автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение эффективности работы печей с радиационными трубами на основе утилизации теплоты уходящих газов

На правах рукописи

РЕЗАНОВ Евгений Михайлович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ С РАДИАЦИОННЫМИ ТРУБАМИ НА ОСНОВЕ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ

Специальность 05.14.04 - «Промышленная теплоэнергетика»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

з мп шг

ОМСК 2012

005018951

005018951

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО «ОмГУПС»),

Научный руководитель:

доктор технических наук, допент ПАРАМОНОВ Александр Михайлович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РФ, профессор ТОРОПОВ Евгений Васильевич;

кандидат технических наук МЫЗНИКОВ Михаил Олегович.

Ведущая организация:

Омский филиал ОАО «ТГК-11».

Защита диссертации состоится 25 мая 2012 г. в 14м часов на заседании диссертационного совета Д 212.178.02 при ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет» по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11,

корпус 6, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Омский

государственный технический университет». Автореферат диссертации разослан Ж

апреля 2011 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 212.178.02. Тел./факс: (3812) 65-64-92, e-mail: dissov_omgtu@omgtu.ru.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В машиностроительной,' авиационной промышленности для термообработки изделий широко применяют термические печи с радиационными трубами, в которых топливо сжигается внутри радиационных труб, благодаря чему исключается контакт продуктов сгорания с нагреваемой поверхностью металла. Это позволяет значительно уменьшить потери металла от окисления и обезуглероживания, повысит, эффективность и качество термообработки изделий.

По сравнению с термическими печами, где для нагрева и тепловой обработки изделий используют электрообогрев, применение печей с радиационными трубами считается менее затратным и более выгодным вследствие прямого использования первичного топлива.

Применение печей указанного типа обусловлено их универсальностью, приемлемой для термической и химико-термической обработки металла.

В термических цехах потребление топлива, которое составляет до 19 % от общего его расхода на предприятии, характеризуется низким коэффициентом теплоиспользования. Проведенные ООО «ВНИИПРОМГАЗ», МИСиС, ОАО «Теплопроект» и Омским государственным университетом путей сообщения, обследования печного хозяйства ряда предприятий машиностроительной промышленности показали, что это объясняется, прежде всего, низким техническим уровнем термических печей. Печи имеют несовершенные тепловые схемы. Потери теплоты с уходящими газами составляют от 40 до 70 % от общего расхода тепла на печь, термический КПД печей - от 8 до 17 %. Это приводит к высоким значениям удельного расхода топлива на нагрев и термообработку металла. Поэтому актуальной является задача значительного снижения расхода топлива.

Большой вклад в теорию и практику повышения эффективности использования топлива внесли Рафалович И. М., Кривандин В. А., Щукин А. А., Тебеньков Б. П., Еринов А. Е., Розенгарт Ю. И., Торонов Е. В. и др. Работы этих ученых создали предпосылки и большие возможности для переустройства в организации и оформлении технологического процесса нагрева и термообработки металла, повышения технико-экономических показателей работы печных агрегатов.

Актуальность разработки вопросов, связанных с повышением эффективности работы термических печей, отвечает Федеральному закону РФ № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности...» от 23 ноября 2009 г.

Цель работы: научное обоснование, разработка методики и алгоритма оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей, обеспечивающих снижение удельного расхода топлива и стоимости тепловой обработки изделий.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) выполнен анализ существующих методов и технических решений по повышению эффективности работы термических печей;

2) разработана математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи;

3) разработана методика технико-экономической оптимизации рекуперации теплоты уходящих газов термических печей с радиационными трубами;

4) разработаны алгоритм и программное обеспечение для определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей;

5) проведены численные исследования тепловой работы радиационной трубы термической печи, дана оценка целесообразности и эффективности практического использования предложенных разработок.

Методы исследований. В диссертационной работе использованы методы математического моделирования и численного решения оптимизационных задач, нелинейного программирования, современные методы технико-экономических расчетов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) предложены методические положения исследования термических печей с радиационными трубами для достижения оптимальных показателей их работы;

2) предложена эффективная математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи для решения задачи оптимизации ее работы;

3) разработана методика оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей;

4) разработан алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей.

Достоверность результатов исследований базируется на строго доказанных фундаментальных положения;: теплофизики, общей теории печей, математического моделирования.

Практическая ценность диссертации. Созданные методика, алгоритм и программное обеспечение позволяют решить задачу повышения эффектив-

ности работы термических печей с радиационными трубами как при проектировании новых, так и реконструкции существующих печей.

Рекомендации по проектированию термических печей с радиационными трубами внедрены в ФГУП ОМО им П. И. Баранова (г. Омск); разработанные методика и алгоритм расчета используются в учебном процессе кафедры «Теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «ОмГУПС».

На защиту выносятся:

1) математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи;

2) методика технико-экономической оптимизации рекуперации теплоты уходящих газов термических печей;

3) алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей;

4) результаты исследований по оптимизации тепловой работы термической печи с радиационными трубами;

5) результаты оценки технико-экономической эффективности и экологи-чности разработанных решений при модернизации термической печи с радиационными трубами.

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при разработке проекта реконструкции термической печи с радиационными трубами в ФГУП ОМО им П. И. Баранова.

