热管式空气预热器的设计与应用
发布时间：2017-03-16 22:07
本文关键词：热管式空气预热器的设计与应用，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：热管是20世纪60年代发展起来的具有极高导热性能的传热元件,导热系数非常大,是金属(Ag、Cu、Al)的102～104倍,本文在对热管传热机理研究的基础上,通过对热管式空气预热器在换热过程中热量、阻力、温度等传递过程的设计计算,制作了用于烟气回收的热管式空气预热器,通过实际使用验证了性能的可靠性和结构的可行性。 采用219根φ32×3、加热段长1.18m、冷凝段长0.8m、绝热段长0.02m热管,对总热量317525.7kca1/h的烟气热量进行回收,回收的热量用于加热助燃空气可以使其温度从25℃提高到119℃；这种带翅片热管加热段传热系数为414.5w/(m2℃),冷凝段传热系数为386.0w/(m2℃)；单根热管的平均热负荷为1.69kw,远小于最大允许单根传热量；所设计的热管空气预热器烟气侧最低壁温为120.6℃,高于水的露点,因此不会出现水的露点腐蚀；而且根据强度对耐压的要求计算出来的壁厚为1.05mm,远小于实际壁厚3mm,设计符合要求。 将其用于上海石化陈山码头10T/h蒸汽燃油锅炉余热回收,通过实际运行,考察了空气热管空气预热器的性能,结果表明所设计和制作的热管空气预热器完全能够满足装置烟气热量回收的需要。 因此,采用热管式空气预热器作为烟气换热器,用于加热助燃的冷空气,设计是可行的,完全可以达到完善锅炉的燃烧性能、减少燃料的消耗、节能的目的。
【关键词】：热管 空气预热器 设计 传热机理 应用
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK223.34
【目录】：
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第1章 绪论10-26
- 1.1 概述10
- 1.2 热管技术10-11
- 1.3 热管的分类11
- 1.4 热管工作方式及原理11-14
- 1.4.1 虹吸式热管工作原理11-13
- 1.4.2 重力热管工作原理13-14
- 1.4.3 离心热管工作原理14
- 1.5 工质14-16
- 1.5.1 工质与管壳的不相容性14-15
- 1.5.2 工质选择原则15
- 1.5.3 改进热管相容性的方法15-16
- 1.6 热管的特性16-17
- 1.7 热管换热器17-20
- 1.7.1 热管换热器的优点18-19
- 1.7.2 热管换热器的种类19
- 1.7.3 热管换热器的结构19-20
- 1.8 热管换热器使用中存在的问题20-23
- 1.9 热管的主要用途23-25
- 1.9.1 电力工业23
- 1.9.2 化工及石油化工23
- 1.9.3 建材建筑及轻纺工业23-24
- 1.9.4 交通工程24
- 1.9.5 电子工业24
- 1.9.6 航空航天24
- 1.9.7 动力工程24-25
- 1.9.8 太阳能25
- 1.10 热管及热管换热器的最新进展25
- 1.11 本文的主要研究内容25-26
- 第2章 碳钢-水热管的化学相容性改进研究26-37
- 2.1 试验原料、仪器、设备26
- 2.2 热管工质和管材的选择26-28
- 2.2.1 工质的选择26
- 2.2.2 管壳材料的选择26-27
- 2.2.3 充液率27
- 2.2.4 热管空气预热器的作用机理27-28
- 2.3 热管的预化学处理28-30
- 2.3.1 化学镀铜原理28
- 2.3.2 化学渡影响因素28-29
- 2.3.3 化学镀步骤29-30
- 2.4 单管性能测试30-33
- 2.4.1 启动性能测试30-31
- 2.4.2 热管的等温特性测试31
- 2.4.3 热管的传热性能测试31-32
- 2.4.4 热管的改性效果测试32-33
- 2.4.5 计算方法33
- 2.5 结果与讨论33-36
- 2.5.1 热管的启动性能33-34
- 2.5.2 热管的等温性34-35
- 2.5.3 热管的传热性能35
- 2.5.4 改性效果35-36
- 2.6 小结36-37
- 第3章 热管式空气预热器的结构设计37-50
- 3.1 热管设计基础理论37-38
- 3.2 热管空气预热器的设计38-42
- 3.2.1 冷热流体基本参数38-39
- 3.2.2 热管基本参数39-40
- 3.2.3 结构设计40-42
- 3.3 传热计算42-48
- 3.3.1 基础数据42
- 3.3.2 热管外壁传热系数42-44
- 3.3.3 热管内传热系数44-45
- 3.3.4 管壁热阻45
- 3.3.5 积灰热阻45
- 3.3.6 传热平均温差△T45-46
- 3.3.7 传热面积S46
- 3.3.8 换热器热管数量46-47
- 3.3.9 热管最大传热能47-48
- 3.4 阻力计算48-49
- 3.4.1 烟气侧阻力48-49
- 3.4.2 空气侧阻力49
- 3.5 热管壁温计算49
- 3.6 热管强度49
- 3.7 小结49-50
- 第4章 热管式空气预热器的加工制造50-55
- 4.1 锅炉用热管换热器50-51
- 4.2 热管排布方式51-52
- 4.3 翅片的加装52
- 4.4 冷热流体的逆流换热52
- 4.5 清灰处理52-53
- 4.6 隔板53
- 4.7 管箱53
- 4.8 接管口设计53
- 4.9 换热器外形结构53-54
- 4.10 小结54-55
- 第5章 热管式空气预热器的应用和经济效益分析55-60
- 5.1 流程设计55-56
- 5.2 效能分析56-58
- 5.2.1 实施前56
- 5.2.2 解决方案56
- 5.2.3 实施后56-57
- 5.2.4 效能分析57-58
- 5.3 经济效益分析58
- 5.4 可行性分析及风险评价58-60
- 第6章 结论60-61
- 参考文献61-65
- 致谢65-66
- 附件166-69
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6 O窗，
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