导热油式换热器在天然气发动机烟气余热回收的应用研究

摘要

天然气田进入开发期间，气井生产的天然气均由增压输送站通过燃气式内燃发动机驱动天然气压缩机增压外输，因此天然气发动机在油田被广泛应用。而发动机工作时会有高温烟气排出，余热回收系统中烟气换热器的作用就是将烟气中的热量通过热交换的方式置换出来用到其他地方。换热器的热交换效率在很大程度上决定整个回收系统的工作效率，因此为提高余热回收效率，本文对导热油式换热进行了设计以及模拟研究，以满足现场应用，并且为导热油式换热器的进一步设计提供依据。 主要内容如下： （1）通过对现场工况及现有余热利用技术调研，确定换热器选取的换热介质、换热器材料以及确定适用与烟气回收的换热器结构，并对导热油式换热器设计进行计算，得到换热器结构尺寸。 （2）对设计的导热油换热器进行流场数值模拟实验，分析了导热油进出口速度、温度以及烟气进口速度对换热器热交换效率以及余热回收系统经济效果的影响。 （3）对导热油式换热器所用到的圆形翅片换热管的热交换效率进行模拟分析讨论，对比叉排排列与顺排排列换热效果，并在满足现场使用的条件下确定较优的圆形翅片管横向、纵向管间距、翅片高度、翅片间距。

目录

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第一章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容和创新点

第二章 导热油式换热器换热分析及设计

2.1 热量传递的基本方式

2.2 烟气换热器的介质及材料特性

2.3 导热油式烟气换热器结构设计

2.4 烟气换热器传热计算分析

2.5 本章小结

第三章 导热油式换热器流场分析

3.1 压缩机排气和导热油的物性参数

3.2 导热油式换热器数值模拟理论基础

3.3 模拟结果分析

3.4 换热效果影响因素分析

3.5 本章小结

第四章 圆形翅片结构及排管方式对换热器换热性能研究

4.1 圆形翅片管结构参数

4.2 换热器传热评价方法

4.3 圆形翅片结构及排管方式优化

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文