Разработка и исследование малогабаритных водогрейных котлов для систем автономного теплоснабжения

• Автор: Волочай, Виктор Федорович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ. ПОСТАНОВКА
ЗАДАЧИ И ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА II. ЭЛЕМЕНТЫ КОНСТРУКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ МАЛОГАБАРИТНОГО ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВа-0,25 Гн
ГЛАВА ПІ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В МАЛОГАБАРИТНОМ КОТЛЕ КВа-0,25 Гн
3.1. Расчетная схема
3.2. Результаты численных экспериментов процессов теплообмена при различных условиях работы котла КВа-0,25 Гн
ГЛАВА IV. РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
КОТЛА КВа-0,25 Гн И ЕГО МОДИФИКАЦИИ КВа-0,63 Гн
4.1. Результаты приемочных испытаний котла
КВа-0,25 Гн
4.2. Результаты сертификационных испытаний котла КВа-0,63 Гн
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

расход топлива
удельный расход топлива на единицу производимого тепла
- теплоемкость диаметр
- параметр спиральных турбулизаторов
- поверхность стен топочной камеры расход нагреваемой воды
- коэффициент теплопередачи
- коэффициент, учитывающий относительное положение ядра факела по высоте топочной камеры
- число труб радиационно-конвективного пучка
- теплопроизводительность котла
лучистое тепловосприятие топочной
камеры, отнесенное к расходу топлива
тепловосприятие радиационно-конвективного
пучка, отнесенное к расходу топлива
- суммарное тепловосприятие поверхностей
нагрева котла, отнесенное к расходу топлива
потери тепла с уходящими газами
м3/С
м3 / Дж
Дж/(кг ° С) м
м2 кг! с Вт/(м2 С)

Дж! м
Дж! м'
Дж! лг
- потери тепла от химического недожога
- потери тепла от наружного охлаждения котельного агрегата
- температура нагреваемой воды
- температура нагреваемой воды на входе
в радиационно-конвективный пучок
- температура нагреваемой воды в произвольной
узловой точке І разностной схемы
- абсолютная адиабатная температура горения
- объемная теплоемкость дымовых

газов Дж/(м
- продольная координата
- длина шага численного интегрирования разностных уравнений
- длина минимального шага, соответствующего заданной точности расчета
- коэффициент избытка воздуха
- степень черноты топки
- коэффициент сохранения тепла
- коэффициент полезного действия котла
- температура продуктов сгорания
- температура продуктов сгорания
на выходе из топочной камеры

полной теплоты сгорания, обеспечивающий при уровне температур в напорной и возвратной линии 75/60 °С от 20 до 29,5 кВт мощности, а при 40/30 °С, соответственно 21,8 - 33 кВт. OK оборудован плоской дутьевой горелкой со смесителем, которая при коэффициенте избытка 1,25 обеспечивает экстремально низкие выбросы вредных веществ. При температуре точки росы 55 °С до 75% образующихся при горении водяных паров конденсируется внутри OK, собирается в конденсатной ванне и через гидрозатвор отводится в канализацию. При pH конденсата ~ 4,2 его нейтрализация не предусмотрена, в противном случае устанавливается нейтрализующее устройство [89].
Газовые отопительные установки “XV 90” компании The Trane Company (г. Tyler, штат Техас, США) по данным компании имеют тепловой КПД более 90%. Их тепловая мощность от 21,6 до 32,4 кВт. Топочные газы покидают первичный теплообменник установки при температуре 149 -205°С. Газы пропускаются через спиральный конденсатор из нержавеющей стали с помощью вытяжного вентилятора. Сбрасываются дымовые газы при температуре 38 - 66 °С.
Отметим ряд проблем, которые необходимо решать при изготовлении водогрейных котлов полной теплоты сгорания. Одна из них связана с использованием в указанных котлах теплоты конденсации водяных паров из уходящих газов при низкотемпературных режимах работы, когда температура в сети составляет 45/35 °С. Конденсат является кислым, что влечет за собой требование изготовлять теплообменник из дорогих коррозионно-стойких материалов. В настоящее время используются такие материалы как легированный алюминий, нержавеющая сталь и карбид кремния, легированный кремнием. Необходима также последующая нейтрализация конденсата для предотвращения разрушения сети сточных вод. Здесь требует-