Фактическое использование материалов диссертационной работы подтверждено актом передачи научно-технической продукции.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 11 конференциях: всероссийских научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы теплоэнергетики» (Челябинск, 2007 - 2010), II всероссийской молодежной научно-технической конференции «Передовые технологии» (Омск, 2009), XI всероссийском научно-техническом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, 2009), всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2009» (Ростов-на-Дону, 2009), международной научно-практической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплоэлектротехнологиях» (Омск, 2010), международной научно-практической конференции «Энергоэффективность» (Омск, 2010), научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на Западно-Сибирской железной дороге» (Омск, 2010), научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии для транспортного комплекса» (Омск, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, из них четыре публикации - в изданиях, указанных в перечне ВАК, получено свидетельство о государственной регистрации на разработанный программный продукт.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 154 наименований и приложений, содержит 158 страниц основного текста, 17 рисунков и девять таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены научная новизна, практическая значимость результатов, защищаемые положения, личный вклад автора, дано описание структуры диссертации.

В первой главе проведен анализ развития и совершенствования пламенных термических печей, дана оценка существующим методам и техническим решениям по повышению эффективности и экономичности работы термических печей.

Главными направлениями повышения тепловой эффективности и экономичности работы термических печей с радиационными трубами является повышение производительности, снижение удельного расхода топлива, затрат на сооружение печных агрегатов и их эксплуатацию.

Применение термических печей с радиационными трубами (с муфели-рованием пламени) позволяет добиться равномерного нагрева металла. Работа указанных агрегатов не отвечает современным требованиям достижения высоких показателей работы. В связи с этим актуальна задача повышения тепловой эффективности и экономичности работы термических печей с радиационными трубами.

Поперечный разрез исследуемой толкательной термической печи с радиационными трубами представлен на рис. 1.

Одним из способов повышения эффективности работы нагревательных печей является оптимизация их тепловой работы. Именно оптимизация тепловой работы печей основной резерв повышения экономичности нагрева и

термообработки металла.

В настоящее время имеется большое количество работ, в которых рассматривается эта тема. Предметом известных аналитических и экспериментальных исследований являются оптимальные режимы нагрева металла и возможности реализации этих режимов. Это работы Ключникова А. Д.,

6

Торопова Е. В., Бутковского А. Г., Гольдфарба Э. М., Глинкова М. А., Розенгарта Ю. И., Панферова В. И., Пар:1монова А. М. и др. В них получены важные результаты по математическое моделированию и оптимизации промышленных печей.

Рис. 1. Поперечный разрез толкательной термической печи с радиационными трубами: 1 - трубопровод уходящих газов; 2 - рекуператор; 3 - вентилятор; 4 -футеровка; 5 - садка; 6 - толкательный механизм; 7 - направляющая для садки; 8 - трубопровод подающего холодного воздуха в рекуператор; 9 - подвод защитной атмосферы; 10 - подающий воздухопровод горячего воздуха; 11 -радиационная труба; 12-горелка; 13-топливопровод; 14-горелочный блок.

Известные исследования по оптимизации работы печей относятся в основном к нагревательным агрегатам прокатного производства (проходным, методическим, секционным, кольцевым, нагревательным колодцам и др.) и плавильным печам металлургической промышленности. Исследования термических печей с радиационными трубами машиностроительной, авиационной промышленности проводилось недостаточно. В имеющихся в настоящее время работах задача оптимизации работы печных агрегатов с радиационными трубами решена не полно. Это в значительной степени является сдерживающим фактором дальнейшего повышения тепловой эффективности и экономичности термического производства.

Во второй главе рассмотрены основные принципы и положения технико-экономической оптимизации нагревательных печей, основы построения алгоритма расчета оптимальных параметров, взаимосвязь технических и экономических факторов, влияние характера изменения параметров на оптимальное решение.

Требования к выбору критериев, их анализ определяют основные направления повышения технико-экономической эффективности работы печных агрегатов.

В работе в качестве критерия оптимальности принята оценка сравнительной эффективности инновационных инвестиций по минимуму дисконтированных затрат. Данный критерий достаточно полно отвечает решению поставленной задачи технико-экономической оптимизации работы термических печей с радиационными трубами, с учетом капитальных вложений и эксплуатационных расходов, и определяется выражением:

3 = С + РЯК, (1)

где Рн - норма дисконта инвестиций; К - единовременные капитальные вложения; С — изменяющиеся годовые эксплуатационные расходы.

В данной работе использован один из классических математических методов решения экстремальных задач — метод поиска оптимума путем решения системы нелинейных уравнений, полученных при приравнивании к нулю частных производных минимизируемой функции по оптимизируемым параметрам.

Данный метод позволяет с минимальными затратами на вычисления получить конечный результат, относительно легко выявить влияние отдельных факторов, определить возможность целесообразного упрощения расчетов. Рассматривается необходимость и достаточность условий определения оптимальных параметров.

В третьей главе разработаны методика оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей, математическая модель их тепловой работы, алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей.

Эффективность использования топлива в термических печах с радиационными трубами повышается при сочетании мероприятий по обеспечению полного его сгорания при минимальном избытке воздуха с возможно более полной утилизацией теплоты уходящих газов. Использование физической теплоты уходящих газов для подогрева воздуха в теплоутилизационном устройстве — основное мероприятие по энергосбережению, позволяющее повысить термический 1СПД печей, снизить удельный расход

топлива на тепловую обработку металле, за счет возвращения теплоты уходящих газов с подогретым воздухом в радиационные трубы термических печей. С повышением температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационной трубе термической печи, увеличивается поверхность нагрева рекуператора. Это ведет к увеличению затрат на теплоутилизирующее устройство. Поэтому целесообразно получить оправданную (оптимальную) температуру подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей.

Анализ работы печи показывает, что из всех эксплуатационных расходов переменными величинами, зависящими от температуры воздуха, подаваемого для горения топлива, являются затраты на топливо, на подачу дутьевого воздуха и на отвод дымовых газов за пределы агрегата. Величины отчислений на реновацию, капитальный и текущий ремонт принимаются пропорциональными капиталовложениям.

