Анализ тепловых напряжений в топке котла паропроизводительностью 230 т/час

Введение 8
1 Современные тенденции снижения шлакования топочных камер котельных агрегатов 11
2 Описание объекта исследования 19
3 Физико-математическая постановка задачи моделирования топочных процессов 26
4 Численное моделирование топочных процессов при номинальной нагрузке 32
5 Численное моделирование топочных процессов при снижении нагрузки 39
6 Анализ численных результатов 43
7 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 48
8 Социальная ответственность 80
Заключение 94
Conclusion 96
Список используемых источников 97
Приложение А 102

Весь текст будет доступен после покупки

Современное состояние проблемы натрубных отложений характеризуется, с одной стороны, довольно глубоким проникновением в существо происходящих явлений и пониманием механизма в целом, с другой стороны, утверждением представлений о многообразии факторов, влияющих на загрязнение поверхностей нагрева, а в итоге – о большой сложности процессов. Последнее выражается в разнообразии типов натрубных отложений, которые могут при сжигании одного топлива различаться по составу, по структуре, по прочности, по теплофизическим характеристикам, по степени связанности с поверхностью трубы, по локализации на поверхности нагрева и другим признакам. Усиление тех или иных признаков в конкретных условиях зависит от состава минеральной части топлива, целого ряда особенностей организации топочного процесса, температурного режима и скорости дымовых газов у поверхности нагрева, от конструктивных решений и др. [1].
Летучая зола при пылеугольном сжигании представляет собой совокупность частиц, которые различаются по размерам, составу, агрегатному состоянию и другим признакам. Процесс формирования отложений – это взаимодействие разнообразных частиц с ранее образовавшейся неоднородной поверхностью отложений. Роль каждой из частиц изменяется по ходу факела, и в разных температурных зонах образуются отложения, различающиеся по темпу формирования, составу и свойствам [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Современные тенденции снижения шлакования топочных камер котельных агрегатов
В настоящее время наиболее употребляемой является классификация отложений, учитывающая как механизм их образования, так и структуру и степень связывания. Образование отложений носит поэтапный характер во времени, согласно которому отложения подразделяют на первичные и вторичные [1]. Картина стадий образования и развития отложений показана на рис. 1. Первичные отложения развиваются, в зависимости от температуры стенки загрязненной трубы, при сочетании нескольких процессов: образования рыхлого слоя и процессов его упрочнения. Скорость упрочнения зависит от концентрации активных частиц, способным к физико-химических воздействиям. В зависимости от этого образованный слой первичных отложений может быть как рыхлым, так и плотным, однако, с течением времени формируется плотный подслой, прочно связанный с окисной пленкой металла. Увеличение толщины первичных отложений сопровождается повышением температуры на их поверхности, которая стремится к температуре дымовых газов. Если в омывающем трубу потоке имеются расплавленные частицы золы или частицы в пиропластическом состоянии, то вторичные отложения развиваются за счет их адгезионного закрепления и последующего налипания на ранее сформировавшийся слой первичных отложений. Рост вторичных отложений, в связи с повышенной способностью крупных частиц к закреплению в слое, характеризуется высокой интенсивностью, в отличие от медленно нарастающих первичных отложений. Частицы золы, переносимые дымовыми газами, в зависимости от плотности и размера обладают разной кинетической энергией и инерционностью движения.
Для топочных экранов в зоне шлакования основные процессы сводятся к транспорту частиц под действием инерционных сил и турбулентной диффузии, их закреплению путем налипания, которое зависит от деформации частиц и липких свойств. Частицы закрепляются, если остаточная энергия упругой деформации меньше энергии адгезии между поверхностью и деформированной частицей или более гарантировано при условии полного преобразования кинетической энергии в вязкую деформацию [2].

Рис. 1. Графическая интерпретация зависимости шлакования стенки трубы топочного экрана от температуры ее поверхности
Наиболее остро при сжигании непроектных и нестабильных по качеству углей на котельных агрегатах ТЭС встает проблема шлакования и загрязнения поверхностей нагрева. Таким образом, для обеспечения экономичной и надежной бесшлаковочной работы котельных агрегатов при изменении качества сжигаемого топлива и режимов работы оборудования имеют большую значимость работы по проведению комплексных исследований процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева. Для достижения вышеуказанной цели требуется решение следующих задач [6]:
? проведение экспериментально-расчетных исследований процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева при разных режимах работы оборудования;
? выполнение экспертной и расчетной оценки влияния качества топлива на шлакующие и загрязняющие показатели работы котельных агрегатов;
? выполнение аналитических исследований процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева с учетом режимных и конструктивных особенностей котельных агрегатов, а также расчетного анализа температурных режимов работы поверхностей нагрева котлоагрегатов с последующей оценкой надежности их работы.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Заворин, А. С. Феноменологические модели образования натрубных отложений в котлах / А. С. Заворин, Ю. Я. Раков // Известия Томского политехнического университета. – 2005. – Т. 308, № 1. – С. 144-150.
2. Алехнович, А. Н. Уточнение расчетной схемы закрепления частиц и роста шлаковых отложений / А. Н. Алехнович // Теплоэнергетика. – 2008. – № 9. – С. 24-28.
3. Гаак, В. К. Износ оборудования -возрастающая проблема теплоэнергетики / В. К. Гаак, А. В. Гаак // Национальные приоритеты России. – 2017. – № 1(23). – С. 99-102.
4. Шлакование и образование отложений в газовом тракте котла / А. Н. Алехнович, В. В. Богомолов, В. Е. Гладков, Н. В. Артемьева // Теплоэнергетика. – 1997. – № 3. – С. 64-68.
5. Алехнович, А. Н. Актуальные вопросы исследования шлакующих свойств углей и шлакования котлов / А. Н. Алехнович // Электрические станции. – 2011. – № 9. – С. 2-7.
6. Алехнович, А. Н. Контроль и прогнозирование шлакующих свойств углей и шлакования пылеугольных котлов Часть 1 / А. Н. Алехнович // Библиотечка электротехника. – 2018. – № 4(232). – С. 1-72.
7. Хзмалян Д. М., Каган, Д. М. Теория горения и топочные устройства: учебные пособия. М.: Энергия, 1976. 488 с.
8. Алехнович А. Н. Шлакование пылеугольных энергетических котлов: учебное пособие. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2013. 116 с.
9. Мейкляр М. В. Паровые котлы с естественной циркуляцией: учебное пособие для машиниста парового котла. М.: Госэнергоиздат, 1955. 279 с.

Весь текст будет доступен после покупки