天然气锅炉

第２６卷第４期动力

工

程

Ｖｏｌ。２６Ｎｏ．４

２００６年８月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ａｕｇ．２００６

文章编号：１０００—６７６１（２００６）０４．４６７．０５

天然气锅炉烟气换热特性的分析

李慧君１，

罗忠录２，

程刚强１，

李卫华１，

屠

珊３

（１．华北电力大学能源与动力工程学院，保定０７１００３；２．陕西华电蒲城发电有限责任公司，蒲城７１５５００；

３．西安交通大学能源与动力工程学院，西安７１００４９）

摘要：天然气锅炉的排烟温度一般在１６０～２４０℃，烟气中水蒸汽约占２０％，它是烟气热量的主要

携带者，若回收烟气余热，锅炉效率可大大提高。在回收余热过程中，由于凝结换热的存在，在不同换热截面上烟气侧换热系数及物性参数发生很大的变化，导致换热性能改变。利用传热传质理论

对烟气侧换热进行研究，提出了新的换热系数计算方法。通过与实验值及文献数据的比较，获得满意的结果，为强化换热及设计出高效换热器提供了依据。图９参１１

关键词：工程热物理；天然气锅炉；烟气换热；换热系数；传热；传质；余热回收中图分类号：ＴＫｌ２１

文献标识码：Ａ

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｌｕｅＧａｓＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｉｎｇＣｈａｒａＣｔｅｒｉｓｔｉＣＳ

ｉｎＮａｔｕｒａｌＧａｓＦｉｒｅｄＢｏｉｌｅｒｓ

ＬＩ

Ｈｕｉ－ｊｕｎｌ，ＬＵＯ

Ｚｈｏｎｇ－ｌｕ２，

ＣＨＥＮＧＧａｎｇ－ｑｉａｎｌ，ＬＩＷｅｉ－ｈｕａｌ，ＴＵＳｈａｎ９３

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄ

Ｐｏｗｅｒ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００３，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｈａｎｘｉＨｕａｄｉａｎＰｕｃｈｅｎｇＰｏｗｅｒＰｌａｎｔＣｏ．Ｌｔｄ；Ｐｕｃｈｅｎｇ７１５５００，Ｃｈｉｎａ；

３．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙ

ａｎｄ

Ｐｏｗｅｒ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ

７１００４９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｅｘｈａｕｓｔｇａｓｏｆｎａｔｕｒａｌｇａｓｆｉｒｅｄｂｏｉｌｅｒｓｇｅｎｅｒａｌｌｙｌｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎ１６０。Ｃ～２４０。Ｃ．Ｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｃｏｎｔａｉｎｓａｂｏｕｔ２０％ｗａｔｅｒｓｔｅａｍｗｈｉｃｈｃａｒｒｉｅｓａｗａｙｗｉｔｈｉｔｍｏｓｔｏｆｔｈｅｈｅａｔｉｎｔｈｅｆｌｕｅｇａｓ．Ｉｆｔｈｉｓｗａｓｔｅｈｅａｔｏｆｔｈｅｆｌｕｅ

ｇａｓ

ｃｏｕｌｄｂｅｒｅｃｏｖｅｒｅｄ，ｔｈｅｂｏｉｌｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｏｕｌｄｍａｒｋｅｄｌｙｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｉｎｔｈｉｓｃａｓｅ，ｄｕｅ

ｔｏ

ｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅ

ｗｉｔｈｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ，ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｔｈｅｇａｓｓｉｄｅ’Ｓｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｏｕｌｄｖａｒｙｆｒｏｍｓｅｃ．ｔｉｏｎｔｏｓｅｃｔｉｏｎ，ｉｎｉｔｉａｔｉｎｇｃｈａｎｇｅｓｉｎｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ａｆｔｅｒｈａｖｉｎｇｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ

ａｔ

ｇａｓ

ｓｉｄｅｗｉｔｈｔｈｅｈｅｌｐｏｆｈｅａｔ

ａｎｄｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｔｈｅｏｒｉｅｓ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｓｂｅｉｎｇｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈ

ｔｅｓｔ

ａｎｄｂｉｂｌｉｏｇｒａｐｈｉｃａｌｄａｔａｓｈｏｗｓｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｔｏｂｅｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙａｎｄｍａｙｂｅｕｓｅｆｕｌｆｏｒｉｎｔｅｎｓｉｆｙｉｎｇｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄ‘ｆｏｒ

ｄｅｓｉｇｎｉｎｇｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｏｆｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｆｉｇｓ９ａｎｄｒｅｆｓ１１．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｈｅｎｎｏｐｈｙｓｉｃｓ；ｎａｔｕｒａｌｇａｓｆｉｒｅｄｂｏｉｌｅｒ；ｆｌｕｅｇａｓｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ；ｈｅａｔ

ｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｈｅａｔ

ｔｒａｎｓｆｅｒ；ｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒ；ｗａｓｔｅｈｅａｔｒｅｃｏｖｅｒｙ

随着能源结构的改变，天然气锅炉将被广泛应２０％的水蒸汽，是热量的主要携带者。目前燃气锅用，其排烟温度在１６０～２４０。Ｃ之间，烟气中含有约

炉效率可以达到９０％左右。虽然锅炉效率已经很高，但是由于天然气价格昂贵，所以如何进一步提高

收稿１３期：２００５．１２．２５

燃气锅炉效率是一个十分重要的问题。若利用热交基金项目：教育部重点实验室“电站设备状态监测与控制”项目换器将烟气冷却到其所含水蒸汽的饱和温度以下，资助。

就能回收烟气中大量的显热和潜热，同时大量凝结作者简介：李慧君（１９６４一），男，博士，副教授，主要从事强化换热及数值计算，电厂热力系统节能与监测的教学与科研工作。

水的再利用，可使总的热利用率进一步提高。由于

万　

方数据

动力

在换热时烟气所含蒸汽发生凝结，使得烟气侧的换热规律变得复杂，其特点为凝结是在大量不凝结气

体中发生。文献［１］［２］［３］等对此进行了实验研究，但没有得出凝结对换热影响的关系式。本文通过对烟气侧换热特点的研究，提出能够反映凝结换热系数变化规律的新的实验关系式。

１烟气传热过程

对冷凝式锅炉而言主要有两种热量回收，即显热和潜热。在冷凝式锅炉热损失中，主要为排烟热损失。烟气成份中主要含热量的是水蒸汽，约为

５５％～７５％ＨＪ。烟气的换热过程如图１所示。

冷却水

图１烟气凝结换热过程

Ｆｉｇ１

Ｆｌｕｅｇａｓｈｅａｔ

ｅｘｃｈａｎｇｅｂｙ

ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ

烟气冷凝换热包括对流、凝结２个过程。进入冷凝换热器的烟气一般呈过热状态，随着烟气温度的降低，烟气释放出显热。当冷凝换热器的表面温度低于烟气露点温度时，烟气中水蒸汽开始凝结，释放潜热，换热管表面形成液膜，在其周围的烟气中，不凝结气体的相对含量增加；由此造成烟气的组成成份和密度等参数也发生变化。

由于凝结液不断从管壁下流，在管子的迎风侧所形成的液膜较薄，越向背风侧，液膜越厚，热阻也就越大；但外侧的气体边界层（主要是不凝结气体）热阻是最大的，由文献［５］知，当水蒸汽中含质量１％的不凝结气体时，其换热系数下降６０％，所以烟气侧的换热系数随着凝结的不断发生而下降；在整个换热过程中，管壁的热阻最小，可以不计。同时，在凝结时，从上排管落下的液滴，在接触下排顶部时，部分凝结液的迸溅会破坏边界层，使换热过程复杂化。

２求解换热系数

换热器内的对流传热过程是相当复杂的，并且

万　

方数据工

程

第２６卷

在大多数情况下不能用简单的理论分析方法来计算。通常换热器传热系数计算的困难是由下述原因造成的：换热器换热表面几何形状复杂；冲刷换热表面的条件多种多样；载热质的温度沿换热面变化很大以及换热面的非等温性等。若换热过程有凝结现象发生，扩散系数及凝结形式也是影响计算的主要原因。

