天然氣高效利用與傳熱傳質研究.pdf

1、隨著世界能源結構的優(yōu)化和中國資源節(jié)約型經濟的建設，以及中長期節(jié)能規(guī)劃的實施，提高天然氣利用水平，成為熱科學和能源環(huán)境工程領域熱點課題。 本文在北京市自然科學基金項目“新型防腐鍍膜表面上煙氣對流凝結換熱研究”資助下，針對冷凝式天然氣利用設備的研發(fā)，理論與實驗研究相結合，著重研究不同防腐鍍膜表面特性對煙氣受迫對流凝結換熱的影響及其規(guī)律；同時對煙氣冷凝換熱設備在供熱領域應用進行了可行性研究與應用方案的探討。 基于煙氣在垂直壁上

2、受迫對流凝結換熱的理論分析和數(shù)值求解，同時與實驗值進行對比，得出在膜狀凝結條件下，氣-液-固接觸角越小，過冷度越大，煙氣受迫對流凝結換熱越強。從而得出不同鍍層表面特性對煙氣受迫對流凝結換熱的影響規(guī)律。 采用Pheonix300接觸角分析儀，測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復合鍍層的換熱器換熱能力最強，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，這與換熱器換熱實驗結論相一致。

3、 基于對分別鍍有三種不同鍍層冷凝換熱器進行換熱實驗研究得出，非晶態(tài)鎳磷復合化學鍍層上涂有機涂層的冷凝換熱器由于凝結向珠狀凝結轉化，且因鍍膜結合狀況得到改善，換熱能力最強；涂有機涂層的冷凝換熱器換熱能力與非晶態(tài)鎳磷復合化學鍍冷凝換熱器換熱能力相近；同時得出不同鍍層冷凝換熱器的換熱實驗關聯(lián)式，為同類換熱器的設計與校核計算及換熱性能的評價提供了參考依據(jù)。 對冷凝換熱設備在天然氣供熱鍋爐房中應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2萬元左右，節(jié)約燃料費約每噸17～20元/h，回收期約88～120天；若將其僅應用于北京地區(qū)天然氣鍋爐房改造，可節(jié)約天然氣7680～11648萬m<'3>/a，節(jié)約燃料費1.5～2.3億元/年，并相應減少NOx排放384～760t/a。 對冷凝換熱設備在天然氣供熱供暖系統(tǒng)中的應用方案進行了探討。同時分析了不同天然氣鍋爐房改造方案的特點，得出在不同條件下加裝煙氣冷凝換熱器