本文關(guān)鍵詞：燃氣鍋爐尾部煙氣凝結(jié)換熱及余熱回收利用研究

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和能源消耗增加,節(jié)能減排技術(shù)以及清潔能源的利用尤為重要,燃氣鍋爐開始廣泛應(yīng)用在我們的生活中。對鍋爐尾氣進行余熱的回收能夠有效的提高能源的利用效率,減少對環(huán)境的污染。燃氣鍋爐的排煙溫度在140~230℃之間,尾氣中所含水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)高達20%左右。高溫水蒸氣含有較大的顯熱與潛熱,將這部分能量應(yīng)用在日常生活具有可觀的利用價值。應(yīng)用冷凝式換熱器把較高的煙氣溫度降低到露點溫度以下進行余熱的回收利用,本文對燃氣鍋爐尾氣的冷凝換熱進行了系統(tǒng)研究。應(yīng)用間接接觸式冷凝換熱器對煙氣進行余熱回收,很難將煙氣降低到露點溫度以下,對水蒸氣的凝結(jié)量較小,所需換熱器體積龐大。應(yīng)用直接接觸式冷凝換熱器對高溫?zé)煔膺M行冷凝,所需成本較低而且余熱利用率較高。首先,通過數(shù)值模擬的方法利用三維物理模型研究直接冷凝式換熱器內(nèi)冷凝換熱過程。對比分析了流場內(nèi)溫度分布、水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)分布以及速度分布圖。結(jié)果表明直接接觸式冷凝換熱器內(nèi)冷熱流體混合換熱充分,排煙溫度明顯降低。冷卻水能夠大量吸收尾氣凝結(jié)換熱時的顯熱與潛熱,而且靠近冷流體入口,溫度較低、水蒸氣體積分?jǐn)?shù)相對較小。當(dāng)煙氣流速變大,在換熱器內(nèi)冷熱流體的換熱時間減小,煙氣流速過快會導(dǎo)致冷凝不充分,水蒸氣凝結(jié)量的曲線會隨著煙氣的流速變化先增加后減小。其次,對比不同三維物理模型對煙氣冷凝效果。提高冷流體入口位置能夠使得換熱器內(nèi)冷熱流體換熱時間增加,有效降低出口處水蒸氣體積分?jǐn)?shù)以及溫度值。冷流體的流速降低或者入口管徑變小會導(dǎo)致冷流體流量變小,影響對煙氣的冷凝換熱效果。在模擬噴灑式水平入口換熱器、上下入口換熱器內(nèi)不同工況下冷凝換熱時,冷凝效果隨著冷流體流速的改變有變化。當(dāng)冷流體入口流速為3m/s水平入口換熱器的冷凝效果比上下入口換熱器好,冷流體流速為1m/s時冷凝效果相反。高溫?zé)煔庠谕ㄟ^混合模型冷凝換熱時,首先流經(jīng)蛇形管被里面的冷流體第一步冷凝,之后又被滴狀水再一步冷凝,余熱回收率提高。換熱器壁面溫度設(shè)置為285K、308K條件下煙氣的冷凝效果均比設(shè)置為絕熱壁面效果好。最后,采用離散相模型追蹤分析了灰塵粒子在換熱器內(nèi)運動時間與流動狀態(tài)。由于冷熱流體是互相沖刷混合粒子流動路徑較為復(fù)雜,而且在較短的時間內(nèi)會流出換熱器,只有少數(shù)粒子在換熱器內(nèi)旋轉(zhuǎn)停留時間較長。
【關(guān)鍵詞】：燃氣鍋爐 水蒸氣 顯熱與潛熱 凝結(jié) 換熱器
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK229.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 主要符號表9-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 天然氣的利用11-12
• 1.3 冷凝式鍋爐12-15
• 1.3.1 冷凝鍋爐的發(fā)展12-13
• 1.3.2 冷凝鍋爐的幾種形式13-15
• 1.4 煙氣冷凝的研究綜述15-17
• 1.4.1 國內(nèi)研究的綜述15-16
• 1.4.2 國外研究的綜述16-17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 第二章 冷凝式換熱器物理及數(shù)學(xué)模型的建立18-26
• 2.1 冷凝式換熱器的選取18-21
• 2.1.1 幾何結(jié)構(gòu)模型18-20
• 2.1.2 網(wǎng)格的劃分20-21
• 2.2 數(shù)學(xué)模型21-24
• 2.2.1 計算模型的選取22-24
• 2.2.2 設(shè)置邊界條件24
• 2.3 本章小結(jié)24-26
• 第三章 數(shù)值計算方法及換熱分析26-32
• 3.1 數(shù)值計算方法26-28
• 3.1.1 主要的數(shù)值解法26-27
• 3.1.2 求解模型27-28
• 3.1.3 求解方法28
• 3.2 換熱計算的基本理論28-29
• 3.2.1 換熱計算基本公式28-29
• 3.3 換熱過程分析29-31
• 3.3.1 傳熱傳質(zhì)過程30
• 3.3.2 強化傳熱方式30-31
• 3.3.3 換熱效率分析31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 換熱器內(nèi)流場的數(shù)值模擬32-48
• 4.1 換熱過程所受到的影響因素32-34
• 4.1.1 露點溫度的標(biāo)定32
• 4.1.2 余熱回收的計算方式32-34
• 4.2 數(shù)值結(jié)果模擬分析34-46
• 4.2.1 速度場分析34-35
• 4.2.2 溫度場分析35-38
• 4.2.3 水蒸氣凝結(jié)效果分析38-41
• 4.2.4 模擬結(jié)果數(shù)據(jù)對比41-46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 第五章 不同冷凝模型的對比研究48-64
• 5.1 數(shù)值模擬結(jié)果分析48-55
• 5.1.1 模型中管道的排列方式對換熱效果的影響48-53
• 5.1.2 模型中加入蛇形管對換熱效果的影響53-55
• 5.2 離散相粒子的監(jiān)測及分布55-57
• 5.2.1 離散相邊界條件設(shè)置55
• 5.2.2 粒子運動軌跡分析55-57
• 5.3 計算結(jié)果分析討論57-63
• 5.3.1 不同工況對換熱效果的影響57-59
• 5.3.2 不同工況對冷凝量的影響59-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論64-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 仝慶居;王學(xué)敏;;鍋爐煙氣余熱回收利用技術(shù)[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2009年18期

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本文編號：743161