【摘要】：本文根據(jù)瀝青拌和設(shè)備煙氣余熱特點(diǎn)和排煙方式特點(diǎn)采用逐排法設(shè)計(jì)了一種適用于中低溫?zé)煙煔庥酂峄厥盏臒峁苁娇諝忸A(yù)熱器,利用CFD計(jì)算流體軟件FLUENT研究了熱管式空氣預(yù)熱器內(nèi)部煙氣流動(dòng)特性和鰭片熱管蒸發(fā)段的傳熱特性,通過仿真實(shí)驗(yàn)研究了熱管排布方式對預(yù)熱器整體傳熱性的影響,結(jié)果證明,熱管按叉排方式有利于提升預(yù)熱器的整體換熱性能,但也會造成一定的風(fēng)阻。通過建立不同管間距模型,研究了管束間距對預(yù)熱器換熱性能和風(fēng)阻的影響,結(jié)果證明在熱管直徑為25mm時(shí),其管束間距取65mm既能夠保證預(yù)熱器的換熱性能也有利于流體在預(yù)熱器內(nèi)部保持一定的風(fēng)壓。建立了鰭片寬度分別為6mm、12mm、18mm熱管耦合模型,模擬在不同風(fēng)速下鰭片寬度對熱管整體換熱性能的影響。研究證明,隨著風(fēng)速的增加,熱管熱阻逐漸降低,因此適當(dāng)增加熱流速度有利于提升熱管換熱能,仿真結(jié)果證明鰭片寬18mm的熱管隨著熱流體速度的增加熱阻降低幅度最大,同時(shí)將各組鰭寬熱管模型的體積與熱阻進(jìn)行比例分析,發(fā)現(xiàn)18mm熱管單位體積的熱阻值最低,其經(jīng)濟(jì)成本和傳熱性能最優(yōu)。另一方面,預(yù)熱器仿真實(shí)驗(yàn)與物理實(shí)驗(yàn)變化趨勢相一致,也證明了本次仿真的有效性。同時(shí)在工程試驗(yàn)階段,通過試驗(yàn)分析預(yù)熱器空氣側(cè)、煙氣側(cè)進(jìn)出口流體溫度,驗(yàn)證熱管預(yù)熱器的整體換熱性能。其煙氣余熱回收效率約為72.6%,能夠滿足瀝青拌合設(shè)備煙氣余熱回收要求,使得空氣預(yù)熱到100℃,同時(shí)對尾氣溫度和尾氣成分進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)裝預(yù)熱器后尾氣中一氧化碳和氧氣濃度明顯下降,并通過檢測出口處成品料溫度,發(fā)現(xiàn)在使用等量煤粉的情況下,成品料溫度平均提升了4.73%,因此證明了加裝熱管式空氣預(yù)熱器有效的提升了拌合設(shè)備整體熱效率。
【圖文】：

圖 1.1 余熱利用方式圖分析上圖可以發(fā)現(xiàn)，各行各業(yè)中余熱來源有很多種，分布溫度也各有不同，就設(shè)備而言，其主要余熱來自于干燥筒中所產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓Y(jié)合上圖來看，其氣余熱，用途可分為兩類，其一，將煙氣余熱運(yùn)用于氣水熱交換，通過水蒸氣運(yùn)用于發(fā)電、動(dòng)力、生產(chǎn)用汽和采暖等方面，其二，將煙氣余熱運(yùn)用于氣氣熱交用于預(yù)熱燃燒器中的助燃空氣、發(fā)電或者動(dòng)力[7]。但綜合考慮瀝青拌合設(shè)備煙級屬于中低溫能級，不適合用于其他設(shè)備的發(fā)電或者動(dòng)力方面，但將煙氣余熱熱助燃空氣是可行的。分析路面瀝青拌和設(shè)備燃燒器的工作過程可知，一般情況下通入瀝青拌和設(shè)備的助燃空氣都是直接利用鼓風(fēng)機(jī)抽取的外界常溫空氣，因此在干燥筒中燃料的被用于加熱這部分助燃空氣，這就增加整個(gè)拌合設(shè)備的能源消耗，而助燃空氣偏低也不利于燃料的充分燃燒。造成尾氣中有害物質(zhì)的提高，污染環(huán)境。因此熱用于預(yù)熱這些助燃空氣，提升其進(jìn)入燃燒器中的初始溫度，從而提升整個(gè)拌

圖 2.1 煤粉節(jié)約效率隨預(yù)熱空氣溫度變化圖了空氣消耗系數(shù)分別為 =1.1、1.2、1.3、1.4 時(shí)的關(guān)系，從圖 1 中可以看出，空氣過量系數(shù) 和空大的影響，當(dāng)空氣過量系數(shù)和空氣預(yù)熱溫度較高氣系數(shù) =1.4，2t =150℃時(shí)，其煤粉燃燒效率提升粉的排煙溫度一般都不能低于煙氣的露點(diǎn)溫度 1的預(yù)熱溫度。我們以預(yù)熱溫度為 100℃為例，對圖以知道在空過量氣系數(shù) =1.1，預(yù)熱溫度 t=100℃2％。當(dāng)空氣過量系數(shù) =1.2 時(shí)，煤粉燃燒效率3 時(shí)，，煤粉燃燒效率提升了 4.7％，當(dāng)空氣過量 5.2％。對于排煙量在 5000m3左右，排煙溫度為型瀝青拌合設(shè)備而言，如果空氣消耗系數(shù)為 1.4氣溫度預(yù)熱到 100℃以上，其節(jié)約效率約在 5％左
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U415.522

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任澤平;安風(fēng)樓;;中國能源消耗的國際比較與節(jié)能潛力分析[J];發(fā)展研究;2011年11期

2 連紅奎;李艷;束光陽子;顧春偉;;我國工業(yè)余熱回收利用技術(shù)綜述[J];節(jié)能技術(shù);2011年02期

3 趙欽新;王宇峰;王學(xué)斌;惠世恩;徐通模;;我國余熱利用現(xiàn)狀與技術(shù)進(jìn)展[J];工業(yè)鍋爐;2009年05期

4 邢振祥;郭會敏;方彬;方晶晶;王鳳蘭;;余熱回收高效節(jié)能熱管換熱器應(yīng)用與工作介質(zhì)的研究[J];應(yīng)用能源技術(shù);2009年07期

5 黃生云;郭航;葉芳;;熱管啟動(dòng)性能研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代化工;2009年07期

6 方書起;趙凌;史啟輝;路慧霞;;螺旋槽重力熱管強(qiáng)化傳熱實(shí)驗(yàn)研究[J];化學(xué)工程;2008年06期

7 張超群;;國內(nèi)瀝青攪拌設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];建筑機(jī)械;2007年17期

8 唐志永;金保升;孫克勤;仲兆平;盧作基;;電站翅片熱管空氣預(yù)熱器變壁溫?cái)?shù)值模擬[J];鍋爐技術(shù);2006年03期

9 李煒征,邱利民,陳萍;低溫?zé)岷缥軅鳠嵝阅艿某醪窖芯縖J];低溫工程;2004年05期

10 孫世梅,張紅;熱管換熱器傳熱性能及溫度場數(shù)值模擬[J];化工學(xué)報(bào);2004年03期

本文編號：2542800