“烟塔合一”技术采用烟气余热换热器的节能效果分析

"烟塔合一"技术,即取消火电厂中的烟囱,将锅炉经除尘脱硫后排出的烟气,经自然通风冷却塔排放到大气中。用等效热降的方法分析了"烟塔合一"技术增设烟气余热换热器的节能效果,并以660 MW机组为例,进行了几种方案比较。定量计算结果得出的结论对指导发电厂采用"烟塔合一"技术烟气余热换热器的设计具有重要的意义。

等效焓降法在烟气余热换热器节能中的应用

等效焓降法是基于热力学的热功转换原理。本文用等效焓降的方法分析了热力系统加装烟气换热器的节能效果,论证了锅炉余热的热经济性效果,并以600MW机组为例,对凝结水返回系统不同位置的四种方案进行了比较,最后通过定量计算得出加装烟气余热换热器对热力系统节能的重要作用。对工程实践有重要的指导意义。

烟气余热换热器低温腐蚀分析及对策

根据句容发电厂1000MW超超临界燃煤机组烟气余热换热器的运行情况,研究了冷端受热面硫酸低温腐蚀现象,分析得出有效控制此现象的措施为严格控制烟气余热换热器进口水温和排烟温度等。

燃煤锅炉烟气余热换热器故障分析和处理

近年来,燃煤锅炉烟气低温余热换热器越来越多地应用于燃煤电厂,在电力行业的节能减排中起到了重要的作用。但换热器磨损而造成的爆管、堵塞等问题时常发生。因此,主要对换热器磨损的原因进行了分析,并提出了换热器磨损故障的防范措施和相关对策,以供相关单位参考。

净烟道余热回收换热管腐蚀特性研究

烟道余热回收换热管在酸气作用下易腐蚀渗漏,研究其腐蚀规律对制定防腐策略有重要意义。通过挂片腐蚀试验装置,分析了烟气相对湿度、烟气温度、二氧化硫含量、积灰量、氧气含量对换热管腐蚀速率的影响规律。结果表明:随着烟气湿度的增加,换热管腐蚀速率先快速升高后趋于平缓,降低烟气相对湿度可抑制换热管腐蚀;烟气温度控制在50℃以下或80℃~100℃时换热管腐蚀程度较低,70℃为换热管腐蚀最严重的工况;脱硫效率影响换热管的腐蚀状态,降低烟气二氧化硫含量可有效抑制腐蚀;随积灰量的增加,换热管腐蚀速率先升高后降低,提高烟气流速、定期清理净烟道积灰均可有效抑制积灰腐蚀;随氧气含量升高,换热管腐蚀速率先升高后降低,氧气体积分数为8%时,氧化膜抑制作用最强。

非能动余热排出换热器运行初始阶段换热特性研究

以非能动余热排出换热器运行初始阶段二次侧水箱水的升温过程为原型,通过实验研究了高位水箱内竖直换热管束在主流水温达到饱和前的换热特性。结果表明,换热管束运行初期热量依靠水的单相自然对流带走,水箱竖直方向上出现温度分层,换热量随主流的升温而下降。随着主流欠热度的减小,从管束上端开始换热机理逐渐向欠热沸腾转变;之后,主流水温逐渐达到饱和,沸腾成为换热的主要手段。在实验研究基础上,利用Churchill&Chu公式从管外平均换热系数中分离出自然对流换热系数,分析了不同阶段自然对流和欠热沸腾在管外换热系数中所占的比例。本文的研究对非能动余热排出换热器的设计有一定的指导意义。

非能动余热排出换热器换热能力数值分析

基于多孔介质模型,对AP1000非能动余热排出换热器(PRHR-HX)运行初始阶段进行了数值模拟。一回路的入口温度及流量采用RELAP5的计算结果,并以此作为CFD计算的边界条件。采用多孔介质模型处理C型管束区,添加管束区分布阻力。通过商业CFD软件FLUENT计算得到安全壳内置换料水箱(IRWST)侧冷却剂的三维温度及速度分布,通过用户自定义函数UDF完成一回路侧与IRWST侧的耦合换热计算,获得一回路温度分布及换热量。计算结果表明,随着IRWST内冷却剂温度升高,换热器热负荷降低,并出现明显的热分层现象,同时证明采用多孔介质模型与耦合换热计算是分析PRHR/IRWST系统瞬态热工水力特性的有效方法。

