整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)合成氣回熱設備的設計方法與數(shù)值優(yōu)化.pdf

1、本文結合“整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)合成氣回熱設備的傳熱研究與校核計算”國家863項目,系統(tǒng)研究了適用于高壓力、多組分合成氣的IGCC回熱系統(tǒng)中換熱器的基本設計原則與方法?；谠摲椒?對中國天辰工程有限公司設計的IGCC回熱系統(tǒng)中的燃氣冷卻器、凈燃氣過熱器和空氣冷卻器進行了校核。利用ASPEN HTFS+平臺完成IGCC回熱器中燃氣冷卻器、凈燃氣過熱器、空氣冷卻器的設計,并與天辰公司的設計結果進行了對比分析。在此基礎上采用C＃語言開

2、發(fā)出IGCC系統(tǒng)回熱器的設計軟件,為高壓力、多組分合成氣的IGCC回熱系統(tǒng)中換熱器的研究與設計提供了有利工具。采用FLUENT軟件對設計結果的簡化模型進行了數(shù)值模擬,模擬和優(yōu)化了三種換熱器內(nèi)的流動和換熱:并提出了優(yōu)化的換熱器結構。主要結論如下:
　　 1對三種換熱器的材料、結構和流程進行了設計。對于凈燃氣過熱器,安排合成氣走管程,水走殼程。管程合成氣的流量為150140kg/h,殼程水的流量為9020kg/h。選用圓缺高度為殼體

3、內(nèi)徑的20％的弓形折流板,水平裝配。對于燃氣冷卻器,安排合成氣走管程,水走殼程。管程合成氣的流量為177320kg/h,殼程水的流量為231190kg/h。選用圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25.4%的弓形折流板,水平裝配。對于空氣冷卻器,安排水走管程,空氣走殼程。管程水的流量為9020kg/h,殼程空氣的流量為27023.7kg/h。選用圓缺高度為殼體內(nèi)徑的39.2%的弓形折流板,水平裝配。換熱器材料選用具有較高強度和耐腐蝕性的材料。
　

4、　 2提出了適用于高壓力、多組分合成氣的IGCC回熱系統(tǒng)中換熱器的基本設計原則與校核方法。采用該方法對中國天辰工程有限公司設計的IGCC回熱系統(tǒng)中的三種換熱器進行了校核計算。
　　 3利用ASPEN HTFS+平臺完成IGCC系統(tǒng)中三種回熱器設計,并將設計結果與天辰公司的計算結果進行了對比。
　　 4開發(fā)了合成氣換熱器的計算校核軟件。采用C＃進行編程,采用經(jīng)驗公式給出流體的物性,采用國標進行計算。將計算結果與ASPEN