Оптимизация конструкции и режимов работы газовоздушных теплогенераторов и жаротрубно-дымогарных водогрейных котлов

• Автор: Наумейко, Анатолий Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 166 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖАРОТРУБНЫХ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРОВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Г азовоздушные теплогенераторы.

1.2 Жаротрубнодымогарные котлы

1.3 Выводы и постановка задач исследования

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ЖАРОТРУБНЫХ ТЕПЛОГЕНЕР АТОРОВ.

2.1 Специфика теплопереноса в жаротрубных теплогенераторах

2.2 Основные соотношения для расчета теплогенератора.

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ И ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ГАЗОВОЗДУШНОГО ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА.

3.1 Анализ основных факторов, влияющих на
эффективность работы газовоздушных теплогенераторов
3.1.1 Исследование теплообмена в аппарате типа
труба в трубе
3.1.2 Интенсификация теплообмена с воздушной
стороны аппарата.
3.1.3 Оптимизация теплообмена с газовой стороны аппарата
3.2 Разработка промышленного образца газовоздушного теплогенератора мощностью 0 кВт.
3.2.1 Основные теплотехнические решения и их анализ
3.2.2 Результаты стендовых испытаний опытно
промышленного газовоздушного теплогенератора
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ И ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ЖАРОТРУБНОДЫМОГАРНОГО
ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА
4Л Анализ основных факторов, влияющих на эффективность
работы жаротрубнодымогарных водогрейных котлов
4.1.1 Выбор технических решений для модернизации котла
4Л.2. Анализ факторов, влияющих на тепловые режимы
котлов.
4.2 Результаты стендовых испытаний опытнопромышленного
жаротрубнодымогарного котла.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для каждого из выпускаемых аппаратов разработана и реализована система автоматического контроля и регулирования. Промышленному выпуску газовоздушных теплогенераторов и жарот-рубно-дымогарных водогрейных котлов средней мощности предшествовала значительная научно-исследовательская работа, определившая принципиальные положения конструирования газоиспользующего оборудования данного класса. Работа выполнена на предприятии «ЭНЕРГОГАЗРЕМОНТ» ООО «УРАЛТРАНСГАЗ» и на кафедре «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ» ГОУ «УРАЛЬСК! ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - УПИ» и предназначена для разработки и производства газоиспользующего оборудования, состоящего в номенклатуре ООО «УРАЛТРАНСГАЗ» и применяемого в системах децентрализованного теплоснабжения промышленных предприятий. Актуальность темы. Применение децентрализованного теплоснабжения дает возможность снизить долю энергетической составляющей в себестоимости продукции за счет энергосбережения. Настоящая работа позволяет создавать и использовать надежные газовоздушные теплогенераторы и жа-ротрубно-дымогарные водогрейные котлы средней мощности при сниженных массогабаритных характеристиках и повышенном коэффициенте топли-воиспользования по сравнению с импортными и отечественными аналогами. ДА НА ОРГАНИЧЕСКОМ ТОПЛИВЕ», «СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА», «ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ» и предназначена для разработки и производства энергоэффективного газоиспользующего оборудования, применяемого в системах децентрализованного теплоснабжения промышленных предприятий. Актуальность работы подтверждена соглашениями и договорами о взаимном сотрудничестве, подписанными председателем правления ОАО «ГАЗПРОМ» и Губернатором Свердловской области и предусматривающими объединение усилий по внедрению генерирующего теплоту оборудования как в пределах области, так и в других регионах России. Цель работы состоит в оптимизации режимов работы и разработке технологичных, надежных и экономически обоснованных конструкций газовоздушных теплогенераторов и жаротрубно-дымогарных водогрейных котлов промышленного назначения с повышенными технико-экономическими показателями. Разработать комплексную методику расчета жарогрубных теплогенераторов, позволяющую на простом инженерном уровне проводить численный анализ протекающих в радиационно-конвективном теплообменнике типа «труба в трубе» и его модификациях с низкопотенциальным нагреваемым теплоносителем сложных тепловых процессов и давать приемлемые по точности рекомендации по их оптимизации. Провести с помощью предложенной методики исследование тепловой эффективности газовоздушного теплообменника и разработать методы его оптимизации. Разработать на основании проведенных исследований новые высокоэффективные конструкции газовоздушного нагревателя и водогрейного котла жаротрубно-дымогарного типа промышленного назначения. Достоверность и обоснованность результатов подтверждается применением современных численных методов решения и соответствующей точностью систем измерений контролируемых параметров, удовлетворительным совпадением расчетных и экспериментальных данных, полученных на испытательных стендах и промышленном оборудовании. На основании уравнений теплового баланса и теплопередачи разработана методика анализа жаротрубных теплогенераторов с низкопотенциальным нагреваемым теплоносителем (горячая вода, воздух на отопление). Выполнен детальный тепловой анализ теплогенератора типа «труба в трубе», определены и разработаны направления интенсификации процесса теплопередачи. Показана двойная роль размещаемых в воздушном канале теплогенератора твердых тел,-экранирование корпуса и нагрев воздушного потока. Уточнена картина теплообмена стенки жаровой трубы с потоком не-догрегой жидкости в условиях свободной (СК) и вынужденной (ВК) конвекции. Доказано, что в условиях СК жидкость при расчетных нагрузках находится, как правило, в состоянии пристенного кипения, тогда как в состоянии ВК пристенное кипение не развивается. Выявлена и аналитически обоснована нетривиальная роль объемных топочных теплонапряжений в котле, позволившая заложить в опытную конструкцию удвоенные против допустимых теплонапряжения.