低温烟气余热两级回收装五置设计与研究-制冷及低温工程专业毕业论文.pdf.docxVIP

硕士学位论文低温烟气余热两级回收装置设计与研究 硕士学位论文 低温烟气余热两级回收装置设计与研究 作者：代明然 指导老师：赵铮副教授 张后雷副教授 南京理工大学 2015年3月 Master’S Master’S Thesis m■I 帅2㈣8啪2 咖5哪2 2 帅眦哪I Design and Research of Two--stage Low Temperature Flue Gas Heat Recovery Device Dai Mingran Supervised by Associate Profs． Zhao Zheng and Zhang Houlei Nanj ing University of Science and Technology March，2015 声 声 明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学 位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布 过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的 材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明 确的说明。 2Dlr年3月珥日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于必威体育官网网址论文， 按必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名：盈圈煞 如b年3月西日 硕士学位论文 硕士学位论文 低温烟气余热两级回收装置设计与研究 摘 要 许多燃烧装置在工作过程中会排放一定温度的烟气，例如，在我国北方大中城市大 量使用燃气锅炉加热水供暖，燃气锅炉排烟约在100℃左右(称为低温烟气)，这部分烟 气直接排放会带来较大的热损失，如果能有效地对此部分余热加以回收利用，将有助于 提高燃烧装置(如锅炉)的总体能效，具有重要的应用价值。 本文首先给出了一个低温烟气余热两级回收方案，该方案利用翅片管换热器和烟气 ．水热泵串联工作，深度回收低温烟气余热(包括显热和潜热)，用于加热供暖回水，其 中翅片管换热器为一级回收，热泵为二级回收；完成了排烟温度130。C、额定余热回收 量70 kW的余热两级回收装置设计，并对一级翅片管换热器进行了性能试验研究，获得 了有益的运行数据。 其次，建立了烟气．水热泵装置动态模型，进行了相应的软件仿真，得到了该装置 在典型动态条件下(启动工况和扰动工况)的响应特征。仿真结果表明：开机工况是强 动态响应，蒸发压力和冷凝压力大概在lOOs时达到稳定，其中快速响应时间为45s，蒸 发温度和冷凝温度变大概480s时达到稳定状态，其中快速响应时间约200s：扰动工况 一般是弱动态工况，不存在快速响应时间，提高烟气入口温度和质量流量以及提高冷却 水入口温度都可以提高供热水温度，响应时间大约为300s。所开发的动态仿真软件亦可 用于变工况分析。 最后，为了减小烟气翅片管换热器的烟气侧压降，作者提出采用椭圆管翅片管换热 器代替圆管翅片管换热器；对椭圆管翅片管和圆管翅片管的气侧流动和换热特性进行了 数值模拟，模拟采用标准k．￡湍流模型，迎面风速范围为l～lOrrgs，对比分析结果表明： 基管面积相同的椭圆管翅片管和圆管翅片管，换热量差异不大(椭圆管翅片管略占优)， 但椭圆管翅片管的气侧阻力显著低于圆管翅片管，且迎面风速越高，椭圆管翅片管的优 势越明显；对翅片间距和管间距对椭圆翅片管流动和换热特性的影响也进行了模拟，得 到了有益的基础数据。 本文工作为低温烟气余热回收提供了一种有益的选择方案，对工程应用具有参考价 值。 关键词：余热回收，热泵，动态特性，椭圆管翅片管换热器 Abstract Abstract 硕士学位论文 Abstract Many combustion devices discharge flue gas in their working process．For example，a large number of gas boilers are used to heat water in large and medium—sized cities in northern China。The temperature of bo