Получены выражения для определения величины суммарных дисконтированных затрат по рекуператору и топливу термической печи с радиационными трубами:

3 = (5т+8ам + 8в) + РнК(2); 3 = С, В + Ср Н (3); 8Т = СТВ(4); 8ам = ПК(5);

8В = Сэ Ь Д>Тт д Н (6); К - Рр II + Ст д, 2 АЫТ Л. I I (7); СТ = РТЬ(8); Ср = Рр (р, + П) + дытл [г ст.д (Рн + П) + с, Ъ] (9), где Б,., Бам, Я,, - годовые затраты на топливо, отчисления на амортизацию, затраты на подачу дутьевого воздуха для горения топлива и отвод дымовых газов за пределы печного агрегата; В, С* - расход и годовая стоимость топлива; П - норма амортизационных отчислений; Ь - время работы печи в течение года; дМ^ - мощность, затрачиваемая на обслуживание 1 м2 поверхности нагрева рекуператора (на преодоление газового и воздушного сопротивления); Н - поверхность нагрева рекуператора; Ср, Рр - годовая стоимость и капиталовложения в сооружение 1 м2 поверхности нагрева рекуператора; Стд.. Сэ - стоимость тягодутьевых машин и электроэнергии; Ъ - коэффициент запаса, включающий резерв по расходу и давлению тягодутьевых машин и мощности электродвигателя; Рт - полная расчетная стоимость единицы количества топлива.

Для решения задачи оптимизации утилизации теплоты продуктов сгорания топлива, уходящих из радиационных труб термической печи, разработана математическая модель тепловой работы радиационной трубы.

Модель разработана на основе уравнений теплообмена и баланса теплоты для печи и радиационной трубы при следующих допущениях: процессы горения и теплообмена стационарны; горение гидродинамически стабили-

зировано по длине радиационной трубы; плотность теплового потока на поверхности стенки радиационной трубы постоянна; производительность печи задана и постоянна; нагрев металла ведется при постоянной температуре.

Условия однозначности: геометрические условия определяются диаметральными и осевыми размерами; физические условия - физические свойства (вязкость, плотность, теплоемкость, теплопроводность); начальные условия -определяется температура стенки радиационной трубы; граничные условия третьего рода для рабочего пространства печи.

Разработанная математическая модель позволяет определять тепловые потоки в рабочем пространстве печи и в радиационной трубе в зависимости от температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива, она имеет вид:

' Т V ( Т.

Р тр ~ С то У т м V

= С08прегРт"

100

1* 100

100 т

ст 100

(Ю);

сгет = <2«+С>« (П);

(12); Ост = «крт (тф -Тст) (13);

1 Л , (1-Фм.т)Ф™ +(1-фт.м)9м.т |

Г"1 ф™+-г-фт.мф,т

-1

(14);

Фм.т

ег=еСо2+Фен2о (15); а. = 1,72

(16);

=

¿0 =

зз80О(1;м;)'

(18);

0,838 В^

; (1?Л15)

,2^2

(19); =42,32ё(

í э \

'Ж л

.0,125

¿0

Б (20);

тф=#тд7 (21); 8_+1

(24);

= ф1к (22); = 1;; + х|1*в + х^; (23);

£пр =

Тста2 +:Тсгаз - а, = 0 (25);

ч 4

где

Соепрег^т

\

+ азТ ф + спр ^ т.м 1*т

а, =

100

СрБпрЕгРт +СпрЧ<тм1;т

1г =

1м 100

а4 - ост

врсгуг

1004

аз =аАр;

а4 =Вр(дР(1-К2) + СХ -УВС^51В -УГЯ,);

(26),

(27)

(28)

(29)

(30)

- тепловой поток, переданный от одного тела к другому при теплообмене излучением в системе «радиационная труба - гладка - изделие»;

О и- — тепловой поток, воспринятый стенкой радиационной трубы в системе теплообмена «продукты сгорания — радиационная труба»; О „ — тепловой поток, переданный газом стенке излучением; Ост- тепловой поток, переданный газом стенке конвекцией; спр - приведенный коэффициент излучения системы; Ч' ти — общий угловой коэффициент от радиационной трубы на металл; Ртр - излучаемая поверхность радиационной трубы; Тя- средняя температура стенки радиационной трубы; Т м — средняя температура нагреваемого металла; С0— коэффициент излучения абсолютно черного тела; ет— степень черноты поверхности радиационной трубы; е м - степень черноты поверхности нагреваемого металла; <ргм - частный угловой коэффициент от радиационной трубы на металл; <рит — частный угловой коэффициент от металла на радиационную трубу; — приведенная степень черноты стенки; сст - действительная степень черноты стенки радиационной трубы; е г - степень черноты излучаемого газа; Т ф - эффективная температура продуктов горения в радиационной трубе; есо2- степень черноты двуокиси углерода; еи о- степень черноты водяного пара; ф - поправочный коэффициент на парциальное давление водяного пара; 1ф- эффективная длина пути продуктов горения топлива; <10 — диаметр газового сопла; - средняя скорость газа в радиационной трубе; v - коэффициент кинематической вязкости; Б — коэффициент молекулярной диффузии; - низшая теплота сгорания топлива; — длина радиационной трубы; - внутренний диаметр радиационной трубы; - начальная скорость газа по оси радиационной трубы; Вр — расход топлива в радиационной трубе; Тт - теоретическая температура горения топлива; Тг — температура уходящих из радиационной трубы продуктов сгорания; Р'— коэффициент смесеобразования; <р - поправочный коэффициент, пригашается в зависимости от калориметрической температуры горения, учитывая влияние эндотермических процессов, снижающих температуру горения вследствие диссоциации продуктов сгорания; tк— калориметрическая температура

