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颗粒帘空气预热器的设计理论与方法

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摘要

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1余热资源分布

1.1.2烟气余热资源利用技术现状

1.1.3烟气余热利用存在的问题

1.2空气预热器研究现状

1.2.1空气预热器的分类及结构

1.2.2颗粒帘空气预热器的研究现状及进展

1.3主要研究内容

第二章颗粒帘换热器的理论基础

2.1气固两相快速热平衡原理

2.2颗粒帘换热器的技术原理

2.2.1颗粒帘换热单元

2.2.2颗粒帘换热器的典型结构

2.3颗粒帘换热的物理模型

2.4颗粒帘换热的数学模型

2.5模型验证方法

第三章颗粒帘换热器的气固流动与换热特性实验系统

3.1技术要求

3.2方案设计与系统组成

3.3流动与换热特性实验系统子系统设计

3.3.1换热单元本体

3.3.2载热体颗粒循环系统

3.3.3模拟烟气子系统

3.3.4气体变径均流装置

3.3.5测量装置

第四章颗粒帘换热器内气固流动与换热特性实验研究

4.1实验目的

4.2研究内容和方法

4.3实验设计

4.3.1正交实验设计

4.3.2正交实验方案安排与实验方法

4.3.3正交实验结果分析

4.4颗粒帘换热器中气粒两相流动特性实验研究

4.4.1进气速度对气粒两相流动特性的影响

4.4.2颗粒帘初始厚度对气粒两相流动特性的影响

4.4.3颗粒粒径对气粒两相流动特性的影响

4.4.4颗粒质量流量对气粒两相流动特性的影响

4.5颗粒帘换热器中气粒两相换热特性实验研究

4.5.1进气温度对气粒两相换热特性的影响

4.5.2进气速度对气粒两相换热特性的影响

4.5.3颗粒质量流量对气粒两相换热特性的影响

4.5.4颗粒粒径对气粒两相换热特性的影响

4.5.5颗粒帘初始厚度对气粒两相换热特性的影响

第五章颗粒帘空气预热器的设计方法

5.1引言

5.2颗粒帘空气预热器整体布置形式与结构

5.2.1卧式颗粒帘空气预热器结构设计

5.2.2立式颗粒帘空气预热器结构设计

5.3颗粒帘空气预热器换热性能的计算

5.3.1单回路颗粒帘空气预热器换热性能计算

5.3.2多级颗粒帘空气预热器换热性能计算

5.4颗粒帘空预器颗粒参数的选取

5.4.1颗粒质量流量的选取

5.4.2颗粒帘初始厚度的选取

5.4.3颗粒粒径的选取

5.5颗粒帘换热器颗粒帘流动特性参数的相关公式

5.6颗粒帘空气预热器子系统的设计

5.6.1颗粒帘空气预热器烟气侧的设计

5.6.2颗粒帘空气预热器空气侧的设计

5.6.3颗粒帘空气预热器颗粒均流装置设计

5.6.4颗粒帘空气预热器颗粒帘厚度调节装置设计

5.6.5颗粒帘空气预热器气流均流装置的设计

5.6.6颗粒帘空气预热器连续换热回料循环系统设计

5.6.7测量装置

第六章燃气工业锅炉颗粒帘空气预热器的案例研究与设计

6.1 20t/h燃气锅炉颗粒帘空气预热器整体结构布置方案的确定

6.2 20t/h燃气锅炉颗粒帘空气预热器颗粒参数的确定

6.2.1颗粒质量流量的确定

6.2.2颗粒帘初始厚度的确定

6.3 20t/h燃气锅炉空气预热器各组件的设计

6.3.1烟气侧几何尺寸的确定

6.3.2空气侧几何尺寸的确定

6.3.3颗粒循环回料系统设计

总结与展望

全文总结

未来工作的展望

参考文献

致谢

附录

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摘要

在当前我国烟气余热回收利用技术发展迅速的背景下,本课题以气固两相快速热平衡理论为基础,通过搭建一套基于单级换热单元的颗粒帘气固两相流动与换热特性实验系统,并在此实验系统上对颗粒帘换热器内气固流动与换热特性进行实验研究,系统构建了颗粒帘空气预热器的设计理论与方法,并据此开展了燃气锅炉颗粒帘空气预热器的案例研究与设计。本文开展的主要工作如下: (1)归纳总结了烟气余热回收利用技术现状,比较分析了各种空气预热器的结构特点和工作原理,在此基础上建立了颗粒帘换热器气固两相换热特性的数学模型,得到了颗粒帘换热器出口颗粒温度和出口气流温度表达式,并通过实验对模型进行了验证。 (2)构建了一套以1t/h工业锅炉烟气余热回收为背景的颗粒帘流动与换热特性实验系统,包括换热单元本体、颗粒循环回送系统、颗粒均流装置、气体变径均流装置、模拟烟气系统、流动特性参数测量装置、热工参数测量装置等;采用正交实验法,筛选出颗粒帘换热器流动与换热特性各实验工况的优组合参数。对颗粒帘空气预热器内气固两相流动与换热特性进行实验研究。流动特性实验研究的内容包括:换热器进气速度、颗粒粒径、颗粒帘初始厚度、颗粒帘质量流量四因素对颗粒帘后部气流速度、颗粒帘落点水平偏移量、颗粒帘沿程厚度、颗粒帘后部落点偏移量的影响;换热特性实验研究包括:换热器进气速度、进气温度、颗粒粒径、颗粒帘初始厚度、颗粒帘质量流量五因素对颗粒帘后部气流温度分布、颗粒帘沿程温度、出口颗粒温度、出口气流温度的影响。 (3)根据实验研究所得到的颗粒帘流动与换热特性规律及颗粒帘空气预热器的整体结构设计与布置技术要求,构建了颗粒帘空气预热器换热设计计算的模型及颗粒帘空气预热器系统及设备的设计理论与方法。 (4)运用所构建的设计理论与方法,针对一台20t/h燃气锅炉研究设计一台颗粒帘空气预热器,具体确定了空预器的整体结构、烟气侧及侧空气侧主体尺寸、输料系统形式与各组成部件等。

著录项

  • 作者

    潘久良;

  • 作者单位

    长沙理工大学;

  • 授予单位 长沙理工大学;
  • 学科 动力工程及工程热物理
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 陈冬林;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    颗粒; 空气预热器;

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