三维变形管与三维内肋管在管式空气预热器上的应用研究

本研究对比分析了三维内肋管及三维变形管的结构特点和强化传热机理,在相同工况下,揭示了光滑圆管、三维内肋管及三维变形管用于管式空气预热器时的传热性能和流动阻力性能,三维内肋管和三维变形管传热性能均优于光滑圆管,三维变形管管内传热系数和流动阻力系数随短长轴B/A的减小而增大,三维内肋管可增加每米肋数、肋宽和肋高以强化传热效果,但流体流动阻力也将增加,低Re下,三维变形管管内综合传热性能优于三维内肋管,三维变形管管外自支撑而防止管束振动的特点可以实现在管内外的冷热流体纯逆流动,提出一种传热温差高的逆流三维变空间管式空气预热器,在相同工况条件下,空气预热器重量减轻,体积减小约65%,节省大量的生产和运输成本以及安装空间,三维变形管空气预热器在烟气余热利用中具有推广应用价值。     

三维肋管空预器在热处理炉中的应用实践

介绍了采用新型的高效节能换热元件三维肋管制造的空气预热器在热处理炉中回收烟气余热的应用实例,分析指出:空气预热器的传热系数为55 W/(m2·℃),约为光管换热器的2倍,所需传热面积将减少一半,有利于紧凑布置;空气预热温度可达400℃以上,天然气节能率约为14％,经济效益显著.     

大同第二发电厂3号炉空气预热器改造

大同第二发电厂的6台200MW机组，锅炉原配风罩回转式空气预热器，投运以来漏风大，影响安全、经济运行，决定采用转子回转式空气预热器进行替换改造。文中介绍了新的空气预热器结构、参数、电厂在改造中的安装、组织管理、质量控制，投运后阻力降低，实测平均漏风系数6．9％，达到同类空气预热器水平，取得较好技术、经济效果。     

大型回转式空气预热器低负荷运行采用冷端间隙调节装置降低漏风分析

空气预热器冷端密封间隙为按照锅炉最大运行工况设定,在锅炉高负荷运行时,能维持在较小的间隙和较小的冷端漏风率,但长期在低负荷下运行时,由于转子的热变形变小,会导致空气预热器冷端间隙增大。空气预热器直径越大,这种现象就越明显。为控制大直径空气预热器低负荷运行时的冷端漏风,提出了通过在冷端加装密封板自动调节装置的思路。计算表明:采用该装置能有效降低总漏风率和一次风漏风率,并大幅度降低冷端漏风占直接漏风的比率。通过冷端和热端漏风控制系统的控制模式做了分析,计算了1台660 MW机组分别采用单列和双列空气预热器布置时,采用冷端漏风控制系统的经济收益和投入回报期。     

空气预热器出口烟气温度及氧含量分布特性

通过在电厂进行的大量试验中获得的试验数据进行整理,分析和总结,获得空气预热器出口烟气温度和氧含量的分布特性。试验发现空气预热器出口的烟气氧含量呈现出两种分布特性规律。空气预热器出口烟气氧含量呈现哪一种分布特性规律取决于空气预热器漏风情况,是携带漏风还是间隙漏风的占主导地位。烟气的温度分布也具有一定的规律特性。空气预热器出口的烟气温度分布特性显然与空气预热器转子的转动以及漏风、传热等因素有关。试验结果显示:空气预热器出口的烟气含氧量与CO含量呈现较好的指数型关系,烟气的CO含量随着烟气的含氧量增加而降低。这种规律特性与煤粉的燃烧耗氧量和混合特性有关。基于这种规律,合理布置传感器,其测量烟道断面平均值的精度能够控制在3%的范围内,传感器基本安装在空气预热器中间位置及其附近,有时传感器的布置需要因地制宜。     

空气预热器漏风对机组能耗影响研究及其监测方法

为了研究空气预热器漏风对机组性能的影响,以某330 MW循环流化床锅炉机组空气预热器为研究对象,建立了计算其漏风率对排烟温度、热风温度及风机电耗影响的热力学模型并进行了性能计算,结果发现,空气预热器漏风率对锅炉效率及风机电耗均影响较大,尤其是漏风点在空气预热器的热风出口处,在该处当漏风率为20%时对锅炉效率影响可以接近0.6%,同时增加风机电耗超过730 kW。除对机组经济性影响较大之外,空气预热器漏风还会对机组的可靠性产生较大影响,比如管式空气预热器会降低机组的出力,造成机组非计划降低出力事件;对于回转式空气预热器,可能还会造成机组非计划停运事件。为了更好的监控空气预热器漏风,还提出了一种监测空气预热器漏风率的方法,即通过监测相同工况下不同时间段空气预热器出口热风与进口冷风流量之间的差异来判断空气预热器漏风的严重程度,为合理安排空气预热器的检修周期提供了很好的参考依据。     