горения топлива; I ° — калориметрическая температура горения топлива без подогрева воздуха, определяемая при коэффициенте избытка воздуха а > 1; х | — коэффициент приращения калориметрической температуры горения при нагреве воздуха на 1 °С; х \ - коэффициент приращения калориметрической температуры горения при нагреве топлива на I °С; I* - температура воздуха,

поступающего к горелочным устройствам печи; ак— средний коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности радиационной трубы; Ув — количество воздуха, необходимое для сжигания единицы количества топлива; С/, ^ - средняя объемная теплоемкость и температура топлива; Сг - средняя объемная теплоемкость уходящих из радиационных труб печи газов; Я) - теплота несгоревшего СО в уходящих газах; — доля потерь от механической неполноты сгорания; — снижение температуры воздуха на пути от рекуператора до горелочных устройств печи вследствие потерь теплоты в окружающую среду; Св", Х^' - средняя объемная теплоемкость и температура воздуха на выходе из рекуператора; Уг - действительный объем продуктов сгорания.

Значение оптимальной температуры подогрева воздуха в рекуператоре ^ в.опт для конкретной температуры уходящих газов на выходе из радиационной трубы 1:г термической печи можно найти исходя из минимума суммарных дисконтированных затрат на рекуператор и топливо 3. Представив расход топлива на нагрев металла обрабатываемых изделий и поверхность нагрева рекуператора из уравнений теплового баланса рабочего пространства термической печи и теплообмена для рекуператора как функции от температуры воздуха, подаваемого для горения топлива, В = Л^Ц ), Н = Р( I 'в' ), получено расчетное уравнение для определения оптимальной температуры подогрева воздуха при приравнивании к нулю частных производных функции

выражения (3) по оптимизируемом;/ параметру ^ :

< Т <

Проведенные преобразования уравнения (31) позволили получить решение в виде:

а^2 + Ы* +(1 = 0, (32)

- Ь ± л/ъ 2 - 4ай

в.о1тг 2а . к ;

где а = Ср11ЕС1/2Увс2 - Квд.С^с,2; (34)

Ь = 2(КвД1Стс1-СрлвС^:Ув)С:/с2; (35)

с! = Ср71в(С^Ь1С, + С^В(СВУвс, - с2Ь,)) - К-ед,СвСтс,2; (36)

b, =дР(1-к2)+с:>/т-слЧ-Угк1-увсХ; (37)

c, =(А-%-+Б)^ + (--УвТ1°Св--1)А^; (38)

1 тУгг)гС^. (1 + ©) ^

= СТ^ + Ср — = 0. (31)

г — ^ V в Л в С в__, с

С->--г.--+ Ь ; (39)

тУгт1гС?(1 + ©) Сггг + 0С^ (1 + 0)С 'г

1р = ~г/г ' -51„

(40)

тУгЛгС?(1 + 0) = • <41>

Лв - коэффициент, упитывающий потери воздуха в рекуператоре; Св, ^ — средняя объемная теплоемкость и температура воздуха на входе в рекуператор; К - коэффициент теплопередачи рекуператора; ед, - поправочный коэффициент при сложной схеме теплообмена; (:/, х" - температура газов на входе и выходе из рекуператора; А и Б - коэффициенты, зависимые от соотношения (^"-О/О/^в"); о1:г - снижение температуры газов на пути до рекуператора вследствие потерь тепла в о)фужающую среду; 0 - коэффициент, учитывающий разбавление уходящих газов воздухом на пути до рекуператора; Сг, Сг — средняя объемная теплоемкость газов на входе и на выходе из рекуператора; т - коэффициент, учитывающий выбивание продуктов сгорания из радиационной трубы; т]г - коэффициент, учитывающий тепловые потери через ограждающие стенки рекуператора в окружающею среду.

Увеличение температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационной трубе термической печи, приводит к повышению температуры продуктов горения и температуры стенки трубы. Для жаростойких радиационных труб, выполненных из легированных сталей, допустимая температура стенки 1050 - 1150 °С, для карбидокремниевых 1250 - 1350 °С. Поэтому при определении оптимальной температуры подогрева воздуха, для обеспечения надежной работы радиационной трубы, введено ограничение:

С^С, (42)

+ доп -шах

где , сст - допустимая и максимальная температура стенки радиационной трубы.

Получено уравнение для определения максимальной температуры стенки радиационной трубы в зоне ядра факела горения топлива:

Т™ 4а2 + ТсГаз-а, =0, ' (43)

41

где = С0е е^р

(44)

На основании полученных выражений (32) - (44) разработан алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха в рекуператоре.

Методика и алгоритм, предложенные для оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей, реализованные на ЭВМ, дали положительные результаты. Они относительно просты в реализации, не требуют значительной подготовки и позволяют провести широкий круг исследований.

Проведенные исследования показали, что одновременно выполняются необходимые и достаточные условия существования экстремума функции. Полученные значения Сопт отвечают минимуму целевой функции (рис. 2).

Выполненное графическое решение уравнения (31) показало,' что оно имеет не более одного корня на отрезке возможного изменения значения искомого параметра.

.щ л~

год 8,6

8,4

.2

Ч 7,8 7,6 7,4 7,2

-- —

\

\ 1 —

ч

V

к.

/

;

100150200 250 300350400450500 с 600

//

--I.

Рис. 2. Зависимость дисконтированных затрат по рекуператору и топливу от температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационную трубу термической печи В четвертой главе приведены результаты численного исследования тепловой работы радиационной трубы термической печи, сравнительного анна-лиза эффективности работы печи с оптимальными параметрами и дана оценка целесообразности разработанной методики, алгоритма оптимизации тепловой работы радиационных труб термической печи. Обоснована технико-экономическая и экологическая эффективность предложенных технических решений.

