化學回熱器的設計技術研究與性能分析.pdf

1、化學回熱燃氣輪機循環(huán)具有環(huán)保、高效等優(yōu)點,是非常有前景的研究方向。化學回熱器是該循環(huán)的核心部件,燃料和蒸汽的強吸熱重整反應過程以及對排氣余熱的充分回收過程都發(fā)生在其中,可以說,該部件在循環(huán)中起著至關重要的作用,因此對其進行設計方法研究與總體性能分析具有非常重要的意義。本文主要是探索一種適用于化學回熱器的設計方法,并最終對該部件進行性能仿真分析。在研究過程中主要采用了數(shù)值模擬、編程以及仿真等研究方法。
　　 首先,運用fluent

2、流體力學計算軟件對翅片單管(化學回熱器的換熱部件)進行了流體換熱及流動的數(shù)值模擬。并對單管在不同設計工況點下的模擬結果進行分析,得出了換熱量與各參數(shù)之間的因變關系,最終整理出換熱準則關聯(lián)式。
　　 其次,針對甲烷水蒸汽重整反應體系(本文運用了預轉化工藝),通過熱力學分析及理論計算,建立了完整的催化重整數(shù)學模型。在此基礎上,借助MATLAB匯編語言對該化學回熱器的工作過程進行了編程計算。為了盡量減小線性化方法所帶來的誤差以提高計算

3、的精確度,計算時所采用的數(shù)學模型沒有進行線性化處理,而是直接對非線性化方程組進行了編程與計算。
　　 最后,在確定了化學回熱器的結構之后,利用simulink仿真工具對化學回熱器的整體性能進行了仿真分析。考察了管內(nèi)外流體溫度、流量等因素對體系平衡組成及出口參數(shù)的影響,探討了甲烷轉化率、氫氣產(chǎn)量等的變化情況,為獲得最佳轉化率奠定了基礎。
　　 針對化學回熱器設計方法的研究,本文首次提出了一套新穎的設計方法,即是對換熱的數(shù)值