天然氣高效利用與傳熱傳質(zhì)研究.pdf

1、隨著世界能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和中國(guó)資源節(jié)約型經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，以及中長(zhǎng)期節(jié)能規(guī)劃的實(shí)施，提高天然氣利用水平，成為熱科學(xué)和能源環(huán)境工程領(lǐng)域熱點(diǎn)課題。 本文在北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目“新型防腐鍍膜表面上煙氣對(duì)流凝結(jié)換熱研究”資助下，針對(duì)冷凝式天然氣利用設(shè)備的研發(fā)，理論與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合，著重研究不同防腐鍍膜表面特性對(duì)煙氣受迫對(duì)流凝結(jié)換熱的影響及其規(guī)律；同時(shí)對(duì)煙氣冷凝換熱設(shè)備在供熱領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行了可行性研究與應(yīng)用方案的探討。 基于煙氣在垂直壁上

2、受迫對(duì)流凝結(jié)換熱的理論分析和數(shù)值求解，同時(shí)與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，得出在膜狀凝結(jié)條件下，氣-液-固接觸角越小，過(guò)冷度越大，煙氣受迫對(duì)流凝結(jié)換熱越強(qiáng)。從而得出不同鍍層表面特性對(duì)煙氣受迫對(duì)流凝結(jié)換熱的影響規(guī)律。 采用Pheonix300接觸角分析儀，測(cè)出裸銅和鍍有三種不同鍍膜表面的接觸角排序，從而得到鍍有Ni-P復(fù)合鍍層的換熱器換熱能力最強(qiáng)，而鍍有Ni-P鍍層的換熱器換熱能力次之，鍍Ni鍍層的換熱器較差，這與換熱器換熱實(shí)驗(yàn)結(jié)論相一致。

3、 基于對(duì)分別鍍有三種不同鍍層冷凝換熱器進(jìn)行換熱實(shí)驗(yàn)研究得出，非晶態(tài)鎳磷復(fù)合化學(xué)鍍層上涂有機(jī)涂層的冷凝換熱器由于凝結(jié)向珠狀凝結(jié)轉(zhuǎn)化，且因鍍膜結(jié)合狀況得到改善，換熱能力最強(qiáng)；涂有機(jī)涂層的冷凝換熱器換熱能力與非晶態(tài)鎳磷復(fù)合化學(xué)鍍冷凝換熱器換熱能力相近；同時(shí)得出不同鍍層冷凝換熱器的換熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，為同類(lèi)換熱器的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算及換熱性能的評(píng)價(jià)提供了參考依據(jù)。 對(duì)冷凝換熱設(shè)備在天然氣供熱鍋爐房中應(yīng)用的可行性研究得出，將排煙溫度200℃以

4、下的鍋爐煙溫降到50℃，可提高熱效率9﹪～13﹪，初投資每噸2萬(wàn)元左右，節(jié)約燃料費(fèi)約每噸17～20元/h，回收期約88～120天；若將其僅應(yīng)用于北京地區(qū)天然氣鍋爐房改造，可節(jié)約天然氣7680～11648萬(wàn)m<'3>/a，節(jié)約燃料費(fèi)1.5～2.3億元/年，并相應(yīng)減少NOx排放384～760t/a。 對(duì)冷凝換熱設(shè)備在天然氣供熱供暖系統(tǒng)中的應(yīng)用方案進(jìn)行了探討。同時(shí)分析了不同天然氣鍋爐房改造方案的特點(diǎn)，得出在不同條件下加裝煙氣冷凝換熱器