本文關(guān)鍵詞：煙氣余熱回收塑料翅片管換熱器特性研究

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【摘要】：電站鍋爐一般設(shè)計(jì)排煙溫度在120℃-140℃,其損失的熱量占電站全部輸入燃料熱量的3%-8%,因此能把這部分尾部煙氣余熱充分利用起來的話,可以顯著地提高鍋爐效率和降低煤耗。目前低溫?zé)煔庥酂崂米顝V泛的方式是在尾部煙道加裝換熱器(通稱“低溫省煤器”)利用低溫?zé)煔饧訜崞啓C(jī)凝結(jié)水,節(jié)省部分汽輪機(jī)抽汽,增加機(jī)組出力,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。但低溫?zé)煔庥酂崂眉夹g(shù)的最大障礙在于尾部受熱面腐蝕問題嚴(yán)重。若不能從根本上解決這個(gè)問題,煙氣余熱回收系統(tǒng)的效率和安全性都將受到極大的影響。塑料材料抗腐蝕性能尤好,塑料管壁表面光滑并且有適度的擾性不易結(jié)垢,故能在流體的沖擊和振動(dòng)中安全工作,可以有效解決金屬換熱器中的腐蝕問題。國內(nèi)外許多學(xué)者從事以新型塑料替代金屬作為尾部受熱面的材料方面的研究,若能取代金屬換熱器,必將是發(fā)電行業(yè)的一次重大改革。本文針對(duì)新型導(dǎo)熱塑料材料的翅片管換熱器展開特性研究,為該類換熱器在低溫?zé)煔庥酂峄厥疹I(lǐng)域的應(yīng)用提供必要的參考和依據(jù)。通過設(shè)計(jì)并搭建耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)臺(tái)和風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)其性能進(jìn)行深入研究。利用FLUENT軟件建立三維的翅片管物理模型并將測(cè)試數(shù)據(jù)作為邊界條件進(jìn)行數(shù)值模擬得到翅片管外煙氣流動(dòng)的速度場、溫度場、壓力場分布。通過改變換熱器換熱元件之間的間距進(jìn)行模擬,根據(jù)綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)來找出相對(duì)合理的結(jié)構(gòu)型式。結(jié)果表明：(1)隨著硫酸濃度的增加和浸泡時(shí)間的推移,換熱元件的質(zhì)量變化在0.002～0.0031mg的范圍內(nèi),但總體上質(zhì)量變化不明顯。該塑料材料制成的換熱器應(yīng)用于低溫?zé)煔庥酂峄厥站哂锌尚行裕?2)導(dǎo)熱塑料換熱器具有良好的換熱性能。提高空氣流速有利于強(qiáng)化換熱器的傳熱性能,但總傳熱系數(shù)隨風(fēng)速增加的變化趨勢(shì)逐漸平緩,且流動(dòng)阻力則隨風(fēng)速增加而顯著增加,因此應(yīng)選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)行風(fēng)速。另外,實(shí)驗(yàn)條件下水側(cè)流速較小,冷卻水處于層流狀態(tài),適當(dāng)提高水流速度也有利于提高換熱器的傳熱性能。(3)為了綜合考慮壓降與換熱的影響,本文采用的綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)表明,當(dāng)換熱元件的橫向間距為3-9mm時(shí)的綜合熱力性能都優(yōu)于原先設(shè)計(jì)的橫向間距為1mm時(shí)的結(jié)構(gòu)型式,且當(dāng)s5=5mm時(shí)綜合性能指標(biāo)最高,表明換熱元件處于該間距下的翅片管換熱器熱力性能相對(duì)最優(yōu)。
【關(guān)鍵詞】：余熱回收 塑料翅片管換熱器 實(shí)驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK115;TK172
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)11-18
• 1.2.1 煙氣余熱利用技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢(shì)11-13
• 1.2.2 低溫?zé)煔庥酂崂孟到y(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備現(xiàn)狀及趨勢(shì)13-18
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 翅片管換熱器傳熱過程的基本理論19-23
• 2.1 換熱器傳熱計(jì)算的基本理論20-21
• 2.1.1 傳熱方程式20
• 2.1.2 熱平衡方程式20-21
• 2.2 翅片管換熱器的傳熱計(jì)算21-22
• 2.2.1 翅片管換熱器換熱量計(jì)算21
• 2.2.2 翅片管換熱器傳熱系數(shù)計(jì)算21-22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 新型導(dǎo)熱塑料翅片管換熱器耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)研究23-26
• 3.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象23
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法23-24
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論24-25
• 3.4 本章小結(jié)25-26
• 第4章 新型導(dǎo)熱塑料翅片管換熱器傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究26-40
• 4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)26-30
• 4.1.1 測(cè)試儀器27-28
• 4.1.2 操作流程28-29
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)象29-30
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)方法30
• 4.2 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理30-34
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法30-32
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差分析32-34
• 4.3 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論34-38
• 4.3.1 換熱量和總傳熱系數(shù)的分析34-37
• 4.3.2 管外對(duì)流傳熱系數(shù)的分析37-38
• 4.3.3 壓降分析38
• 4.4 本章小結(jié)38-40
• 第5章 翅片管換熱器流場的數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化40-53
• 5.1 翅片管換熱器計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)40-43
• 5.1.1 常用的離散方法及控制方程40-42
• 5.1.2 湍流模型42-43
• 5.2 模型的建立43-46
• 5.2.1 幾何模型43-44
• 5.2.2 網(wǎng)格劃分44-45
• 5.2.3 邊界條件及收斂準(zhǔn)則45
• 5.2.4 模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證45-46
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析46-48
• 5.3.1 流場速度分布46-47
• 5.3.2 流場溫度分布47-48
• 5.3.3 流場壓力分布48
• 5.4 翅片管換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化48-52
• 5.4.1 優(yōu)化方案的制定49
• 5.4.2 數(shù)據(jù)整理方法49-50
• 5.4.3 結(jié)果與討論50-52
• 5.5 本章小結(jié)52-53
• 第6章 結(jié)論與展望53-55
• 6.1 研究工作總結(jié)53
• 6.2 工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及其他成果59-60
• 致謝60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉剛，易戈文，牛紋;氟塑料－石墨板式換熱器在高溫強(qiáng)腐蝕換熱工況中的應(yīng)用[J];石油化工設(shè)備技術(shù);1996年06期

2 張雪東;;塑料管單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及傳熱性能分析[J];應(yīng)用能源技術(shù);2011年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 亓云鵬;污水源熱泵中塑料換熱器的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 夏巧民;節(jié)水冷卻塔與雙效塑料溴化鋰制冷機(jī)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[D];浙江大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：680998