Проведенные исследования влияния основных факторов на величину оптимальной температуры подогрева воздуха в рекуператоре, показали следующее: с повышением темперапуры уходящих газов I г из радиационной трубы, увеличиваются 1:"ош. , 1:" , ^ , г™*' (рис. 3, а); увеличение стоимости топлива Ст, времени работы печи И приводит к повышению , , 1:™* и к снижению I" (рис. 3, б, в); повышение стоимости рекуператора Ср и теплоты сгорания топлива 0НР вызывает снижение Соггг , ^ , 1:™* и повышение г" (рис.3,г,д).

700 750 800 850 900 950 10001050ii00°c 1200

2,6 3 3,4 3,8 ал 4,6 5 5,4 lû'tls 6,g С -м'год

с с

1 1,6 2,2 2,8 3,4 4 4,6 loVrofl 7 h—-

12 15 18 21 24 _ш3в, 33

20 22 24 26 28 30 32 34 мдж/н1 40

QÜ--

Рис. 3. Зависимости Сш , t? , t„ , t™

от tr,C„h, Ср, QHP

Исследование влияния температуры подогрева воздуха ^ на тепловой режим и технико-экономическую работу печи показали, что с повышением ^ снижаются расход топлива на нагрев металла Вр (рис. 4, а) и время нагрева металла в печи т (рис. 4, б); увеличиваются поверхность нагрева рекуператора Нр (рис. 4, а), термический коэффициент полезного действия печи т) (рис. 4, б),

тепловые потоки (2 „ , <2 „ , С> „ (рис. 4, в), температура ,1стХ,1ст (рис. 4, г).

10'V/c-

у ВРЖ) /

\ /

Hp=fï<) /

\ /

\ > /

\ и /

>< /

\

0,5

у

М" 0,42 0,38 . 0,34

оз

0,26

оаг

0.13 0,14 0,1

32 ■ % •

28,8 27,2 25,6 24 ■ 22,420,8 19д-17,616

V T=f(t:I) - /

\

\ / у

к / ч

> / \

/ / \

/

/

3

4

2,78 2,67 2,56 2,45 2,34 2,23 2,12 2,01 1,9

100 150 200 250 300 350 400 450 500 °с 600 t! —

100 150 200 250 300 350 400 450 500°с 600 t! ——

100 150 200 250 300 350 400 450 500 °с 600 € —-

Рис. 4. Зависимости! Вр, Нр, ^r^Q^Q^C)^, t<i>, > t^r от температуры подогрева воздуха t.

Для установления приемлемости разработанных методики, алгоритма и достоверности полученных зависимостей выполнен сравнительный анализ работы термической печи с радиационными трубами, установленной в термическом цехе ФГУП ОМО им. П. И. Баранова (г. Омск), с оптимальными

параметрами и параметрами, отличающимися от оптимальных. Результаты анализа: КПД термической печи с оптимальными параметрами г) = 28,3 %, температура подогрева воздуха 1вопт= 428 "С, а в печи с существующими параметрами т) = 16,8 %, 1^= 100 "С.

Оценка технико-экономической эффективности от внедрения предложенных разработок при модернизации указанной термической печи показала, что годовой чистый доход должен составить 162704,78 р.; срок окупаемости проекта один год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ состояния конструкции и эксплуатации термических печей с радиационными трубами. Дана оценка методам и техническим решениям по повышению эффективности работы термических печей.

Обоснована целесообразность постановки и решения задачи технико-экономической оптимизации работы термических печей с радиационными трубами, как одного из наиболее эффективных путей повышения энергосбережения и улучшения показателей работы указанных печей.

2. Разработана эффективная математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи для решения задачи оптимизации ее работы.

3. Разработана методика технико-экономической оптимизации рекуперации теплоты уходящих газов термических печей с радиационными трубами, учитывающая взаимосвязь теплотехнических, конструктивных, режимных параметров и экономических показателей их работы.

4. Разработаны алгоритм и программное обеспечение для определения оптимальной температуры подогрева воздуха Сопт, подаваемого для горения топлива в радиационных трубах термических печей. Они позволяют определять оптимальную температуру подогрева воздуха с учетом реального изменения условий эксплуатации термических печей в зависимости от конструкции печи, конструкции и стоимости рекуператора, времени их использования, стоимости и вида топлива.

5. На основе полученных разработок проведены исследования и определен характер влияния определяющих факторов на величину оптимальной температуры п одогрева воздуха.

6. Результаты исследований подтверждают целесообразность применения предложенных разработок: повышается термический КПД печей и снижается

удельный расход топлива на тепловую обработку изделий на 30 - 40 %, улучшаются показатели воздействия рассматриваемых печей на окружающую среду по сравнению с печами, работающими в настоящее время (количество оксидов азота, уменьшается в 1,2 раза, оксидов и диоксидов углерода - в 1,7 раза). Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предложенных разработок в Западной Сибири должен составить 6,5 млн. р.

Результаты работы приняты в ФГУП ОМО им. П. И. Баранова (г. Омск) при разработке проекта реконструкции термической печи с радиационными трубами.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1.Повышение эффективности работы печных агрегатов / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металла давлением. 2009. № 5. С. 35 - 39.

2. Комплексная оптимизация работы и конструкции нагревательных печей / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Промышленная энергетика. 2010. № í. С.42 - 47.

3.Резанов Е. М. Повышение эффективности работы термических печей / Е. М. Резанов// Омский научный вестник. 2010. N° 3(93). С. 144 - 148.

4. Определение оптимальной температуры подогрева воздуха, необходимого для горения топлива в печах с радиационными трубами / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Промышленная энергетика. 2011. №2. С. 35-38.

