автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Разработка эффективных конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок

На правах рукописи

о^е^у^.1

Петрикеева Наталья Александровна

003 1ВЗБВ0

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК

Специальность 05 23 03 - Теплоснабжение, вентиляция,

кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

п

1 ш?

Воронеж - 2007

003163660

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Сотпикова Опьга Анатольевна

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Попов Виктор Михайлович

кандидат технических наук Щедрина Галина Геннадьевна

Ведущая организация

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный технический университет

Защита диссертации состоится «21» февраля 2008 г в 15 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 033 02 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу 394006, г Воронеж, ул 20-летия Октября, 84, ауд 3220 Тел/факс (8-4732) 71-53-21

С диссертацией можно ознакомиться в бибчиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (ВГАСУ)

Автореферат разослан «/£Г»_января__2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических

наук, доцент

В А Козлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В условиях наблюдаемого и прогнозируемого роста цен на традиционные виды топлива, экономия вторичных топливно-энергетических ресурсов (ВЭР) в настоящее время особенно актуальна Разработка эффективных тепловых схем и технических решений глубокой утилизации теплоты ВЭР позволит повысить эффективность работы как теплогенерирующих установок в частности, так и систем теплоснабжения в целом

Основной составляющей тепловых потерь теплогенерирующих установок являются потери теплоты с продуктами сгорания величина которых колеблется в зависимости от вида сжигаемого топлива от 7 до 12 % Для их снижения представляется перспективным использование конденсационных теплообменников в которых конденсация водяных паров осуществляется из парогазовой среды продуктов сгорания при температуре, выше температуры точки росы В этом случае передачу теплоты можно проводить в два этапа (двухступенчато) удаление водяных паров из парогазовой среды при температуре, выше температуры точки росы (напорная ступень, в которой конденсация водяных паров происходит при избыточном давлении), и последующее глубокое охлаждение осушенных продуктов сгорания до температур, ниже температуры точки росы (безнапорная ступень, в которой происходит конвективный теплообмен при атмосферном давлении) Первая сгупень - конденсационный контур, а вторая ступень - поверхностный теплообменник Между первой и второй ступенями размещено дроссельное устройство, понижающее давление греющей среды до атмосферного

Это позволит не только повысить эффективность утилизации теплоты продуктов сгорания теплогенерирующих установок, но и свести коррозионные процессы к минимуму

В научной литературе приводится ряд уравнений полученных различными исследователями теоретическим путем или в результате обобщения опытных данных Однако, с одной стороны, зависимости, полученные теоретическим путем, из-за принятых в них ограничений и допущений не могут быть распространены на многочисленные конструкции теплообменных аппаратов С другой стороны, эмпирические уравнения, полученные в результате экспериментов нельзя использовать для расчета и проектирования по следующим причинам давление среды в исследованных теплообменниках устанавливалось примерно равным атмосферному, концентрация пара в исследованных смесях была выше, чем в продуктах сгорания, инертная среда в смесях отличалась по составу от среды в продуктах сгорания В связи с этим необходимы обобщение известного опыта проектирования и эксплуатации конденсационных теплообменников, а также разработка их новых эффективных конструкций и методики расчета

Разработка математической модели процесса конденсации водяных паров из продуктов сгорания в напорной ступени теплообменников позволит обосновать методику и алгоритм расчета параметров тепломассообмена при конденсации и конвекции

Интенсификация тепло - и массообменных процессов в двухступенчатых напорных теплообменниках способствует созданию компактных конструкций и повышению их эффективности, что обусловливает актуальность темы диссертационной работы

Существенный вклад в вопросы изучения процессов глубокого охлаждения парогазовой смеси, утилизации теплоты, конденсации и тепломассообмена внеспи ряд ученых и производственных коллективов А Г Амелин, Л Д Берман, Л С Бобе, В Т Буглаев, В И Гриценко, А Колборн, С С Кутателадзе, А И Леонтьев, Ю Н Панин, Е Сперроу, Д Сполдинг, В С Турбин Д А Франк - Каменецкий и др , Академия коммунального хозяйства им К Д Памфилова, Научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений, Российский государственный университет нефти и газа им И М Губкина, ЭНИН им Г М Кржижановского

Цель работы - разработка эффективных теплообменников, использующих теплоту конденсации водяного пара продуктов сгорания теплогене-рирующих установок

Задачи исследования

1 Разработать математическую модель процесса тепломассообмена, позволяющую выявить закономерности конденсации в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника для утилизации теплоты продуктов сгорания тсплогенерируюших установок

2 Получить аналитические решения математической модели для парогазовой среды продуктов сгорания теплогенерирующих установок с целью определения температуры конденсации водяных паров в напорной ступени, времени почной конденсации, а также массы сконденсированных водяных паров

3 С испопьзованием результатов математического моделирования разработать алгоритм расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок

4 На основе расчета по предложенному алгоритму разработать экспериментальную установку с целью проверки адекватности предложенной математической модели и полученных аналитических соотношений для определения параметров тепломассообмена реальным тепловым режимам работы двухступенчатых конденсационных теплообменников

5 Разработать методику теплового и гидравлического расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теппогенерирующих установок для утилизации теплоты продуктов сгорания

6 Выполнить обоснование экономической целесообразности и области применения двухступенчатых конденсационных теппообменников в тепловых схемах теплогенерируюших установок

Методы исследований Для решения поставленных задач использованы методы математической физики, статистического, математического и экономического анализа Все допущения в работе оговорены и обоснованы

Научная новизна

1 На основе уравнений энергии и теплового баланса разработана матемаш-ческая модель процесса тепломассообмена при конденсации в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника, которая позволяет рассчитывать температуру и время полной конденсации водяных паров, а также массу сконденсированных водяных паров

