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用CO2-空气热交换器冷却燃气轮机进气口的实验研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-07-01 0:42:12 * 浏览: 1
lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp摘要:研究和测试了二氧化碳空气热交换器,得出了这种热交换器的传热和阻力特性曲线以及温度场分布规律。实验发现,冷却后空气的压力损失比未冷却时降低了5-10倍,并且随着热交换条件的变化,传热系数j和阻力系数f基本上保持不变。将实验结果与参考数据进行比较,发现电阻系数f与参考值基本一致,传热系数j减小。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp关键字:紧凑型热交换器,板翅式热交换器,燃气轮机,进气冷却,C02lt ,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp中文图片分类号:TK172,TKI74文档标识码:Alt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt ,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp1问题介绍和实验系统介绍lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt, FONTnbspface = Verdanagt,nbsp燃气轮机受大气环境的影响很大。随着压缩机入口温度的升高,热耗率增加,入口质量流量和输出功率均显着下降。自备电厂是一种燃气-蒸汽联合循环机组,额定功率为150MW。夏季高峰期燃气轮机的功率输出降低了约50MW,这严重影响了生产和寿命,例如采用了溴化锂吸收制冷,储冰冷却和机电制冷等解决方案,但由于使用条件的限制现场,运营和翻新,取决于热交换器和制冷介质的选择。 2003年,上海工业大学建议使用CO2作为冷却介质来建立高低压封闭循环系统,并设立了一个研究项目,该项目于2005年7月完成。lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt, lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp本文的主要工作是CO2空气热交换器的设计和实验,实验系统,包括液态CO2注入系统实验IC02-空气热交换实验和水-空气热交换实验三个部分。 C02-空气热交换实验系统是整个实验系统的主体,包括热交换器箱,CO2-空气热交换器,挡水板箱,两侧的离心风机,液体CO2注入系统,数据收集和工业控制系统等。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbspCO2根据实际情况选择空气热交换器作为板翅式热交换器该电厂的设计参数设定为气流0.8kg / s,空气温度35℃,出口4℃。 CO2流量为2.87kg / s,人口温度为30℃。两侧的结构相同,翅片厚度为0.25mm,内部高度为9.25mm,间距为3.5mm,空气和二氧化碳通道的数量分别为13和24,并显示了ABBA排列此外,为消除空气冷却产生的冷凝物对压缩机叶片的冲击和腐蚀的影响,在热交换器芯体的后部增加了一块水挡板,以减少空气流量和分离水滴。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp2实验测量f和结果分析lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt, lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,在大气温度2790和相对湿度70的条件下进行nbsp实验。该实验采用稳态测量方法,首先测量电阻的特性当CO2流量为零时,在不进行热交换的情况下对空气侧进行测量,然后在不同的CO2流量下测量不同空气流量下的空气侧压降,同时进行温度测量等。不需要CO2侧的传热和阻力特性由于与空气侧相同的结构而被测量。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp是在一定的两个CO2流量下没有热交换条件下的空气侧阻力损失的比较,当使用时当CO2冷却空气时,空气侧的压降降低了约5-10,因为在空气冷却后比容减小,这降低了换热器芯中的空气流速。另一方面,热交换器阻塞了大量的水在水箱的底部冷凝并沉淀,并且水蒸气含量减少,这进一步降低了空气流量。压力损失减少量与冷却温度有关。工作条件A冷却至8°C压力损失,工作条件B冷却至15°C压力损失。曲线A在设计流速下的压力损失为261 Pa,该压力损失比设计计算值稍小。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,lt,DIVgt,lt,BRgt,nbsp热交换器空气侧的实验测量数据和文献[8]和比较日本的ALEX数据的阻力系数f和传热系数j,参考热交换器的结构形式与本项目中采用的结构形式大致相似,例如节距,翅片厚度和水力直径。在参考文献[8]中分别为6.3、2、5和5.34毫米,以及6.2、2.54和5.54毫米。可以看出,测得的电阻系数f与文献[8]基本一致,传热系数j小于文献“ 8”。从实验数据和日本ALEX数据之间的比较来看,电阻系数f比ALEX数据小约10倍,传热系数j通常比ALEX数据小20倍。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp清楚地反映了换热器的性能,换热器品质因数j / f基本上在0.25和0.3之间,这可能是实验误差。因此,当Re数增加时,尚未发现质量因子显着增加,但是从图中实验点的数据来看,实验数据仍然反映了热交换器的相对真实状态。可以看出,ALEX Japan提供的数据更接近于实际的热交换器性能。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp3结论lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp对于板翅式热交换器,由于它们的成本相对较低,热交换器的传热和阻力特性是用户的主要考虑因素。一方面,使用者要求传热效果尽可能好,另一方面,热交换器的阻力也尽可能低。场分布相对合理且均匀,因此必须合理选择热交换器的结构和形状。通过以上的选择和实验研究,得出以下结论:lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp(1)气体的加热或冷却对电阻的影响很大。热交换器。在该实验中,空气侧的空气被冷却,流阻损失减少了约5-10。主要原因是在冷却之后,空气的比容减小,空气流量减小,并且压力损失减小。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp(2)根据实验结果,将实验数据与设计条件下的设计计算数据进行比较,得出实际的电阻损耗和传热系数换热器它们比设计条件略小,可以基本满足项目的需求,但是需要进一步优化。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp。(3)CO 2空气热交换器的阻力系数f通常与基准[8]相同,传热系数通常较小。除了实验错误外,实际的热交换器在重复使用后还会产生严重的结垢。同时,由于加工原因,翅片结构的形状偏差非常大,且钎焊不够紧密,导致性能无法达到预期的效果,并且传热能力ty减少。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp文章来自:中国热交换网lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,