5. Резанов Е. М. Определение оптимальной степени рекуперации тепла дымовых газов нагревательных устройств / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов, И. JL Быструшкин // Сб. матер, всерос. науч.-техн. конф. / ЮжноУральский гос. ун-т. Челябинск, 2007. С. 110 — 112.

6. Резанов Е. М. Улучшение экологического состояния окружающей среды при работе высокотемпературных теплотехнологических установок / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов, И. JI. Журавлев // Сб. матер, всерос. науч.-техн. конф. / Южно-Уральский гос. ун-т. Челябинск, 2007. С. 112-114.

7. Резанов Е. М. Повышение тепловой эффективности и экономичности работы кузнечных нагревательных печей / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов, И. JI. Журавлев // Сб. матер, всерос. науч.-техн. конф. / ЮжноУральский гос. ун-т. Челябинск, 2007. С. 114 — 116.

8. Оптимизация использования низкопотенциальных тепловых отходов высокотемпературных теплотехнологических установок / Е. М. Резанов,

18

А. М. Парамонов и др. // Межвуз. темах, сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2008. С. 60 - 65.

9. Резанов Е. М. К вопросу повышения эффективности топливоиспо-льзования при работе нагревательных печей кузнечных и термических цехов / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов, Е. Н. Рыжкова // Сб. матер, всерос. науч.-техн. конф. / Южно-Уральский гос. ун-т. Челябинск, 2008. С. 68 - 70.

10. Повышение эффективности работы термических агрегатов / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов и др. // Сб. матер, всерос. науч.-техн. конф. / Южно-Уральский гос. ун-т. Челябинск, 2009. С. 120 - 123.

11. Повышение энергосбережения при работе высокотемпературных теплотехнологических установок / А. М. Парамонов, Е. М. Резановидр. // Сб. матер. II всерос. молодежной науч.-техн. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2009. Кн. 3. С. 71 - 75.

12. Оптимизация параметров и конструкции тепловых ограждений высокотемпературных теплотехнологических установок / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Сб. матер. II всерос. молодежной науч.-техн. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2009. Кн. 3. С. 75 - 78.

13. Повышение эффективности топливоиспользования при работе нагревательных печей термических цехов /Е. М. Резанов, А. М. Парамонов и др. // Сб. тр. XI всерос. студенческого науч.-техн. семинара / Томский политехи, ун-т. Томск, 2009. Т. 2. С. 182 - 186.

14. Повышение эффективности работы теплотехнологических установок и систем на предприятиях железнодорожного транспорта / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Сб. тр. всерос. науч.-практ. конф. /Ростовский гос. ун-т. путей сообщения. Ростов-на-Дону, 2009. Ч. 3. С. 324 - 326.

15. Пар амонов А. М. Повышение эффективности энергосбережения при работе нагревательных печей / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов, А. В. Кушнаренко // Известия Транссиба. 2010. № 4. с. 68 - 75.

16. К вопросу повышения энерготехнологической эффективности кузнечного производства / А. М. Парамонов, Е. М. Резановидр. // Матер, науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010. С. 129-134.

17. Пар амонов А. М. Повышение эффективности сжигания топлива в печных агрегатах с радиационными трубами / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов // Матер, междунар. науч.-практ. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2010. С. 139-142.

18. Повышение эффективности топлиЕоиспользования при эксплуатации теплотехнологических установок предприятий железнодорожного транспорта /

19

А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Матер, междунар. науч.-практ. конф. / Омский гос. техн. ун-т. Омск, 2010. С. 55 - 63.

19. К вопросу повышения эффективности работы печных агрегатов с радиационными трубами / Е. М. Резанов, А. М. Парамонов и др. // Матер, всерос. науч.-техн. конф. / Южно-Уральский гос. ун-т. Челябинск, 2010. С. 62-65.

20. К вопросу оптимизации параметров теплового режима и конструкции нагревательных печей / A.M. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Сб. науч. статей с междунар. участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2010.

Часть 3. С. 48 - 53.

21. Комплексный подход к решению проблемы энергосбережения при проектировании и реконструкции действующих нагревательных установок / А. М. Парамонов, Е. М. Резанов и др. // Матер, науч.-практ. конф. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2011. С. 44 - 48.

Типография ОмГУПСа, 2012. Тираж 100 экз. Заказ 251. 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35.

61 12-5/2741

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

«Омский государственный университет путей сообщения»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПЕЧЕЙ С РАДИАЦИОННЫМИ ТРУБАМИ НА ОСНОВЕ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛОТЫ УХОДЯЩИХ ГАЗОВ

Специальность 05.14.04 - «Промышленная теплоэнергетика»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

высшего профессионального образования

(ОмГУПС (ОмИИТ))

На правах рукописи

РЕЗАНОВ Евгений Михайлович

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент

Парамонов Александр Михайлович

Омск 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение..................................................................................... 5

1 Анализ методов и технических решений по повышению эффективности работы термических печей............................... 13

1.1 Развитие и совершенствование пламенных термических печей......... 13

1.2 Методы теплового и конструктивного расчета печей...................... 25

1.2.1 Основные принципы расчета и конструирования печей.................... 25

1.2.2 Методы расчета теплообмена в рабочем пространстве печей............ 30

1.3 Повышение тепловой эффективности и экономичности работы термических печей.................................................................. 35

1.3.1 Повышения эффективности использования топлива........................ 35

1.3.2 Оптимизация тепловой работы печей.......................................... 40

2 Методические основы исследования термических печей

на оптимальные показатели работы........................................ 49

2.1 Основные положения оптимизации работы нагревательных печей..... 49

2.2 Методические основы построения алгоритма расчета

оптимальных параметров......................................................... 63