水箱自然对流条件下非能动余热排出换热器的传热分析

为研究非能动余热排出换热器(PRHR HX)的传热特性搭建了模型实验台,并进行了相关实验。测得实验工况下水箱内部的水在竖直方向上呈现温度分层。对比分析不同的传热系数计算公式,发现由Dittus-Boelter公式计算得到的管内传热系数理论解与实验值最为接近,误差为0.35%;由McAdams公式计算得到的管外自然对流传热系数理论解与实验值最为接近,水平段和竖直段误差分别为0.55%和3.28%。明确了最适合管内、管外对流的传热计算公式分别为Dittus-Boelter公式和McAdams公式。

余热回收换热器投资的热技术经济分析

依据热力学第二定律和技术经济学原理 ,分别采用动态投资回收期法、净现值法和内部收益率法对余热回收换热器的投资进行了热技术经济分析 ,讨论了换热器传热单元数NTU、冷热流体热容量率比R和换热流型对余热回收换热器投资经济效益的影响。本文的有关方法和结论可为工程上分析换热器及其它节能投资项目的经济合理性和决策投资节能项目时提供参考。

我国烟气余热利用换热器发展概述

我国余热资源丰富,目前烟气热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项。烟气余热利用换热器通过对烟气余热的二次吸收,提升余热利用效率,对于提升锅炉运行效率有重要的意义。另外烟气余热利用换热器配合除尘设备使用可以明显增强除尘效率,有助于降低烟气污染排放。烟气余热利用换热器在锅炉系统中的增配使用能有效节约能源,降低烟气污染排放,有效推动我国锅炉使用行业"节能减排"目标的实现。文章将对我国余热利用情况、烟气余热回收利用技术及烟气余热利用换热器进行介绍,以供参考。

余热回收换热器热()经济设计方法探讨

以热力学第一、第二定律为基础，对目前常用的几种余热回收换热器热（）经济设计方法进行了探讨，并将优化的结果进行了比较，同时给出了热价、价和电价三者之间的关系。本文的有关结论可为工程上余热回收换热器的最佳经济设计提供参考。

使用净现值法优化余热回收换热器

引入最优化方法,提出以净现值(NPV)为优化目标,以余热回收换热器换热面积为设计变量的优化设计模型。引入传热单元数(NTU)作为换热面积的度量,分析NTU变化对NPV的影响,从而确定优化方案,并且获得最优化条件下空气预热出口温度(t_2)。通过对燃烧二甲醚年产4万t玻璃炉窑烟气余热回收换热器的分析,结果显示在NTU=1.51时,换热器得到最大净现值NPV=7.53万元,空气预热出口温度t_2=100℃。同时,每年可节约燃料194.1 t和减少CO_2的排放量33.82。因此,采用余热回收换热器优化设计模型,通过对投资后整个运行期内的经济效果分析,可以对回收方案的合理性进行更为全面的评价。

非能动余热排出换热器在主给水管道断裂事故下的冷却能力研究

利用LOFTRAN2程序研究了某核电厂蒸汽发生器主给水管道断裂事故工况下非能动余热排出换热器(PRHR HX)的冷却能力。分析结果表明,在极端事故工况下,反应堆冷却剂系统(RCS)的长期冷却能够持续进行,PRHR HX能够在36h内将RCS冷却到215.6℃,符合先进轻水堆用户要求文件(URD)的规定。敏感性分析表明,PRHR HX污垢系数和安全壳内置换料水箱初始温度对长期冷却能力有重要影响,在实际运行中需引起注意。

医院锅炉烟气余热回收换热器的节能探讨

在医院的能源结构中,天然气占比较大,将天然气锅炉日常运行中产生的大量高温烟气进行回收再利用至关重要。以北京某三甲医院为例,通过对烟气余热回收换热器的材料进行分析,发现ND钢是最佳选择。对换热方式分析发现,应优先选择间壁式换热器,并采用逆流换热方式。通过选择一台耗能量最高的锅炉加装烟气余热回收换热器,对高温烟气进行热量回收,将锅炉补水作为冷媒使用,分别通过理论计算和实际运行效果分析节能量。研究发现,加装烟气余热回收换热器可以节省天然气用量5%以上,为医院创造社会效益和经济效益。

海洋核动力平台PRHR HX管内蒸汽冷凝换热特性分析

[目的]旨在探究非能动余热排出换热器(PRHR HX)管内饱和蒸汽冷凝传热特性,为海洋核动力平台非能动安全系统设计提供支撑。[方法]通过搭建的功率比1∶50的试验装置,使用分离热阻法处理试验结果,对PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热特性进行分析。[结果]在试验参数范围内,PRHR HX管内主要以分层流或波状流-环状流-波状流流型存在,该管内凝液流动存在由层流到湍流的转捩过程;管内饱和蒸汽冷凝换热系数随压力升高而增大;在压力为0.52 MPa时,换热器内蒸汽流速最大值约为6.72 m/s,当压力大于0.52 MPa后,蒸汽流速反而逐渐减小;所提PRHR HX管内饱和蒸汽冷凝换热系数计算关系式与试验结果吻合良好,其计算值与试验值的相对误差在±8%以内。[结论]研究结果可为海洋核动力平台及类似应用对象非能动安全系统PRHR HX设计和优化提供参考。