2 Решением математической модели получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать параметры теплоотдачи при конденсации и конвекции в двухступенчатых конденсационных теплообменниках тепло-генерирующих установок

3 С учетом результатов математического моделирования и экспериментальных данных разработана методика расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников, позволяющая определять их конструктивные и гидравлические параметры, а также рассчитывать процессы утилизации теплоты парогазовой среды продуктов сгорания

4 Определена и обоснована область применения двухступенчатых конденсационных теплообменников для утилизации теплоты продуктов сгорания в тепловых схемах теплогенерирующих установок

Составляющие научной новизны являются положениями, выносимыми на защиту

Практическая значимость работы заключается в разработке вариантов новых конструктивных решений и методики расчета двучшупенчатых конденсационных теплообменников для повышения эффективности использования вторичных топливно-энергетических ресурсов

Методика расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников и обоснования технико-экономической эффективности их использования в тепловых схемах теплогенерирующих установок внедрена в строительно-монтажной организации ООО «Техноэнертмонтажник» г Воронеж

Результаты диссертации используются в учебном процессе студентов при изучении дисциплин «Теплотехника», «Теплогенерирующие установки», «Охрана воздушного бассейна», а также при дипломном проектировании на факультете инженерных систем и сооружений Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Апробация работы Основные положения диссертационной работы доложены в 2002 - 2007 г г на ежегодных научных конференциях и семинарах в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете

Публикации По материалам исследований опубликовано 8 научных работ общим объемом 80 страниц Из них лично автору принадлежит 62 страницы Статьи [1, 2, 3] опубликованы в изданиях, приведенных в перечне ВАК РФ В статье [1], опубликованной в Вестнике Воронежского государственного технического университета, приведена разработка математической модели процессов тепломассообмена при конденсации В статье [2], опубликованной в Известиях Тульского государственного университета, изложено внедрение научных результатов в конструкцию двухступенчатого конденсационного теплообменника-утилизатора, схема компоновки его с теплогене-рирующей установкой и математическая модель процесса тепломассообмена В статье [3], опубликованной в Известиях Тульского государственного университета, рассмотрен механизм процесса тепломассообмена в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов Диссертация изложена на 152 страницах, в том числе 105 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 12 таблиц, библиографический список литературы из 109 наименований, 1 приложение

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, методы и\ решения, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту

В первой главе выполнен обзор литературы по теме диссертации, который позволил сделать вывод о необходимости обобщения известного опыта проектирования и эксплуатации конденсационных теплообменников для утилизации теплоты продуктов сгорания, а также разработки новых эффективных конструкций Вопросы, связанные с расчетом и конструированием теплообменных поверхностей таких устройств, к настоящему времени изучены недостаточно в связи с особенностями процесса охлаждения продуктов сгорания топлива до температуры, ниже температуры точки росы при избыточном давлении

В работе выполнен анализ известных конструкций теплообменных устройств, выявлены их достоинства и недостатки На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи настоящего исследования

Во второй главе представлено математическое моделирование тепловых процессов при конденсации в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника (при избыточном давлении).

При движении парогазовой среды вдоль вертикально расположенной пластины, поверхность конденсации представляет собой плоскость 2=0 (рис. и

Рисунок I - Общий вид труб с перфорированными пластинами

В основу математической модели положены уравнения энергии и теплового баланса, учитывающие нестационарные изменения температуры и скорость струй. Определим время т0, в течение которого парогазовая масса, отнесенная к единице поверхности F зон конденсации, полностью сконденсируется (конденсат является практически квазигомогенной смесью).

Решение задачи получено при граничных условиях третьего рода, учитывающих теплоотдачу на границе соприкосновения пленки конденсата и объема парогазовой среды. Кроме того, в граничных условиях учитывается термическое сопротивление пленки конденсата. Решение проводилось при усредненных теплофизических параметрах системы. Приводя его к безразмерному виду применительно к поставленной задаче, получим

é> = I - 111 + ——¿-- ехр (с 1 1 Fo )>rfc {¿ / VTb ) +

2 1 - с /(го x \u )

1+-—-i--—, exp(F0x.\V->r/r(.\«Vfo)] , (i)

1 - С l(r O x \¡i) I

где Q-— - безразмерная температура, отнесенная к температуре кон-

денсации tc [0 = £.

I

- критерий Фурье, = критерий Нуссельта,

/

= - безразмерная координата X, отнесенная к высоте пластины L0,

' L

erfc (U) - интеграл (функция) ошибок аргумента U, eifc (U)= 1 - erf (U), L0 - высота пластины, на которой происходит конденсация

Полная конденсация водяных паров заканчивается при значениях £ = I и постоянной температуре подставляя которые в решение, получим

уравнение для опредепения критерия Ро, характеризующего законченный процесс конденсации массы М водяных паров из парогазовой среды

Уравнение (2) является трансцендентным относительно критерия Го, его решение найдем графоаналитическим методом откуда определяется время конденсации массы водяных паров

Рассмотренная модель позволяет проводить расчеты при заданных граничных условиях третьего рода

Зная мощность источника конденсации и массу сконденсированных водяных паров можно рассмотреть еще одну математическую модель процесса теплообмена при конденсации Решение с учетом поправок имеет вид

Foxl2

г =

а

# = —¿¿=[1-0 91(i/4/-о) + 0 32(i/4/о/ -0 0-Ц£/4/-о) ] (4)

\!nFo

В рассмотренных моделях изменение температурных полей мало чувствительно к изменению массы сконденсированных водяных паров, так как этот параметр входит в решение в виде коэффициента - _ м - доли скон-

Мг

денсированных водяных паров

Данное обстоятельство является допущением, так как при интегрировании масса сконденсированных паров является постоянной и учитывается только как термическое сопротивление стенки при механизме теплопроводности ЕШ 1Лехр (-—) Ср V ла 4ат

Принимая, как и выше, £ = 1 и 0 = 1, решим уравнение (4) графоаналитическим методом относительно критерия Р0, получив при этом уравнение, аналогичное (3) Решение поставленной задачи позволит с учетом расчетных данных по первым двум моделям (температуры и времени конденсации) рассчитать массу сконденсированных паров и степень сухости остаточных газов (1-х)

с!т (5)

-А — = а(г, -х = 0,т > О дх

При приведении зависимости к безразмерному виду, получаем

Х{Р-у) п-т

= в = —, у-[ах = тЫи^Ро, Р^аг ^пЫи^Ёо,

ух =

и.

