Совершенствование теплообмена в топках паровых котлов при сжигании шлакующих канско-ачинских углей

• Автор: Прошкин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 255 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .

ВВЕДЕНИЕ .

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Практика работы паровых котлов при сжигании шлакующих канскоапинских углей .

1.2. Анализ методов теплового расчета топок

паровых котлов.

1.3. Радиационные характеристики топочной среды .

1.4. Постановка задачи исследования.

2ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАССЕИВАЮЩИХ СВОЙСТВ ЧАСТИЦ ЛЕТУЧЕЙ ЗОЛЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТЕПЛООБМЕН

2.1. Установка для исследования радиационных характеристик газодисперсных высокотемпературных потоков.
2.2. Методика проведения и обработки результатов эксперимента
2.3. Результаты экспериментальнотеоретического исследования радиационных характеристик
частиц летучей золы
2.4. Влияние рассеяния излучения на показатели
теплообмена в топке котла БКЗ00ПТ .
2.5. Выводы
3. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРЕХМЕРНЫХ МНОГОЗОННЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКАХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ
3.1. Краткая характеристик объектов исследования и математических моделей теплообмена
3.2. Расчетная оценка толщины пленки жидкого шлака . .
3.3. Влияние шлакования топочных экранов на теплообмен и его учет в трехмерных
многозонных математических моделях.
3.4. Влияние характера разбиения топочного объема
на показатели теплообмена
3.5. Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными.
3.6. Выводы
4. ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ СЖИГАНИИ ШЛАКУЮЩИХ УГЛЕЙ
4.1. Влияние продольных лучистых потоков на теплообмен в топочной камере 1
4.2. Теплообмен в топке котла БКЗ00ПТ при балластировании ядра горения дымовыми
газами с различной температурой
4.3. Роль рециркуляции при сжигании березовского
угля в топке котла БКЗ00Ф
4.4. Выводы и рекомендации по совершенствованию
расчетов и работы топочных устройств,
сжигающих шлакующие угли
5. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ТОПОК И РЕЖИМОВ
СЖИГАНИЯ КАНСКОАЧЙНСКИХ УГЛЕЙ
5.1. Технические решения по конструктивным особенностям топочных камер .
5.2. Технические решения, направленные на совершенствование способов сжигания канскоачинских углей .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНИЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЯ
П.1. Фотографии экспериментальной установки и
исследуемых частиц летучей золы .
П.2. Источники погрешности измерений
радиационных характеристик частиц летучей
золы и их оценка
П.З. Нормированные индикатрисы рассеяния золовых
частиц березовского угля при различных
длинах волн излучения
П.4 Таблицы материальных балансов трехмерных
многозонных математических моделей .
П.5. Результаты внедрения .
Список использованной литературы


Особенно большие погрешности могут быть цри расчетах позонным методом крупных тогочных камер с сильной неизотермичностью в поперечном направлении, а также при расчетах новых нетрадиционных конструкций, таких, как кольцевые, двухфакельные, вихревые топки, топки малогабаритных котлов. Интенсивное развитие вычислительной техники и методов расчета сложного теплообмена привело к созданию и успешному црименению трехмерных многозональных математических моделей теплообмена в топках энергетических блоков. Можно отметить ряд работ в этом направлении, выполненных как в СССР /9, , , /, так и за рубежом / 1-5 /. Сущность этих методов расчета заключается в разбиении топочного объема и ограничивающих его поверхностей на ряд объемных и поверхностных зон (рис. У = I, 2, . Рис. Вт/К ; т ,п,? С(] - свободный член уравнения, Вт. В этом уравнении первые два слагаемые представляют собой результирующий радиационный поток для зоны / , равный разности поглощенной энергии и энергии собственного излучения данной зоны, а последующие два слагаемые - величину результирующего теплообмена данной зоны у с соседними зонами і в результате переноса тепла с движущейся средой и конвекгишого теплопере-носа. Последнее слагаемое в уравнении является результирующей мощностью тепловыделения; для поверхностных зон О/ равно теплу, поступающему в систему за счет теплопередачи, для объемных - соответствует химическому тепловыделению в зоне и физическому теплу газов или топлива с известной температурой, пришедших в объемную зону извне / /. Полученные в результате решения системы (І. Для систем с относительно простой конфигурацией ограничивающих поверхностей используются графики Хоттеля и Когена / /, а для систем со сложной конфигурацией - метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) / , 1б, /. Коэффициенты, учитывающие теплоперенос с движущейся средой,могут определяться либо на основе опытных данных / , , /, либо на основе расчета / , , 6 /. Коэффициенты теплоотдачи конвекцией между объемными и поверхностнши зонами определяются в зависимости от характера омывания экранов и ширм топочными газами / 3 /. Выгорание топлива в объеме топки может быть определено либо опытным путем, либо рассчитано с помощью математических моделей процессов горения / , /. Таким образом, трехмерные многозонные математические модели теплообмена позволяют учесть характерные особенности теплообмена в топочной камере парового котла / /: неоднородность радиационных характеристик среды и ограничивающих ее тепловоспринимаших поверхностей, перенос тепла излучением вдоль топочной камеры, конвективную составляющую теплообмена, зависимость абсолютной величины и характера распределения по высоте топочной камеры шлакозоловых отложений и присосов холодного воздуха, выгорание топлива и структуру внутритопоч-ных течений. В настоящее время эти модели находят все более возрастающее применение для исследования теплообмена в топочных камерах паровых котлов. На основе данной таблицы рассчитывали коэффициенты конвективного теплообмена при движении среды и свободные члены уравнений теплового баланса объемных зон. Особенностью математических моделей / 8-, / по сравнению с / / является возможность расчета теплообмена в топках сложной конфигурации при наличии среды с неоднородными радиационными характеристиками. Вполне понятно, что увеличение числа зон, в пределах которых осуществляется усреднение температур и физических характеристик, должно повышать информативность и точность получаемых результатов. Однако при этом могут значительно возрастать затраты машинного времени, усложняться расчеты турбулентных течений, сопряженных с процессами горения. Общий метод расчета таких трехмерных течений с произвольными начальными и граничными условиями в настоящее время отсутствует, поэтому в зональных расчетах теплообмена используют либо различные допущения, упрощающие картину течений, лиЗо вводят экспериментальные данные. В / 6, 7 / использован прием, который позволил перейти от трехмерной модели течений к двумерной, и в комплексе с рядом вспомогательных моделей, учитывающих отдельные стороны топочного процесса, получить достаточно подробный прогноз наиболее важных показателей локального и суммарного теплообмена.