增壓富氧燃燒鍋爐對流換熱特性的研究.pdf

1、電站是CO2的集中排放源，從燃煤煙氣中分離與捕集CO2是實施CO2捕獲與封存(CCS)技術的關鍵。富氧燃燒方式下煙氣的CO2濃度很高，通過壓縮冷卻能夠存儲液態(tài)CO2，但燃燒是在常壓下進行，系統(tǒng)壓力的升降導致能量損失巨大。然而增壓富氧燃燒鍋爐的燃燒、換熱和煙氣中CO2壓縮捕集的全過程均在高壓下完成，大大減少壓縮耗能與降壓損失，并且對常壓煙氣中難于利用的煙氣汽化潛熱，基于高壓下凝結溫度升高的特點，增壓富氧燃燒鍋爐采用排煙冷凝器利用煙氣汽化潛

2、熱實現(xiàn)了可能。本研究從增壓富氧燃燒煙氣對流換熱在無相變和相變兩種情況的主要影響因素入手，通過研究增壓富氧燃燒方式煙氣的各種物性參數(shù)對鍋爐對流受熱面對流換熱的影響，以期能夠對于增壓富氧燃燒鍋爐受熱面的具體設計與布置提供理論依據。本文在研究無相變的高壓富氧燃燒煙氣對流換熱特性時，以一臺實際300MW機組煤粉鍋爐為計算對象，進行了常規(guī)空氣燃燒以及O2/CO2(21∶79、30∶70)兩種氣氛，0.1Mpa、0.5Mpa、1.0Mpa、1.5M

3、pa、6.0Mpa五種壓力下增壓富氧燃燒各對流受熱面的熱力計算，分析了增壓富氧燃燒條件煙氣壓力變化對各受熱面換熱特性的影響。計算發(fā)現(xiàn):隨煙氣壓力的升高，煙氣流速下降，但煙氣的Re卻基本保持不變，對流換熱系數(shù)有所增加。增壓富氧燃燒煙氣的輻射換熱系數(shù)比空氣燃燒煙氣輻射換熱系數(shù)大。實現(xiàn)同樣的換熱量，增壓富氧燃燒條件下(O2∶CO2=21∶79，O2∶CO2=30∶70)對流受熱面所需換熱面積比常規(guī)空氣燃燒條件少。本研究通過實驗的方式研究了增壓

4、富氧燃燒方式下煙氣凝結換熱的特性，實驗發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大，煙氣凝結換熱系數(shù)逐漸減小，高壓煙氣速度的銳減，致使液膜表面的切向應力減小，導致液膜厚度不易拉薄，阻礙換熱的進行。凝結效果的優(yōu)劣也取決于過熱度的大小，過大的煙氣進口溫度可能導致含濕煙氣在整個換熱器流程中并未出現(xiàn)凝結或微量凝結的現(xiàn)象，進而凝結效果與單相換熱無異，過熱度越小，相應的換熱器換熱效果越顯著，凝結過程中參數(shù)Ln的變化起著主導作用，Ln的變化幅度要遠遠大于Re和Pr的變化幅度。