天然气管道加热用浸没燃烧换热器设计及应用分析

浸没燃烧技术应用于天然气管道加热较为新颖,该技术核心在于换热器的设计。介绍了浸没燃烧换热器的设计方法,设计出200kW 浸没燃烧换热器并在北京某门站供暖期内投入使用,以解决调压器的冻堵问题。利用实测数据计算管内、管外对流换热系数,通过数据拟合计算得到额定设计工况下的实际综合传热系数,进而对设计综合传热系数进行修正。计算结果表明,设计综合传热系数的修正系数为1.56。再通过实际管外对流换热系数反算得到水浴最大流速值,拟合得到功率与水浴最大流速的关系式,利用加热装置在120kW 稳定运行时的实测数据进行验证,水浴最大流速计算结果误差率为6.67%,可以为相同类型的浸没燃烧换热器设计提供参考。

浸没燃烧天然气加热装置水浴传热数值模拟

针对浸没燃烧天然气加热装置换热器换热设计计算时,由于水浴流动及传热的复杂性给设计工作带来的问题,结合国内首例装置实际运行情况,对装置的水浴传热过程进行仿真分析,并计算验证了根据加热装置运行的实测数据,使用经典传热公式反算出的管外水浴最大流速。模拟结果直观反映了水箱内部水浴流动及烟气与水浴间的换热过程。结果表明:①装置换热区域结构布置合理,气泡破碎效果较好,增大了高温烟气与水浴的接触面积,进而强化了气液间传热;②在换热过程中,气液两相流是以一个相对恒定的温度冲刷换热器的,换热稳定;③在换热器管壁处,烟气几乎不参与换热;④模拟计算的水浴流速最大相对误差为8.33%,为后续浸没燃烧天然气加热装置的研发和设计提供了一种可参考的计算水浴流速的数值模拟思路。