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。     

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。     

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.     

烟气冷凝器换热特性实验研究

天然气燃烧产生的烟气中含有大量的水蒸气,回收烟气中的余热可以提高天然气的热利用率。为了研究烟气冷凝器在变工况下的对流冷凝换热特性,采用湿空气模拟天然气燃烧产生的烟气,实验研究了不同水蒸气含量、冷却水进口温度和流量、湿空气进口温度和流量对冷凝器凝结水率、平均对流换热系数以及沿程温度的影响,并根据实验数据拟合了对流冷凝传热的准则关联式。结果表明：烟气进口的相对湿度和冷却水的进口温度对烟气冷凝器对流冷凝换热特性的影响最大;拟合的传热关联式与实验的误差在20%以内,为天然气烟气冷凝器的设计提供了依据。     

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.     

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。     

三维双侧水平强化管R245fa凝结换热性能试验

由于制冷剂R11和R123对臭氧层有破坏作用,为完成环保新工质R245fa对R11和R123的替代工作,对R245fa在内螺纹外斜翅片的三维双侧强化管外的凝结换热性能进行试验。数据处理过程中,采用Wilson图解法获得管内水侧对流换热系数及其计算关联式,再利用热阻分离法获得管外凝结换热系数。研究表明:试验中管内对流换热系数高于管外冷凝换热系数,所以管外侧的传热热阻是占据主导地位的传热热阻;相对于光管,R245fa在三维双侧强化管管内换热强化换热倍率为3.58,管外强化换热倍率为2.48;对实验数据进行拟合,得到管外换热系数的变化规律和凝结换热关联式。     

喷淋换热低温烟气余热回收供热技术及应用案例分析

传统热力供热行业是CO2排放的大户,能源的深度利用是实现"双碳"目标的有效途径之一.着重从低温烟气余热回收的角度出发,分析了低温烟气余热回收的现状,介绍了现状下不同技术路线烟气余热回收的原理.以喷淋换热低温烟气余热回收供热技术为例,结合实际工程案例,分析了实际运行数据.结果表明,采用喷淋换热进行烟气余热回收供热的技术可...     

空气存在时水平螺旋管外膜状凝结换热的实验研究

本文用电导法测量了不同空气含量下凝结液膜厚度的分布.用实验方法研究了空气存在时凝结换热的传热特性,得到不同空气含量下凝结换热的变化规律,为生产实际和进一步研究提供了依据.     

热电联供系统中烟气冷凝传热性能试验研究

针对烟气余热不能充分回收的问题,对能够充分回收烟气余热的新型热电联供系统中的烟气冷凝热回收设备进行试验研究,重点研究该工况下光滑管烟气冷凝设备的传热性能.研究结果表明,在该试验工况下,干式、冷凝段传热系数可达60 W/(m~2·K),冷凝段传热系数为90～100 W/(m~2·K),冷凝段传热系数约为干式段传热系数的1.5～1.7倍,并整理了该工况下的传热准则关系式,为该系统型式的推广应用提供设计与运行依据.     

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。     

基于数据辩识算法的燃气热水锅炉运行特性研究

搭建了以泡沫铜翅片换热器为核心的烟气水分回收实验台,研究了冷却水进口温度、烟气雷诺数及烟气中水蒸气体积分数对该换热器水回收特性和换热特性的影响,基于实验数据,利用多元回归拟合得到对流换热的关联式,其预测值与实验值误差在6%以内。结果表明：水蒸气体积分数增大可以显著提升水回收特性,而冷却水进口温度及烟气雷诺数对其影响很小;冷却水进口温度与烟气雷诺数对换热效率的影响较大,冷却水进口温度与换热效率成反比,烟气雷诺数与之成正比,而水蒸气体积分数对其影响较小;实验获得的最大冷凝水产率为7.68 kg/h,最大冷凝率为56.94%,最大换热效率为96.95%。     

基于泡沫铜翅片换热器的烟气水分回收实验研究

搭建了以泡沫铜翅片换热器为核心的烟气水分回收实验台,研究了冷却水进口温度、烟气雷诺数及烟气中水蒸气体积分数对该换热器水回收特性和换热特性的影响,基于实验数据,利用多元回归拟合得到对流换热的关联式,其预测值与实验值误差在6%以内。结果表明：水蒸气体积分数增大可以显著提升水回收特性,而冷却水进口温度及烟气雷诺数对其影响很小;冷却水进口温度与烟气雷诺数对换热效率的影响较大,冷却水进口温度与换热效率成反比,烟气雷诺数与之成正比,而水蒸气体积分数对其影响较小;实验获得的最大冷凝水产率为7.68 kg/h,最大冷凝率为56.94%,最大换热效率为96.95%。     

烟气余热回收利用系统节能效果试验研究

以某660 MW机组低温省煤器为研究对象,以试验数据为基础,运用等效热降基本原理,科学划分烟气余热回收利用能级,将低温省煤器系统排挤做功划为三部分:第一部分为排挤8、7、6段抽汽做功;第二部分为排挤6段抽汽做功;第三部分为低温省煤器出水温度与5号低加进水温度偏差,排挤5段抽汽做功,综合三部分计算低温省煤器系统节能效果。试验结果表明:低温省煤器吸热量35.2 MW,8号低加进水至6号低加出水排挤做功2.3 MW,7号低加出水至6号低加出水段吸热排挤做功2.8 MW,5号低加抽汽量增加,机组出力降低0.7 MW,总排挤做功4.4 MW,装置循环效率提高0.66%,热耗降低51.9 kJ/(kW·h),折合发电煤耗为1.91 g/(kW·h)。与低温省煤器系统停、投运汽轮机整机热力试验结果相比,热耗相差1.7 kJ/(kW·h),发电煤耗相差0.07 g/(kW·h)。由此可知,这种与试验方法相结合,基于烟气余热梯级利用的能效评估方法,在低温度省煤器系统能效评估中是可行的。与常规烟气余热回收系统停、投汽轮机热耗试验法相比,基于烟气余热梯级利用的能效评估方法,具有概念清晰、科学合理、简单易操作的特点。     

扁管凝结换热的试验研究

对某散热器有限公司提供的两种型号的冷却扁管进行了管外凝结换热试验。采用线性回归法(最小二乘法)拟合出换热系数与管内流体流速之间的关系,并利用测量值的方差σ~2对拟合方程的精度进行检验。从拟合方程得到两种试验扁管管内外换热准则关系式,管型Ⅰ和管型Ⅱ的管外凝结换热系数分别为11 981.78、11 004.74 W·m~(-2)·K~(-1)。从拟合方程和两种管型的长宽比可以得出:扁管的长宽比越大,管内流体的湍流越充分,越有利于管内对流换热,但不利于管外凝结换热。     

天然气锅炉烟气换热特性的分析

天然气锅炉的排烟温度一般在160～240℃，烟气中水蒸汽约占20％，它是烟气热量的主要携带者，若回收烟气余热，锅炉效率可大大提高。在回收余热过程中，由于凝结换热的存在，在不同换热截面上烟气侧换热系数及物性参数发生很大的变化，导致换热性能改变。利用传热传质理论对烟气倒换热进行研究，提出了新的换热系数计算方法。通过与实验值及文献数据的比较，获得满意的结果，为强化换热及设计出高效换热器提供了依据。图9参11