工业锅炉行业应对变局的创新思维和实践

2020年,新冠疫情、中美对战和低碳能源革命的大变局叠加锅炉技术自身之变局将深刻影响工业锅炉行业和企业的未来.笔者根据多年从事锅炉技术及产学研合作的深切体会,建议工业锅炉行业从业者一定要转变思维方式,用一种学习和实践的态度重新认识自己、认识世界,重新审视低碳能源革命将给自己带来的前所未有的挑战和机会,谨慎选择,以有重点...     

富氢燃气锅炉冷凝换热系统及装置的双碳重构设计和优化

富氢燃气将成为双碳时代低碳或零碳社会发展的重要着力点,其燃料掺混与冷凝增效的综合节能降碳潜力可达10%～30%。以燃气冷凝换热系统构建为突破口,通过数据分析发现传统冷凝换热拟合关联式误差来源,通过实验研究揭示富氢燃气锅炉燃烧后烟气中水蒸气冷凝换热过程中蒸发冷凝多因素耦合转移交互作用机制,首次提出多参数冷凝换热装置显热与潜热强化换热数学关联式,并在此基础上提出冷凝换热装置的微元迭代数字设计优化方法,首次实现冷凝换热器数字化精确设计,直接支撑双碳时代富氢燃气锅炉余热冷凝回收节能降碳10%左右的目标。     

锅炉生命周期碳减排和企业创新转型

双碳战略为制造业催生出一种和节能降耗强关联的碳足迹核算、碳减排和碳披露的指标评价模式,该模式将重构锅炉制造业发展格局.以LSS型燃气蒸汽锅炉为例,提出了通过锅炉重构实现低碳创新设计的转型思路;构建了通过降低原材料、生产制造和运行过程碳排放强度,实现产品生命周期的供应链协同碳减排的技术路径和优化方法.可为锅炉制造行业和企...     

分体管壳式余热锅炉内摩擦及局部压降

通过搭建可视化分体管壳式余热锅炉实验平台,对其下部管壳内汽液两相横向冲刷水平管束时摩擦及局部压降的计算进行了研究。在测量竖直上升管内截面含汽率时,将粒子图像测速（PIV）技术与传统压差法相结合,针对上升管中出现的泡状流型,给出了计算截面含汽率的新方法;在竖直上升管内定义了一种泡状-段塞流的新流型,并分析得出将质量含汽率x=10^-4作为区分泡状流与泡状-段塞流的边界。根据汽液两相横向冲刷管束时摩擦压降与局部压降类似的产生规律,将两者作为整体分析,通过借鉴Chisholm计算方法对实验数据进行处理,重点对汽液两相横向冲刷管束时摩擦及局部压降的计算进行研究,得到了可用于计算摩擦及局部压降的关联式。对所得实验数据验证计算后发现,误差在±20%以内,能够较好地满足工程计算需要。     

两级低压引射器的结构设计与数值分析

引射器是目前家用燃气热水器、壁挂炉中燃烧器的重要组成部件,承担着两种以上介质相互引射及其混合的关键任务。首先对燃气燃烧器用的两级引射器进行了结构设计和优化,并对设计出的两种两级引射器进行了二维、稳态的数值模拟,探究了两级引射器内燃气和空气进行动量及质量交换的混合过程,采用质量引射系数和出口甲烷质量分数标准差系数来分别表征引射器的引射性能和混合性能,研究了引射器结构参数和运行参数对引射器性能的影响。研究表明,两种两级引射器均可以引射超过化学当量比的空气,第一级引射器混合段的长度存在最优值使引射器质量引射系数达到最大,当引射器其他参数相同时,优化后的两级引射器在不同背压下引射性能均有提升,在不同背压下混合性能有所降低,背压越高引射性能提升程度越大,混合性能降低程度越小。     

挥发性有机物治理现状及处理技术分析

挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)是形成O₃和PM_2.5的重要前体物,对人体健康和环境都有严重危害。治理VOCs是目前大气污染控制的关键。基于VOCs的治理现状,总结了VOCs的来源和种类,梳理了我国VOCs相关的政策法规和标准,详细阐述了VOCs的治理技术,重点分析了吸附法、催化燃烧法以及吸附-催化燃烧组合处理技术的研究现状,并对未来VOCs治理的发展方向进行了展望。     

冷凝换热与协同脱硫性能实验分析

锅炉排烟中含有大量水蒸气，直接排放不仅会造成资源和能源的浪费，还会形成白烟，造成视觉污染和局部雾霾，采用凝结换热技术可有效回收排烟余热，并协同脱除部分污染物。本文设计并搭建了天然气燃烧热态实验台，对烟气横向冲刷水平光管的凝结传热特性展开实验研究，分析对比了过量空气系数、给水温度对凝结换热强弱的影响，拟合出2205不锈钢/PTFE两种换热器的水蒸气冷凝率量纲为1准则关联式。此外，基于搭建的SO₃/H₂SO₄雾化蒸发冷凝实验系统，进一步研究分析了不同工况下烟气中SO₃/H₂SO₄的冷凝脱除规律。实验结果表明，2205冷凝换热器冷凝率为19.53%～85.57%，最大凝结换热系数为250.68W/(m²·K)；氟塑料冷凝换热器冷凝率为4.92%～42.04%，最大凝结换热系数为131.09W/(m²·K)。同时，SO₃/H₂SO₄气体冷凝脱除率随着给水温...     

超临界CO_(2)腐蚀对耐热材料力学性能影响研究进展EI北大核心CSCD

超临界二氧化碳循环系统为清洁能源发展提供了新途径,但高温与含碳环境对耐热材料力学性能和抗腐蚀性能等提出了新的挑战。温度过高时,结构材料在抗氧化性和结构完整性等方面性能要更优异,超临界CO_(2)环境下腐蚀与渗碳综合作用会使耐热钢形成碳化物,造成其抗氧化性和力学性能降低。因此,建立安全稳定超临界CO_(2)循环发电系统的前提是明确在超临界CO_(2)环境中候选材料的最高长时使用温度,以及确定腐蚀与渗碳的综合作用对候选材料的蠕变性能与抗渗碳能力的影响。该文总结国内外关于超临界二氧化碳腐蚀对耐热钢、镍基合金等耐热材料力学性能影响的研究现状,分析合金成分、温度、压力、杂质等因素对耐热材料力学性能的影响规律,讨论渗碳对于裂纹生长以及裂纹扩展等的影响机理,并提出目前实验以及分析的不足之处及未来的发展方向。