300MW循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)改造分析探討

陳留存

摘 要：隨著人們對環(huán)境資源現(xiàn)狀的重視程度不斷加深，我國可持續(xù)發(fā)展的綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展。在新形勢下，為了響應(yīng)國家可持續(xù)綠色經(jīng)濟(jì)的號召，不少汽車制造企業(yè)紛紛引入了熱管中冷器來降低汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的溫度，降低了汽車尾氣排放的污染程度，進(jìn)而減少汽車對環(huán)境造成的污染。

關(guān)鍵詞：熱管中冷器；傳熱；阻力；特性

中圖分類號：TK124 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0017-02

在汽車運(yùn)動(dòng)的過程中，通過不斷增壓，使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度猛烈升高，最高可達(dá)200 ℃，甚至更高，這時(shí)，最重要的就是采用一定的冷卻技術(shù)來降低發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是內(nèi)燃機(jī)的溫度。隨著重力熱管在汽車車輛發(fā)動(dòng)機(jī)中冷卻應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，新的以重力熱管為主要應(yīng)用的冷卻器——熱管中冷器出現(xiàn)在了越來越多的汽車制造廠中，并且使用該冷卻器還起到了很好的尾氣凈化作用，保護(hù)了自然環(huán)境。在新形勢下，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們在熱管中冷器方面的研究技術(shù)不斷提高，通過對汽車熱管中冷器傳熱和阻力等因素的影響進(jìn)行研究，探究出了新的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效能理論。本文通過對熱管中冷器運(yùn)作原理和冷卻效果因素進(jìn)行探究，總結(jié)了以下幾點(diǎn)，僅供參考。

1 熱管中冷器的工作原理

熱管中冷器是指用于冷卻高溫增壓空氣的熱管中冷器，其主要的工作原理是：選用水作為其主要的工作介質(zhì)，通過水分對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的熱量進(jìn)行吸收，使其蒸發(fā)，以實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的散熱。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，熱管中冷器的選材阻力是影響熱管中冷器冷卻工作效率的最大因素，并且通過中力熱管材料的實(shí)驗(yàn)研究可知，熱管中冷器的效能在新的實(shí)驗(yàn)階段有了巨大的提升。

2 熱管中冷器傳熱效能與阻力特性實(shí)驗(yàn)

隨著人們對熱管中冷器傳熱效能和阻力關(guān)系之間的研究發(fā)現(xiàn)，造成熱管中冷器工作效率低、傳熱阻力變大的主要原因是傳熱器的結(jié)構(gòu)和材料的不同。在新的科學(xué)認(rèn)知下，通過對流體力學(xué)（CFD）軟件中熱管換熱器數(shù)值進(jìn)行再模擬研究，從而探究出以熱管換熱器傳熱性能為研究目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)。對實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的總體想法是：設(shè)計(jì)1個(gè)熱管式中冷器，用于管翅式中冷器串聯(lián)冷卻高溫后進(jìn)行空氣增壓，在風(fēng)洞試驗(yàn)臺上，對熱管中冷器的散熱、冷卻效果進(jìn)行研究，分析冷卻空氣的流速、冷熱側(cè)空氣緊扣溫差、熱側(cè)空氣流速等傳熱性能指數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對其冷卻效能與阻力特性之間關(guān)系的探究實(shí)驗(yàn)。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段

實(shí)驗(yàn)儀器共有3排熱管錯(cuò)列布置，共41根銅鋁復(fù)合熱管，介質(zhì)為蒸餾水，熱管蒸發(fā)長度為5 mm，熱冷凝段長度為5 mm，中間隔板段長5 mm，熱管總長200 mm。蒸發(fā)段和冷凝段均為冷軋翅片，翅片間距為1.95 mm，翅片高位2.5 mm，翅片厚度為0.3 mm，翅片根部厚度為0.5 mm。

