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        換熱面裕量對(duì)再生式換熱器熱工特性的影響分析

        2019-09-10 07:22:44蔣洪學(xué)
        關(guān)鍵詞:影響

        蔣洪學(xué)

        摘 要:在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,熱交換是一種常用的生產(chǎn)方法,因此各個(gè)類(lèi)型的換熱器在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用,再生式換熱器便是其中較為典型的一種。再生式換熱器主要是由兩部分共同組成,分別為再生段與冷卻段,通過(guò)對(duì)再生式換熱器進(jìn)行有效利用,可以對(duì)換熱器的承受的熱應(yīng)力與回收熱量進(jìn)行一定程度的建減少。為了來(lái)防止換熱管出現(xiàn)皮損、阻塞等情況,在對(duì)換熱器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中往往會(huì)保留一定的裕量。本文就針對(duì)換熱面裕量對(duì)再生式換熱器熱工特性的影響進(jìn)行研究與分析。

        關(guān)鍵詞:再生式換熱器;裕量;熱工特性;影響

        1 再生式換熱器的結(jié)構(gòu)

        再生式換熱器是由兩個(gè)部分共同組成的,分別為再生段與冷卻段。在再生段與冷卻段中都包含有存在一側(cè)次與二次側(cè),再生段一次側(cè)出口與冷卻段一次側(cè)入口連接在一起,同時(shí),冷卻段的一次側(cè)出口與再生段的二次側(cè)入口進(jìn)行進(jìn)行了連接。在一結(jié)構(gòu)之下,一次水主要從再生段的一次側(cè)入口流入、二次側(cè)出口流出后,二次水則是從冷卻段的二次側(cè)入口流入、二次側(cè)出口流出,在這一過(guò)程之中一次水存在一定的回流。在再生式換熱器當(dāng)中,冷卻段主要負(fù)責(zé)熱量輸出,而再生段的主要作用則是對(duì)換熱器兩側(cè)的溫差進(jìn)行一定程度的降低,并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)對(duì)于熱應(yīng)力沖擊的有效減小,同時(shí)也對(duì)部分熱量進(jìn)行了合理回收。需要說(shuō)明的是,再生段中所發(fā)生的熱傳遞是熱量的內(nèi)部交換,這并不會(huì)對(duì)換熱器的功率造成不利影響。除此之外,當(dāng)試驗(yàn)回路不同時(shí),冷卻段一次側(cè)出的管道連接也存在著一定程度的差異,主要存在兩種管道連接狀況。第一,對(duì)于高溫高壓回路以及瞬態(tài)試驗(yàn)回路,冷卻段一次側(cè)出口與再生段而測(cè)測(cè)入口相連,在這種情況之下再生式換熱器主要起到減少熱應(yīng)力的作用;第二,對(duì)于凈化以及破探等輔助系統(tǒng)換熱器而言,冷卻段一次側(cè)出口主要是與檢測(cè)裝置進(jìn)行一定程度的連接,在這種情況下,再生式換熱器的主要作用則是對(duì)一次水進(jìn)行冷卻,并使其達(dá)到指定的溫度,同時(shí)在這一過(guò)程之中也會(huì)對(duì)部分熱量進(jìn)行回收。

        2 換熱面裕量對(duì)在再生式換熱器熱工特性的影響

        2.1 換熱面裕量對(duì)在再生式換熱器功率的影響

        當(dāng)再生式換熱器運(yùn)行時(shí),如果并為出現(xiàn)不利因素,設(shè)計(jì)裕量會(huì)一起參與到熱交換的過(guò)程當(dāng)中,這樣一來(lái),換熱面積便會(huì)得到一定程度的增加,進(jìn)而使得換熱機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)存在一定的差異。理論上,采用設(shè)計(jì)流量時(shí),當(dāng)冷卻段設(shè)計(jì)裕量增加,再生式換熱器的理論運(yùn)行功率也會(huì)隨之出現(xiàn)一定程度的增加。然而當(dāng)再生段設(shè)計(jì)裕量增加時(shí),再生式換熱器的運(yùn)行功率則會(huì)隨之減小。在再生式換熱器的冷卻段,其中發(fā)生的熱交換量即為換熱器的理論運(yùn)行功率,在設(shè)計(jì)流量下,冷卻段在運(yùn)行過(guò)程中的理論傳熱能力與計(jì)算值保持一致性,當(dāng)設(shè)計(jì)裕量逐漸增大時(shí),冷卻段的熱交換面積會(huì)出現(xiàn)一定程度的增加,進(jìn)而促使再生式換熱器的理論功率上升。需要注意的是,換熱器在再生段運(yùn)行時(shí),其熱交換能力只能夠?qū)υ偕我淮蝹?cè)的出口溫度造成一定程度的影響,而并不能對(duì)其理論運(yùn)行功率進(jìn)行直接體現(xiàn)。基于上述的考慮,為了對(duì)設(shè)計(jì)流量下再生式換熱器的設(shè)計(jì)功率進(jìn)行有效的滿(mǎn)足,在冷卻段可以使用相對(duì)偏大的設(shè)計(jì)裕量,而再生段的設(shè)計(jì)裕量則需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取值,一般不宜過(guò)大。

