气相旋转换热器壳程强化传热数值模拟

目前,针对大批量谷物干燥的换热器种类较少及现有换热器换热量小、换热效率和能源利用率低等问题,在前人研究的基础上改进了气相旋转换热器结构,并改变螺旋叶片螺距来强化壳程传热。采用计算流体力学软件FLUENT数值模拟方法,对气相旋转换热器壳程进行传热特性分析,得到气相旋转换热器壳程流场在两种螺距的螺旋叶片结构下的压力云图、温度云图和流体速度矢量图,并对比不同流量条件下以两种螺旋叶片螺距为变量的壳程压降、壳程出口温度。研究结果表明:在壳程进口流速为4m/s、进口温度为100℃工况下,对比螺旋叶片螺距为277.5mm及壳程螺距为412mm的螺旋叶片,壳程压降增加30.1%,努尔赛数提高为40.7%。

气-固循环流化床螺旋板式换热器的传热性能与压降

设计并搭建了气-固循环流化床螺旋板式换热装置,研究了空气流量(80~125 m^(3)·h^(-1))、颗粒加入量(0.5%~2.0%)和颗粒类型等操作参数对以恒温水作为热流体、空气作为冷流体、3种固体颗粒作为固相工作介质的循环流化床螺旋板式换热器传热性能和压降的影响。实验的结果显示,添加颗粒可以明显改善螺旋板式换热器的传热性能,但同时也会增大压降。在实验考察的操作参数范围内,强化传热效果最佳时的传热增强因子可以达到29.28%,此时系统内添加的颗粒为聚甲醛颗粒,空气流量为125 m^(3)·h^(-1),颗粒加入量为2.0%,但相应的压降比率也达到了20.86%。绘制了传热增强因子和压降比率的三维图以及综合影响雷达图,可指导工业应用。

翅片管换热器内烟气对流换热模拟研究

以螺旋翅片管式换热器为研究对象,选取烟气进出口压降表征换热器流动阻力的大小、努塞尔数(Nu)表征换热器对流换热的强弱,利用Fluent软件模拟分析不同烟气流速下翅片结构参数对换热器流动阻力和换热效果的影响,并引入性能因子综合评价翅片结构参数对换热器换热性能的影响。结果表明:烟气流速一定时,翅片高度增加、厚度加厚和间距缩短均会使换热器进出口压降和Nu增加,在增大换热器流动阻力的同时,换热效果得到增强;翅片结构参数和性能因子的变化规律与Nu相反,选取高度较低、厚度较薄、间距较稀疏的翅片参数时换热器的综合性能更好;此外,与结构参数不同,烟气流速加快时Nu和性能因子均增大,能提升翅片管换热器的综合换热性能。

烟气换热器与热泵梯级余热回收系统运行特性研究

烟气换热器是一种利用工业生产中产生的废气排放中的余热进行能量回收的关键设备,而热泵梯级余热回收系统则是在烟气换热器的基础上进一步实现余热回收,提高能源利用率的系统。烟气换热交换器的特点使其成为那些寻求提高能源效率、减少对环境的影响和节约能源成本的企业和行业的有价值的工具。本文通过对烟气换热器与热泵梯级余热回收系统的结构、工作原理以及运行特性进行研究和分析,探讨其在工业生产中的应用前景和实际效果。

火电厂湿法烟气脱硫省却气-气换热器(GGH)的可行性研究

分析脱硫后烟气的腐蚀性,并结合技术、经济等因素论证燃煤电厂湿法脱硫(FGD)装置加装GGH的利与弊。分析认为,燃煤电厂湿法脱硫装置不设GGH是可行性的,建议新建脱硫项目不装设GGH;已安装GGH的脱硫装置,需对其尾部设备采取防腐措施。

大型绕管式换热器气液均布器流体分配特性试验研究

针对LNG/FLNG大型绕管式换热器壳侧空间气液两相流体不均匀性造成的换热性能衰减问题,提出了一种适用于大型绕管式换热器的环管式均布器,并设计搭建了均布特性研究试验平台,研究不同流动条件下,沿径向、周向每个通道流量的比例系数和离散系数,并对有无均布器条件下的流体分配情况进行了对比。结果表明,流体分布随着流量增大而更加均匀,气相分布均匀性优于液相,气液两相周向分布均匀,径向分布由内至外两相质量流量逐渐减少,最内圈流量约为外圈流量的1.2倍,两相体积流量由内至外有所增大,最外圈流量约为内圈流量的1.5倍;放置均布器后,两相体积流量离散系数最大可以减小64%,两相质量流量离散系数最大可以减小57%。研究成果可为LNG/FLNG大型绕管式换热器均布器结构设计提供参考,有利于进一步提高均布效果。

