多孔介质干燥过程传热传质分析

本文将用于纯粹Ｓｔｅｆａｎ问题中的数位方法—定空间网格、交时间步长的方法推广应用到带有移动边界的干燥过程的传热传质耦合问题中，对干燥过程的三个干燥阶段的温湿度场进行了联合求解。分析了内外部因素对干燥过程的影响，为研究不同干燥条件下的各种具体多孔体的干燥过程提供了基础。     

多孔介质干燥过程传热传质分析

本文将用于纯粹Ｓｔｅｆａｎ问题中的数值方法－定空间网格，变时间步长的方法推广应用到带有移动边界的干燥过程的传热传质耦合问题中，对干燥过程的三个干燥阶段的温湿度场场进行了联合求解。分析内外部因素对干燥过程的影响，为研究不同干燥条件下的各种具体多孔体的干燥过程提供了基础。     

炉烟干燥褐煤过程中蒸发水的回收试验研究

以华能九台电厂干燥直吹式制粉系统为例,进行褐煤蒸发水回收试验,论证了炉烟干燥褐煤过程中蒸发水回收的可行性,并对收集的回收水进行了水质分析。结果表明:采用炉烟干燥褐煤回收蒸发水可行;试验回收水经过简单处理,可用于湿法脱硫系统;可降低电厂水耗,经济效益显著。     

高温炉烟干燥开式制粉系统褐煤锅炉研究

提出了一种基于高温炉烟干燥开式制粉系统及乏气水回收的燃褐煤锅炉系统,并以某在役600 MW超临界燃褐煤(全水分39.5%)锅炉为例,对应用该系统的节煤、水回收及污染物减排效益进行了计算和分析。结果表明该系统可明显降低锅炉排烟热损失,从而提高锅炉热效率约2.7个百分点,锅炉污染物排放随之等比例减少;同时可通过冷却乏气回收大量凝结水,有望实现"零水耗"燃褐煤空冷电厂。该系统以高温炉烟为制粉系统干燥剂,可提高乏气水露点从而使乏气水回收更容易,还可降低乏气含氧量从而使褐煤制粉系统运行更安全。该系统工艺流程简洁且相关设备成熟,可直接应用于大型燃煤发电机组,也可与以提高蒸汽参数为思路的高效燃煤发电技术组合应用从而进一步提高电厂效率。     

单颗粒褐煤烟气干燥过程模型研究

褐煤干燥对提高褐煤品质具有重要意义。为了深入研究高温烟气干燥褐煤的物理过程,在一维球坐标系下对单个球形褐煤颗粒的干燥脱水过程建立了数值模型。模型中以褐煤颗粒内的蒸发界面为基础,将褐煤颗粒分为干区和湿区,对湿区求解传热方程,对干区求解烟气传热和传质方程,模拟褐煤干燥中的水分蒸发过程。模型采用Crank-Nicolson隐式差分方法进行离散化,模拟得到单个褐煤颗粒动态蒸发的过程。利用该模型分析不同粒径褐煤干燥过程中的烟气温度、颗粒含水量、颗粒内部温度分布等变化规律。发现颗粒最高温度不超过烟气和颗粒的最终平衡温度。褐煤颗粒粒径和初始烟气温度对褐煤的干燥过程有重要影响,较高的初始烟气温度条件下所需的干燥时间短,干燥时间近似与褐煤颗粒粒径的平方成正比。     

褐煤干燥技术研究

拥有褐煤资源的国家现都在积极研究褐煤作为燃料煤的使用方法。如何高效安全的使用褐煤资源是电力工程设计中必须考虑的问题。本文对采用预干燥的办法处理褐煤进行了研究。     

加填料饱和器传热传质模型研究

从水气之间的传热传质原理入手,引入水膜模型,建立加填料饱和器的数学模型。将模型的计算结果与实验结果进行了对比,验证了加填料饱和器数学模型的正确性。应用该数学模型分析了压力变化对加填料饱和器传热传质的影响,同时讨论了沿加填料饱和器高度方向的传热传质过程。研究发现,随着饱和器内工作压力的增大,饱和器出口空气更容易达到饱和,但空气的绝对湿度降低了;并且在整个传热传质过程中,质量一直从水膜传向空气主体,而热量的传递方向则有可能发生改变。     

板式蒸发式冷凝器传热传质研究

模拟发电机组凝汽系统中水蒸气的冷凝过程,建立了板式蒸发式冷凝器传热与阻力特性试验系统.试验结果表明,空气流经板组后压力降低;通过改变淋水量,拟合得到了喷淋水膜的对流传热系数与喷淋密度的关系式,以及板式蒸发冷凝器气-液界面传质舍伍德数与空气雷诺数的关系式,计算关系式对板式蒸发式冷凝器的设计计算具有指导作用.     