        2.2 不同設(shè)計(jì)裕量下再生式換熱器的功率調(diào)節(jié)

        在瞬態(tài)試驗(yàn)回路之中,當(dāng)試驗(yàn)對(duì)象不同時(shí),再生式換熱器所運(yùn)行的功率也會(huì)存在一定程度的差異,運(yùn)行的實(shí)際功率以及與之相對(duì)應(yīng)的水溫和流量等參數(shù)會(huì)與設(shè)計(jì)參數(shù)存在差異。在設(shè)計(jì)階段,再生式換熱器換熱面積的確定主要是基于常用工況對(duì)應(yīng)的功率所得,在實(shí)際的運(yùn)作過(guò)程中,為了能夠?qū)ζ渌β蕳l件之下的熱換需求進(jìn)行滿(mǎn)足,往往需要對(duì)一次水與二次水的流量進(jìn)行一定程度的調(diào)節(jié)。出于對(duì)試驗(yàn)對(duì)象所處環(huán)境穩(wěn)定性的考慮,在對(duì)一次水流量進(jìn)行控制的過(guò)程中需要保證其穩(wěn)定性。在這種情況之下,再生式換熱器的調(diào)節(jié)功率往往只能處于一定范圍之內(nèi),這主要是因?yàn)槎嗡o水泵調(diào)節(jié)能力以及二次水出口溫度會(huì)對(duì)其起到一定的限制作用。一般情況下,二次水的最大流量需要控制在設(shè)計(jì)流量的140%左右,且其出口溫度要求被控制在70℃以下。當(dāng)再生式換熱器功率上升時(shí),二次水的流量也會(huì)隨之加速上升,在這一過(guò)程之中出口溫度會(huì)出現(xiàn)一定程度的下降。除此之外,受到設(shè)計(jì)裕量存在的影響,參與熱交換的換熱面積會(huì)比所需面積大,同時(shí)再生段與冷卻段之前存在著一定程度的耦合作用,因此在不同設(shè)計(jì)裕量之下,再生式換熱器的功率調(diào)節(jié)也會(huì)發(fā)生差異性的變化:當(dāng)再生段換熱面積裕量增加時(shí),換熱器功率調(diào)節(jié)范圍的跨度并為發(fā)生十分明顯的變化,但功率調(diào)節(jié)的上邊界與下邊界會(huì)同時(shí)出現(xiàn)下移的情況。而在冷卻段,當(dāng)冷卻段裕量發(fā)生變化時(shí),也不會(huì)對(duì)功率調(diào)節(jié)范圍的跨度產(chǎn)生很大的影響,但冷卻段對(duì)再生式換熱器功率調(diào)節(jié)范圍的影響與再生段的趨勢(shì)完全相反。因此,再生段設(shè)計(jì)裕量的增加能夠促使功率調(diào)節(jié)范圍出現(xiàn)一定程度的下移,也就是采用一定量的再升段設(shè)計(jì)裕量能夠?qū)υ偕綋Q熱器的降功率運(yùn)行產(chǎn)生有利作用。

        3 結(jié)束語(yǔ)

        本文主要針對(duì)換熱面裕量對(duì)再生式換熱器熱工特性的影響進(jìn)行研究與分析。首先對(duì)再生式換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定程度的闡述,然后在此基礎(chǔ)之上從換熱面裕量對(duì)在再生式換熱器功率的影響與不同設(shè)計(jì)裕量下再生式換熱器的功率調(diào)節(jié)兩個(gè)方面對(duì)換熱面裕量對(duì)在再生式換熱器熱工特性的影響進(jìn)行了分析。

        參考文獻(xiàn)

        [1]再生式換熱器的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[J].王超,林其釗.工業(yè)加熱.2012(04)

        [2]淺析換熱器的強(qiáng)化技術(shù)及其研究方法[J].邱佳文.西部皮革.2018(22)

        [3]太陽(yáng)能再生式除濕換熱器動(dòng)態(tài)除濕性能研究[J].彭作戰(zhàn),代彥軍,臘棟,王如竹.太陽(yáng)能學(xué)報(bào).2011(04)

        [4]變工況下再生式換熱器的熱工特性分析[J].斯俊平,楊文華,童明炎,孫勝.熱能動(dòng)力工程.2017(02)

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