Повышение эффективности промышленных теплоэнергетических установок, использующих процесс горения твердого топлива в жидкой среде при высоких давлениях

• Автор: Мухутдинов, Аглям Рашидович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 294 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ 11Р01ЩССА ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
УСТАНОВКАХ

1.1.Проблемы повышения эффективности процесса горения

в теплоэнергетических устройствах

1ЛЛ. Горение пылевидного твердого топлива в

теплоэнергетических установках

1 Л.2. Состояние применения твердых топлив и теплогенерирующих устройств для повышения

производительности нефтяных скважин

1.2. Анализ основных процессов и факторов, определяющих скорость горения твердого топлива в газовой среде
1.2.1. Скорость газификации горючих и окислителей
1.2.2. Зависимость скорости горения от начальной температуры
1.2.3. Влияние начальной температуры на величину показателя
степени давления ( и) в законе скорости горения
1.2.4. Скорость горения окислителя и горючего в новом типе
слоевой системы
1.2.5. Влияние каталитических добавок
1.2.6. Многостадийность горения
1.3. Современное состояние подходов к моделированию
сложных систем
1.3.1. Состояние моделей процесса горения
твердых топлив
1.3.1.1. Модели горения гомогенных твердых топлив
1.3.1.2. Модели горения гетерогенных твердых топлив
1.3.2. Моделирование на основе искусственных нейронных сетей
1.3.2.1. Основные положения теории искусственных
нейронных сетей
1.3.2.2. Программные средства нейросетевых алгоритмов
1.3.2.3. Аппаратные средства нейросетевых алгоритмов
Выводы и постановка задач исследования
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика твердого топлива и исходных компонентов
2.1.1. Характеристика твердого топлива аммиачно-селитренного
состава
2.1.2. Характеристика ископаемых углей
2.2. Выбор и обоснование моделей процесса горения
твердого топлива
2.2.1. Обоснование выбора математической модели

2.2.2. Обоснование выбора программной среды
для разработки искусственной нейронной сети
2.3. Методика приготовления состава и изготовления
опытных образцов
2.4. Характеристика теплогенерирующего устройства для термоимплозионной обработки нефтяных скважин
2.5. Определение скорости горения опытных образцов
на стендовой установке
2.6. Методика фотографического исследования процесса горения твердого топлива
2.7. Методы сжигания твердых топлив на тепловых
электрических станциях
2.8. Определение физико-химических, энергетических и механических характеристик твердого топлива аммиачно-селитренного состава
2.9. Определение величины давления гидравлического удара, возникающего в процессе имплозии после термогазового воздействия
2.10. Методика прогнозирования эксплуатационных
характеристик твердого топлива
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА АММИАЧНО-СЕЛИТРЕННОГО СОСТАВА В УСЛОВИЯХ ЖИДКОЙ СРЕДЫ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
3.1. Визуальное изучение процесса горения
3.2. Зависимость скорости горения от давления и влияние на нее отдельных факторов
3.2.1. Окружающая среда
3.2.2. Плотность твердого топлива
3.2.3. Дисперсность окислителя
3.2.4. Материал оболочки
3.2.5. Направление распространения фронта горения
3.3. Влияние на скорость горения различных факторов
3.3.1. Соотношение окислителя и горючего
3.3.2. Добавки
3.3.3. Плотность твердого топл ива
3.3.4. Диаметр твердого топлива
3.4. Влияние соотношения компонентов на объем и состав
продуктов сгорания
Выводы
4. УСОВЕРШЕНС ТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
4.1. Повышение физико-механических характеристик твердого
топлива аммиачно-селитренного состава
4.1.1. Оптимизация рецептуры твердого топлива по прочности

4.1.2. Исследование термостабильности оптимизированной
рецептуры твердого топлива
4.1.3. Физическая стабильность оптимизированной рецептуры
твердого топлива
4.1.4. Основные характеристики твердого топлива
оптимизированной рецептуры
4.2. Теплогенерирующее устройство в металлическом корпусе
4.2.1. Повышение стабильности процесса сгорания
твердого топлива
4.2.2. Повышение надежности раскрытия имплозионной камеры
4.2.3. Проверка работоспособности опытного образца теплогенерирующего устройства на стендовой установке
4.2.4. Технология изготовления теплогенерирующего устройства
в металлическом корпусе
4.2.5. Конструкция и характеристика натурного образца
для промысловой проверки
4.3. Теплогенерирующее устройство в пластмассовом корпусе
4.3.1. Упругие характеристики для расчета гидростатической устойчивости теплогенерирующего устройства
4.3.2. Адгезионная прочность для расчета соединений конструкционных элементов теплогенерирующего устройства
4.3.3. Проверка в стендовых условиях работоспособности опытного образца теплогенерирующего устройства
в пластмассовом корпусе
4.3.4. Технология изготовления теплогенерирующего устройства
в пластмассовом корпусе
4.3.5. Конструкция и характеристика натурного образца теплогенерирующего устройства в пластмассовом корпусе
для промысловой проверки
4.3.6. Оценка технико-экономической эффективности применения теплогенерирующего устройства
в пластмассовом корпусе
4.4. Разработка теплогенерирующего устройства
с двумя имплозионными камерами
4.4.1. Отработка узла воспламенения теплогенерирующего
устройства с двумя имплозионными камерами
4.4.2. Проверка в стендовых условиях работоспособности конструкции опытного образца устройства с двумя
имплозионными камерами
4.4.3. Конструкция и характеристика опытно-промышленного
образца разработанного устройства с двумя имплозионными камерами
4.5. Теплогенерирующее устройство в технологии
термогазокислотной обработки нефтяных скважин
4.6. Теплогенерирующее устройство в технологии
импульсного дренирования скважин
Таблица 1.3. Скорость газификации АС и плексигласа на горячей пластине
Вещество Структура пластины Константы в уравнении и; (мм/суАе-,:та”С'К) Температура, і °С 1 Скорость газификации ч>. мм/с Литература
А, мм/с Е, ккал/моль 1 Г,,=395 °С 1 $,=450 °С Г„=500 °С Г,,=640 °С
АС Сплошная 1,2*10’ 14,2 ! І - - - - [57]
3,8*104 37 440-575 1 - - - [57]
Плексиглас Сплошная - 24-25 395-640 1 1 0.043 0,087 (445 °С) - 0,54 [61]
Проволочка О© оо о з 55 450-503 1 0,1 0.3 1 [60]
Таблица 1.4. Зависимость м(7о) для состава АС + органическая связка
лт,;с Р 10'град !
р = 28 атм | р = 42 атм р — 56 атм р — 70 атм р= 140 атм
-60 + +15,6 2,53 2,47 2,52 2
15,6 + 76 3,0 3,01 3,35 3