接触式烟气水冷凝换热器的热工计算方法

暖通空调HV—AC　２０１５年第４５卷第２期１１１

接触式烟气水冷凝换热器的

热工计算方法*

清华大学　刘　华☆　周　贤　付　林

摘要　对接触式烟气水冷凝换热器的换热效率进行了分析，充分考虑影响换热效率的各种因素，包括喷嘴雾化粒径和换热器高度等，给出了接触式烟气水冷凝换热器的热工计算方

法，并制作了线算图。采用所提出的热工计算方法，对具体示范工程烟气水冷凝换热器进行

了设计，供暖季现场实测数据表明，烟气水冷凝换热器的换热性能达到了预期目标。

关键词　接触式烟气水冷凝换热器　换热效率　热工计算　雾化粒径　传热单元数　换热器高度

Thermal calculation method for direct-contact

flue-g as-water condensation heat exchan g ers

By Liu Hua★，Zhou Xian and Fu Lin

Abstract　Anal y ses the heat exchan g e efficienc y of direct-contact flue-g as-water condensation heat exchan g ers，considerin g various influencin g factors such as the atomized p article size from nozzle and the

hei g ht of heat exchan g er，p resents a thermal calculation method，and p lots an ali g nment chart．A pp lies this

new calculation method to a demonstration p ro j ect desi g n．The measured data in heatin g season show that

the heat exchan g e p erformance meets desi g n re q uirement．

Ke y words　direct-contact flue-g as-water condensation heat exchan g er，heat exchan g e efficienc y，thermal calculation，atomized p article size，number of transfer unit（NTU），hei g ht of heat exchan g er

★Tsin g hua Universit y，Bei j in g，China

　*北京市科技计划课题（编号：Ｄ１３１１００００３８１３００１）

☆刘华，男，１９７５年３月生，博士研究生，高级工程师

１０００８４清华大学建筑学院节能楼４０２

（０１０）６２７８８５１３

Ｅ-ｍａｉｌ：ｈｌｉｕ０９＠ｍａｉｌｓ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｃｎ

收稿日期：２０１４０３１１

一次修回：２０１４０４１６

二次修回：２０１５０１０８

０　引言

文献［１２］中采用直接接触式烟气水换热设

备对锅炉烟气进行了余热回收的实验研究，对一些

诸如水气比等影响效率的因素进行了实验分析，但

未给出系统的热工计算方法。接触式换热器一般

是按照实验资料整理的换热效率进行热工计算［３］，

但是鉴于实验条件的限制，根据实验资料整理出来

的效率公式过于简单，一般仅考虑水气比和烟气流

速，而对换热影响较大的雾化粒径和换热长度没有

给予充分考虑。

目前，烟气水冷凝换热理论模型通常是基于

薄膜模型［４］进行理论计算和分析。文献［５］根据薄

膜理论模型，求解了烟气与水表面之间热质交换的

基本方程，得出了烟气与水换热的解析解，并分析

了各种因素对接触式烟气水处理过程热质交换性

能的影响。分析表明，影响烟气与水换热效率的主

要因素是水气比、换热长度、喷水雾化粒径和烟气

流速。笔者搭建了锅炉烟气余热回收实验台，通过

实验数据和理论计算结果的对比，验证了理论计算

结果的正确性。

本文通过对接触式烟气水冷凝换热器换热效

率的分析［５］，充分考虑影响接触式烟气水换热器

换热效率的各种影响因素，给出了接触式烟气水

冷凝换热器的热工计算方法，并制作了线算图。采