低溫工業(yè)廢水余熱提取技術(shù)研究.pdf

1、低溫工業(yè)廢水余熱提取技術(shù)研究低溫工業(yè)廢水余熱提取技術(shù)研究TechnologyResearchonHeatRecoveryofLowTemperatureIndustrialWastewater學(xué)科專業(yè)：熱能工程研究生：張傳龍指導(dǎo)教師：馬洪亭副教授天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一四年十二月摘要我國工業(yè)余熱資源豐富，若能充分回收利用，則可顯著提高能源利用效率，在節(jié)能減排方面發(fā)揮重要的作用。熱管換熱器因其高效的傳熱性能、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠等優(yōu)

2、點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)余熱回收方面。但研究發(fā)現(xiàn)，由于工業(yè)余熱中常含有雜質(zhì)，在實(shí)際運(yùn)行中，換熱器常出現(xiàn)結(jié)垢問題。污垢的形成，降低了換熱器的傳熱效率，造成了能源損失。為使熱交換器在運(yùn)行階段保持較高的換熱性能，污垢的在線清洗顯得尤為重要。本文搭建了用于提取低溫工業(yè)廢水余熱的熱管換熱器性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)有專門在線機(jī)械除垢裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器蒸發(fā)段熱管外壁面的自動(dòng)清洗。并以換熱量、傳熱系數(shù)、效能、火用效率、火積效率及火積耗散數(shù)等參數(shù)為指標(biāo)

3、，評(píng)價(jià)本實(shí)驗(yàn)換熱器的換熱性能，并提出優(yōu)化運(yùn)行方法，最后分析除垢裝置的除垢效果。結(jié)果表明：在廢水設(shè)定流量不變的情況下，換熱量及傳熱系數(shù)隨清水流量的增加而增加；同時(shí)在清水設(shè)定流量不變的情況下，系統(tǒng)換熱量、傳熱系數(shù)、火用效率、火積效率及火積耗散數(shù)隨廢水流量的增加而增加；然而效能隨著廢水流量的增加而減小。本實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，熱管換熱器最佳工作狀態(tài)點(diǎn)確定為廢水流量1.200m3h，清水流量3.000m3h。隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長，熱管換熱器的

4、換熱量和傳熱系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)并逐步穩(wěn)定。換熱量和傳熱系數(shù)分別由開始的7.267kW，151.904W(m2℃)下降至6.308kW，129.621W(m2℃)，在此時(shí)間段內(nèi)換熱量和傳熱系數(shù)分別下降了13.20%、14.67%。熱管換熱器的效能、火用效率及火積效率也隨之下降，而火積耗散數(shù)不斷增加。效能、火用效率及火積效率分別由開始的0.143，41.3%，9.56%下降至0.118，37.5%，8.56%，在此運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)效能、火用效率

5、及火積效率分別下降了17.48%、9.20%、10.46%。表明熱管外壁面結(jié)垢影響換熱器的換熱性能。運(yùn)行在線除垢裝置，熱管換熱器的換熱量、傳熱系數(shù)、效能、火用效率及火積效率不斷增加并最終趨于穩(wěn)定，趨于穩(wěn)定段各性能參數(shù)分別為6.795kW，134.304W(m2℃)，0.085，40.69%，24.2%，與除垢初始值相比分別提高了6.11%，9.49%，7.19%，7.93%，5.22%。此除垢裝置對(duì)熱管換熱器抑垢的效果還是有很明顯作用。