回转式空气预热器漏风处理及实例

本文对回转式空气预热器漏风问题进行了研究和分析,得出直接漏风是空气预热器漏风的主要因素。并从直接漏风根本原因出发,介绍了空气预热器漏风常见问题及处理方法,在此基础上,结合某电厂回转式空气预热器改造实例,说明了采取正确措施减小回转式空气预热器漏风,对电厂经济性、安全性具有重大意义。     

VN技术在容克式空气预热器密封改造中的应用

1　引　言回转式空气预热器是近年来大中型电站锅炉普遍采用的空气预热器型式,与管式空气预热器相比,它具有体积小,金属耗量少,结构紧凑等优点,利于锅炉尾部受热面得到比较合理的分开布置。但它也存在着漏风大的缺点,一般管式预热器漏风率约5%,而回转式预热器的漏风率,国外设备为5%～8%,国内设备为20～30%。漏风不仅使锅炉送、吸风机电耗增加,排烟损失增加,锅炉效率降低,而且由于缺风迫使锅炉降低出力运行。例如:胜利发电厂670t/h锅炉(配套200MW单元机组)配置容克式空气预热器(以下简称空预器)。空预器漏风率长期居高不下(30%左右),后虽经…     

水平三维肋管外含不凝性气体的水蒸汽凝结换热的实验研究

对水平光管和三维肋管管外具有不同空气含量的水蒸汽凝结换热性能进行了实验研究。获得了不凝性气体含量和壁面过冷度对光管和三维肋管凝结换热性能的影响规律。实验结果表明：在相同的工况条件下，水平三维肋管的凝结换热系数是光管的1．7～2．9倍；不凝性气体含量越高，凝结换热系数越低；壁面过冷度越大，凝结换热系数越大。最后，获得了水平三维肋管管外凝结换热实验关系式。图8表1参9     

局部抽风式回转空气预热器方案论证

本文将局部抽风式回转空气预热器和通常的鼓风式回转空气预热器方案相比较,并对漏风系数、风机电耗、热量收益等方面作了必要的分析和计算,旨在论证其方案的可能性和优越性,从中可以看出发展不漏风回转式空气预热器的道路和前景。文中通过分析和计算可得到如下结论:局部抽风方案的     

近临界及超临界压力区垂直光管和内螺纹管传热特性的试验研究

阐述了眚上升布置的内螺纹管和光管在近临界及超临界压力区的传热牧场 生的试验结果。在近临界压力区。随着压力向临界压力造近,光管的传热特性变差,传热恶化的临界干度下降得很厉害,甚至在过冷区就会发生壁温飞升;内螺纹管在近临界压力区可以消除传热恶化,但是随着靠近临界压力其抑制传热恶化的能力下降。传热恶化后的光管和内螺纹管的最小传热系数分别在压力为21．0MPa和22．0MPa。超过临界压力后,光管和内螺纹管的传热特性得到改善,内螺纹管在高焓值区可以降低壁温。     

圆柱形内肋强化换热数值模拟与火积耗散分析

对内肋管内部流体的湍流换热过程进行了数值模拟,讨论了肋高和肋的轴向夹角对换热的影响。相比于普通圆管,内肋圆管内的传热性能明显得到提高。无量纲肋高度和角度分别为0.8°和40°时传热效果最佳,而在0.1°和40°时换热与阻力的比值(Performance Evaluation Criteria,PEC)最大,综合换热性能最佳,可用于强化地源热泵地埋管换热。此外,本研究从火积耗散与传热效率的角度分析了内肋强化传热机理,得到管壁冷却管内流体的火积传递效率计算式,为内肋管强化换热的深入分析提供了依据。     

带有小螺旋角的内外螺旋翅片管高压加热器的工业试验

工业现场试验的结果表明,带有小螺旋角的内外螺旋翅片管（简称内外螺旋翅片管或ＩＯＳＦ管）用于电站高压加热器有着显著的传热强化效果,其实测总传热系数是光滑管加热器的１．４３倍,可相应节省换热面积３０％。在等面积下使用,则可收到明显的节能效果。     

管内插入扭带及螺旋线圈的传热与阻力特性实验研究

实验研究了以空气为工质的管内插入扭带与螺旋线圈的传热与阻力特性,在3000相似文献   

Heat Transfer from Spiral Tubing in an Air-Fluidized Bed

Coefficients of heat transfer from a coiled Turbotec spiral tube to an air-fluidized bed were measured. Experimental parameters included particle diameter, number of flutes, flute pitch, groove depth, and air fluidizing velocity. Results indicated that the heat transfer coefficient generally increased with increasing fluidizing velocity. A maximum coefficient was observed in some cases. The heat transfer coefficient increased with decreasing particle size. The spiral tube with three flutes had the highest heat transfer coefficients. The spiral tube with four flutes and a pitch of 5.66 cm had gains in heat transfer duty as large as 40% compared to plain tubes. A correlation was formulated which fit the data within the range of experimental error.     