锡盟褐煤微波干燥特性实验研究

为了能够系统地研究内蒙古锡盟褐煤微波干燥特性,对其不同粒径分布和微波输出功率下的微波薄层干燥特性进行了实验研究。结果表明:随着煤粉颗粒粒径和微波功率增大,试样干燥速率增大,干燥时间缩短;在不同微波输出功率和煤粉粒径分布下,试样的干燥特性曲线均存在快速加热阶段和降速干燥阶段;在常用的几种模型中,Midilli-Kucuk模型最适用于描述锡盟褐煤微波干燥特性;基于Fick第二定律获得的表面扩散系数随颗粒粒径和微波功率增加而增大,粒径增大时增幅尤为显著。     

褐煤干燥与破碎特性研究现状

为降低褐煤在磨矿过程中的能耗,通过综述前人的成果,指出影响褐煤可磨性的主要因素有煤样的水分含量、岩相成分及成煤条件等。其中褐煤可磨性差的主要原因是水分含量高,煤样的水分含量越高,煤的可磨性越低,增加褐煤可磨性最简单的手段就是对其进行干燥脱水。褐煤干燥过程中煤孔隙结构和比表面积会发生变化。水分析出产生裂隙是褐煤可磨性增大的机理。在此基础上比较了采用普通的外热源干燥法和微波干燥法在增加褐煤可磨性方面的情况。微波干燥技术具有干燥速率快、干燥时间短、能量利用效率高等优点。最后对煤可磨性的评价指标进行了讨论,指出了哈式可磨性指数的局限性,介绍了基于分形等理论的新的可磨性评价指标。     

带有冷凝微结构的间歇式膜蒸馏组件传热传质过程机理研究

膜蒸馏技术因具有可低温操作和回收水质好等特点,在燃煤电厂脱硫废水的回收处理中极具应用前景。对一种带有冷凝微结构的新型间歇式膜蒸馏组件的传热传质进行了理论分析,在已有的理论基础上,考虑了膜热侧的传热传质以及膜中加入冷凝微结构后的传热情况,着重分析了微孔膜内的跨膜传质机理,以及在不同孔径及温度下的传质模型选择依据,并通过实验说明了温度及孔径对跨膜传质模型选择的影响,实验结果与理论分析基本吻合。     

含湿煤灰颗粒气流干燥过程的数值模拟

提出了一个描述含湿煤灰颗粒气流干燥过程的一维数学模型。模型考虑了干燥管内气固两相间的传热和传质、气固两相温度和含湿量的变化。用Matlab中的Simulink仿真软件进行了数值求解，得到了含湿煤灰颗粒在不同气流干燥条件下的干燥曲线。数值模拟结果与实验数据吻合很好，证明了该模型的准确性。     

氨法吸收CO_2过程的传热/传质及反应模型研究

以氨法吸收CO2过程为研究对象,针对气液两相之间传热/传质及反应模型的区别,对比了RK(rate-based,kinetic),RC(rate-based,chemistry),EK(equilibrium-based,kinetic)and EC(equilibrium-based,chemistry)4种模型对CO2吸收过程中CO2吸收速率、富液碳化度、出口NH3浓度等关键目标参数的预测能力。模拟结果显示,RK模型对氨法CO2吸收过程具有最佳的预测能力。引入Murphree效率可修正基于平衡的模型对气液两相间传热/传质的预测,但是需要考虑到Murphree效率因组分而异并能逐级改变的局限。通过对Kinetic反应模型中动力学反应的敏感性分析发现,氨法吸收二氧化碳的过程主要受下述反应控制:NH3+CO2+H2O→NH2COO-+H3O+。     

褐煤锅炉SCR入口烟温高和制粉干燥出力不足问题分析及改造

针对褐煤锅炉普遍存在的SCR入口烟温高和制粉系统干燥出力不足问题,在分析比较各种技术改造方案的基础上,提出了在省煤器前增加旁路烟道,在旁路烟道内分别增加热一次风再加热管式空气预热器和低压省煤器在降低烟温的同时加热热一次风的综合优化改造方案,该方案经系统热力计算、制粉系统干燥出力计算、管式空气预热器核算、低压省煤器核算等,证明安全可行且高效经济。在某褐煤锅炉实施后,发电标准煤耗降低了4.14g/(kW·h),改造总静态投资1 536.9万元,约4.3年可收回投资。     

