用二氧化碳-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 : 2019-12-04 4:02:39 * 浏览 : 58
lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp摘要:研究和测试了CO 2空气热交换器,并获得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。通过实验发现,与未冷却相比,冷却后空气的压力损失降低了5到10,并且随着传热条件的变化,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,而传热系数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文档识别码: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, lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp燃气轮机受大气环境的影响很大。随着压缩机进气温度的升高,热量消耗率升高,并且进气质量流量和输出功率显着降低。一家自备电厂是一个燃气-蒸汽联合循环机组,额定功率为150MW。夏季用电高峰期的燃气轮机功率降低了约50MW,严重影响了生产和寿命,如使用溴化锂吸收制冷,储冰制冷和机电制冷。和其他方案一样,但由于工地,操作和转换的限制,后来将其归因于热交换器和制冷介质的选择。 2003年,上海科技大学提议使用CO2作为制冷介质来建立高低压封闭循环系统,并启动了一项研究项目,该项目于2005年7月完成。lt,/ FONTgt, lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp本文研究的主要工作是C02-空气热交换器,实验系统的设计和实验,包括液态二氧化碳喷射系统实验IC02-空气传热实验和水-空气传热实验三部分。 CO 2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,CO 2空气热交换器,折流板箱,两侧的离心风机,液体CO 2注入系统,数据采集和工业控制系统等。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbspCO 2选择空气热交换器作为板翅式热交换器。根据电厂的实际情况,将设计参数设置为空气流量为0.8kg / s,空气温度为35°C,出口为4°C。CO2流量为2.87kg / s,人口温度为30°C。两侧结构相同,鳍片厚度为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为13和24 ,ABBA排列,请参见表1。另外,为了消除由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,在热交换器芯的后部增加了挡水板,以降低空气速度并分离水滴。 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。该实验使用稳态测量方法,首先测量电阻的特性当CO2流量为零时,即在无热交换条件下的空气侧,然后测量不同空气流量下的空气侧压降w在不同的CO2流量下并同时进行温度测量等。数据收集。不需要测量CO2侧的传热和阻力特性,因为它们的结构与空气侧的结构相同。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,nbsp是在没有热交换的情况下空气侧电阻损失与大约两个的比较二氧化碳流量。当使用CO2冷却空气时,空气侧的压降减少了5到10左右,这是因为冷却后的比容减小了,这降低了热交换器芯体中的空气流量。大量的水在水箱底部冷凝并沉淀,水蒸气含量减少,从而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是至8°C的冷却损失,工作条件B是至15°C的冷却损失。曲线设计流程中的压力损失A为261Pa,略小于设计计算值。 lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,FONTnbspface = Verdanagt,lt,DIVgt,lt,BRgt,nbsp换热器空气侧的实验测量数据和文献[ [8]和日本ALEX数据的电阻系数f和传热系数j的比较。参考热交换器的结构通常类似于该项目中使用的结构,例如节距,散热片厚度和水力直径。实验换热器分别为:6.3、2、5和5.34 mm,在参考文献[8]中分别为6.2、2.54和5.54 mm。可以看出,测得的电阻系数f与参考文献[8]基本一致,传热系数j小于参考文献“ 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清楚地反映了热交换器的性能。换热器的品质因数j / f基本在0.25到0.3之间,这可能是实验误差。因此,没有发现质量因数随Re数的增加而显着增加,但是从图中的实验点数据来看,实验数据仍然反映了热交换器的相对真实情况。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便宜,热交换器的传热和阻力特性是用户的主要关注点。一方面,用户要求传热效果尽可能好,另一方面,他们要求热交换器的阻力要尽可能低,同时,他们希望热交换器的温度。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形式和外部尺寸。根据以上选择和实验研究,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,流阻损失降低了约5-10。主要原因是冷却后减少的空气比容降低了空气流速,从而降低了压力损失。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp(2)根据实验结果,与计算数据进行比较,将热交换器的实际电阻损失和传热系数与实验值进行比较。设计条件下的数据。两者都略小于设计条件,可以基本满足项目需求,但需要进一步优化。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp(3)二氧化碳空气热交换器的阻力系数f与参考文献[8]大致相同,传热系数通常为小。超越考虑到实验误差,重复使用后会损坏实际的热交换器。同时,由于加工原因,翅片结构的形状偏差大且钎焊不充分,导致无法获得预期的性能并降低了热交换能力。 lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,lt,/ DIVgt,lt,DIVgt,nbsp文章来自:中国热交换网lt,/ FONTgt,lt,/ DIVgt,