Исследование несимметричных циклических тепловых процессов в регенеративном теплообменнике с пластинчатой насадкой

• Автор: Волченко, Константин Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 178 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор по моделям регенеративных теплообменников
1.1. Роль регенеративных теплообменников в промышленной теплоэнергетике
1.1.1. Классификация регенеративных теплообменников
1.1.2. Применение регенеративных теплообменников в теплоэнергетике и некоторые проблемы
их эксплуатации
1.1.3. Разработка современных регенеративных
теплообменников

1.2. Особенности математичесщщфґіи,салия процесса
теплопередачи в регенераторе
1.3 Выбор метода решения задачи
1.4. Обзор по методам исследования коэффициента
теплоотдачи насадки регенератора
1.5. Анализ методов теплового расчета регенераторов
1.5.1. Обзор известных моделей тепловых процессов
в регенераторах
1.5.2. Обзор литературы по расчету
коэффициента теплопередачи
1.5.3. Анализ результатов расчета регенератора с помощью
известных моделей
1.6. Проблемы оптимизации промышленных регенераторов
1.7. Выводы
Глава 2. Построение математической модели регенератора
2.1. Процессы переноса энергии в регенераторе с
пластинчатой насадкой

2.2. Задача теплопроводности твердого тела
2.3. Решение краевой задачи переноса энергии потоками
теплоносителей
2.4. Решение сопряженной задачи теплообмена
теплоносителей с призмой
2.5. Выводы
Г лава 3. Апробация математической модели
3.2. Методика теплового расчета регенератора
3.2. Тепловой расчет РВП для ГТУ-4
3.3. Проверка адекватности модели на лабораторном стенде
3.3.1. Описание лабораторного стенда
3.2.2. Порядок проведения опыта
3.3.3. Некоторые результаты обработки опытов
3.4. Исследование теплоотдачи пакета параллельных пластин
3.4.1 Результаты исследований
3.4.2. Влияние погрешностей прямых измерений
3.4.3. Сопоставление результатов исследований с литературными
данными
3.5. Выводы
Глава 4. Рекомендации по эксплуатации регенераторов для энергетических парогенераторов
4.1. Методика расчета экономичности парогенератора
4.2. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Актуальность темы
В настоящее время основная доля мощностей энергетики падает на тепловые электрические станции (ТЭС), использующие в качестве топлива уголь, газ и мазут. Повышение экономичности работы современных котельных агрегатов является насущной задачей энергетики, решаемой совершенствованием не только процессов сжигания топлива, но и процессов утилизации тепла отходящих газов. Важную роль при этом играют регенеративные воздухоподогреватели (РВП), технико-экономические показатели которых влияют на показатели всего энергоблока.
В энергетических парогенераторах воздухоподогреватель является последней поверхностью нагрева, поэтому он определяет, с одной стороны, температуру уходящих газов и соответствующую потерю теплоты, а с другой -температуру нагреваемого воздуха. Таким образом, работа РВП в значительной степени определяет экономичность парогенератора и паротурбинной установки в целом. Так, например, со снижением температуры уходящих газов на каждые 17-18 °С экономится около 1% топлива. Применение воздухоподогревателей в современных котельных агрегатах обеспечивает экономию топлива до 15% .
Наиболее актуальной задачей на сегодняшний день является снижение массы и габаритов РВП, а также защита от коррозии насадки РВП. В отличие от экономайзера и других элементов пароводяного тракта, в РВП наименьшие температурные напоры между продуктами сгорания и воздухом и самый низкий коэффициент теплопередачи. Поверхность нагрева РВП превышает суммарную поверхность нагрева всех элементов пароводяного тракта и для котлов мощных блоков достигает десятков и сотен тысяч квадратных метров. Масса такой насадки составляет десятки и сотни тонн, и стоимость насадки
температуры горячего теплоносителя. Таким образом, эта модель лучше учитывает особенности тепловых процессов в регенераторах по сравнению с моделями № 2 и № 3.
Рис. 1.6. Продольное распределение температур при 2-х периодном цикле односекционного регенератора по модели [67] при п=15 мин'1 (Обозначения см. рис. 1.4)
Однако, более тщательный анализ показал, что модель [67] иногда противоречит законам теплопередачи. Так, при низких частотах вращения температура теплоносителей в начале периода может совпадать с температурой насадки на одном из ее концов. Например, при п= 10 мин'1 (см. рис. 1.7) температура горячего теплоносителя в начале периода совпадает в нескольких точках с температурой насадки, а температура холодного теплоносителя в начале холодного периода даже превышает температуру насадки. Причиной этих противоречий является эквидистантный характер изменения во времени продольного распределения температуры насадки, описываемого уравнением