Исследование теплообмена и разработка технологии комплексной защиты поверхностей нагрева котельных установок

• Автор: Дорошенко, Ирина Викторовна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Череповец
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Описание объекта исследования.

1.2 Способы защиты поверхностей нагрева от накипи и защита их от коррозии.

1.3 Описание существующего способа защиты поверхностей котла

1.4 Новые способы защиты котла от накипи и коррозии.

1.5 Выводы по главе.

ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ И НАКИПИ НА ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ ТРУБ.

2.1 Моделирование процесса теплообмена на поверхностях нагрева.

2.2 Исследование влияния отложений и накипи на тепловое состояние труб

2.3 Экспериментальные исследования покрытия пленкой поверхности нагрева
2.3.1 Исследования термического сопротивления.
2.3.2 Разработка опытной установки
2.3.3 Определение коэффициентов температуропроводности плохих проводников тепла.
2.3.4 Определение теплового сопротивления тонких покрытий.
2.3.5 Определение коэффициентов теплопередачи.
2.4 Выводы по главе.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ВОДОПОДГОТОВКИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ НА ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩИЕ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА КОТЛА.
3.1 Лабораторные исследования
3.1.1 Разработка экспериментальной установки.
3.1.2 Расчет термического сопротивления
3.1.3 Оценка погрешности измерений
3.2 Экспериментальные исследования на промышленном объекте
3.3 Выводы по главе.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНИЯ НАКИПИ
4.1 Расчет количества реагентов для приготовления растворов.
4.1.1 Расчет количества фосфанола.
4.1.2 Расчет количества морфолина.
4.2 Последовательность операций для приготовления растворов.
4.2.1 Раствор фосфанола.
4.2.2 Раствор морфолина
4.3 Приготовление и подача растворов в питательный тракт котельной установки
4.3.1 Приготовление раствора морфолина.
4.3.2 Приготовление раствора фосфанола.
4.4 Разработка опытно промышленной установки.
4.4.1 Общая характеристика котельных установок, применяемых в промышленности.
4.4.2 Принцип работы котельной установки.
4.4.3 Мероприятия, предотвращающие образование накипи и защита от коррозии.
4.4.4 Рекомендации по использованию реагентов морфолина и фосфанола на
промышленных котлах
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Достоверность научных положений и выводов подтверждается результатами проведенных экспериментов, опытными данными других авторов и промышленными испытаниями. Установлено, что для снижения температуры поверхности труб, увеличивающейся в результате образования отложений, необходимо своевременно увеличивать интенсивность теплообмена. При достижении определенной толщины слоя отложений, соответствующей критическому значению перепада температур по толщине трубы, их необходимо выводить из эксплуатации. Предложена методика определения температурного ресурса работы труб в условиях накипеобразования. Разработана последовательность операций по приготовлению растворов морфолина и фосфанола, правила работы с этими реагентами на основе существующих по проекту схем амминирования и фосфатирования питательной воды котлов. На основе использования методов расчета произведен анализ и даны рекомендации по применению реагентов на котлах различной мощности, применяемых на промышленных предприятиях. Результаты теоретических и экспериментальных исследований прошли проверку в промышленных условиях и рекомендованы к внедрению в технологиях водоподготовки не только на котлах средней мощности, но и на других видах теплотехнического оборудования. Практическая ценность и перспективность разработок подтверждены протоколами совещаний специалистов ОАО “Череповецкий “Азот”. Апробация работы, публикации. Настоящее диссертационное исследование проводилось автором на ОАО “Череповецкий “Азот” в цехе пароводогазоснабжения и центральной лаборатории объединения; на кафедре “Промышленная теплоэнергетика” Череповецкого государственного университета. Основные разделы работы были представлены на Международной научно-технической конференции “Повышение эффективности теилообменных процессов и систем” (Вологда, г), XIII межвузовской военно-научной конференции (Череповец, г), II Международной научно-технической конференции “Повышение эффективности теплообмена процессов и систем” (Вологда, г), IV межвузовской конференции молодых ученых (Череповец, г), I общероссийской научно-технической конференции “Вузовская наука - региону” (Вологда, г), а также на совещаниях специалистов ОАО “Череповецкий “Азот”. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения и четырех глав, заключения с основными выводами, списка литературы и приложений. ГЛАВА 1. МПа, а с вводом в эксплуатацию двух новых котлов Е3,9-0ГМ для производства карбамида производительность котельной составила 0 т/ч. Вырабатываемый в котлах водяной пар поступает на технологические нужды. Для исследования выбрана котельная установка среднего давления цеха пароводогазоснабжения ГМ1 (рис. Котельная установка служит для превращения химической энергии топлива в тепловую. В котельные установки необходимо подать топливо и окислитель (воздух), обеспечить сжигание топлива, отдачу теплоты от продуктов сгорания топлива рабочему телу и удаление продуктов сгорания топлива; подать рабочее тело - воду, сжатую до необходимого давления, нагреть эту воду до требуемой температуры, превратить ее в пар, отделить влагу от пара, а, иногда, перегреть пар, обеспечив надежную работу всех элементов установки. Котел имеет два барабана, соединенных пучком вертикальных труб, топочную камеру, стены, пол и потолок, которые полностью закрыты экранами из труб x3, горизонтальный конвективный паронагреватель, за которым находится стальной трубчатый воздухоподогреватель и вынесенный в отдельный газоход чугунный водяной экономайзер. На боковых стенах топочной камеры установлены четыре газомазутные горелки. Рис. Парогенератор ГМ 1 - газомазутная горелка; 2 - трубы экранов; 3 - дробсочистка; 4 - грубы конвективной поверхности нагрева; 5 - чугунный водяной экономайзер; 6 - трубчатый воздухоподогреватель. Продукты сгорания топлива перед входом в пучок шахматнорасположенных труб проходят фестон. Пучок кипятильных труб с тем же, что у экранов диаметром x3 имеет шестнадцать обогреваемых опускных труб диаметром 9х6 и четырнадцать необогреваемых опускных труб диаметром 3x4.