喷淋降温传热传质模型及其特性规律研究

喷淋降温冷却技术具有传热效率高、结构紧凑等优点在湿烟羽治理中广泛应用。以单液滴运动为基础,构建喷淋降温过程中传热传质模型。研究喷淋塔内液滴的沉降规律;考察雾化参数、液气比、流动形式、停留时间等对液滴升温规律及液滴粒径演化规律的影响,并构建用于指导喷淋塔内换热时间选型的相图。结果表明:逆流布置方式下,雾化粒径较大（0.0015m）液滴在宽烟气流速范围内（1～5m/s）均不被携带;喷淋塔内对流冷凝宏观换热系数约265.5～512W/（m²·℃）;液气比约3.5-7.5L/m³。喷淋塔内液滴浓度高于2.0×106/m³时,冷却水出口温度主要受停留时间限制;液滴浓度低于2.0×106/m³时,冷却水出口温度受停留时间和液滴浓度同时限制。研究结果可为喷淋塔的结构设计及工艺优化提供理论支持。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现:在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

填料双层布置对冷却塔进风预冷传热传质过程的影响模拟研究

空冷塔的进风预冷可以提升其在高温时段的换热性能,进而提升火电机组的热效率。填料蒸发预冷系统里填料性能直接影响过程的传热传质性能,合理布置填料对提升蒸发预冷过程的冷却性能具有重要意义。针对一种新型填料双层布置形式,采用数值模拟方法研究了该布置下蒸发冷却过程中的传热传质及空气流动性能。研究发现在风速1.5 m/s、入口空气干球温度27 ℃、湿球温度19 ℃的工况下,空气依次经过100 mm填料、100 mm中空、100 mm填料的温降分别为4.3、1.3、1.6 ℃;所有填料区承担了82.5%的冷却,而中空区域承担了17.5%的冷却。研究为空冷机组冷却塔进风预冷系统的填料优化布置提供指导。     

直流故障电弧稳态传热特性仿真研究

直流系统中的故障电弧具有持续性,其产生的高温会释放能量诱发可燃物燃烧.直流故障电弧难以检测又极具危害性,该文针对直流故障电弧的温度分布,基于磁流体动力学建立了直流故障电弧稳态传热数值模型,对不同电路电压、电阻、电极间距下的放电过程进行系统的数值研究,得到直流故障电弧的稳态传热模型的温度分布.在模型计算结果的基础上,揭示了电弧最高温度变化规律及电弧热源对于电极内部温度的传热规律.研究表明,电弧最高温度会随电阻的增大呈反比例下降趋势,随电极间距的增大呈现分数指数上升规律,随电路电压在一定范围内呈现线性增长,但随电压增加温升速率减小;电弧温度的提高会使靠近电弧侧的电极导体具有较高的温度下降速率,该速率会随着导体的延长而降低;电极间距的增大会使电弧最高温度向尖端电极偏移.     

超低浓度煤层气在流化床燃烧过程中相间的传热传质特性

气泡相和乳化相间的传热传质对超低浓度煤层气在流化床中的燃烧有重要的影响。基于流化床内能量平衡和质量平衡的建立了数学模型,结合催化动力学实验,研究了相间传热传质系数的变化,分析了床层温度、颗粒粒径、气泡直径、进气甲烷浓度对相间的传热传质特性的影响。研究表明:床层温度、颗粒粒径增加时,传热系数减小、传质系数增大、出口处无量纲甲烷浓度减小;存在一个临界气泡尺寸使相间的传热系数最大,颗粒粒径增大时,临界气泡尺寸略减小、出口处无量纲甲烷浓度增加;进气甲烷浓度对传热传质系数影响较小。     

用不同辐射模型研究下降管内传热传质特性

分别采用离散传播辐射模型(DTRM)、基于球形谐波法的P1模型和罗斯兰德(Rosseland)模型对Texaco水煤浆气化炉激冷室下降管内的辐射换热进行数值模拟。探讨了合成气衰减系数在0.4~4范围内变化时，合成气与下降管内壁水膜的热质交换特性以及下降管内多相介质的轴向温度分布规律。将模拟结果与工业运行和实验结果进行比较，研究发现Rosseland模型模拟结果与实际吻合较好，下降管出口水温在500~600K，并且高温合成气温度降主要集中于下降管上半部分。应用Rosseland模型模拟下降管内的辐射换热过程具有一定的可靠性。