２．１烟气侧换热系数

通常，换热系数取决于一系列参数№ｏ

Ｎ。＝

ｆ［Ｒｅ，Ｐｒ，（兰，瓮露Ｃｐｆ咎毒＾≯］

（１）

由于本文所研究的载热介质为烟气，在进行换热时有凝结发生，因此，计算换热系数应考虑凝结现象对计算换热系数的影响。

设烟气与管壁总换热量为ｑｈ；对流换热量为ｑ。，即烟气与换热表面的热量；凝结换热量为ｑ。，即水蒸汽潜热；则总换热量ｇ如为

ｑｆａ＝ｑｄ＋ｑ。

（２）ｑ。＝ｈ。（ｒ而一ｒ。。）（３）

ｑ。＝ｙ危。（ＩＤｆｑ—ｌＤ。）

（４）

ＩＤｆｑ为烟气主流区的水蒸汽质量浓度（ｋｇ／ｍ３）；ＩＤ一为管壁外液膜温度为ｒ。时饱和水蒸汽质量浓度（ｋｇ／ｍ３）。

Ｔ。。＝Ｔ。。＋厂（民一Ｔ。。）

（５）

其中厂取０．２５～０．３１‘７１‘８Ｉ。

由（２）、（３）、（４）式得出气侧与管壁间的总换热系数矗陆

矗ｑ＝＾。＋竺！ｊ；掣

（６）

（６）式中右边第二项是将凝结换热折算成对流换热时的换热系数。因此，有凝结换热比无凝结换热时的对流换热系数大，而且有文献证明，湿烟气换热能力是干烟气换热能力的１．５～２．５倍心儿９‘（图２）。

４２０４４０４６０４８０５００

５２０５４０５６０５８０６００

Ｒｅ

图２有相变与无相变换热系数ｈ的比较

Ｆｉｇ２

Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ

ｏｆ

ｈｅａｔ

ｔｒａｎｓｆｅｒ

ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔ

ｐｈａｓｅ

ｃｈａｎｇｅｓ

第４期

李慧君，等：天然气锅炉烟气换热特性的分析

．４６９．

由（６）式得

＾如＝危。［・＋ｙ宝：鼎］

结换热而引起总换热系数所发生变化，因此更能准

ｃ７，

确地反映烟气侧凝结换热的变化规律。２．２水侧换热系数

在换热过程中，对流和传热传质两个过程是相水侧的热量ｑ。是管壁导热及冷却水和管壁对互影响的，即对流过程强，传热传质过程也随之加流换热所获得的。管壁的温度丁。

强，反之亦然。

干烟气侧努塞尔准则数为

Ｎｕ幽＝ｋ幽Ｒｅ刍ＰＧ（Ｐｒｆ／Ｐｒ。）未

（８）

ｎ一“（氅掣＋志）“㈤，

水侧对流换热系数Ｇｎｉｅｌｉｎｓｋｉ［９３关联式：

利用努塞尔准则数№与舍伍得数鼢的相似

性得出鼬的表达式

№ｆ－８

＋１２．７￣／

（Ｐｒ；”一

）

Ｓｈｆｑ＝ｋ幽Ｒｅ暑｜ｓｃ备（Ｓｃｒ／Ｓｃ。）若

（９）

ｉ１石方—［／８而１（１４）

（∥８）（Ｒ。，一１０００）Ｐｒ，

￡：１＋（ｄ／Ｚ

２，３

Ｃｔ

适用范围：３×１０３＜Ｒｅ＜９×１０４。

（Ｐｒ，，Ｐｒ。）“被用来考虑温压和热流方向对放热

／＝（１．８２１９Ｒｅｆ一１．６４）“

Ｃ。＝（Ｐｒｆ／Ｐｒ。）０’”（Ｐｒｆ／Ｐｒ，＝０．０５～２０）

系数的影响；当管间距皇８２≤２时，ｋｆｑ＝ｏ．３５（罢）０２；

实验范围在Ｒｅｆ＝２３００～１０６，Ｐｒｆ＝０．６～１０５。２．３壁面换热量

＿Ｓ１Ｉ＞２时，ｋｆｑ＝０．４。

纯铜材料换热管的导热率随温度而变化，可按由文献［５］得：

下式进行近似计算

ｈｆｑ：掣

（１０）

Ａ。＝３６４．０３＋５０．２４ｅｘｐ（一１０９．５３／Ｔ。）

＋５０．５０ｅｘｐ（一６２１．８７／Ｔ。）

（１５）

＾。＝等

…）

管壁平均温度丁。（Ｋ）

将（１０）、（１１）式代入（８）式，得到在有凝结换热

Ｔ。＝（Ｔｗ。＋Ｔ。ｉ）／２

（１６）

发生时，换热系数表达式

矗如＝ｈ

ｄ（１＋ｋ７×矬）（１２）

通过管壁交换的热量为

Ｑ。＝２／１２。（ｒ。。一ｒ。。）／｛ｄ。。１ｎ（ｄｗｏ／ｄ。ｉ）｝（１７）式中Ａ＝丌・ｄ－ｚ式中：Ｋ＝（２／Ｄ）（Ｓｃ／Ｐｒ）４（ＳｃｆＰｒｆ／（Ｓｃ。Ｐｒ。））“。