^ = тКи^, ату1 = т^оМи2, (6)

рх = п^Ыи, афг = пРоМи

Мс'аа^А мг

= х>

где Мконд=_, Мг= М/г0- соответственно массовые скорости водяных паров и парогазовой среды, кг/(м2»с)

Таким образом, при рассмотрении математических моделей получено, что температурное поле внутри напорной ступени (при избыточном давлении) зависит от изменения критериев Ыи и Ро и параметра х. Математические модели получены при условии полной конденсации массы водяных паров за время X в объеме конденсационной ступени.

В третьей главе представлены экспериментальные исследования двухступенчатого конденсационного теплообменника. Показана и подтверждена высокая тепловая эффективность теплообменников, в которых реализуются как конденсационные процессы, так и конвекция. Для интенсификации процессов тепло - и массообмена конденсационного теплообменника предложено использовать в напорной ступени струйное обтекание поверхностей нагрева, а также использовать эффект удара струй о поверхность, расположенную нормально струям.

Передачу теплоты проводим в два этапа (двухступенчато): удаление водяных паров из парогазовой среды при температуре, выше температуры точки росы, и последующее глубокое охлаждение осушенных продуктов сгорания до температур, ниже температуры точки росы. Первая ступень - конденсационный контур, а вторая ступень - поверхностный теплообменник. Между первой и второй ступенями размещено дроссельное устройство, понижающее давление греющей среды до атмосферного.

Опытная установка (рис.2) включает в себя компрессор с максимальной подачей 0,1 м3/с и давлением нагнетания 200 кПа, трубчатую электрическую печь, теплообменник, изготовленный из стали, высотой 1100 мм и

внутренним сечением 130x1000 мм. Целью проводимых экспериментов является оценка адекватности рассмотренных математических моделей и данных, полученных при собственных экспериментальных исследованиях, реальным условиям конденсации, а также исследованиям других авторов.

Рисунок 2 - Стенд для испытания двухступенчатого конденсационного теплообменника

При построении плана эксперимента рассматриваются режимные параметры теплообменника, оказывающие наиболее сильное влияние на целевую функцию.

В качестве плана эксперимента выбран ПФЭ 23. Матрица планирования эксперимента представляет собой полный факторный эксперимент. Кроме того, проводился анализ резко отклоняющихся экспериментальных дан-

ных с помощью статистических критериев Стьюдента (I), Фишера (Р), Гохре-на (О) и г - критерия

Точность замеров лежит в пределах доверительного интервала 0,9, то есть замеры выполнялись с погрешностью не более 10 % Опыты проводились как в нестационарных условиях, так и в установившемся режиме

На рис 3 и рис 4 представлены полученные экспериментальные кривые, отражающие интенсивность теплообмена в конденсационной ступени теплообменника Из графика (рис 3) следует, что с увеличением давления скрытая теплота конденсации падает Результаты графической интерпретации удовлетворительно аппроксимируются экспоненциальной зависимостью г = 2307,9ехр(-0,023Р) при Р<2 10"3 кПа

Рисунок 3 - Зависимость скрытой теплоты конденсации от давления среды в напорной ступени

кПа

/

А

/ г

А

* /

0,1 0 2 0 3 0, кВт

На рис 4 наблюдается практически линейная зависимость изменения количества сконденсированных паров от подводимого теплового потока В экспериментальной установке конденсируется 0,8 - 3,4 кг/ч водяных паров

Рисунок 4 - Зависимость количества сконденсированных водяных паров от подводимой теплоты

В четвертой главе представлена методика расчета тепловых процессов в двухступенчатом конденсационном теплообменнике В разделе приведены также разработки методик расчета параметров греющей среды при ее дросселировании на входе в безнапорную ступень, что позволяет рассчитать дроссельное устройство и подобрать марку компрессора и дымососа

На рис 5 представлен вариант новой конструкции двухступенчатого конденсационного теплообменника и его элементов

Теплообменная поверхность включает тепловые трубы 1, причем каждый ряд труб объединен перфорированными проставками-ребрами 2 Отверстия формируют струи, а во второй ряд происходит удар струй, интенсифицирующих тепло - и массообмен

Рисунок 5 - Конструкция двухступенчатого конденсационного теплообменника

А - конденсационная напорная ступень, Б - безнапорная ступень, 1 - тепловые трубы, 2 - перфорированные проставки, 3 - дроссельное устройство, 4 - биметаллические тепловые трубы, 5 - кольцевые ребра, б - коллектор, 7 - система орошения, 8 - циркуляционный насос для перекачки орошающей жидкости-абсорбента, 9 - сетка, 10 - дренажный трубопровод

Так как давление греющей среды в теплообменнике, поддерживающееся с помощью компрессора, примерно 0,2 МПа, то на поверхностях нагрева тепловых труб и проставок происходит конденсация водяных паров из парогазовой среды при температуре, которая выше температуры точки росы (около 130°С)

Охлажденный газ дросселируется, давление его снижается до атмосферного, после чего он подается на вторую ступень, в которой окончательно утилизируется низкотемпературная теплота Вторая ступень может быть как орошаемой, так и не орошаемой

Для исключения коррозии на поверхностях нагрева орошаемой второй ступени теплообменника, использованы биметаллические тепловые трубы, стойкие к коррозии Методика расчета двухступенчатого конденсационного теплообменника теплогенерирующей установки разработана с учетом результатов собственного математического моделирования и известных эмпирических зависимостей

В качестве исходных данных должны быть заданы параметры продуктов сгорания на выходе из котельного агрегата, которые являются входными параметрами для конденсационного теплообменника расход и температура греющей среды Тепловой расчет каждой из ступеней проводится раздельно

Для напорной ступени предусматривается расчет коэффициента теплоотдачи при конденсации водяных паров из парогазовой среды

«"""',= а + —)а ," > (?)