湿法脱硫系统中气-气换热器(GGH)堵塞原因及优化方案研究

结合国内某电厂脱硫系统中气-气换热器的运行现状和气-气换热器的本体特征,分析了GGH堵塞的原因,包括烟气挟带浆液、烟尘含量过高、设计不合理、吹扫或冲洗不正常等。通过研究GGH堵塞原因,结合GGH运行实际情况提出了GGH调整方案和运行控制优化方案,为提高GGH可靠性和稳定性,确保脱硫系统长期稳定运行提供指导信息。

湿法烟气脱硫系统气-气换热器的结垢分析

国内某电厂的湿法烟气脱硫系统在连续运行过程中出现了气-气换热器结垢堵塞的问题.为查明结垢原因,对气-气换热器垢样、副产品石膏、锅炉飞灰等进行了取样分析,样品的颗粒表面形态由扫描电镜分析,晶体结构采用X射线衍射法分析,相关成分由X射线荧光光谱法测定.结果表明:结垢是由于一些饱和的石膏浆液液滴在通过除雾器时未能被有效除去而被带入气-气换热器中,随后被烟气中的飞灰包覆所致.

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺不宜安装烟气换热器

当前火电厂烟气脱硫(FGD)设施建设不断加快,大型火电机组烟气脱硫均以石灰石-石膏烟气脱硫湿法工艺为主,并已成为我国燃煤电厂烟气脱硫的首选工艺。针对烟气脱硫湿法工艺是否需要进行烟气升温(即烟气脱硫是否需加装烟气换热器)的问题,对烟气换热器(GGH)的作用及安装与否的有关问题进行了阐述,认为石灰石-石膏湿法脱硫工艺安装GGH弊多利少,不但不能有效改善我国总体环境质量,而且大大增加了企业负担,并影响脱硫系统的安全、稳定、高效运行。建议今后建设的FGD不宜再安装GGH。

接触式烟气-水冷凝换热器的热工计算方法

对接触式烟气-水冷凝换热器的换热效率进行了分析,充分考虑影响换热效率的各种因素,包括喷嘴雾化粒径和换热器高度等,给出了接触式烟气-水冷凝换热器的热工计算方法,并制作了线算图。采用所提出的热工计算方法,对具体示范工程烟气-水冷凝换热器进行了设计,供暖季现场实测数据表明,烟气-水冷凝换热器的换热性能达到了预期目标。

湿法烟气脱硫系统气-气换热器堵塞机理分析

研究了湿法烟气脱硫系统气-气换热器（GGH）堵塞的机理,用X射线衍射仪分析了GGH结垢物的物相组成,测量了脱硫系统除雾器入口烟气流速、出口烟气携带的小液滴浓度以及除雾器叶片的除雾效率.结果表明：垢的主要成分为石膏和CaSO4,飞灰参与了垢的形成过程;除雾器后净烟气携带的浆液粒径主要分布在10~30μm;随着气流速度的加快,除雾效率呈现先提高后降低的趋势;当烟气流速高于8 m/s后,除雾器出现严重的二次携带,除雾效率急剧下降;除雾器入口烟气流速分布不均,整体流速偏高,整体除雾效率为68.67%;净烟气从脱硫塔携带出的脱硫浆液是造成堵塞的主要物质,除雾器脱除效率偏低,使得小粒径的脱硫浆液流经除雾器进入GGH,造成堵塞.

气-气换热器对太阳能再生装置性能的影响

再生装置是太阳能蒸发除湿降温系统的重要组成部分,但普遍存在再生性能较低的问题。为了提高再生性能,将气-气换热器加装于再生装置中用于回收部分空气余热。讨论了两种再生装置的特点,测试了加装前后再生装置的性能。试验结果表明:再生装置的除湿增量、再生效率都随着太阳能热水温度的升高而提高;气-气换热器的加装能有效提高再生装置的再生性能,除湿量可以达到40～55g/kg,较未加装时提高了35～45g/kg;再生效率在热水温度90℃时可以达到60%,同等温度下高出未加装换热器50%。因此,余热的回收利用对于再生装置性能的提高至关重要。

气-固循环流化床换热器的传热性能与压降

为强化气相换热,将流化床换热防垢节能技术和气相换热过程相结合,设计并构建了一套气-固循环流化床换热装置。以空气和玻璃珠颗粒作为工质,利用热电阻和差压传感器,系统地考察了颗粒加入量、空气流量和热通量等操作参数对于其传热性能和压降的影响。研究结果表明,玻璃珠颗粒的加入可以明显地强化气相的传热。实验范围内,最大的传热增强因子为33.4%,所对应的操作参数为ε=1.5%,Vg=19.78 m3·h^(-1)和q=1 kW·m^(-2),相应的压降比率不超过2.5%。传热增强因子随颗粒加入量和空气流量的增加呈现出波动的趋势。空气流量较低时,传热增强因子随着热通量的增加而增大;随着空气流量的增加,热通量对传热增强因子的影响减小。构建了操作参数对传热性能和压降影响的三维图,以利于选择适宜的操作参数范围。研究结果有利于流化床换热防垢节能技术在气相换热过程中的应用。