3 Методика и алгоритм технико-экономической оптимизации параметров тепловой работы термических печей

с радиационными трубами.................................................... 71

3.1 Определение величины дисконтированных затрат при работе термических печей................................................................. 71

3.2 Математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи.................................................................. 75

3.3 Определение оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах

термических печей................................................................. 85

4 Анализ применения разработанного алгоритма

оптимизации тепловой работы термических печей с радиационными трубами...................................................................... 101

4.1 Результаты численного исследования тепловой работы радиационных труб термической печи........................................ 101

4.2 Сравнительная эффективность тепловой работы эксплуатируемого печного агрегата с оптимальными параметрами............................. 109

4.3 Оценка технико-экономического эффекта от использования разработок при модернизации термической печи............................ 115

4.3.1 Методика расчета экономической эффективности от внедрения разработок при модернизации термической печи.................................... 115

4.3.2 Результаты определения экономической эффективности

от внедрения разработок при модернизации термической печи......... 118

4.4 Оценка воздействия термических печей на окружающую среду

при работе с оптимальными технико-экономическими параметрами... 127

4.4.1 Методика расчета вредных выбросов в воздушную атмосферу........... 127

4.4.2 Результаты определения количества оксидов азота, серы и углерода, выбрасываемых в воздушную атмосферу с дымовыми газами........... 132

Основные выводы и результаты работы........................................... 138

Библиографический список............................................................. 140

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Акт передачи научно - технической продукции......................159

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Свидетельство о государственной регистрации

программы для ЭВМ............................................................................................160

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Типы радиационных труб..............................................................................161

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Конструкция ¿/-образной радиационной трубы....................162

ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Конструкция радиационного рекуператора..............................163

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Поперечный разрез толкательной термической печи с

радиационными трубами............................................................................164

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Продольный разрез толкательной термической печи с

радиационными трубами................................................................................165

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 Теплотехнический расчет радиационного рекуператора. 166

ВВЕДЕНИЕ

Развитие современной промышленности в значительной степени зависит от прогресса в технологии. Совершенствование технологических процессов определяет рост эффективности производства: повышение производительности труда, экономию материальных и энергетических ресурсов, а также качество продукции.

Наиболее важной проблемой, поставленной наукой и практикой, является проблема энергосбережения. Совершенствование существующих и внедрение новых технологий, с оптимальными энергетическими затратами на единицу продукции, проведение активной энергосберегающей политики в сфере промышленности и транспорта, является важнейшей задачей. Перевод экономики Российской Федерации на энергосберегающий путь развития обеспечивает уменьшение удельной энергоемкости национального продукта, сокращение затрат на использование топливно-энергетических ресурсов.

Политика в сфере энергосбережения имеет важнейшее значение для производств машиностроительной, металлургической, авиационной и других отраслей промышленности, основанных на теплотехнологии.

Важность решения проблемы энергосбережения усиливается из-за возможности большого резерва экономии топлива, теплоты, а также широкой возможности их практической реализации.

Решение проблемы создания энергосберегающих нагревательных установок и систем, при работе термических цехов, должно быть основано на одновременном решении задач создания материалосберегающих и экологически совершенных агрегатов.

Такая задача для своего плодотворного решения требует разработки и формирования эффективной методики, направленной на установление и выявление резервов снижения норм удельного расхода топливно-энергетических ресурсов, на разработку конкретных способов и технических средств наиболее полного использования этих резервов.

Пути достижения поставленной цели раскрываются при нахождении оптимального решения указанных задач. При этом основными направлениями являются: энергосберегающая технология, энергосберегающие тепловые схемы, энергосберегающее оборудование.

Основная задача в области повышения эффективности работы термических печей - это задача разработки, исследования и создания энергосберегающего оборудования для модернизации действующих и реализации новых безотходных и малоотходных теплотехнологических процессов и систем.

Плодотворность использования метода энергосбережения для повышения эффективности работы термических печей определяется прежде всего решением отраслевых проблем и основных заводских задач снижения затрат на выпускаемую продукцию, вредного воздействия на окружающую среду.

Актуальность темы.

Современные потребители продукции машиностроительной и других отраслей промышленности предъявляют повышенные требования к рациональному сочетанию ее долговечности и надежности работы, приемлемой стоимости. Термическая обработка изделий в нагревательных печах термических цехов способствует повышению их качества и срока службы. Развитие термического производства неразрывно связано с совершенствованием технологии и средств тепловой обработки металла.

В машиностроительной, авиационной промышленности для термообработки изделий широко применяют термические печи с радиационными трубами, в которых топливо сжигается внутри радиационных труб, благодаря чему исключается контакт продуктов сгорания с нагреваемой поверхностью металла. Это позволяет значительно уменьшить потери металла от окисления и обезуглероживания, повысить эффективность и качество термообработки изделий.

По сравнению с термическими печами, где для нагрева и тепловой обработки изделий используют электрообогрев, применение печей с радиационными трубами считается менее затратным и более выгодным вследствие прямого использования первичного топлива [1,2].

Применение печей указанного типа обусловлено их универсальностью, приемлемой для комплексной термической и химико-термической обработки металла.

В термических цехах потребление топлива, которое составляет до 19 % [3, 4] от общего его расхода на предприятии, характеризуется низким коэффициентом теплоиспользования. Это объясняется, прежде всего, низким техническим уровнем печей, обусловленного несовершенством тепловых схем, отсутствием или недостаточной утилизацией теплоты уходящих газов. Такая работа печей приводит к высоким значениям удельного расхода топлива на нагрев и термообработку металла. Долгосрочные прогнозы указывают на устойчивую тенденцию увеличения энергетической составляющей в себестоимости продукции термических цехов.

