Использование отходов тепла в теплообменниках с профильно-пластинчатыми поверхностями

• Автор: Дикий, Виталий Афанасьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 183 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ИВЕДВНИК
1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛЬНОПЛАСТИНЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ В НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ УТИЛИЗАЦИОННЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ.

1.1. Низкотемпературные утилизационные установки

1.2. Пластинчатые теплообменные поверхности.

1.3. Конструктивные и теплогидродинамические характеристики современных профильнопластинчатых теплообменников

1.4. Сравнение профильнопластинчатых поверхностей по тепловым показателям

1.5. Выводы и постановка задач исследования

2. ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛООБМЕНА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

В ПЛАСТИНЧАТЫХ КАНАЛАХ .

2.1. Теплообмен и сопротивление при движении сухих

2.2. Оптимизация геометрических параметров пластинчатых поверхностей со сфероидальной формой выступов
2.3. Теплообмен в условиях конденсации водяных паров
Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА И АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПОЛУСФЕРИЧЕСКИМИ ВЫСТУПАМИ
3.1. Моделирование поверхностей
3.2. Описание стенда. Методика измерений
3.3. Обработка опытных данных и оценка погрешностей измерений.
3.4. Результаты экспериментов.
3.5. Сравнение тепловой эффективности исследованных пластинчатых поверхностей и оптимизация их геометрических параметров
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В НАТУРНОМ ПЛАСТИНЧАТОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ
4.1. Устройство натурного пластинчатого теплообменника
и схема опытной установки
4.2. Измерение тепловых параметров.
4.3. Основные экспериментальные зависимости.
4.4. Сопоставление натурного пластинчатого теплообменника с другими типами теплообменников по тепловым, массовым, объемным и стоимостным показателям.
4.5. Определение оптимальных конечных температур при доохлаждении уходящих дымовых газов
Выводы. .
5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРОФИЛЬНОПЛАСТИНЧАТЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА УХОДЯЩИХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ.
5.1. Разработка метода определения тепловой эффективности утилизационных теплообменников.
5.2. Режимы работы утилизационного теплообменника в дымовом тракте
5.3. Выбор материалов.
Конструктивные и технологические особенности изготовления.
5.4. Результаты проыьшленного испытания утилизационного профильнопластинчатого теплообменника.
5.5. Экономическая эффективность внедрения.
5.6. Область применения утилизационных профильнопластинчатых теплообменников.
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


ЭНД из чугунных ребристых труб набираются в несколько секций, параллельно включенных по дымовым газам и воде. Ввиду более низкого коэффициента теплопередачи поверхность нагрева чугунных экономайзеров больше, чем гладкотрубных, но в эксплуатации они проще и надежней. Существенным недостатком чугунных экономайзеров является их чувствительность к перегреву воды уменьшение подачи конденсата или сетевой воды приводит к запариванию и гидравлическим ударам. Подогрев конденсата осуществляется, как правило, до температуры Ю5С в зависимости от его количества. При подогреве сетевой воды средний температурный напор за отопительный сезон составляет около С. Потери тепла с уходящими газами за счет установки ЭНД понижаются в среднем на 3. Стоимость установки ЭНД в пересчете на I м поверхности нагрева составляет для ЭНД из гладкотрубных змеевиков ,3руб. ЭНД из чугунных ребристых труб 9, руб. Г . Считалось , ,что срок окупаемости затрат в ЭНД небольшой при коэффициенте использования установленной мощности котлов . Но как показал анализ эффективности использования ЭНД, выполненный Сибирским отделением ОРГРЭС, использование чугунных водяных экономайзеров неэффективно, так как стоимость сэкономленного топлива не окупает затрат на изготовление, монтаж и амортизацию в течение нормативного срока окупаемости. Использование стальных экономайзеров также оказалось малоэффективным . Исследования ВТИ показали,что большую выгоду от применения ЭНД можно получить при размещении их в параллельном байпасном газоходе и некоторой оптимальной доле пропуска дымовых газов. Рациональный тип утилизационной дополнительной экономайзерной поверхности и ее тепловая мощность при размещении в байпасном газоходе определяется конкрет
ной схемой тепловой станции и стоимостью топлива . Следует отметить и некоторые другие недостатки обычных ЭНД высокую металлоемкость, громоздкость, затрудняющую установку на действующем оборудовании. Эффективными и простыми по конструкции, особенно при установке на чистых уходящих дымовых газах, являются контактные экономайзеры. При смешении горячих дымовых газов и воды имеет место тепло и массообмен за счет разности температур и разности парциальных давлений водяных паров. В связи с применением природного газа как топлива метод контактного подогрева получил сравнительно широкое распространение , . Контактные экономайзеры применяются насадочного,форсуночного,каскадного типов, а также с погружными горелками. Наибольшее распространение для дымовых газов с низкой температурой получили аппараты насадочного типа. Изза насыщения воды кислородом и углекислотой приходится применять специальные устройства для дегазации воды. При контактном подогреве, т. Поэтому для контактных экономайзеров, установленных на уходящих газах котельных агрегатов, подогрев воды возможен лишь до температуры С при температуре газов на входе в экономайзер в С. При нагреве воды с низкой начальной температурой С за счет использования тепла конденсации водяных паров, содержащихся в дымовых газах, возможная экономия топлива достигает , . Такая высокая эффективность контактных экономайзеров возможна в том случае, если имеются потребители значительного количества воды с невысокой температурой при пониженных требованиях к ее чистоте текстильная, кожевенная, химическая промышленность . Реальные пути повышения степени использования тепла уходящих дымовых газов следует искать в применении для этих целей высокоэффективных, неметаллоемких поверхностей нагрева с высоким коэффициентом унификации. Такими поверхностями теплообмена являются пластинчатые поверхности повшенной турбулентности. До настоящего времени опыта применения пластинчатых поверхностей в утилизационных теплообменниках для использования тепла уходящих дымовых газов не имелось, хотя эти поверхности уже длительное время широко применяются в других областях техники регенераторы газотурбинных установок, химическая и пищевая промышленность, атомная энергетика и авиация, системы вентиляции и кондиционирования. Они перспективны для воздухоподогревателей котельных установок и для изготовления теплофикационных водоводяных подогревателей .