м««1 кпш' у ! ' мжО

где£0- высота одной перфорированной пластины, ¿„м„ - суммарная высота всех пластин (принимается с последующим уточнением)

Затем определяются время полной конденсации и масса сконденсированных водяных паров по графику зависимости У от ¥о, построенному по нескольким значениям критерия Фурье

,[1-0 91(1 / 4Го) + 0 32(1 /4/-о)" -0 04(1/4Го) ]>

у/яРЪ

У -1

После этого производится тепловой расчет зоны конденсации

а„ =?>£„(/'-/")+&„„„, (9)

где Оми(,- дополнительная теплота конденсации, получаемая в напорной ступени

£?„„„„='( 1 - А)С..........(10)

Рассчитав температурный напор при конденсации и коэффициент теплоотдачи напорной ступени с учетом конвективной и конденсационной составляющих по стандартной методике находим площадь поверхности конденсации

Н. (П)

а Д<„ „,

Далее проводится конструктивный расчет зоны конденсации напорной ст\ пени С этой целью по паспортным данным или в результате непосредственных замеров определяются площадь поверхности нагрева //'одного погонного метра биметаллической трубы и ее живое сечение /' Диаметр трубы принимается в расчетах Определяются число труб напорной ступени, площадь живого сечения для прохода греющей среды, число труб поперек газохода и число рядов труб секции

В зоне теплоотвода напорной ступени утилизируется тепловой поток <2М1„()1 и теплота отводится с помощью тепловых труб

В зависимости от температурного интервала греющей среды подбирается промежуточный теплоноситель тепловых труб, рассчитываются поверхность нагрева и высота тепловых труб

Дросселированию предшествует процесс сжатия греющей среды в компрессоре При этом температура греющей среды увеличивается Для ее определения воспользуемся зависимостью

Т^тАу (12)

м

Работа сжатия в компрессоре рассчитывается по формуле

/1-1

р 'JzL

'Г"1

в, ИЗ)

По работе сжатия, расходу среды и выходным параметрам подбирается тип компрессора

Для экономичной работы теплообменника давление за компрессором подбирается не очень высоким Р = 0,2 - 0,25 МПа, что позволяет конденсировать водяные пары при температуре 150 - 180°С, то есть выше температуры точки росы

Расчет низкотемпературной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника проводится по известной методике В дополнение к ней уточняется зависимость для определения объема водяных паров в дымовых газах и выполняется расчет теплового баланса безнапорной ступени на основе изменения энтальпий

О =0 -О (14)

где индексы он пап - соответственно означают безнапорная и напорная ступени теплообменника

Обработка опытно-статистических данных изменения энтальпии в зависимости от температуры уходящих газов за безнапорной ступенью двухступенчатого теплообменника показала, что эти ветчины связаны эмпирическим соотношением

Д/- 448,1 + 6,5/-0 2г.кПж/кг (15)

Зависимость (15) позволяет рассчитать температуру уходящих газов при известной энтальпии либо, наоборот, энтальпию, если известна температура на выходе из ступени ^ = 150' -180"С а,, = 1 35-1 45

Общее гидравлическое сопротивление двухступенчатого конденсационного теплообменника складывается из сопротивлений напорной и безнапорной ступеней Гидравлическое сопротивление напорной ступени сосюит из сопротивлений теплообменной поверхности, продуваемой греющей средой, и дроссельного устройства Гидравлическое сопротивление безнапорной ступени включает участки входа газов в устройство, прохода газов через теп-лообменную поверхность, поворот газов на 90°, углового каилеуловителя

При использовании струйных поверхностей нагрева проводились стендовые испытания перфорированной панели, которая помещалась в аэродинамическую трубу Панель продувалась воздухом Результаты эксперимента аппроксимируются следующей зависимостью

Ей = 3,5 - 0,342 !п Яе, (16)

где ¡ги _ лР - критерий Эйлера РГ

В пятой главе представлена методика расчета эффективности применения конденсационных теплообменников в тепловых схемах ТГУ

Экономическую эффективность двухступенчатых конденсационных теплообменников тегтлогенерирующих установок можно оценить по формуле Э = [ДВр т '„,-(ЛЬ - ЕАК)] / а', 0 7)

где ДВ - часовая экономия топлива от применения двухступенчатого

теплообменника по сравнению с базовым вариантом, а' - коэффициент дисконтирования в I - ом юду, т м- число часов работы теплогенерирующей установки за год

За базовый вариант принимается вариант котельной при отсутствии системы утилизации тепчоты

Экономия топлива может быть оценена по стедуюшей формуле

Дй =^(1-2-), (18)

' £>,' п »7

где 1} 11 -соответственно коэффициент полезного действия (брутто) котлов при наличии двухступенчатого конденсационного теплообменника и коэффициент полезного действия котлов базового варианта, определяемые по эмпирическим зависимостям для паровых и водогрейных котлов малой или средней тепловой мощности, работающих на жидком или газообразном топливе

