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有机热载体加热系统优化设计研究

作　者: 覃金珠
导　师: 寇广孝
学　校: 湖南工业大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 有机热载体加热系统主要设备循环泵数值模拟节能
分类号: TU831.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

在工业生产中,常需要对物料进行间接加热,有机热载体由于其高温低压的最大特性被逐渐应用于工业生产中。但由于我国有机热载体加热技术还不成熟,常发生安全事故。合理设计、选择、安装及协调好有机热载体加热系统的各主要设备,对系统运行的安全性、可靠以及节能降耗有着极为重要的作用。本文通过对各主要设备在有机热载体加热系统中所起的作用及常见事故进行分析,同时考虑节能因素,对各设备的设计与安装提出了相应的改进措施。在有机热载体加热系统中,膨胀槽是事故发生较多的设备,主要是由于其设计容积的不合理造成的。通过对其作用进行分析,认为膨胀槽的容积除了应满足规程要求的1.3倍调节容积之外,还要加上气体容积及由于气体排出引起液相热载体液面升高的容积;同时还应考虑及比较冷油置换所需有机热载体的总量。膨胀槽的容积应取两者中的最大值。循环泵是有机热载体加热系统中能耗最大的设备之一,通过CFD数值模拟方法对其进行模拟,找出流体在泵内部流场的分布规律。分析比较了不同种类有机热载体在同一入口流速下及同一种类有机热载体在不同入口流速下,其在泵内的压力场及速度场的分布。认为流体自身的密度、粘度及流量对泵的性能均有较大的影响。在高温情况下,由于粘度较小,密度对泵的效率有着决定性的影响。在更换循环泵或是流量改变的情况下,需要对循环泵进行校核调节,以达到生产需要及节能目的。通过对有机热载体加热系统的经济效益分析,认为相对于其他热媒加热系统,有机热载体加热系统的经济效益更为显著,其在节能、环保、安全、生产效益方面的贡献更为突出,其应用前景更为广阔。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 有机热载体加热技术发展概述  9-13
  1.2 本文的主要研究内容  13-15
第二章有机热载体加热技术在工业生产中的应用  15-28
  2.1 有机热载体种类及其选择  15-24
    2.1.1 有机热载体种类  15-17
    2.1.2 有机热载体的选择  17-24
      2.1.2.1 有机热载体的性能指标  17-19
      2.1.2.2 有机热载体的变质原因分析  19-23
      2.1.2.3 有机热载体的选择  23-24
  2.2 有机热载体加热技术在工业生产中的应用  24-28
    2.2.1 有机热载体加热技术应用概述  24
    2.2.2 有机热载体在我国工业发展中的应用实例  24-28
第三章有机热载体加热系统工业流程分析研究  28-50
  3.1 常用有机热载体加热系统  28-31
    3.1.1 常用有机热载体加热系统简介  28-30
    3.1.2 常用有机热载体加热系统选择比较分析  30-31
  3.2 有机热载体加热系统中的主要设备及其作用  31-49
    3.2.1 膨胀槽  31-40
      3.2.1.1 膨胀槽的分类及常见事故  31-32
      3.2.1.2 膨胀槽在系统中所起作用分析  32-33
      3.2.1.3 膨胀槽设计方法改进  33-40
    3.2.2 油气分离器  40-44
      3.2.2.1 油气分离器在系统中所起的作用及存在的问题  40
      3.2.2.2 油气分离器的设计方法  40-43
      3.2.2.3 油气分离器的安装  43-44
    3.2.3 过滤器  44-47
      3.2.3.1 过滤器在系统中所起的作用  44
      3.2.3.2 过滤器类型  44-46
      3.2.3.3 过滤器的并联安装与维护  46-47
    3.2.4 储油槽  47-49
      3.2.4.1 储油槽在系统中所起的作用分析  47-48
      3.2.4.2 储油槽的设计方法  48-49
      3.2.4.3 储油槽的安装  49
  3.3 本章小结  49-50
第四章循环泵的数值模拟  50-70
  4.1 循环泵的作用原理  50
  4.2 循环泵在系统中所起的作用及常见问题  50-51
  4.3 循环泵的选择方法  51-55
    4.3.1 循环泵流量的计算  52-53
    4.3.2 循环泵扬程的计算  53-54
    4.3.3 循环泵特性曲线与管路特性曲线  54-55
  4.4 有机热载体加热系统循环泵的数值模拟  55-67
    4.4.1 循环泵的主要组成部分  55
    4.4.2 循环离心泵模型的建立  55-56
    4.4.3 循环泵计算模型及求解  56-58
    4.4.4 同一流速下不同种类有机热载体的模拟  58-62
    4.4.5 同一有机热载体在不同流速下的模拟  62-67
  4.5 循环泵的调节  67-68
  4.6 循环泵在加热系统中注意事项  68-69
  4.7 本章小结  69-70
第五章有机热载体加热系统的经济效益研究  70-77
  5.1 有机热载体加热系统与蒸汽加热系统经济效益研究  70-74
    5.1.1 节能效益  70-72
    5.1.2 环保效益  72
    5.1.3 安全效益  72
    5.1.4 生产效益  72-74
  5.2 不同燃料有机热载体加热系统经济效益研究  74-76
  5.3 本章小结  76-77
第六章结论与展望  77-79
  6.1 结论  77-78
  6.2 展望  78-79
参考文献  79-82
附录  82-83
致谢  83

有机热载体加热系统优化设计研究

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