余热排出换热器回流管对周围物项的热影响分析

在某核电站设计中,裸露的余热排出换热器回流管在电站满功率运行或事故工况时,管道温度均超过90℃,对管道附近热敏感物项产生影响。本文采用ANSYS Steady-State Thermal软件计算、分析余热排出换热器回流管对附近钢结构构筑物和敏感仪表元件的热影响,进而对余热排出换热器回流管布置进行评价,提出合理建议,为后续的工程设计中提供支持。

核电厂余热排出换热器的氦质谱检漏应用

余热排出换热器是余热排出系统的核心设备之一,余热排出换热器一二次侧之间泄漏将导致设冷水放射性水平上涨,进而影响核电站安全运行。文章对余热排出换热器泄漏的产生和漏点位置进行了分析,描述了采用氦质谱方式对余热排出换热器进行检漏的具体技术,并通过应用验证了该技术的有效性。

稀土冶炼电解槽余热取热试验研究

冶金行业能耗巨大,稀土冶炼工艺具有同样特点,采用熔盐电解法制备稀土金属时,冶金槽侧壁和冶金槽内熔融液体上表面向外散发出大量热量,并且冶炼过程伴随产生酸性气体。针对稀土冶炼过程中,电解槽以辐射和对流换热的方式向外散失大量余热问题,搭建了稀土冶炼模拟试验槽,采用燃煤放热获得相似的槽内温度场,采用冷却水与模拟电解槽侧壁进行对流换热、与模拟电解槽高温辐射面进行辐射换热,开展稀土冶炼过程中槽壁余热换热和顶部辐射余热换热试验研究。结果表明,槽壁余热换热量随水流量的增大呈上升趋势,水流量对槽壁余热换热量的影响强于辐射受热面与模拟槽顶面距离对其的影响。在试验条件下,模拟槽辐射受热面距离模拟槽顶面0.2 m、水流量为0.285 kg/s时,槽壁余热换热量最大可达2.256 kW。辐射余热换热量受辐射受热面与电解槽顶面距离的影响较大,随辐射受热面与电解槽顶面距离的减小呈增大趋势。辐射受热面与电解槽顶面距离为0.1 m时、水流量为0.292 kg/s时,辐射余热换热量与总余热换热量达到最大值,分别为19.541 kW和21.114 kW。基于试验数据推算的电解槽实际运行工况下辐射余热换热量可达52.796 kW,总余热换热量最大可达83.237 kW,占电解槽总电耗的55.5%,可为研发稀土冶炼工艺的节能减排技术、实现能源的合理利用提供依据。

污水处理场CO废气治理设施运行技术分析

随着环保排口及现场异味管控的要求逐步提高,炼油企业污水处理场需持续加强高浓度废气设施的运行管理。该文结合某炼油企业污水处理场CO(Catalytic Oxidation)设施处理炼油污水产生的废气实例展开分析,通过剖析CO设施处理尾气过程中存在的问题,如上游来气浓度及气量波动、阻火器流通量下降以及余热回收换热器堵塞等,提出精细管控上游各路来水、加强污水处理过程工艺控制、管线材质升级以及余热换热器高压清洗等建议,保障CO尾气治理设施平稳高效运行。实践表明,该污水处理场CO废气设施排口控制更加稳定,取得了较好的经济效益与环境效益。

一种具有余热回收装置的新型高效燃气灶

介绍了一种具有余热回收换热器和多孔陶瓷聚能板的新型高效燃气灶,其特点是:采用预混式燃烧方式,并在燃气灶尾部安装热交换器回收室烟气余热来预热空气,有效减少了烟气带走的余热;在燃烧室内设置了具有多孔陶瓷的蓄热装置,储存热量对过低形成二次辐射,有效提高了燃气灶的热效率。将其与传统燃气灶进行了热态测试对比,结果表明:新型燃气灶的平均热效率可达60%,排放烟气中CO浓度为100～300 ppm;而传统灶的热效率只有35%～40%,排放烟气中CO浓度高达6000 ppm。从测试数据可以看出,新型燃气灶的热效率远高于传统燃气灶,而排放烟气中CO浓度却远远低于传统燃气灶,经济和社会效益十分显著。