Расчет проводился при устовии равномерного вклада затрат по годам и одинаковых отчислений банковских процентов по инвестициям Рентабель-

ность внедрения конденсационного теплообменника становится положительно - минимальной уже при

г ЛА (19)

Разработаны и обоснованы два варианта тепловых схем теплогенери-рующих установок с двухступенчатыми конденсационными теплообменниками, утилизирующими теплогу продуктов сгорания

В первом варианте в безнапорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника нагревается вода для системы химводоподготовки расход воды соответствует расходу подпиточной воды (в водогрейных котлах) или расходу питательной воды (в паровых котлах), температура воды на входе в безнапорную ступень теплообменника равна 10 - 15 °С, на выходе-25 - 30 °С В напорной ступени происходит нагрев воды для горячего водоснабжения Так например для отопительной котельной с двумя паровыми котлами марки ДЕ-4-14ГМ экономический эффект при внедрении данного варианта составит 460 тыс руб при сроке окупаемости 4,2 года

Во втором варианте в безнапорной ступени теплообменника нагревается вода для системы горячего водоснабжения до температуры 25 - 30 °С с последующим догревом в напорной ступени до 60 -65 °С Экономический эффект при внедрении данного варианта в отопительной котельной с двумя паровыми котлами марки ДЕ-4-14ГМ составит 670 тыс руб при сроке окупаемости 3,6 года

Аналогично второму варианту возможен нагрев сетевой воды в обеих ступенях теплообменника с последующим догревом ее в котле

В диссертационной работе выполнен технико-экономический расчет двухступенчатого конденсационного теплообменника, показан годовой экономический эффект и срок окупаемости при его внедрении

ВЫВОДЫ

1 Разработана математическая модель процессов тепломассообмена на основе уравнений энергии и теплового баланса, решаемых при граничных условиях третьего рода, позволяющая выявить закономерности конденсации в напорной ступени двухступенчатых конденсационных теплообменников для утилизации теплоты продуктов сгорания тепло-генерирующих установок

2 Решением математической модели получены аналитические зависимости для парогазовой среды продуктов сгорания теплогенерируюших установок, позволяющие определять температуру конденсации водяных паров в напорной ступени, время полной конденсации, а также массу сконденсированных водяных паров

3 С использованием результатов математического моделирования разработан алгоритм расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерируюших установок, позволяющий рассчитывать параметры теплоотдачи коэффициент теплоотдачи при конденсации, общий коэффициент теплоотдачи, утилизируемый тепловой поток

4 На разработанной автором экспериментальной установке проведены исследования, подтвердившие адекватность предложенной математической модели и полученных аналитических соотношений для определения параметров тепломассообмена

Эксперименты показали высокую тепловую эффективность теплообменника, работающего в конденсационном цикле, с одновременным повышением степени очистки продуктов сгорания и снижением интенсивности коррозионных процессов

5 Разработана методика теплового и гидравлического расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок для утилизации теплоты продуктов сгорания, использующая основные результаты моделирования и предложенные аналитические соотношения, определяющие параметры тепломассообмена

6 Выполнено обоснование экономической целесообразности и области применения двухступенчатых конденсационных теплообменников в тепловых схемах теплогенерирующих установок

С испочьзованием результатов математического моделирования разработаны конструктивные элементы и параметры конденсационных теплообменников, а также схемы их использования в теплогенерирующих >становках

7 По результатам исследования разработан двухступенчатый конденсационный теплообменник для утилизации теплоты продуктов сгорания, который внедрен строительно-монтажной организацией ООО «Техно-энергомонтажник» г Воронеж в отопительной котельной с Каширское за котлом марки ДЕ-4-14ГМ

Повышение коэффициента полезного действия теплогенерирующих %становок за счет утилизации теплоты продуктов сгорания составило 4 %

Основные результаты диссертации отражены в работах.

Петрикеева H А Разработка математической модели тепломассообмена в напорных теплоутилизаторах [Текст] /ВС Турбин, О А Сотникова, H А Петрикеева // Вестник Воронежского государственного технического университета 2005 - Том 1 №6 с 74-82 Лично автора 2 с Петрикеева H А Управление процессами тепло - и массообмена в напорных экономайзерах котельных агрегатов [7екст]/ВС Турбин, О А Сотникова, H А Петрикеева // Известия Тульского государственного университета Сер «Строительство, архитектура и реставрация» 2006-Вып №9 с269 -275 Лично автора 3 с

Петрикеева H А Математическое моделирование процесса управления тепловыми потоками в напорных утилизаторах теплогенерирующих установок [Текст] / В С Турбин, О А Сотникова, H А Петрикеева // Известия Тульского государственного университета Сер «Строительство, архитектура и реставрация» 2006 - Вып №9

с 275-281 Лично автора 3 с Петрикеева H А Математическая модель процессов конденсации водяных паров на теплообменных поверхностях [Текст] /НА Петрикеева, В С Турбин, О А Сотникова // Известия Тульского государственного университета Сер «Строительство, архитектура и реставрация» 2006 -Вып №10 с 159 -163 Лично автора 3 с

Петрикеева H А Методика технико-экономическою обоснования схем теплогенерирующих установок с напорными теплоутилизаторами [Текст] / ВС Турбин, H А Петрикеева//Вестник Воронежского rocv-дарственного технического университета 2006 - Том 1 №7 с 120-122 Лично автора 1с

Петрикеева H А Моделирование процессов управления тепловыми потоками в напорных теплоутилизаторах 1 ГУ [Текст] /ВС Турбин, О А Сотникова, H А Петрикеева // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного >ниверситета Сер «Инженерные системы зданий и сооружений» 2005 - Вып №1 с 41-46 Лично автора 3 с

