湿式冷却塔降雾节水技术的研究与发展

减少湿式冷却塔蒸发损失对火力发电厂节水工作的开展有着重要意义,文中介绍了目前国内外出塔水雾冷凝装置和冷凝剂的研究现状,阐述了降低冷却塔冷却负荷、蒸发预冷、优化运行等降雾节水措施的实施方案,总结分析了湿式冷却塔典型数学模型的研究状况。结果表明:热管与半导体制冷片作为高换热低阻力的新型冷凝装置,应对其加强理论和应用研究;干湿串(并)联冷却塔能够灵活、有效地降低冷却塔冷却负荷,建立干湿运行比例分配的通用性指导原则有助于该措施的广泛应用;为了提高冷却塔模型的精确度,应充分考虑动量、热量、质量3种传递的耦合,并应量化液膜传质阻力和塔内支架阻力对模型精度的影响;此外,节水性能的研究不应局限于典型工况或单种节水措施的应用,应针对冷却塔多个工况或多种节水措施组合应用开展模拟研究,以提高节水方案的适用性与灵活性。     

紧凑满液型叉排管束蒸发换热器内水的沸腾强化换热特性

采用紧凑满液型蒸发换热器,利用水平传热管叉排管束狭窄空间内早期沸腾强化换热机理将中小热负 荷条件下的自然对流换热转化为旺盛核沸腾换热,换热性能大大优于传统的降膜式蒸发换热器。对水平传热管 管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究,确认了紧凑满液式水平管蒸发换热器具有良好的换热性能,传 热管在管束中的位置对换热特性已经没有明显影响,随着压力增加,受限空间内沸腾强化换热强化效果显著增 加。     

微细管束换热器结霜及流动对流换热特性实验研究

利用可视化换热器性能实验台测试了微细管束表面在无换热、大温差、凝露条件下不同风速工况的流动损失与空气侧换热系数。同时探究了超低温工况下,相对湿度和风速对微细管束换热器流动换热特性影响。相对湿度增大,湿空气释放潜热增加,结霜量增大,换热器前后压损增加。高速气流具有剪切作用,风速增大会导致结霜迟滞。     

超高层建筑中板式换热器的性能分析

超高层建筑中板式换热器既用于冬季也用于夏季,对两种工况进行对比分析,通过采集工程实际数据进行计算,拟合努塞尔准则关联式和欧拉准则关联式,并计算综合性能因子,然后将换热器在冬夏两个季节的参数进行对比分析。结果显示：该换热器在冬季的换热性能明显优于夏季,换热系数相差125.08%。努塞尔数一次侧相差89.08%,二次侧相差89.18%;雷诺数一次侧相差730.30%,二次侧相差788.57%;综合性能评价指标一次侧相差201.91%,二次侧相差283.41%。     

机械通风冷却塔冷凝收水消雾系统及装置设计

为实现机械通风冷却塔高效节水消雾,通过对冷却塔水蒸气羽雾机理研究,设计了机械通风冷却塔冷凝收水消雾系统,提出了冷却塔节水消雾新方法;对有限空间型冷却塔(CSCT)和自由空间型冷却塔(FSCT)冷凝收水消雾装置进行了设计,采用间壁式换热器为冷凝装置设计形式,冷凝装置冷热通道采用换热板构建组装;通过实例设计计算,冷凝收水消雾装置节水消雾效益显著。研究结果可为节水消雾型冷却塔开发和在役冷却塔收水消雾技术升级改造提供参考。     

换热技术从大型化向微小化的发展

在分析传统换热器结构特点的基础上,具体分析了目前常用紧凑式换热器的结构、性能及应用情况,阐述了微型化学（化工）机械系统的发展及应用情况。以氨冷器为例,分别进行了板翅式换热器和另一种高效的小型换热装置——热管换热器的设计,表明板翅式换热器具有更加高效的换热效率和紧凑的结构,由此综合说明了换热技术从大型化向紧凑化、微小化发展的必然趋势。进一步以典型的微型化换热器装置——微通道换热器、微通道蒸发器和微通道加热器为例,具体分析了微型换热技术广阔的应用前号。     

