Совершенствование системы тепловоздухообмена главного корпуса ТЭС с целью сбережения энергоресурсов

• Автор: Гильмутдинов, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОВОЗДУХООБМЕНА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

С ИЗБЫТОЧНЫМИ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯМИ

1.1. Особенности организации системы тепловоздухообмена

главных корпусов ТЭС

1.2. Экспериментальные методы исследования

1.3. Расчетные балансовые методы исследования

1.4. Математическое моделирование процессов тепловоздухообмена производственных помещений

1.4.1 Моделирование турбулентности

1.4.2. Программная реализация математических моделей

1.5. Исследование тепловоздушного режима главных корпусов ТЭС
1.6. Выводы и задачи исследования
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЗДУХООБМЕНА ГЛАВНОГО КОРПУСА ТЭС
2.1. Санитарные требования к микроклимату
производственных помещений
2.2. Описание системы тепловоздухообмена
главного корпуса Костромской ГРЭС
2.3. Результаты экспериментального исследования
системы тепловоздухообмена
2.4. Выводы по главе 2
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ БАЛАНСОВОГО РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЗДУХООБМЕНА ГЛАВНОГО КОРПУСА ТЭС
3.1. Методика балансовых расчетов основных параметров системы
тепловоздухообмена главного корпуса ТЭС
3.1.1. Материальный баланс воздуха
3.1.2. Тепловой баланс воздуха
3.1.3 Определение избыточных тепловыделений в главном корпусе
3.1.4 Определение допустимого забора воздуха из помещения главного корпуса
3.2. Тепловоздушный режим главного корпуса Костромской ГРЭС
3.3. Выводы по главе 3
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОВОЗДУХООБМЕНА
В ГЛАВНОМ КОРПУСЕ ТЭС
4.1. Описание объекта моделирования. Математическая формулировка задачи
4.1.1. Основные допущения, принятые в модели
4.1.2. Метод решения
4.2. Настройка модели
4.3. Точность численного решения
4.4. Проверка адекватности математической модели
4.5. Выводы по главе 4
5. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТЭС ЗА СЧТ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ТЕПЛОВОЗДУХООБМЕНА ГЛАВНОГО КОРПУСА
5.1. Исследование режимов функционирования системы тепловоздухообмена главного корпуса КГРЭС
на математической модели
5.1.1. Рекомендации по совершенствованию системы тепловоздухообмена главного корпуса КГРЭС
5.1.2. Расчет экономического эффекта за счет уменьшения тепловой нагрузки системы отопления главного корпуса КГРЭС
5.2. Выбор рационального режима работы калорифера перед регенеративным воздухоподогревателем
5.2.1. Расчет тепловой схемы энергоблока мощностью 0 МВт
5.2.2. Расчет основных параметров работы энергоблока мощностью 0 МВт с калорифером и без калорифера перед РВП
5.2.3. Расчет экономического эффекта за счет отключения калорифера перед РВП
5.2.4. Расчет экономии топлива при снижении
тепловой нагрузки энергетического калорифера перед РВП
5.3. Выводы по главе 5
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В третьей главе разработана методика расчета тспловоздушного режима главного корпуса ТЭС, позволяющая определять допустимое количество воздуха забираемого на технологические нужды из помещения при соблюдении санитарно-гигиенических требований в зависимости от температуры наружного воздуха, количества работающих блоков и их нагрузки, и параметров системы теплоснабжения. Методика расчеса адаптирована к условиям свободного объема главного корпуса Костромской ГРЭС с блоками 0 МВт. Разработанная методика расчета тспловоздушного режима главного корпуса ТЭС оформлена в виде компьютерной программы АшКОИ^. В. четвертой главе разработана математическая модель тепловоздушно-го режима главного корпуса Костромской ГРЭС с блоками 0 МВт на основе программно-вычислительного комплекса РЬоешсв. Выбраны граничные условия, разностная сетка и модель турбулентности. Выполнена настройка модели и проверка адекватности. В пятой главе проведено исследование различных режимов функционирования системы тепловоздухообмена главного корпуса ТЭС. Предложены рекомендации по повышению экономичности работы Костромской ГРЭС за счёт совершенствования системы тепловоздухообмена главного корпуса станции с блоками 0 МВт и выбора рационального режима работы калорифера перед регенеративным воздухоподогревателем. Определен экономический эффект от уменьшения тепловой нагрузки калорифера перед воздухоподогревателем и приборов системы теплоснабжения главного корпуса. Системы теплоснабжения: и воздухообмена служат для создания оптимальных микроклиматических условий в производственных помещениях, которые обеспечивают нормальное тепловое состояние организма, рациональное протекание технологического процесса, сохранность оборудования и конструкций здания, а также способствуют решению экологических проблем. Все методы исследования процессов тепловоздухообмена можно классифицировать на расчетные и экспериментальные. В настоящее время в инженерных расчетах тепловоздушного режима производственных помещений с тепловыделениями широко применяют так называемые балансовые методы, основанные на законах сохранения тепловой энергии и массы воздуха. Помещение рассматривают как конечную совокупность характерных объемов и поверхностей, участвующих в тепломассообмене. Для всех характерных объемов и поверхностей (рабочей зоны, конвективных и приточных струй, зон циркуляции, поверхностей оборудования и т. При приведении приближенной математической модели к расчетному виду используют закономерности тепломассообмена, струйных течений, а также экспериментально выявленные схемы циркуляции воздуха в помещении [, , 8, 5, 0 и многие другие]. Благодаря фундаментальным исследованиям в гидромеханике и значительному прогрессу в области вычислительной техники, в настоящее время для моделирования процессов движения и теплообмена воздушных масс в производственных и непроизводственных помещениях всё большее распространение у нас в стране и за рубежом стали получать методы математического моделирования. Навье-Стокса) и сохранения энергии движущейся среды (Фурье-Кирхгофа) [, 6, ];. В результате моделирования получают поля скоростей* температур и; концентраций во-всем объеме помещения, которые используют для решения различных задач, связанных с рациональной организацией воздухообмена. Однако пока эти методы расчета достаточно сложны и не всегда доступны широкому кругу специалистов. Кроме того, ряд научных и. Самым распространенным подходом к изучению процессов гидроаэромеханики и теплообмена в промышленных зданиях можно назвать экспериментальные методы. Экспериментальное исследование тепловоздушного режима проводят на приближенных физических моделях ил и-на реальных объектах. Приближенное физическое моделирование основано на-методах теории подобия [, ; ] и теории тепловых струй [, 1,. В результате определяют основные закономерности и характеристики тепловоздушного режима здания. В настоящее время на смену экспериментальным методам исследования всё чаще приходят современные математические модели, при этом эмпирические данные используют лишь для настройки и проверки адекватности модели. Проведение вычислительных экспериментов позволяет получать достаточно точную и обширную информацию о процессах разной физической природы. При этом существенно сокращаются сроки, и затраты на разработку рациональных режимов.