Петрикеева H А Анализ процессов тепломассообмена и конструктивных особенностей напорных теплообменных устройств, работающих в юнденсационном цикле [Текст] /НА Петрикеева Воронеж гос арх -строит ун-т - Воронеж, 2006 -35с Библиогр 74 назв Деп в ВИНИТИ 04 12 2006 №1488 - В2006

Петрикеева H А Математическое моделирование тепловых процессов в напорном теплоутилизаторе [Текст] / H А Петрикеева, Воронеж гос арх - строит ун-т - Воронеж, 2006 -18 с Библиогр Пназв Деп в ВИНИТИ 04 12 2006 №1489 - В2006

Петрпкеева Наталья Александровна

РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНЫХ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ГЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук 05 23 03-Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Подписано в печать 5 01 2008 Формат 60x84 1/16 Уч-изд л 1,3 Уел-печ л 1,4 Бумага писчая Тираж 100 экз Заказ№ 12

Отпечатано отдел оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006 Воронеж, 20-летия Октября, 84

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

В КОНДЕНСАЦИОННЫХ ТЕПЛООБМЕННИКАХ.

1.1 Конструктивные особенности конденсационных телообменных устройств.

1.2 Теоретические и экспериментальные исследования тепло - и массообмена при конденсации пара из парогазовой смеси.

1.3 Анализ границ возможного применения аналогии процессов тепло - и массообмена при изучении конденсации пара из парогазовой смеси.

1.4 Процессы коррозии теплообменных поверхностей в конденсационных теплообменниках

1.5 Выводы и постановка задачи исследований.

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ДВУХСТУПЕНЧАТОМ КОНДЕНСАЦИОННОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ

2.1 Общая характеристика процессов.

2.2 Математическое моделирование процессов тепломассообмена в напорной ступени теплообменника.

2.3 Определение параметров процесса конденсации в напорной ступени теплообменника.

2.4 Определение конденсационной составляющей теплообмена.

2.5 Математическое моделирование процессов тепломассообмена в безнапорной ступени теплообменника.

2.6 Выводы по второй главе.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОМАССОБМЕНА В ДВУХСТУПЕНЧАТОМ КОНДЕНСАЦИОННОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ.

3.1 Разработка схемы проведения эксперимента.

3.2 Приборное обеспечение экспериментальных исследований.

3.3 Планирование эксперимента для определения режимных параметров конденсационного теплообменника.

3.4 Оценка погрешности определения экспериментальных данных.

3.5 Методика обработки экспериментальных данных и обсуждение полученных результатов.

3.5.1 Исследование теплоотдачи в напорной ступени теплообменника.

3.5.2 Теплообмен в безнапорной ступени теплообменника.

3.5.3 Исследование гидравлического сопротивления двухступенчатого конденсационного теплообменника.

3.6 Выводы по третьей главе.

4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ДВУХСТУПЕНЧАТОГО КОНДЕНСАЦИОННОГО ТЕПЛООБМЕННИКА ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКИ.

4.1 Разработка варианта конструкции напорной ступени теплообменника.

4.2 Методика теплового расчета напорной ступени.

4.2.1 Методика расчета параметров греющей среды.

4.2.2 Расчет времени конденсации и массы сконденсированных водяных паров.

4.2.3 Тепловой расчет напорной ступени.

4.3 Методика конструктивного расчета напорной ступени.

4.4 Методика конструктивного расчета зоны теплоотвода напорной ступени.

4.5 Расчет параметров греющей среды при ее дросселировании на входе в безнапорную ступень теплообменника.

4.6 Расчет безнапорной ступени теплообменника.

4.7 Расчет гидравлического сопротивления конденсационного теплообменника.

4.8 Выводы по четвертой главе.

5 РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ ТГУ.

5.1 Методика расчета эффективности применения конденсационных теплообменников в тепловых схемах ТГУ.

5.2 Варианты тепловых схем ТГУ с двухступенчатыми теплообменниками и расчет эффективности их использования.

5.3 Выводы по пятой главе.

Актуальность темы. В условиях наблюдаемого и прогнозируемого роста цен на традиционные виды топлива, экономия вторичных топливно-энергетических ресурсов (ВЭР) в настоящее время особенно актуальна. Разработка эффективных тепловых схем и технических решений глубокой утилизации теплоты ВЭР позволит повысить эффективность работы как тепло-генерирующих установок в частности, так и систем теплоснабжения в целом.

Основной составляющей тепловых потерь теплогенерирующих установок являются потери теплоты с продуктами сгорания, величина которых колеблется в зависимости от вида сжигаемого топлива от 7 до 12 %. Для их снижения представляется перспективным использование конденсационных теплообменников, в которых конденсация водяных паров осуществляется из парогазовой среды продуктов сгорания при температуре, выше температуры точки росы. В этом случае передачу теплоты можно проводить в два этапа (двухступенчато): удаление водяных паров из парогазовой среды при температуре, выше температуры точки росы, и последующее глубокое охлаждение осушенных продуктов сгорания до температур, ниже температуры точки росы. Это позволит не только повысить эффективность утилизации теплоты парогазовой среды продуктов сгорания теплогенерирующих установок, но и свести коррозионные процессы к минимуму.

В связи с этим необходимы обобщение известного опыта проектирования и эксплуатации конденсационных теплообменников, а также разработка их новых эффективных конструкций и методики расчета. В настоящее время наиболее сложными и наименее изученными являются параметры и характеристики пускового периода эксплуатации таких теплообменников, для которого характерны нестационарные тепловые потоки, определяющие нестационарные температурные поля. Разработка математической модели процесса конденсации водяных паров из продуктов сгорания в напорной ступени теплообменников позволит обосновать методику и алгоритм расчета параметров конденсационного и сухого конвективного теплообмена.

