热的影响,得出了烟气凝结换热实验准则关联式,分析对比了天然气利用热效率实验值与理论值.实验结果表明:当被加热水温度为23℃,烟气出口温度为73℃...     

蒸汽和空气在下流水柱表面接触冷凝的压力影响分析

含不凝气体的蒸汽直接接触冷凝在工业中应用广泛,冷凝参数对设备设计至关重要。数值模拟了蒸汽和空气在下流水柱表面的接触冷凝换热;分析了压力对下流水柱表面温度、空气质量分数的影响,以及凝结热流和凝结传热系数的变化规律。结果发现,下流水柱表面温度、凝结热流和凝结传热系数沿着流动方向下降,下流水柱表面空气质量分数沿着流动方向升高。随着压力增加,下流水柱凝结长度增加,在凝结长度末端,下流水柱表面空气质量分数高达90%以上,凝结热流和凝结传热系数均增加。下流水柱初始温度的升高会降低接触凝结传热系数和凝结热流。将计算结果和Celeta等的实验数据做了比较分析。     

新型复合防腐表面烟气对流凝结换热实验研究

烟气对流凝结换热强化和换热表面防腐是天然气热能动力设备烟气余热回收利用关键技术。不同防腐表面耐腐蚀性能不同,且换热性能也不同。采用CCD高速摄像仪,对烟气在新型复合防腐表面上的凝结形态和凝结过程进行了可视化观测和换热实验研究,采用对图像边缘提取法,获得凝结液的边缘曲线。研究表明,烟气在新型复合防腐表面上的凝结为珠状凝结,凝结液珠最大粒径为0.2～0.28 mm,与其他表面形成的膜状凝结相比,在实验范围内,珠状凝结换热可提高约7倍。为增强烟气对流凝结换热和开发烟气冷凝余热回收利用技术提供了参考和依据。     

漏空气量对凝汽器壳侧流场影响的数值模拟研究

为研究漏空气量对大型凝汽器壳侧流场的影响,采用特定蒸汽管束冷凝模型进行数值计算研究.该模型综合考虑直接建模与多孔介质模拟的优点,详细研究了含不凝结性气体的蒸汽在凝汽器壳侧的流动特性和换热特性.结果 表明:当漏空气量达到8×10-5时,凝汽器壳侧流体的冷凝率为99.25％,凝汽器壳侧流体进出口压降为288.53 Pa.相...     

1000 MW凝汽器的非均匀管束间距布置方式数值模拟研究

为了克服多孔介质模型的不足,开发了用户自定义函数模型来研究含非凝性气体的蒸汽在1000MW机组电站冷凝器内的流动和传热.该模型通过用户自定义函数模拟混合气在冷凝管表面的冷凝和对流过程,可以考虑不同管束布置方式的影响.研究了两种不同管束排列布置,即非均匀管束间距布置和均匀管束间距布置对流动和冷凝过程的影响.结果表明,含有...     

具有混合气体冷凝的燃气锅炉系统

介绍了常用的冷凝型锅炉结构,重点讨论分离式冷凝锅炉的特点。天然气锅炉烟气中含有相当比列水蒸汽,携带大量汽化潜热,与燃煤锅炉明显不同,提供了更大的余热利用空间。针对燃天然气热水锅炉,研制开发了采用烟气冷凝热能回收装置的锅炉系统并应用于实际。运行测试表明,改造的锅炉运行正常,提高锅炉热效率5%以上,节约大量天然气,同时吸收烟气中部分NOx,起到一定净化作用。本系统投资回收期短,节能与环保效益显著。     

燃气锅炉的烟气凝结换热

燃气锅炉排放的烟气温度很高且含有一定数量的水蒸汽,在回收烟气余热时,水蒸汽的换热是影响余热回收效率的主要因素之一.利用多孔介质理论对各控制方程进行重新修正;采用标准的k-ε模型和两相界面上凝结换热边界条件,对换热过程进行数值计算.结果表明,有凝结换热发生时,换热能力的计算值与实验值的误差在允许范围内.     