式（１２）实际上是分两段进行的求解的，１０ｆｑ＝３

实验分析

ｌＤ一，换热过程为无凝结换热，第二项为零，此时仅是利用天然气热水器进行实验，冷却水人口温度

对流换热；ｌＤｆｑ≠１０。。，换热过程为有凝结换热，总换热为１５．４℃，沿烟气方向有１０排，错列布置，每两排９系数由两部分组成。其中ｎ、叫为实验系数，可通过根管，管长１８５ｍｍ，管内径≯６ｍｍ，外径庐８ｍｍ的纯实验确定。

铜材料。图３为实验系统图。

式（１２）在计算有凝结换热时，它能反映出因凝

图３实验系统图

Ｆｉｇ３

Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ

ｄｉａｇｒａｍ

ｏｆｔｈｅ

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ

ｓｙｓｔｅｍ

万　

方数据

动力

实验工况为两种，其燃料、冷却水量分别为０．６

ｍ３／ｈ、６０ｋｇ／ｈ和０．５ｍ３／ｈ、８０ｋｇ／ｈ。在换热器内，烟

气、冷却水及管壁温度，沿烟气流动方向的变化如图４、图６所示。利用式（１２）计算换热系数ｑ如沿流程的变化关系如图５和图７。从图中可以看出，随着凝结不断地发生，换热系数梯度略有变小，这主要是凝结发生后烟中的水蒸汽含量减少，而不凝结气体含量相对增加的原因。式（１２）计算的结果与实验数据基本相符，反映了凝结换热系数变化的趋势。

图４流程方向冷却水／管壁／烟气温度的变化（工况１）

Ｆｉｇ４

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ

ｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ，ｔｈｅｔｕｂｅｗａｌｌａｎｄｔｈｅｆｌｕｅ

ｇａｓａｌｏｎｇｔｈｅｔｕｂｅ

ｐａｓｓ（ｃａｓｅ１）

，

譬

ｒ？

基

≥

＜

籁

惴

壤斌

图５换热系数沿流程方向的变化（工况１）

Ｆｉｇ５

Ｖａｒｉａｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｌｏｎｇｔｈｅｔｕｂｅ

ｐａｓｓ（ｃａｓｅ１）

ｐ

＼

蜊赠

图６流程方向冷却水／管壁／烟气温度的变化（工况２）

Ｆｉｇ

６

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓ

ｏｆｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ，ｔｈｅｔｕｂｅ

ｗａｌｌａｎｄｔｈｅｆｌｕｅ

ｇａｓａｌｏｎｇ

ｔｈｅｔｕｂｅ

ｐａｓｓ（ｃａｓｅ２）

利用文献［１１］的数据（图８）进行验证。当烟气开始凝结时，其烟气温度增加，这主要是由于水蒸汽释放的潜热与换热管传热的同时，也给烟气加热，使得烟气温度有所升高，换热系数发生跃变。

万　

方数据工

程

第２６卷

，

２０吕

≥

＜籁

髅蒜ｉ辎

图７换热系数沿流程方向的变化（工况２）

Ｆｉｇ．７

Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ

ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｌｏｎｇｔｈｅｔｕｂｅｐａｓｓ（ｅａｓｅ２）

图８沿流程方向冷却水、管壁及烟气温度变化

Ｆｉｇ．８

Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎ

ｏｆｔｈｅｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ，ｔｈｅｔｕｂｅｗａｌｌａｎｄｔｈｅｆｌｕｅ

ｇａｓ

ａｌｏｎｇ

ｔｈｅ

ｔｕｂｅｐａｓｓ

其换热管材料为镍钢，其导热系数Ａ为

Ａ＝１３．２＋０．０１３Ｔ

（１８）

根据图８中的实验数据，由式（１２）计算结果如图９所示。由该图可知，在换热器非凝结段，凝结侧

的换热系数梯度逐渐增加，此时是湿烟气换热，在凝

结点，换热系数发生跃变，换热能力增强；在凝结初期，换热系数梯度变化较大，随着凝结的不断发生，

换热系数梯度变小，换热能力减弱，此时不凝结气体

含量逐渐增大，出口附近达最大，也是换热性能最差之处，因此在出口一定区域内，应该采取强化换热措施，以提高换热器的热效率。图９换热系数的变化规律与图５、图７的相一致。因此，仅用一个没有考