10

Процессы конвективного теплообмена и конденсации в напорных ступенях конденсационных теплообменников можно значительно интенсифицировать, если использовать струйное обтекание поверхностей нагрева, расположенных нормально потоку.

Интенсификация тепло - и массообменных процессов в двухступенчатых напорных теплообменниках способствует созданию компактных конст-рукциий и повышению их эффективности, что обусловливает актуальность темы диссертационной работы.

Данная работа выполнялась в соответствии с целевой программой ГКНТ и ГОССТРОЯ России, а также с межвузовскими программами «Строительство» по научному направлению: «Разработка систем теплогазоснабже-ния с целью экономии ТЭР и защиты окружающей среды от тепловых и вредных газообразных выбросов энергетических установок».

Целью диссертационной работы является разработка эффективных теплообменников, использующих теплоту конденсации водяного пара продуктов сгорания теплогенерирующих установок.

В соответствии с поставленной целью задачами исследования являются:

1. Разработать математическую модель процесса тепломассообмена, позволяющую выявить закономерности конденсации в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника для утилизации теплоты продуктов сгорания теплогенерирующих установок.

2. Получить аналитические решения математической модели для парогазовой среды продуктов сгорания теплогенерирующих установок с целью определения температуры конденсации водяных паров в напорной ступени, времени полной конденсации, а также массы сконденсированных водяных паров.

3. С использованием результатов математического моделирования разработать алгоритм расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок.

11

4. На основе расчета по предложенному алгоритму разработать экспериментальную установку с целью проверки адекватности предложенной математической модели и полученных аналитических соотношений для определения параметров тепломассообмена реальным тепловым режимам работы двухступенчатых конденсационных теплообменников.

5. Разработать методику теплового и гидравлического расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок для утилизации теплоты продуктов сгорания.

6. Выполнить обоснование экономической целесообразности и области применения двухступенчатых конденсационных теплообменников в тепловых схемах теплогенерирующих установок.

Научная новизна заключается в следующем:

- на основе уравнений энергии и теплового баланса разработана математическая модель процесса тепломассообмена при конденсации в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника, которая позволяет рассчитывать температуру и время полной конденсации водяных паров, а также массу сконденсированных водяных паров;

- решением математической модели получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать параметры теплоотдачи при конденсации и конвекции в двухступенчатых конденсационных теплообменниках теплогенерирующих установок;

- с учетом результатов математического моделирования и экспериментальных данных разработана методика расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников, позволяющая определять их конструктивные и гидравлические параметры, а также рассчитывать процессы утилизации теплоты парогазовой среды продуктов сгорания;

- определена и обоснована область применения двухступенчатых конденсационных теплообменников для утилизации теплоты продуктов сгорания в тепловых схемах теплогенерирующих установок.

12

На защиту выносятся положения, составляющие научную новизну.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждена следующими положениями:

- применением фундаментальных тепло - и массообменных законов для парогазовых сред, подтвержденных статистической теорией и экспериментом;

- соответствием результатов исследований, проводимых другими исследователями, и собственного лабораторного эксперимента, выполненного с использованием современных приборов, методов испытаний и применением теории планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных;

- одновременным использованием нескольких методов исследований, позволяющих всесторонне изучать процессы и явления, положенные в основу предлагаемых решений.

Практическое значение работы заключается в разработке вариантов новых конструктивных решений и методики расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников для повышения эффективности использования вторичных топливно-энергетических ресурсов.

Методика расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников и обоснования технико-экономической эффективности их использования в тепловых схемах теплогенерирующих установок внедрена в строительно-монтажной организации ООО «Техноэнергомонтажник» г. Воронеж.

Результаты диссертации используются в учебном процессе студентов при изучении дисциплин «Теплотехника», «Тепломассообмен», «Теплогене-рирующие установки», «Охрана воздушного бассейна», а также при дипломном проектировании на факультете инженерных систем и сооружений Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

13

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены в 2002 2007 г.г. на ежегодных научных конференциях и семинарах в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 научных работ общим объемом 80 страниц. Из них лично автору принадлежит 62 страницы. Статьи [1, 2, 3] опубликованы в изданиях, приведенных в перечне ВАК РФ. В статье [1], опубликованной в Вестнике Воронежского государственного технического университета, приведена разработка математической модели процессов тепломассообмена при конденсации. В статье [2], опубликованной в Известиях Тульского государственного университета, изложено внедрение научных результатов конструкцию двухступенчатого конденсационного теплообменника-утилизатора, схема компоновки его с теплогенери-рующей установкой и математическая модель процесса тепломассообмена. В статье [3], опубликованной в Известиях Тульского государственного университета, рассмотрен механизм процесса тепломассообмена в напорной ступени двухступенчатого конденсационного теплообменника.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов. Диссертация изложена на 152 страницах, в том числе 105 страниц машинописного текста, 26 рисунков, 12 таблиц, библиографический список литературы из 109 наименований, 1 приложение.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработана математическая модель процессов тепломассообмена на основе уравнений энергии и теплового баланса, решаемых при граничных условиях третьего рода, позволяющая выявить закономерности конденсации в напорной ступени двухступенчатых конденсационных теплообменников для утилизации теплоты продуктов сгорания тепло-генерирующих установок.

2. Решением математической модели получены аналитические зависимости для парогазовой среды продуктов сгорания теплогенерирующих установок, позволяющие определять температуру конденсации водяных паров в напорной ступени, время полной конденсации, а также массу сконденсированных водяных паров.

3. С использованием результатов математического моделирования разработан алгоритм расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок, позволяющий рассчитывать параметры теплоотдачи: коэффициент теплоотдачи при конденсации, общий коэффициент теплоотдачи, утилизируемый тепловой поток.

