气化炉煤气冷却器对流换热特性的数值模拟.pdf

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1、第31卷第32期中国电机工程学报Vo1．31No．32Nov．15，2011762011年l1月15日ProceedingsoftheCSEE~2011Chin．Soc．forElec．Eng文章编号：0258．8013(2011)32-0076—06中图分类号：TK11文献标志码：A学科分类号：470．20气化炉煤气冷却器对流换热特性的数值模拟赵振兴，王祥雨，常勇强，曹子栋(西安交通大学能源与动力工程学院，陕西省西安市710049)NumericalStudiesofaMembraneHelical-coilHeatExchang

2、erinIntegratedCoalGasificationCombinedCycleZHAOZhenxing，WANGXiangyu，CHANGYongqiang，CAOZidong(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity,Xi’an710049，ShaanxiProvince，China)ABSTRACT：Numericalinvestigationswereconductedtocombinedcycle，IGCC)是当今全球清洁能源利用的unders

3、tandtheflowandheattransfercharacteristicsof的前沿技术L1之J，与普通燃煤发电技术相比，优势在synthesisgas(syngas)inmembranehelical-coilheatexchanger．于可以更高效地利用煤炭资源，大大减少燃烧污染Simulationswereperformedfordifferentaxialpitch，radial物的排放。因此该技术的对我国一次能源的高效洁pitchandinnerhelicalcoildiameter．Thenumericalres

4、ultsare净利用有重要意义。IGCC系统中关键技术之一是inagoodagreementwiththeexperimen~1worksonheattransferinmembranehelica1．coilannularchannels．Theheat合成气的显热回收技术，采用废热锅炉对高温合成transfercoeficientsofthemembranehelicalcoilwerefoundto气的显热回收能使IGCC电站效率提高约4～5个百bestronglyassociatedwiththeradialpitchand

5、axialpitch．The分点【2J，废热锅炉包含辐射式和对流式2部分，膜resultsshowthattheperiodicalvariationoftheaxialvelocityin式螺旋管环型通道对流换热器是对流式废热锅炉theannularchannelstrengthstheconvectionheattransfer；the的主要形式。相对于无肋片的普通螺旋管和蛇形heattransferoftheinerandoutertubesareirrelevanttocoil管，该换热结构具有结构紧凑，承压能力好，换热cu

6、rvature；membraneareapercentageisimportanttotheaverage能力强的特点。近年来，很多科研机构对普通螺旋heattransfercoemcientofmembranehelicalcoil．Inaddition．the管。和蛇形管的流动与传热进行了较多的研resistancecharacteristicsoftheheatexchangerareobtained．究工作，但大部分工作都停留在管内工质的流动和KEYWORDS：membranehelical·coilheatexchange

7、r；syngas；换热，对于膜式螺旋管组成的环形通道内气体的的flowcharacteristics；heattransfer；numericalsimulation；换热特性研究较少，本文作者已经针对膜式螺旋管integratedcoalgasificationcombinedcycle(IGCC)换热器内合成气的换热特性进行了试验研究L17-18],摘要：采用数值模拟方法研究高温高压下气化炉中膜式螺旋但是试验采用的是缩小比例的膜式螺旋管，因此本管煤气冷却器的对流换热和流动特性，分析径向节距、轴向文采用数值模拟的方法对工程实际中应

8、用的膜式节距和管圈曲率对换热和流动特性的影响。模拟结果与试验结果吻合较好。研究发现：在相同的入口速度下，膜式螺旋螺旋管换热器进行研究，并与试验结果进行对比，管换热器的表面换热系数与轴向节距和径向节距有关；换热对膜式螺旋管换热器的换热特