基于XR修正的回转式空气预热器换热效率计算方法

依据逆流换热器换热理论模型,基于换热器无因次变量效能、传热单元数和热容量比之间的关系,对回转式空气预热器换热过程进行分析,提出基于XR修正的回转式空气预热器换热效率计算方法。根据某600 MW机组的空气预热器的设计参数及运行数据,利用该计算方法求解得到实际运行工况换热效率。并对该空气预热器进行了蓄热元件更换、密封间隙调整等改造,对改造前后实际运行工况换热效率进行计算。结果表明：未修正的换热效率与XR有较强的相关性,修正后的换热效率离散程度降低,更能反映空气预热器本身的换热能力。不进行修正情况下,改造前、后的平均换热效率分别为67.6%和67.4%,与设计值69.7%有较大的差距,不能体现出空气预热器改造的效果。通过XR修正,改造后的平均换热效率69.3%与设计值69.7%基本相当,高于改造前的平均换热效率,基本达到改造预期效果。该计算方法可更准确的评价空气预热器的实际性能及改造效果。     

椭圆扭曲管内数值模拟及其在热风炉空气预热器的节能应用

热风炉空气预热器是纳米碳酸钙生产过程中重要的节能设备,可以降低排烟温度,提高能源利用率。目前广泛采用的光滑圆管空气预热器体积庞大,换热效率低,造成排烟温度高,不仅污染环境,而且浪费大量的热量。为了解决这一问题,将椭圆扭曲管应用于热风炉空气预热器。结果显示,以椭圆扭曲管为换热元件的椭圆扭曲管空气预热器体积小、耗用钢材少、换热效率高,提高了烟气余热利用效率,降低燃料消耗量。以空气为工质,分别对椭圆扭曲管和圆管进行数值模拟,对比分析其传热性能。结果表明,相对于圆管,空气在椭圆扭曲管内湍动性更强,换热效果更好。通过对实际的工程案例进行分析,将椭圆扭曲管应用于热风炉空气预热器可减少换热面积27.9%,缩小体积37%,具有良好的节能节材效果。     

Experimental and numerical study of forced convection heat transfer in different internally ribbed tubes configuration using TiO2 nanofluid

TiO₂/water nanofluid is used together with a ribbed tube for heat transfer augmentation. This paper presents an experimental and numerical investigation to study the influence of the ribs' pitch distance and ribbed tube configuration on heat transfer using TiO ₂ nanofluid in a turbulent regime with Reynolds numbers of 5000‐40 000. Meanwhile, the fluid properties are assumed to be constant with temperature under uniform heat flux. The average nanoparticle size is 50 nm and volume fractions of 0% to 1% are adopted. The study is accomplished by using the finite volume method, and its objective involves finding a low friction factor and high heat transfer enhancement in the presence of TiO ₂/water nanofluids. In comparison with the plain tube, a helical ribbed tube provides higher performance evaluation criteria (about 2.0%), while circumferentially ribbed tube provides 1.9% and longitudinal ribbed tube provides 1.88%. The helical ribbed tubes with a 5.89 mm pitch distance gave higher turbulent kinetic energy due to a stronger swirl intensity, resulting in a thinner thermal boundary layer and a higher Nusselt number with uniform distribution. The nonlinear models of friction factor and Nusselt number have been predicted with a maximum deviation of ±3% and ±2%, respectively.     

Experimental studies on heat transfer enhancement of the inside and outside spirally triangle finned tube with small spiral angles for high‐pressure preheaters

A new heat transfer enhanced tube—the inside and outside spirally triangle finned tube with small spiral angles (IOSTF tube)—was developed and manufactured for improving the performance of high‐pressure preheaters. The triangle flutes with small spiral angle on the outside surface of the IOSTF tube perform like the vertically fluted tube, and the triangle flutes with small spiral angle on the inside surface of the IOSTF tube perform like the spirally fluted tube. The experiments show that the total heat transfer coefficient of the vertical IOSTF tube is 63–95 per cent larger than that of the smooth tube with only a slight increase in the inside flowing friction and the field results show that a 43 per cent increase in the total heat transfer coefficient of the high‐pressure preheater with the IOSTF tubes can be obtained. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.