锅炉余热回收实用性改进

通过分析现有的冷凝锅炉存在的问题,在结构上对其进行改动,采用板式换热器模块化组合,设计出空气预热器、烟气冷凝器与锅炉为一体的余热回收锅炉,使锅炉热效率提高的同时,又具有结构紧凑、不易结垢、耐腐蚀能力强、更加安全、稳定可靠、使用寿命长等优点。     

冷凝式燃气锅炉烟气余热回收可行性经济分析

随着能源消费结构的改变，天然气这种清洁能源将主要通过锅炉被广泛应用。文章对燃气锅炉烟气中所含酸性氧化物及水蒸气含量的分析，论证了燃气锅炉排烟余热回收的可行性和经济性；分析了排烟温度降低至酸露点以下是可以实现的，由此燃气锅炉的热经济效益可提高10％以上，且在凝结烟气中的水蒸气的同时，可以尽最大可能地除去烟气中的有害物质，有利于环保。     

湿烟气冷凝换热的数值模拟

为了对湿烟气冷凝换热过程进行深入细致的研究,采用计算流体动力学(CFD)方法对某湿烟气冷凝换热装置进行数值模拟,得到了该装置内部的速度场、压力场、温度场和传热系数的分布情况,并将其应用到某330 MW亚临界燃煤机组上.结果表明:本文数值模拟结果与该湿烟气冷凝换热装置实际运行结果基本吻合,可以作为同类装置的重要设计依据.     

烟气中的凝结水对SO2浓度测量的影响

用SOA－306型红外气体分析仪测量了两种不同SO2浓度的标准气通过一定水容积后SO2浓度及响应时间的变化，讨论了实际烟气中水蒸汽的凝结对浓度测量精度的影响。结果表明，烟气通过一定水体积后，SO2浓度明显降低，响应时间大大延长；实际烟气中的水蒸汽凝结对SO2浓度测量的影响不容忽视，当SO2浓度较低时影响更为严重。只有严格对样气进行脱水预处理，保证采样管路上不发生水蒸汽凝结，才能获得可靠数据。     

具有凝结的混合气体传热理论研究

采用理论分析研究方法研究了含湿混合气体在竖向管内对流凝结换热，讨论了含有少量水蒸汽（8%～20%）的混合气体中水蒸汽凝结对换热的影响，利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论得到了理论解。研究结果表明，对于含有少量水蒸汽的混合气体的凝结换热，其换强度与混合气体的单相对流换热处于同一数量级，换热方式均不能忽略，壁面温度与水蒸汽质量成份对凝结换热的影响十分显。     

增压富氧煤燃烧烟气凝结换热的计算

针对含有少量水蒸气的增压富氧煤燃烧产生的烟气在竖直管内的对流凝结换热进行了分析研究.利用修正的膜模型与Nusselt凝结理论建立了换热数学模型,并对不同壁面温度、不同雷诺数和不同水蒸气份额下烟气的凝结换热进行了计算.结果表明:壁面温度升高时,烟气的凝结速率、换热流率和凝结液膜的厚度均减小;混合气体的雷诺数增大时,烟气的凝结速率和换热流率增大,凝结液膜的厚度减小;烟气中水蒸气的份额减小时,烟气的凝结速率和换热流率减小,凝结液膜的厚度减小不明显.     

燃气锅炉尾部烟气余热回收冷凝型节能器的实验研究

针对常规节能器不能有效回收燃气锅炉尾部烟气中水蒸气凝结所释放的汽化潜热、节能器系统阻力大等问题,介绍了一种低阻燃气锅炉尾部烟气余热回收冷凝型节能器的结构和实验研究情况,研究了液气比与锅炉排烟温度的关系、锅炉热效率与排烟温度的关系和节能器系统阻力与烟气流速的关系.