Повышение энергоэффективности газовых теплогенерирующих установок малой мощности (до 100 кВт) в условиях Крайнего Севера

• Автор: Иванова, Анастасия Викторовна
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК В ЗДАНИЯХ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ
1.1. Роль параметров климата на работу теплогенерирующих
установок
1.2. Автономное теплоснабжение и анализ конструктивных
особенностей современных теплогенерирующих установок
систем теплообеспечения
1.3. Особенности эксплуатации теплогенерирующих установок в
условиях Северо-Восточной России
Глава 2. НАУЧНО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
РАБОТЫ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК
2.1. Особенности процессов горения в котлах малой мощности
2.2. Основы теплотехнических расчетов теплогенерирующих
установок
2.3. Методы и оценка интенсификации теплообмена
2.4. Методы регулирования
2.5. Методика расчета темпа охлаждения дымовых газов
Глава 3. НАТУРНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК СИСТЕМ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ЗДАНИЙ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА
3.1. Натурное обследование работы газовых теплогенераторов
малой мощности в Республике Саха (Якутия)

3.2. Экспериментальные исследования газовых теплогенераторов
малой мощности
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА РЕШЕНИЙ ПО ПОВЫШЕНИЮ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ГАЗОВЫХ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК МАЛОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ ЗДАНИЙ
4.1. Разработка дымовой трубы с комбинированным
подогревателем коаксиального рекуператора
4.2. Математическое моделирование систем дымоудаления при
помощи пакета программ АИБУБ ЕШЕКТ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Приложение 4
Приложение 5

ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время в Республике Саха (Якутия) идет активная газификация населенных пунктов. Актуальным стало внедрение автономного теплоснабжения, что связано с удаленностью систем централизованного теплоснабжения и повышением требований к энергосбережению и уровню комфортности помещений. Согласно действующей региональной программе «Газификация населенных пунктов и обеспечение надежности объектов газового хозяйства Республики Саха (Якутия) на 2012 -2016 гг.» ежегодно планируется газифицировать 8-10 населенных пунктов, в среднем необходимо установить 4 ООО - 5 ООО бытовых газовых теплогенераторов ежегодно.
В климатических условиях Крайнего Севера важной задачей является повышение надежности и эффективности теплогенерирующих установок, являющихся источником теплообеспечения.
Практика показывает, что теплогенераторы импортных и отечественных производителей не приспособлены для работы при низких температурах наружного воздуха. Анализ аварийных остановок котельных показал, что наибольшее количество перебоев теплообеспечения наблюдается с ноября по февраль, в период наиболее низких температур воздуха. Основной технической причиной аварийной остановки теплогенераторов является неудовлетворительная работа дымоходной системы, связанная с забором холодного воздуха для горения, в период при температурах наружного воздуха от -40 °С и ниже. Подача в топку воздуха с отрицательной температурой влияет на КПД теплогенерирующей установки и приводит к повышению расхода топлива. В целях энергосбережения, а также исключения и предупреждения аварийных остановок теплогенерирующих установок был впервые проведен системный анализ работы газовых теплогенераторов и их дымоходных систем.
Степень разработанности темы исследования. Теоретическими основами работы стали исследования, посвященные работе котельных установок М.М.

восточной зоны и инфраструктура населенных пунктов, обусловленная малым количеством жителей в населенных пунктах (500-2500 человек), большими расстояниями между населенными пунктами и сложностью транспортной схемы. Центральное теплоснабжение в населенных пунктах решается для общественных и административных зданий котельными малой мощности, тепловыми сетями проложенными надземно. Внедрение автономного теплоснабжения обусловлена развитием газоснабжения Республики Саха (Якутия). В настоящее время разведаны и обустроены 29 месторождений природного газа и нефти. Большой толчок в развитии газоснабжения придает уникальный переход магистральной линии газоснабжения через реку Лена и строительство газовой линии Восточная Сибирь - Тихий океан [16, 27, 83]. Все это позволяет газифицировать населенные пункты, расположенные недалеко от магистральной линии газоснабжения.
Автономное теплоснабжение с внедрением газовых теплогенераторов исключает возникновение отказов, связанных с эксплуатацией тепловых сетей. В автономном теплоснабжении основной сложностью является регулирование нагрузки теплогенератора, зависящее от установки требуемых значений, подготовки объекта к отопительному сезону и климатических условий местности. Работа дымоходной системы теплогенератора больше всего зависит от климатических воздействий (изменение располагаемого гравитационного давления, поступление наружного воздуха, необходимого для горения и образование куржака).