Проведенные обследования специализированными ведущими организациями (ОАО «Теплопроект», ООО «ВНИИПРОМГАЗ», МИСиС) и Омским государственным университетом путей сообщения (ОмГУПС) ряда предприятий машиностроительной промышленности показали, что в термических печах с радиационными трубами потери теплоты с уходящими газами составляют от 40 до 70 % общего расхода тепла на печь, термический коэффициент полезного действия (КПД) - от 8 до 17 % [1-6].

В связи с этим возникает задача значительного снижения удельного расхода топлива на нагрев и термообработку металла в указанных термических печах.

Актуальность разработки вопросов, связанных с повышением энерготехнологической эффективности указанных термических печей, отвечает Федеральному закону РФ № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в

отдельные законодательные акты Российской Федерации» от 23 ноября 2009 года.

Проблема повышения эффективности работы термических печей должна решаться посредством оптимизации их тепловой схемы, основных параметров схемы, конструкции отдельных ее элементов.

В этих условиях требуется разработка методов нахождения технических решений, обеспечивающих достижение максимального технико-экономического эффекта при наименьших затратах материальных средств. Этой задаче отвечают методы оптимизации печей. В настоящее время отсутствуют приемлемые для использования методы определения оптимальных параметров работы термических печей с радиационными трубами.

Цель диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является научное обоснование, разработка методики и алгоритма оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей, обеспечивающей снижение удельного расхода топлива и стоимости тепловой обработки изделий.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1) выполнен анализ существующих методов и технических решений по повышению эффективности работы термических печей;

2) разработана математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи;

3) разработана методика технико-экономической оптимизации рекуперации теплоты уходящих газов термических печей с радиационными трубами;

4) разработаны алгоритм и программное обеспечение для определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей;

5) проведены численные исследования тепловой работы радиационной трубы термической печи, дана оценка целесообразности и эффективности практического использования предложенных разработок.

Объектом исследования диссертационной работы являются термические печи с радиационными трубами.

Методы исследований.

В диссертационной работе использованы методы математического моделирования и численного решения оптимизационных задач, нелинейного программирования, современные методы технико-экономических расчетов.

Научная новизна.

Новизна научных результатов, полученных в диссертационной работе заключается в следующем:

1) предложены методические положения исследования термических печей с радиационными трубами для достижения оптимальных показателей их работы;

2) предложена эффективная математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи для решения задачи оптимизации ее работы;

3) разработана методика оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей;

4) разработан алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей.

Достоверность научных положений и выводов.

Достоверность результатов исследований базируется на строго доказанных фундаментальных положениях теплофизики, общей теории печей, математического моделирования.

Практическая ценность диссертации.

Созданные методика, алгоритм и программное обеспечение позволяют решить задачу повышения эффективности работы термических печей с радиационными трубами как при проектировании новых, так и реконструкции существующих печей. Они позволяют: облегчить труд проектировщика по определению и выбору оптимальных параметров работы термических печей; повысить термический коэффициент полезного действия печей; снизить удельный расход топлива на нагрев и термообработку металла; повысить экономичность работы термических печей.

Рекомендации по проектированию термических печей с радиационными трубами внедрены на заводе ФГУП ОМО им П. И. Баранова (г. Омск); разработанные методика и алгоритм расчета используются в учебном процессе кафедры «Теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «ОмГУПС».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Математическая модель тепловой работы радиационной трубы термической печи;

2. Методика технико-экономической оптимизации рекуперации теплоты уходящих газов термических печей;

3. Алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей;

4. Результаты исследований по оптимизации тепловой работы термической печи с радиационными трубами;

5. Результаты оценки технико-экономической эффективности и экологичности разработанных решений при модернизации термической печи с радиационными трубами.

Реализация результатов работы.

Результаты работы использованы при разработке проекта реконструкции термической печи с радиационными трубами в ФГУП ОМО им П.И. Баранова.

Фактическое использование материалов диссертационной работы подтверждено актом передачи научно-технической продукции (см. приложение 1).

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 11 конференциях: Всероссийских научно - технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы теплоэнергетики» (Челябинск, ЮУрГУ 2007, 2008, 2009, 2010 г.г.), II Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Передовые технологии» (Омск, ОмГТУ 2009 г.), XI Всероссийском научно-техническом семинаре «Энергетика: экология, надежность, безопасность» (Томск, ТПУ 2009 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт-2009» (Ростов-на-Дону, РГУПС 2009 г.), Международной научно-практической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплоэлектро-технологиях» (Омск, ОмГТУ 2010 г.), Международной научно-практической конференции «Энергоэффективность» (Омск, ОмГТУ 2010 г.), Научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии на ЗападноСибирской железной дороге» (Омск, ОмГУПС 2010 г.), Научно-практической конференции «Инновационные проекты и новые технологии для транспортного комплекса» (Омск, ОмГУПС 2011 г.).

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликована 21 печатная работа, в том числе четыре публикации - в изданиях, указанных в перечне ВАК, 14 - в материалах международных, всероссийских конференциях, получено свидетельство о государственной регистрации на разработанный программный продукт (см. приложение 2).

Личный вклад автора.

Личный вклад автора заключается в формировании основных предпосылок исследования, в разработке технических решений по повышению

11

эффективности работы термических печей, методики оптимизации тепловой работы радиационных труб термических печей, математической модели их тепловой работы, алгоритма определения оптимальной температуры подогрева воздуха, идущего для горения топлива в радиационных трубах термических печей, в проведении исследований для оценки технико-экономической эффективности и экологичности реализации предложенной разработки.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 154 наименований и приложений, содержит 158 страниц основного текста, 17 рисунков и девять таблиц.

1 АНАЛИЗ МЕТО