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蜂窝型陶瓷蓄热体换热器的热动态特性实验研究(2)

作者:管理员 来源: 日期:2017-2-20 14:20:15

蜂窝型陶瓷蓄热体换热器的热动态特性实验研究(2)
    
                    
    3 蜂窝陶瓷蓄热体换热器的热回收率
    在利用高温空气燃烧技术时,需要把预热空气加热到比较高的温度(如 800 ~ 1 000 ℃左右),因此必须充分利用燃烧烟气的显热,这就要求蜂窝陶瓷蓄热体换热器有较高的热回收率。本文通过对不同长度的蜂窝陶瓷蓄热体在不同烟气温度下运行时的热回收率进行了实验测试,得到了不同长度蜂窝陶瓷蓄热体的热回收率与烟气温度之间的变化关系,如图 4 所示。
                 
   从图 4 可以看出,在一定的烟气温度下,蓄热体越长(蓄热体的体积越大),蓄热能力越大,对烟气的热回收率越高;当蓄热体的长度一定时,烟气的温度越高,越接近蓄热体材料的饱和温度(堇青石材料的饱和温度为 1 000 ℃左右),蓄热体的蓄热能力能得到充分的利用,预热空气的出口温度也越容易接近烟气温度,从而实现高的热回收率。
    4 蜂窝陶瓷蓄热体换热器的温度效率
      在高温空气燃烧过程中,采用蜂窝陶瓷蓄热体换热器的目的是为了得到温度尽可能高的预热空气,也就是要充分利用燃烧烟气中的显热,使预热空气的出口温度尽可能地接近烟气温度。本文把预热空气的出口温度与烟气进口温度之比定义为蓄热体换热器的温度效率,并对不同预热空气的切换时间、不同的蓄热体长度(蓄热体的横截面积的大小只影响到所加热的空气量)的温度效率进行了实验测试,其结果如图 5 所示。从图 5 可以看出,当炉内的燃烧烟气温度一定时,蓄热体的长度越长,其温度效率也越高,这是因为较长蓄热体的蓄热能力较强,可以吸收更多烟气中显热的缘故。同时,不论何种长度的蓄热体,都存在一个最佳的预热空气切换时间,使得蓄热体换热器的温度效率达到一个最大值图 5
也显示,随着蓄热体长度的减小,蓄热体达到饱和温度的时间缩短,最佳切换时间也缩短。这是因为,一定长度蓄热体的蓄热能力是一定的,当蓄热体处于放热状态对空气进行加热时,若切换时间过长,则随着加热时间的延长,其加热能力将逐渐下降,从而导致了温度效率的降低;若切换时间过短,则蓄热体的蓄热能力不能得到充分的利用,也使其温度效率降低。因此,对于一台给定热负荷的燃烧炉而言,为了能在运行过程中获得最好的节能效果,关键在于能否通过热态测试手段来确定蓄热体的长度与预热空气切换时间之间的关系。
                  
    5 四通换向阀最佳换向时间的确定
    在高温空气燃烧的过程中,要持续得到高温预热空气,需要一套四通换向阀与蜂窝陶瓷换热器进行匹配。四通换向阀是高温空气燃烧系统中实现送风、空气预热和排烟功能转换的关键设备。从图 5 中可以得知,四通换向阀换向时间的设置将影响到蜂窝陶瓷蓄热体换热器的温度效率。通过实验测试,本文得到了长度为 250 mm的蜂窝陶瓷蓄热体换热器分别在蓄热和放热过程时烟气和预热空气的出口温度随时间变化的关系,如图 6所示。

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