高温空气发生器系统中换热器的研制.pdfVIP

研究论文 高温空气发生器系统中换热器的研制 $ ! ! # 曹晓华 ，曹小玲 ，翁一武 ，邓飞城 （$+ 浙江大学，浙江杭州% #$!,；!+ 上海交通大学，上海!# ；#+ 广州日立冷机有限公司，广东广州% ($)#( ） ［摘% 要］% 介绍了高温空气气化（-.’/ ）系统中高温空气发生器工作原理及其特性，对其关键部件——— 蜂窝陶瓷蓄热体的传热系数的求解进行了理论分析，并就其中换热器的结构和尺寸进行了设计。冷态实 验研究表明，换热器的结构和尺寸设计满足整体设计要求。 ［关键词］% 高温空气发生器；换热器；蜂窝陶瓷蓄热体；生物质；冷态实验 ［中图分类号］.01$$% % % ［文献标识码］’% % % ［文章编号］$! ##1 （!# ）$$ 1$ % % 近年来世界上整体煤气化联合循环（2/33 ）领域 里提出了一种高温空气气化（-456 789:8;7=;8 ’4; ! 高温空气发生器工作原理及特性 /4?4@74AB ，简称-.’/ ）技术。它采用$ C 以上的 高温空气对生物质进行气化，所获得的燃气具有热值 !+ ! 工作原理 较高、焦油和酚类的含量极低、对外界的污染很小［$ D ( ］ 高温空气发生器主要由燃烧室、燃烧器、换热器、 等特点，日、美、欧等发达国家相继开展了这方面的相 四通阀、鼓风机及排烟机等组成，其中燃烧室、燃烧器、 关工作，并取得了初步的研究结果。我国在这方面的 换热器各! 个呈左右对称布置。工作原理见图$［$ E # ］。 研究工作刚刚开始，一方面，对生物质-.’/ 过程本身 高温空气发生器工作时，燃料在 ’ 侧燃烧室内燃烧， 缺乏足够的研究，另一方面，还没有一个较完善的可用 产生$ # C 左右的高温烟气通过换热器时与蜂窝陶 于生物质-.’/ 研究的实验系统；为提高我国生物质 瓷蓄热体进行热交换，蓄热体被加热，而高温烟气则被 -.’/ 技术的研究水平，早日形成我国自主的知识产 冷却到$! C 左右经四通阀排入大气中；与此同时，常 权，有必要着手建立相关实验台架并开展有关研究工 温空气F 蒸汽经四通阀后进入G 侧的换热器，吸收换热 作。 器中高温蓄热体中的热量，迅速升温到$ C 以上， 高温空气发生器是生物质-.’/ 系统的关键技术 加热后的高温空气F 蒸汽分成两部分，其中一大部分输 之一，而采用蜂窝陶瓷蓄热体进行换热的换热器的合 入到卵石床气化器中用作气化剂，另一部分用于’ 侧 理设计，对高温空气发生器产生高温空气具备工况稳 燃烧室进行燃气的清洁燃烧。经过一段时间后进行切 换， 定、廉价、低污染等特性有决定性的意义。本文介绍了 G 侧燃烧室内燃烧，’ 侧燃烧室内产生高温空气， 高温空气发生器的工作原理及特性，对其中换热器的 切换周期为（$( E # ） ；为使高温烟气的温度得到控 结构及尺寸进行了设计，并对换热器的关键部件——— 制，一般向燃烧侧供以常温空气。 蜂窝陶瓷蓄热体的传热系数的求解进行了理论分析。 冷态实验研究表明，换热器的结构和尺寸设计满足整 !+ # 高温空气发生器的特性 体设计要求。为国内研制高温空气发生器实验装置奠 （$ ）低污染特性。高温空气发生器具有极低的污 定了基础。 染特性，采用分级燃烧和高温低氧燃烧相结合的技术。 首先，通过分级燃烧降低