Разработка и исследование методов повышения эффективности энергоиспользования в доменных воздухонагревателях

• Автор: Шацких, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 164 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ ПУТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДОМЕННЫХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯХ И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Пути интенсификации теплообмена

в регенеративных насадках

1.2. Оптимизация режимов работы воздухонагревателей

1.3. Пути повышения эффективности энергоиспользования

в камере горения воздухонагревателей

1.3.1. Перетоки монооксида углерода

в доменных воздухонагревателях

1.3.2. Метода борьбы с перетоками
в доменных воздухонагревателях
1.4. Задачи исследования.
2. ОПТИМИЗАЦИЯ БЛОЧНЫХ НАСАДОК
СО СПЛОШНЫМИ КАНАЛАМИ.
2.1. Оценка эффективности энергоисгюльзования
в доменном воздухонагревателе.
2.2. Расчетнотеоретический анализ геометрических
и тсплофизических характеристик насадок.
2.3. Разработка критерия эффективности блочных насадок.
2.4. Получение критериальных зависимостей для
определения оптимальных параметров блочных насадок
2.5. Повышение температуры нагрева дутья на основе выравнивания поля скоростей
в насадке воздухонагревателей.
2.6. Опытнопромышленные исследования
Воздухонагревателя со ступенчатой насадкой
2.7. Выводы.
3. РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В ДОМЕННЫХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯХ
3.1. Расчет регенеративного теплообмена
в насадке воздухонагревателя
3.2. Об оптимальной длительности
периодов работы воздухонагревателей.
3.3. Ступенчатый режим нагрева купола.
3.4. Результаты расчетных исследований
3.5. Выводы.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ
СИСТЕМЫ ГАЗОВОГО КЕССОНА
4.1. Существующие методы контроля и подавления эффекта короткого замыкания
в доменных воздухонагревателях
4.2. Описание технического решения
системы газового кессона
4.3. Анализ работы системы газового кессона
в условиях ее длительной эксплуатации
4.4. Расчетные оценки термостойкости
элементов газового кессона.
4.5. Опытнопромышленные испытания
системы газового кессона.
4.5.1. Методика проведения экспериментов
4.5.2. Методика обработки опытных данных
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


При условии технического осуществления турбулизации течения в тонком пристенном слое теплообмен между стенкой и теплоносителем значительно возрастет при неизменных величинах температурного напора и числа Рейнольдса для основного течения, а потери давления увеличатся лишь незначительно. При интенсификации теплообмена за счет увеличения скорости газообразных теплоносителей повышение коэффициента теплоотдачи конвекцией в насадках со сплошными гладкими каналами в п раз сопровождается ростом гидравлических потерь в п2,5 раза . Эффективность насадок может быть также повышена в результате увеличения поверхностного коэффициента конвективной теплоотдачи при турбулизации потока специальными выступами, ступеньками и т. Во ВНИИМТ были проведены обширные лабораторные исследования но определению коэффициентов теплоотдачи конвекцией и гидравлического сопротивления различных типов насадок . Показано, что усложнение конструкции насадочного кирпича за счет различного рода канавок и выступов является нерациональным, так как приводит к значительному возрастанию коэффициентов гидравлического сопротивления насадок при относительно небольшом увеличении коэффициентов теплоотдачи конвекцией. В то же время, в насадках, выполненных из кирпичей с горизонтальными проходами, можно достичь существенной интенсификации процесса конвективной теплоотдачи при сравнительно небольшом увеличении их гидравлического сопротивления . В е гг. Их изготовление даю возможность повысить устойчивость насадки, уменьшить диаметр канала и минимальную толщину стенки между каналами, а также увеличить удельную поверхность нагрева насадки до ,7 м2м 4. Небольшая конусность каната, вызванная технологическими требованиям и наличие зазора шириной 5 мм в замках блока способствует турбулизации потоков в каналах и интенсификации конвективной теплоотдачи. В настоящее время в отрасли рекомендованы к использованию насадки типа БНИ2 с эквивалентным диаметром мм и относитель
ным живым сечением 0,5 м7м . Интенсифицировать теплообмен в этой насадке также возможно при создании горизонтатьных каналов. С этой целью предлагается укладывать насадочные блоки фиксирующими выступами навстречу друг другу . За счет турбулизации потока газов, обусловленной горизонтальными проходами, теплообмен интенсифицируется на Однако натичие горизонтальных проходов такого рода резко уменьшает в 6 раз опорную поверхность блоков и, соответственно, механическую прочность насадки, что практически исключает возможность ее применения. Этих недостатков лишен следующий способ укладки насадочных блоков БНИ2 1 элементы нечетных рядов условно укладывают фиксирующими выступами вверх, а элементы четных рядов фиксирующими выступами вниз с поворотом элементов на по вертикатьной оси. Таким образом элементы четных рядов опираются только на шесть выступов три своих и три нижележащих элементов с образованием горизонтальных каналов высотой, равной высоте имеющихся выступов. С целью увеличения поверхности нагрева, интенсификации теплообмена и обеспечения перемещения газов в горизонтальном направлении между вертикальными каналами при незначительном увеличении гидравлического сопротивления и высокой механической прочности насадка БНИ2 была усовершенствована блоки в ней выполняются с уменьшенным выступом их ребер . На рис. Указанная величина уменьшения выступа е обеспечивают повышение поверхности нагрева и турбулизацию газового потока. Блочные элементы в смежных горизонтальных рядах укладываются со смещением, что обеспечивает соединение между собой большинства вертикальных каналов горизонтальными проходами. Наличие горизонтальных щелевых проходов каналов предложенной насадки на 5 увеличивает поверхность нагрева, обеспечивает перемещение газов между вертикальными каналами, что является необходимым условием при засорении или перекрытии части каналов насадки. Кроме того, обеспечивается активная турбулизация основного вертикального потока газов с повышением интенсивности теплообмена в насадке. При этом опорная поверхность насадки уменьшается лишь на 6. Лабораторные исследования показали, что для предлагаемой насадки значения коэффициентов гидравлического сопротивления и конвективного теплообмена а в области турбулентного режима движения соответственно на и больше по сравнению с типовой насадкой БНИ2. Рис.