虑凝结对换热系数影响的关联式进行计算会产生很大的误差。式（１２）考虑了这种情况，所计算出的数

图９沿流程烟气侧换热系数的变化

Ｆｉｇ９

Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｈｅａｔ

ｔｒａｎｓｆｅｒ

ｒａｔｅｓａｔ

ｇａｓ

ｓｉｄｅ

ａｌｏｎｇｔｈｅ

ｔｕｂｅ

ｐａｓｓ

第４期

李慧君，等：天然气锅炉烟气换热特性的分析

・４７１・

值能反映烟气侧换热系数沿管程的变化规律。

４结论

（１）回收烟气余热过程中，存在着相变换热，且换热系数在不同截面值不相同，烟气成分的变化影响很大；

（２）在相同的条件下，湿烟气比干烟气的换热系数大，烟气中水蒸汽质量浓度能够反映换热系数的变化；

（３）本文所提出的实验关系式考虑了凝结对换热的影响，回归性好，经与实验值比较，结果比较满意。

（４）由换热系数的变化规律可知，在换热器出口一定区域内，应该加强换热措施，以提高换热效率。符号说明Ａ——面积／ｍ２ｄ——管径／ｍ

Ｄ——物质扩散系数／ｍ２・ｓ“日——换热系数／Ｗ・ｍ・Ｋ。１＾。——对流传质系数／ｍ・Ｓ。１№——努塞尔数尸ｒ——普朗特数ｐ——热流密度／Ｗ・ｍ。２ｍ——雷诺数鼢——舍伍德数Ｓｃ——施密特数

ｓ．、ｓ：：管束相邻两管中心线之间的横向和纵向距离／ｍ

ｒ——温度／Ｋ

ｎ——蒸汽分压力／ＭＰａ圮——水蒸汽的气体常数Ａ——导热系数／ｗ・（ｍ・Ｋ）“肛——动力粘度／ｍ２・Ｓ。１ｐ——密度或质量浓度／ｋｇ・ｍ。ｙ——汽化潜热／ｋＪ・ｋｇ“

万　

方数据下角标ｇｆｑ——干烟气

ｖ——对流奸——烟气

ｆ．冷却水

ｗ——管壁ｗｗ——液膜ｎ——标准状态ｗｏ——内管壁ｓ——饱和态ｗｉ——外管壁

ｍ——金属参考文献：

Ｈ．Ｊ．Ｈ．ＢＲＯＵＷＥＲＳ．Ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒ，ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｆｏｇ

ｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｒｏｓｓｆｌｏｗｐｌａｓｔｉｃｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｌＪｊ．ＩＮＴ．Ｊ．

Ｈｅａｔａｎｄ

Ｍａｓｓ，３９（２）：３９１～４０５．

［２］贾力，孙金栋，李孝萍．湿烟气冷凝换热研究［Ｊ］．北京建筑工程学院学报，２００１，１７（２）：１５—１８．

［３］荒木秀文，中原贡，千野耕一．新型ＬＮＧ熟交换器传熟性能［Ｊ］．日本机械学会论文集（Ｂ卷），２００１，６７

（６５８）：１４５１～１４５８．

［４］车得福．冷凝式锅炉及其系统［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００２．７

［５］

杨世铭，陶文铨编著．传热学（第三版）［Ｍ］．北京，高等教育出版社，１９９８．１６５．

［６］茹卡乌斯卡斯ＡＡ．换热器内的对流传热［Ｍ］．马昌文，居滋泉，肖宏才译．北京：科学出版社，１９８６．３６３～

３７０．

［７］

ＶｌｓｋａｎｔａｓＲ．Ｒａｄｉａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｒａｄｉａｔｉｏｎｈｅａｔ