原生污水源热泵换热器流态化在线除垢与磨损实验的研究

为考察除垢对原生污水源热泵换热器传热与磨损的影响,文章采用模型实验方法,以自制原生污水换热器为实验模型,以粒径为2～3 mm,体积分数分别为3%,5%的沙粒和聚四氟乙烯颗粒为流态化除垢粒子,研究流态化在线除垢法对原生污水换热器的除垢效果,以及对换热管的磨损程度。实验结果表明:利用流态化在线除垢法对结垢污水换热器进行除垢的效果明显;分别采用体积分数为3%,5%的沙粒和聚四氟乙烯颗粒对结垢污水换热器进行除垢后,污水换热器的换热系数分别提升了38.27%,39.72%,22.77%和38.87%,污垢热阻分别降低了64.91%,68.99%,46.79%和64.21%,各工况下换热管的磨损面积比分别为17.72%,46.37%,2.45%和4.1%。通过分析对比实验结果得到,聚四氟乙烯颗粒体积分数为5%的工况适合对污水换热器进行除垢。     

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。     

西北地区地源热泵工程运用分析

结合具体工程案例,本文分析了地源热泵技术在西北地区的工程运用及设计步骤。文中详细介绍了地埋管换热器的换热特性测试系统及测试方法,并依照测试结果,设计地源热泵联合太阳能系统。通过对垂直U形地埋管换热器冬夏季取热和排热测试,分析不同换热工况下单双U管换热器换热特性,结合当地钻孔难度大以及地埋管换热器取热量小的特点,采用双U地埋管换热器。测试过程中,对不同入口温度、流量工况换热能力进行测试分析,提出在某些地区,地源热泵工程设计采用"大流量,小温差"的设计理念。     

基于填料蒸发预冷原理的自然通风干式冷却塔夏天运行效率的优化

针对自然通风干式冷却塔夏天运行效率低的问题,提出填料蒸发预冷塔的入口空气的优化措施。填料蒸发预冷一方面引入预冷,可以起到改善干式冷却塔夏天热交换的作用。另一方面,填料也引入了额外的压损,从而减小流经空冷散热器的空气流量,继而会阻碍冷却塔的热交换。对于填料蒸发预冷自然通风冷却塔,存在蒸发预冷所带来的益处与额外压损引入的弊端的权衡,此权衡与蒸发冷却用的填料密切相关。为此,该文分别对2种代表性填料(薄膜式和点滴薄膜式)蒸发预冷的自然通风干式冷却塔进行模拟研究。模拟发现,就蒸发预冷与额外压损的权衡而言,薄膜式填料的性能优于点滴薄膜式填料。该文模拟的120 m高的冷却塔,在高温低湿条件下,经蒸发预冷后的换热效果最高可提升104%。     

满液型海水淡化蒸发器的换热特性研究

海水淡化装置，太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器目前使用管排外降膜式蒸发方式。如将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中则变为满液式蒸发换热器，利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化换热机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热，在间隙尺寸适宜时，其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。该研究以盐水为实验工质，对紧凑传热管束受限空间的沸腾换热进行了实验研究，确认了满液式蒸发换热器也具有很好的换热性能，在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

中央空调系统冷却塔适宜浓缩倍数的探讨

正中央空调虽然管理方便,外表美观,不再有室外机和分散流淌的冷凝水,但冷却塔用水量很大。目前我国对公共建筑中央空调系统冷却塔的节水工作还不够重视,存在水量浪费现象。1冷却塔用水组成冷却塔系统的损失水量包括蒸发、风吹、排污和泄漏损失。所谓补     

椭圆热管传热与阻力性能分析

为解决圆形热管换热器换热效率低、积灰和腐蚀严重的问题,应用椭圆管束进行了改造。通过实例分析计算,效果显著：在相同折合速度下,椭圆热管换热器的传热系数明显高于圆形热管换热器;在相同总压降下,椭圆热管换热器的传热系数也比圆形热管换热器高得多;无论在烟气侧,还是在空气侧,同一速度下椭圆热管换热器的流阻损失明显下降．下降幅度达80％左右。提出了进一步改善积灰和腐蚀的措施。     