主动气液调配换热器的研究现状

在气液相变过程中实施气液调配来主动调节干度和流量,可实现同时提升传热系数(h)和降低压降(Δp)。本文从气液调配强化传热原理、气液调配单元和气液调配换热器三个方面,总结国内外研究现状。主动气液调配在冷凝过程(分液冷凝)和蒸发过程(配液蒸发)中均需使工质处于高效传热区,但目标干度不同。重点关注了有联箱-小孔型、T型管和金属丝网这三类气液调配单元,发现低质量流量下联箱-小孔型与T型管的分液比率(F L)可达100%,而金属丝网型仅为30%。分液冷凝器的表面传热系数相比常规换热器可提升112%,但蒸发过程的气液调配研究较少,调配机理尚不清晰,需要进一步开展研究。气液调配式换热器的性能与气液分离效率(η)和支管的干度与流量分配紧密相关,基于多维联合仿真法综合考虑气液两相在联箱内的流态(气泡、液膜和液滴)、气液相界面传质和管道压降等影响因素有望提升气液调配换热器模型的预测精度。

燃煤电厂湿法烟气脱硫系统变更气-气换热器的环境经济可行性分析

燃煤电厂湿法烟气脱硫系统是否设置气-气换热器(GGH)所带来的环境经济利弊已引起各方面的普遍关注。结合工程实例,从环境影响、经济效益等方面对燃煤电厂湿法烟气脱硫系统GGH变更进行论证。结果表明,实施GGH变更,新增选择性催化还原(SCR)脱硝设施具有较显著的环境经济效益。

增设烟气-水换热器提升火电机组灵活性研究

山东电网电源结构中可再生能源占比日益增多,火电机组不可避免地面临深度调峰、频繁调峰,热电机组冬季供暖时热电矛盾问题突出,对电网安全稳定和可再生能源消纳带来负面影响。传统热电解耦技术存在负荷调整区间窄、能源整体利用效率不佳等情况,提出一种增设烟气-水换热器方案,与传统中压缸抽汽技术互补供暖,可提升整体负荷调度范围,同时提升整体能源利用效率。经测算,烟气供热模式在小供热需求下最低电功率显著低于传统供热模式,相同供热需求下混合供热模式最大电功率、最小电功率均优于传统供热模式,且混合供热模式下最大供热量显著增多,可提升机组运行灵活性,增强机组热电解耦能力。

气-气板式换热器在金隆公司的应用

介绍气-气板式换热器主要技术参数、结构、特点及生产运行情况。3年多应用实践表明,该换热器占地面积小、投资省、增加换热能力方便、现场安装迅速,在转化工序使用是完全可行的。

沉浸式蛇管烟气-水换热器设计方法研究及实验验证

传统蛇管式烟气—水换热器管的设计方法较粗糙,设计结果常无法满足工艺要求。文章分析烟气流动与换热特性,建立了设计计算模型,并进行实验验证,结果表明,该计算方法能够满足工业设计计算的要求。

两类换热器回收烟气水分的冷凝除湿效率分析

采用COMSOL仿真软件对流动与传热进行多物理场耦合,通过粒子追踪对失踪粒子的位置进行标记,对316L不锈钢和聚四氟乙烯这两类材质换热器在不同入口烟气流速和冷却水流速下的冷凝除湿效果进行模拟分析。研究表明:烟气流速<6.0m/s时,聚四氟乙烯材质的换热器出口烟气含湿量和冷凝率的变化幅度小于316L不锈钢材质的换热器,前者的冷凝除湿效果明显优于后者,特别是在冷却水流速≥0.6m/s时这种优势更为明显。冷却水流速<0.4m/s时,316L不锈钢换热器出口烟气含湿量下降得较快,聚四氟乙烯换热器出口烟气含湿量则在入口冷却水流速≥0.4m/s时下降得较快,考虑到实际应用中冷却水源及热量回收、建设成本及运行成本,建议将冷却水流速控制在0.4m/s以下。

基于气液分离原理的强化换热器研究

气液两相流广泛存在于换热设备中,通过对管内制冷剂换热过程以及流型流态的分析得出在冷凝过程中,液滴刚生成的时候管内换热系数最高,蒸发过程中则是环状流换热系数最高。为了实现冷凝过程中液体快速排走提出了减薄液膜实现强化换热的气液分离技术,近些年来引起了广泛的研究和应用。创新地提出了一种可以应用于翅片管换热器的蜂窝状气液分离结构,利用仿真计算软件对蜂窝状分离结构的气液分离过程机理进行研究,同时利用Coildesigner中经验公式对其进行校核,确定了模型的准确性和可靠性,最终确定蜂窝状气液分离结构的参数。研究可以实现气液分离效率89%以上,同时装备了蜂窝状气液分离结构的翅片管式换热器,对比于传统翅片管式换热器,可以实现压降损失降低8.08%,换热量提升6.22%。