2.2 實(shí)驗(yàn)階段

在進(jìn)行熱管中冷器傳熱導(dǎo)性與阻力特性之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要采取科學(xué)、有序、合理的實(shí)驗(yàn)步驟。主要的實(shí)驗(yàn)步驟為：①熱側(cè)空氣進(jìn)出口溫度測量。在測量過程中，可以通過布置熱電偶測網(wǎng)進(jìn)行測量，在進(jìn)口處布置3個(gè)熱電偶，出口處布置15個(gè)熱電偶，在測量了每個(gè)熱電偶數(shù)據(jù)后，對其進(jìn)行有序的集合，并計(jì)算出進(jìn)口處和出口處平均每個(gè)熱電偶的數(shù)值，數(shù)值的取值范圍精確到0.1 ℃。在對熱側(cè)空氣進(jìn)出口溫度進(jìn)行采集時(shí)，可以使用PT100鉑電阻進(jìn)行溫度測量，同樣溫度的測量要進(jìn)行多次，然后對測量的結(jié)果進(jìn)行有序的集合，再計(jì)算出平均值，精度單位取到0.1 ℃。②在進(jìn)行冷、熱側(cè)空氣進(jìn)出口壓差測量時(shí)，可以采用測孔測試的方法。在試驗(yàn)構(gòu)件前、后各開6個(gè)測壓孔進(jìn)行進(jìn)出口管道的壓差測試。在開孔過程中，要盡可能保證孔口之間的距離大致相同。在對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量時(shí)，與上述溫度測量方法一樣，對前、后共計(jì)12個(gè)測試孔的相應(yīng)壓強(qiáng)進(jìn)行3次以上的測試，并且根據(jù)前后構(gòu)件的位置分別測試前方構(gòu)建的進(jìn)口壓強(qiáng)和后方構(gòu)件的出口壓強(qiáng)，并及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。③在完成溫度和壓強(qiáng)的測量之后，開始對相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)出口冷、熱空氣單位時(shí)間的流量進(jìn)行測試，其主要采用的是噴嘴組測試方法。在選擇噴嘴時(shí)，優(yōu)先選擇國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2624標(biāo)準(zhǔn)的噴嘴，噴嘴前空氣壓力測量采用精度為0.4%的傳感器測量，傳感器的壓差設(shè)置精度為0.25%.④數(shù)據(jù)采集與計(jì)算。第三步結(jié)束后，要及時(shí)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行表格化計(jì)算、歸納，在歸納過程中，要對實(shí)驗(yàn)構(gòu)件中冷、熱空氣的溫度，壓力，單位時(shí)間的流量進(jìn)行明確分類，并統(tǒng)一其專有的單位符號，方便進(jìn)行再整理。整理之后，要將其信息數(shù)據(jù)編纂成信號，通過RS-121總線傳播到上位計(jì)算機(jī)中進(jìn)行公式化的計(jì)算。⑤總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思。通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行公式化計(jì)算不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)構(gòu)件的冷側(cè)進(jìn)口溫度為25 ℃時(shí)，熱側(cè)空氣的流量為460 kg/h。

3 結(jié)論

針對熱管中冷器可能的工況變化范圍，試驗(yàn)冷側(cè)空氣流速、熱側(cè)空氣緊扣溫度和熱側(cè)空氣流量等主要因素對熱管中冷器傳熱和阻力特性的影響。結(jié)果顯示，它們之間是成正比例關(guān)系的，尤其是在熱管中冷器有良好的散熱性能時(shí)，可以在一定范圍內(nèi)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的散熱功需求。由此可知，熱管中冷器傳熱與其阻力是成反比例關(guān)系的，阻力越大，氣流的流動(dòng)速度就會越慢，就會導(dǎo)致水蒸氣攜帶的熱量散發(fā)得越慢，最終導(dǎo)致散熱效果較差；反之，采用阻力相對較小的熱管中冷器時(shí)，會在很大程度上加快空氣尤其是水蒸氣的散發(fā)速度，這樣做有利于中冷器熱量的外傳，從而真正實(shí)現(xiàn)熱管中冷器的散熱效能。

4 結(jié)束語

在可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的今天，在我國社會主義經(jīng)濟(jì)市場產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，除了要考慮企業(yè)自身獲得的效益外，更應(yīng)該考慮其社會效益。堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，減少企業(yè)和企業(yè)產(chǎn)品對周圍環(huán)境資源造成的污染。在新條件下，通過科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷提高熱管中冷器的冷卻效率，以此降低汽車尾氣的排放濃度。

參考文獻(xiàn)

[1]顏衛(wèi)國.熱管中冷器及其在車輛冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2011.

[2]顏衛(wèi)國，俞小莉，陸國棟，等.熱管中冷器的傳熱與阻力特性[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版），2011（1）.

[3]紀(jì)麗萍，劉聿拯，馬有福，等.發(fā)電機(jī)空冷器傳熱與阻力特性研究[J].能源研究與信息，2009（3）.

[4]李勇軍.結(jié)構(gòu)緊湊型中冷器的傳熱與流阻特性模擬研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2013.

〔編輯：白潔〕

Abstract： As people emphasis on deepening the status quo of environmental resources， green economy rapid development of Chinas sustainable development. Under the new situation， in order to respond to the call of national sustainable green economy， many car manufacturers have introduced a heat pipe cooler to reduce automobile engine， the temperature of the internal combustion engine， reducing vehicle exhaust pollution emissions， thereby reducing cars on the environment pollution.

Key words： heat pipe cooler； transfer； resistance； characteristics