Исследование и разработка топок и котлов с низкотемпературным кипящим слоем

• Автор: Сидоров, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 193 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
СОКРАЩЕНИЯ
ИНДЕКСЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Топливный баланс, проблемы и тенденции

1.2 Котельно-топочное оборудование, перспективность реконструкций

1.3 Анализ разработок и конструкций котлов кипящего слоя

1.3.1 Традиционные топочные процессы

1.3.2 Топочные процессы с использованием кипящего слоя
1.3.3 Топочные процессы с использованием ЦКС
1.4 Экологические преимущества КС и ЦКС
1.5 Концепция низкотемпературного форсированного кипящего слоя, как технологии адаптированной к топливам ухудшенного качества и пригодной для модернизации существующего котельно-топочного оборудования
1.6 Выводы к главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ УГЛЕЙ В ТОПКАХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
2.1 Общие положения. Экспериментальная установка
2.2 Исследование процессов сушки и выхода летучих из углей в кипящем слое
2.3 Динамика образования уноса
2.4 Механизм формирования и характеристики уноса
2.5 Технологические схемы организации НТКС
2.6 Огневое моделирование схем организации НТКС
2.7 Выводы в главе
3 КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ НТКС. РАЗРАБОТКА, ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ
3.1 Исследование над слоевой аэродинамики и гравитационной сепарации в НТКС
3.2 Подача вторичного дутья. Моделирование вихревых течений
3.3 Встроенные уловители и системы возврата уноса
3.3.1 Технологическая схема и золоулавливающие пучки
3.3.2 Уловители лабиринтного типа
3.3.3 Разработка систем возврата частиц
3.4 Организация работы и элементы топок НТКС
3.4.1 Общие положения
3.4.2 Исследование решеток направленного дутья
3.4.3 Разработка и профилирование колпачков

3.4.4 Выбор и обоснование схемы растопки
3.4.5 Влияние фракционного состава. Поддержание высоты и состава

3.4.6 Подача топлива и дутья
3.5 Выводы к главе
4 ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ НТКС
4.1 Разработка методики расчета
4.1.1 Зона кипящего слоя
4.1.2 Расчет топки (надслоевого объема)
4.1.3 Вывод расчетных зависимостей
4.1.3.1 Расчет кипящего слоя
4.1.3.2 Расчет теплообмена в топке
4.1.4 Порядок расчета топочных устройств
4.1.4.1 Расчет зоны кипящего слоя
4.1.4.2 Расчет температуры на выходе из топки
4.1.5 Сравнение расчетных и экспериментальных данных
4.1.5.1 Котел ВКС-
4.1.5.2 Котел ДКВр-10-13 ПС
4.2 Котлы малой и средней мощности
4.2.1.Котлы НТКС для сжигания бурых местных углей
4.2.2 Реконструкция котла КЕ
4.2.3 Реконструкция котлов Лесосибирского КЭЗ
4.2.4 Реконструкция котлов КЕ-10-14 и ДКВр
4.2.5 Реконструкция котла КВ-ТС-20-150 ПС
4.3 Сжигание древесных отходов
4.4 Реконструкция котлов П-образного типа
4.3 Новые котлы НТКС
4.4 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

СОКРАЩЕНИЯ
НИЦ ПО БЭМ —- Научно-исследовательский и проектно-конструкторский
центр ПО «Бийскэнергомаш», г. Барнаул
БиКЗ (ОАО БиКЗ) — Бийский котельный завод, г. Бийск
ЦКТИ — Центральный котлотурбинный институт, г. Санкт-Петербург
КС — кипящий слой
ЦКС — циркулирующий кипящий слой
НТКС — форсированный кипящий слой (низкотемпературный кипящий слой) ЫОх— оксиды азота Б02 — диоксид серы
ИНДЕКСЫ
г — характеристики топлива на рабочую массу
с/а/— характеристики топлива на сухую беззольную массу
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А — зольность топлива, % а — степень черноты
а— коэффициент теплоотдачи, избыток воздуха
Вт Вц, Вун, — расходы топлива, циркулирующих частиц и уноса, кг/с
Ьк, Ъ — ширина топки и кипящего слоя, м
с — теплоемкость, Дж/кг-К
О — диаметр, м
д— размер частиц, м
Г— содержание горючих, %
£=9,81 м/с2 — ускорение свободного падения Е — энергия активации £— порозность кипящего слоя или потока И — текущее значение высоты, м
Я— высота слоя или элемента, м, поверхность теплообмен, м2 7 — КПД, эффективность улавливания

8 9 10 12
Рис. 2.1 Схема стенда по исследованию формированию уноса
1 - камера сгорания; 2 - кипящий слой; 3 - охлаждаемый водой змеевик; 4 - воздухораспределительная решетка; 5 - вентилятор;
6 - расходомер воздуха; 7 - регулирующий вентиль; 8 -питатель топлива; 9 - термопары; 10 - потенциометр; 11 - блок манометров; 12 - циклон;
13 -пробоотборник уноса; 14 - фильтр тканевый; 15 - дымосос
тественной конвекции воздуха и с помощью охлаждаемого водой змеевика 3. Высота сепарационного пространства над кипящим слоем 2 составляет примерно 1 м. Отсутствие теплоизоляции на камере сгорания приводит к быстрому падению температуры над слоем 2. Это обстоятельство ограничивает догора-