ｔｒａｎｓｆｅｒ［Ｍ］．Ａｄｖ．ＨｅａｔＴｒａｎｓｆｅｒ，１９６６，

（３）：１７６～２５１．

［８］

Ｄｒｅｗ，Ｔ．Ｂ．Ｓｅｅ

ＭｅＡｄａｉｎｓ，ＷＨ．ＨｅａｔＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，３ｒｄ

ｅｄｌＭＪ．ＭｅＧｒａｗ—Ｈｉｌｌ，ＮｏｗＹｏｒｋ（１９５４）．１３１～１４０．

［９］濑下裕，小川和彦，丸本健二等．湿１）空气中℃凝缩老伴弓空冷热交换器④性能［Ｊ］．日本机械学会论文集（Ｂ卷），１９８８，５４（４９９）：７１６～７２１．

［１０］

张家荣，赵廷元．工程常用物质的热物理性质手册［Ｍ］．北京：新时代出版社，１９８７．９

神坂光男，曾男下浩，横尾和俊等．排疗灭力、岛∞水分回收ｃ二阴寸为研究［Ｊ］．日本机械学会论文集（Ｂ卷），

１９９２，５８（５４５）：２４８～２５５．

天然气锅炉烟气换热特性的分析

作者：作者单位：

李慧君， 罗忠录， 程刚强， 李卫华， 屠珊， LI Hui-jun， LUO Zhong-lu， CHENGGang-qian， LI Wei-hua， TU Shang

李慧君,程刚强,李卫华,LI Hui-jun,CHENG Gang-qian,LI Wei-hua(华北电力大学能源与动力工程学院,保定,071003)， 罗忠录,LUO Zhong-lu(陕西华电蒲城发电有限责任公司,蒲城,715500)， 屠珊,TU Shang(西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049)动力工程

JOURNAL OF POWER ENGINEERING2006，26(4)2次

刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：

参考文献(11条)

1.H J H BROUWERS Heat transfer,condensation and fog formation in crossflow plastic heat exchangers2.贾力.孙金栋.李孝萍 湿烟气冷凝换热研究[期刊论文]-北京建筑工程学院学报 2001(02)3.荒木秀文.中原贡.千野耕一 新型LNG熟交换器传熟性能 2001(658)4.车得福 冷凝式锅炉及其系统 20025.杨世铭.陶文铨 传热学 1998

6.茹卡乌斯卡斯 AA.马昌文.居滋泉.肖宏才 换热器内的对流传热 1986

7.Vlskantas R Radiation transfer and interaction of convection with radiation heat transfer 1966(03)8.Drew T B.MeAdains W H Heat Transmission 1954

9.濑下裕.小川和彦.丸本健二 湿り空气中で凝缩を伴ぅ空冷热交换器の性能 1988(499)10.张家荣.赵廷元 工程常用物质的热物理性质手册 1987

11.神坂光男.曾男下浩.横尾和俊 排ガスからの水分回收に關する研究 1992(545)

相似文献(1条)

1.学位论文 吴冬梅 混合气体水平管外对流冷凝换热机理研究 2006

为了提高锅炉热效率，必须充分回收烟气余热。天然气燃烧后烟气中含有大量的水蒸汽，因此烟气余热主要分为两类：烟气显热和水蒸汽潜热。回收烟气余热时在冷凝换热器内发生的是一个包括传热、传质及相变的复杂物理过程。本文通过理论分析和实验研究，探讨水平光管外混合气体对流凝结换热的机理和传热特性。

首先，本文分析了混合气体在水平管外对流冷凝换热的特点，对混合气体的对流传热与传质过程进行理论分析，运用修正的双膜理论与Nusselt凝结理论相结合的方法，分析水平单管外凝结换热情况并建立数学模型，利用数值模拟软件和Matlab进行求解。

其次，设计搭建天然气锅炉烟气余热回收装置实验系统，研究烟气流量、烟气进口温度、冷却水进口温度、水蒸汽含量等因素对对流冷凝换热的影响，并与理论计算结果进行比较，二者一致性较好。

综合理论分析与实验研究结果，得到以下结果：对于水蒸汽质量含量在7﹪-12﹪之间的混合气体(天然气燃烧后的烟气)，冷却水管表面液膜厚度在10m至10m之间，是一个相当薄的膜层，液相导热热阻在整个换热的过程中基本可以忽略，因此含少量凝结性气体的混合气体在管外发生对流凝结换热时，混合气体流动方向对换热基本无影响。

另外，区别于单相对流换热准则关联式，利用无量纲温度量Ln将水管壁面温度、水蒸汽含量(对应于露点温度)以及混合气体进口温度对凝结换热的影响加入关联式，得到混合气体对流冷凝换热总的准则关联式Nu=4.6031RenprLn，该关联式在实验工况范围内与实验结果吻合较好，误差在20﹪以内。

引证文献(2条)

1.李兆坚.张晓航.柴勇.宋立 燃气锅炉房烟囱保温对排烟性能的影响分析[期刊论文]-暖通空调 2010(2)2.付林.张世钢.赵玺灵.孙作亮.李辉.耿克成 热泵型天然气热电冷联供系统实践研究[期刊论文]-暖通空调2009(2)

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