Повышение эффективности работы котлов малой тепловой мощности с вихревыми топочными устройствами

• Автор: Кладов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ И АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОТЛАХ С ВИХРЕВЫМИ ТОПОЧНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ.
1.1 Анализ причин снижения эффективности и наджности работы котлов, обусловленных тепловыми неравномерностями в топках.
1.2 Обзор литературных данных но исследованию аэродинамических характеристик вихревых топочных устройств
1.3 Современное состояние вопроса исследований процессов теплообмена в вихревых топках и методов их расчта

1.4 Выводы и постановка задач исследований.

2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧТА ВИХРЕВЫХ ТОПОЧНЫХ УСТРОЙСТВ КОТЛОВ ДЛЯ СИСТЕМ ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

2.1 Аэродинамический расчт вихревых топочных устройств

2.2 Расчт лучистого теплообмена в вихревых топках котлов

2.3 Расчт конвективного теплообмена в вихревых топках.

2.4 Выводы к главе 2.

3 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ РАСЧТА ВИХРЕВОЙ ТОПКИ КОТЛОВ МАЛОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ
3.1 Алгоритм и структурная схема аэродинамического расчта вихревой топки.
3.2 Алгоритм и структурная схема расчта конвективного теплообмена
в вихревой топке.
3.3 Алгоритм и структурная схема расчта лучистого теплообмена в вихревой топке.
3.4 Пример работы программы по расчту вихревых топок котлов малой тепловой мощности
3.5 Выводы к главе 3.
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ И НАДЖНОСТИ РАБОТЫ ОТОПИТЕЛЬНОГО КОТЛА С ВИХРЕВОЙ ТОПКОЙ.
4.1 Методика измерений и математическая обработка результатов
4.2 Определение коэффициента прямой отдачи топки.
4.3 Определение среднеинтегральной величины интенсивности излучения факела.
4.4 Результаты исследования излучения газовой и мазутной топок при безвихревом сжигании топлив
4.5 Исследование излучения топочного пространства при вихревом сжигании топлив
4.6 Определение степени черноты топки
4.7 Определение коэффициентов тепловой эффективности экранов
4.8 Определение степени неравномерности результирующего излучения факела и температур поверхности экранных труб
4.9 Выводы к главе 4.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Однако в целом повышая надёжность котлов, эти схемы не учитывают возможных изменений температурных профилей с газовой стороны. При исследовании, работы котлов немецких фирм, сжигающих каменные угли, в работе [] установлена взаимосвязь механизма перегрева труб с высокотемпературной коррозией и последней - с температурой газовой среды. Выявлена экспоненциальная зависимость скорости коррозии от температуры и показано, что её максимальную величину следует ожидать в области с максимальными температурами газов. Многочисленными исследованиями неоднократно была показана определяющая зависимость интенсивности шлакования от температуры золовых частиц, находящихся в набегающем потоке дымовых газов. При этом температура и состояние частиц в первую очередь определяются температурой газового потока. Не касаясь шлакования топочных камер в зоне горелок, отметим, что в процессе охлаждения газового потока стремятся к снижению температуры газовой среды до безопасных по условию шлакования значений. В работах [, ] показано, что эффективность работы поверхностей нагрева (их тепловосприятие) во многом зависит от степени неравномерности параметров набегающего газового потока, причем максимальному тепло-восприятию соответствуют гладкие скоростные и температурные поля. Отмечая негативные последствия, вызываемые неравномерностью, указанные выше работы подчёркивают тем самым актуальность задачи прогнозирования и управления динамической и температурной неравномерностью. Одним из определяющих моментов при разработке методов борьбы с неравномерностью является исследование возникающих температурных и скоростных полей в топках котельных агрегатов. Этому вопросу посвящён ряд работ, среди которых следует отметить [-]. В работах [-] исследования проводились на действующих котлах. В [] проводится анализ температурных полей в топках котлов, работающих на бурых углях, отмечается высокий уровень неравномерности. Показано, что величина отклонения максимальной температурі»! К. Отмечается, что с изменением схемы подачи топливо-воздушной смеси в горелки (схемы включения горелок) на выходе из топки меняется профиль температур, при этом максимум их может находиться не только в центральной части камеры, но и смещаться к одной из стен. При исследовании температурного режима работы котла, сжигающего челябинский уголь [], установлено наличие неравномерности температур газового потока и температуры металла труб. Подтверждается зависимость температурного поля от сочетания рабочих горелок. В [-] проведено обобщение промышленных исследований на отечественных котлах средней и большой тепловой мощности, др. Отмечается наличие на всех котлах температурной неравномерности в топках и поворотных газоходах, достигающей (0-0)К; при этом местоположение максимальных значений зависит от топочного режима и работающих горелок. При отсутствии методик прогнозирования перемещений зон максимальных температур в потоке дымовых газов рекомендуется увеличение толщины стен труб ширм и конвективных пакетов по всему сечению тонки и поворотного газохода. В работах [-] (исследование горения, выгорания, аэродинамики, и др. Отмечается значительная неравномерность температур, выравнивающаяся по мере выгорания топлива, но сохраняющая достаточно высокие значения к выходу из активной зоны горения. Температурная неравномерность на выходе из топки меньше, чем на выходе из зоны активного горения, не достаточно велика. При работе всех горелок в зависимости от типа топочного устройства она колеблется в пределах Т=(-0)К. При отключениях отдельных горелок эта разность может достигать 0К и даже более [, ]. Проведение исследований температурных, динамических, концентрационных полей в топках действующих котлов - трудоёмкий процесс, сопровождающийся частым выходом из строя измерительной аппаратуры и зондов. Это затрудняет проведение комплексных исследований в натурных условиях; поэтому большинство работ, в том числе и по исследованию аэродинамической и тепловой структуры потоков в топке, проводится на различного рода моделях с использованием условий геометрического, кинематического и динамического подобия.