燃氣鍋爐尾部煙氣凝結換熱及余熱回收利用研究.pdf

1、隨著我國經濟的發(fā)展和能源消耗增加，節(jié)能減排技術以及清潔能源的利用尤為重要，燃氣鍋爐開始廣泛應用在我們的生活中。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數高達20％左右。高溫水蒸氣含有較大的顯熱與潛熱，將這部分能量應用在日常生活具有可觀的利用價值。應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

2、熱進行了系統(tǒng)研究。應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，對水蒸氣的凝結量較小，所需換熱器體積龐大。應用直接接觸式冷凝換熱器對高溫煙氣進行冷凝，所需成本較低而且余熱利用率較高。
　　本研究首先通過數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冷凝換熱過程。對比分析了流場內溫度分布、水蒸氣的體積分數分布以及速度分布圖。結果表明直接接觸式冷凝換熱器內冷熱流體混合換熱充分，排煙溫度明顯降低。冷卻水

3、能夠大量吸收尾氣凝結換熱時的顯熱與潛熱，而且靠近冷流體入口，溫度較低、水蒸氣體積分數相對較小。當煙氣流速變大，在換熱器內冷熱流體的換熱時間減小，煙氣流速過快會導致冷凝不充分，水蒸氣凝結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冷熱流體換熱時間增加，有效降低出口處水蒸氣體積分數以及溫度值。冷流體的流速降低或者入口管徑變小會導致冷流體流量變小，影響對煙氣的冷凝換熱效

4、果。在模擬噴灑式水平入口換熱器、上下入口換熱器內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。高溫煙氣在通過混合模型冷凝換熱時，首先流經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。換熱器壁面溫度設置為285K、308K條件下煙氣的冷凝效果均比設置為絕熱壁面效果好。最后，采用離散相模型追蹤分析