Оптимизация параметров низкотемпературных поверхностей нагрева котлов

• Автор: Ковалев, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР СХЕМ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ И МЕТОДИК ИХ ТЕПЛОВОГО РАСЧЕТА.

1.1. Схемы и методики теплового расчета экономайзеров.

1.2. Схемы и методики теплового расчета воздухоподогревателей паровых котлов

1.2.1. Схемы и методики расчета трубчатых воздухоподогревателей паровых котлов

1.2.2. Каскадные трубчатые воздухоподогреватели.

1.3. Схемы утилизаторов теплоты.

1.3.1. Суперкомпактные шахматные пакеты труб

1.3.2. Конденсационные утилизаторы для котлов.

2. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК

ЭКОНОМАЙЗЕРОВ
2.1. Расчет характеристик гладкотрубного экономайзера на персональном компьютере.
2.2. Совершенствование и автоматизация теплового и конструктивного расчетов гладкотрубного экономайзера
2.3. Оптимизация характеристик оребренных экономайзеров.
2.3.1. Тепловой расчет характеристик одиночного ребра.
2.3.2. Автоматизация теплового расчета характеристик оребренных труб
2.4. Автоматизация процедуры оптимизации размеров ребер.
2.4.1. Определение формы продольных ребер, требующих минимальной затраты материала.
2.4.2. Радиальное ребро, требующее минимальной затраты материала.
3. РАСЧЕТ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ И НАДЕЖНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРУБЧАТЫХ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ
НА ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ.
3.1. Автоматизация расчета поверхности нагрева трубчатого
воздухоподогревателя
3.2. Усовершенствованная методика теплового расчета каскадного трубчатого воздухоподогревателя.
3.3. Анализ теплоаэродинамических и надежностных характеристик тесного шахматного пучка труб
4. РАСЧЕТ И ОПТИМИЗАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК УТИЛИЗАТОРОВ ТЕПЛОТЫ.
4.1. Автоматизация методики теплового расчета конденсационных утилизаторов теплоты уходящих газов
4.2. Оптимизация конструктивных характеристик ребристых
утилизаторов теплоты для котлов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Практическая ценность работы заключается в том, что использование созданного методического обеспечения для определения характеристик низкотемпературных поверхностей нагрева позволит сократить сроки и снизить затраты на разработку эффективных проектов. Предложенные автоматизированные методики оценки эффективности и надежности низкотемпературных поверхностей нагрева могут использоваться инженерами по эксплуатации энергетического оборудования для его диагностирования. Получены акты передачи методик в опытную эксплуатацию (приложение). Внедрение автоматизированных методик в учебный процесс позволит студентам сократить время на рутинные «ручные» вычисления, повысит их точность и даст возможность выполнять параметрический анализ. Результаты теплового и конструктивного расчетов экономайзера, полученные на основе усовершенствованной и автоматизированной методики. Расчет технико-экономических и надежностных характеристик каскадных трубчатых воздухоподогревателей на основе усовершенствованной и автоматизированной методики. Автоматизированная методика теплового расчета утилизатора теплоты. Внедрение результатов работы. Результаты выполненных исследований используются инженерами по организации эксплуатации энергетического оборудования ОАО «Томскэнерго» г. Томска, а также в учебном процессе ТЭФ ТПУ. Апробация работы. Сопряженные задачи механики, информатики и экологии» (Горно-Алтайск, ), на всероссийских научно-технических конференциях «Физика и химия высокоэнергетических систем» (Томск, ), «Современные техники и технологии» (Томск, , ), «Фундаментальные и прикладные проблемы современной механики» (Томск, ), «Энергетика. Эффективность. Надежность. Безопасность» (Томск, ), на восьмой всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов (Магнитогорск, ), на международной дистанционной научно-практической конференции (Новочеркасск, ), на совещаниях производственных предприятий. Публикации. Основные результаты диссертационной работы представлены в трудах вышеперечисленных конференций, а также в журналах: «Известия ТПУ», «Известия ВУЗов. Проблемы энергетики», реферируемых ВИНИТИ. Всего по материалам диссертации опубликовано печатных работ, в том числе учебное пособие. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, приложений. Объем диссертации составляет 9 страниц, включая рисунка, таблиц. Список использованных источников содержит 0 наименований. В первой главе приведен обзор литературы по основным схемам современных воздухоподогревателей, экономайзеров, утилизаторов теплоты и методам расчета их характеристик. Отмечено, что практически не встречается работ, описывающих усовершенствования методик расчета их тепловых и конструктивных характеристик за счет привлечения современных подходов и средств к описанию температурного напора, учета зависимости теплофизических свойств теплоносителей от температуры, численных методов решения трансцендентных уравнений и т. Выявлена необходимость автоматизации методик расчета низкотемпературных поверхностей нагрева котлов. Во второй главе приведены автоматизированные тепловой и конструктивный расчеты характеристик гладкотрубных экономайзеров, а также реализована на персональном компьютере методика расчета характеристик оребренной конвективной поверхности водяного экономайзера. В третьей главе описаны усовершенствованные и автоматизированные методики теплового расчета трубчатых воздухоподогревателей, в том числе имеющих каскадное исполнение. Проведен анализ тепловых и надежностных характеристик тесных шахматных пучков труб. В четвертой главе описана автоматизированная методика расчета характеристик утилизатора теплоты и вариант оптимизации его характеристик по энергетическому критерию. В заключении сформулированы основные результаты проведенных исследований. Работа выполнялась на кафедре «Теоретической и промышленной теплотехники» под руководством заведующего кафедрой, кандидата технических наук, доцента Ю. А. Загромова. Автор благодарен сотрудникам кафедры «Теоретической и промышленной теплотехники» ТПУ, кандидату технических наук, старшему научному сотруднику С. В. Голдаеву за ценные советы и содействие в работе.