充气热管空气预热器的设计分析及应用

对充气热管空气预热器的结构进行分析和应用介绍,采用平界面模型,确定充气热管冷却段的有效长度。在原始参数相同的条件下,对充气和不充气的热管换热器进行试验,分析热管最低控制工作温度、排烟温度和换热面积之间的差异。工业试验和实际应用结果表明：在变工况和高硫煤(5％-7％)的条件下采用充气热管空气预热器具有十分优良的防腐蚀和防积灰的性能。     

S Zorb装置能耗升高的原因分析及对策

S Zorb装置的能耗主要是燃料气和电,合计超过装置耗能的90%,原料换热器E101是装置的重要换热设备,其运行状况直接影响装置燃料气消耗。某石化公司150×10⁴t/a S Zorb装置2020年10月结束第一周期的生产,在第二周期开工运行后,装置燃料气消耗量持续上升,短短8个月内装置能耗上涨26%。分析原因主要是进料换热器E101管程结焦,导致进料换热器换热效果变差,管程压降升高。由于目前该换热器运行负荷只有设计负荷的60%,为避免因偏流加剧换热器结焦影响装置长周期运行,2021年8月将其中一列切出进行化学清洗,切出后一直单列运行,存在运行不经济的情况。针对当前工况提出对策,除了加强原料管控、定期切出清洗等常规手段外,建议对换热器流程进行改造,增大换热面积,提高管程换热终温,根据流程模拟结果,此举可降低装置能耗20%,同时为了兼顾装置能耗和长周期运行需要,建议借鉴同类装置先进经验,增设防焦阻垢剂注入系统。     

紧凑型强化传热管管束受限空间内沸腾强化换热特性

采用满液式蒸发换热器，利用强化传热管管束受限空间内早期沸腾强化机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热。其换热性能大大优于降膜式蒸发换热器。对紧凑型滚压表面传热管管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究，确认了满液式蒸发换热器使用紧凑型滚压强化管束具有良好的换热性能，在小管间距时有显著的沸腾换热复合强化效应。     

紧凑传热管束受限空间内沸腾强化换热特性

海水淡化装置以及太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器,采用管排外降膜式蒸发方式,它具有很多优点,但管间距离较大,以致尺寸较大,供液方式较复杂。将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中,将其变为满液式蒸发换热器,利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热,在间隙尺寸适宜时,其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。对紧凑传热管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究,确认了满液式蒸发换热器具有良好的换热性能,在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

热泵间歇制热及土壤热响应特性的研究

研究了广东地区地源热泵机组间歇式运行模式下埋地管换热器的换热能力及土壤热响应特性。土壤源热泵系统的单U、双U埋地管换热器深30m,在连续运行工况下,系统运行12h后土壤温度变化很小,单U和双U井的土壤平均温度分别下降5.16℃和6.30℃,系统停机后自然恢复到初始温度需要长达75h。分别取开停时间比3h:5h和4h:5h进行实验,并比较了间歇和连续两种工况下地埋管换热能力的大小,发现间歇工况下单U井的换热能力可分别提高8.3%和7.6%,双U井可分别提高10.2%和3.1%。     

壳管式相变储能换热器性能研究与场协同效应分析

建立壳管式相变储能换热器仿真模型,利用Fluent软件对蓄能、释能工况分别进行模拟。从温度场、速度场、固液交界面3个方面分析逐时换热强度的变化原因;探讨在蓄热过程中热源管壁温、热管口径规格对传热效率的影响。研究结果表明:蓄热工况下管间热扰及自然对流作用明显,10000 s时液相分数达到95%。放热工况以导热为主,60000 s时相变材料仅凝固了75%。从场协同效应分析,采用小尺寸热源管能缩短时间,但单位面积换热强度有明显下降。换热温差≤20℃时,其强化效果开始衰弱。     

应用于通信基站的热管空调系统的试验研究

将重力型热管应用于通信基站的温度调节系统,利用热管自身的高效导热特性,通过空气强制对流换热的方式实现基站的散热降温,以此代替基站压缩机空调,从而大幅降低基站空调能耗。通过对某地典型移动通信基站环境温度控制技术及其能耗特点的分析,设计并安装了匹配基站热负荷的分离式热管换热器,并进行了能耗对比试验。在该试验条件下,加装重力型热管换热器的基站比只装有压缩机空调的基站空调耗电减少35%左右。