4. На разработанной автором экспериментальной установке проведены исследования, подтвердившие адекватность предложенной математической модели и полученных аналитических соотношений для определения параметров тепломассообмена.

Эксперименты показали высокую тепловую эффективность теплообменника, работающего в конденсационном цикле, с одновременным повышением степени очистки продуктов сгорания и снижением интенсивности коррозионных процессов.

5. Разработана методика теплового и гидравлического расчета двухступенчатых конденсационных теплообменников теплогенерирующих установок для утилизации теплоты продуктов сгорания, использующая основные результаты моделирования и предложенные аналитические соотношения, определяющие параметры тепломассообмена.

140

1. А.с. 966452 СССР, F 25 В 29/00, F 25 В 11/00, F 01 К 25/10. Установка для совместного производства тепла и углекислоты/ В.И. Гриценко, Ю.Н. Панин, А.А. Телевной, Ю.Д. Терентьев (СССР). -3284232/23-06; Заявлено 29.04.81; Опубл. 15.10.82, Бюл.№38

2. А.с. 992951 СССР, F 25 В 11/00, F 01 К 25/10. Комплексная парогазовая установка/ В.И. Гриценко Ю.Н., Панин А.В., Приходченко Ю.Д., Терентьев (СССР). 3340103/23-06; Заявлено 23.09.81; Опубл. 30.01.83, Бюл. №4

3. А.с. 1041832 СССР, F 25 В 29/00, F 25 В 11/00, F 01 К 25/10. Установка для совместного производства тепла и углекислоты/ В.И. Гриценко, Ю.Н. Панин, А.В. Приходченко, В.Д. Галдин (СССР). -3425712/23-06; Заявлено 16.04.82; Опубл. 15.09.83, Бюл. №34

4. Андрющенко А.И. Важнейшие проблемы теплоэнергетики России// Проблемы энергетики. 1999.-№5-6.-С.З-12.

5. Аронов И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. JL: Недра, 1990. - 279с.

6. Артемов В.И., Яньков Г.Г., Карпов В.Е., Макаров М.В. Численное моделирование процессов тепло- и массообмена в элементах теплотехнического оборудования // Теплоэнергетика. Выпуск 7. М.:, 2000 4с.

7. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). Под ред. С. И. Мочана.- Л.: Энергия, 1977. 256 с.

8. Бабенко Ю.А., Балюк Г.С., Дикий В.А. Выбор оптимальной температуры охлаждения уходящих газов котлов, работающих на природном газе. Промышленная энергетика, 1975, №10, с.30-32.

9. Баскаков А.П., Ильина Е.В. Основные факторы, определяющие эффективность глубокого охлаждения продуктов сгорания в газифицированных котельных // Промышленная энергетика. Выпуск 4. М.:, 2004 Зс.141

10. Баскаков А.П., Ильина Е.В. Тепломассообмен при глубоком охлаждении продуктов сгорания природного газа // ИФЖ. Выпуск 2. Т.16, 2003 -Зс.

11. Баскаков А.П., Мунц В.А., Филипповский JI.C., Черепанова И.В. Реальные возможности повышения энергетической эффективности газовых отопительных котельных // Промышленная энергетика. Выпуск 9. М.:, 2005-2с.

12. Баскаков А.П., Путрин С.Б. Расчет температурно-влажностного режима газоотводящего тракта с учетом уноса влаги из теплоутилизато-ров // Промышленная энергетика. Выпуск 9. М.:, 2006 Зс.

13. Баскаков А.П., Черепанова Е.В. Коррозионная стойкость алюминия в подкисленном конденсате (применительно к аппаратам глубокого охлаждения продуктов сгорания) // Промышленная энергетика. Выпуск 7. М.:, 2005 Зс.

14. Белан Ф.И. Водоподготовка. М.: Энергия, 1979. - 208 с.

15. Берман JI.Д. Определение коэффициентов массоотдачи и теплоотдачи при расчете конденсации пара из парогазовой смеси. Теплоэнергетика, 1972, №9, с. 52-55.

16. Берман Л.Д., Фукс С.Н. Расчет поверхности теплообменных аппаратов при конденсации пара из парогазовой смеси// Теплотехника. 1959. -№7. -с. 74-83

17. Бобе Л.С., Солоухин В.А. Тепло- и массообмен при конденсации пара из парогазовой смеси при турбулентном течении внутри труб. Теплоэнергетика, 1972, №9, с. 27-30.

18. Богородский А.С. Исследование тепло- и массообмена при капельной конденсации водяного пара из паровоздушной смеси. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук.- М.: МЭИ, 1969, 20 с.

19. Брдлик П.М. Конденсация пара из неподвижных парогазовых смесей. Инженерно-физический журнал, 1959, №3, с. 3-8.142

20. Буглаев В.Т., Казаков B.C. Экспериментальное исследование тепло- и массообмена при поперечном обтекании конденсирующейся паровоздушной смесью вертикальной трубчатой поверхности. Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1974, №2, с. 140-144.

21. Бухаркин Е.Н. К вопросу обеспечения надежных условий использования экономичных котлов с конденсационными теплоутилизаторами // Промышленная энергетика. Выпуск 7. М.:, 1995 2с.

22. Вагин Г.Я., Головнин Н.Н., Солнцов Е.Б., Лямин А.А. Методика технико-экономического обоснования внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий и оборудования в промышленности // Промышленная энергетика. Выпуск 6. М.:, 2005 Зс.

23. Венецкий И.Г., Венецкая В.И. Основные математико-статические понятия и формулы в экономическом анализе: Справочник. 2-е изд., пе-рераб. и доп. - М.: Статистика, 1989. - 447 с.

24. Взаимосвязь скорости сернокислотной коррозии металлических дымовых труб с их тепловым режимом / Ермаков B.C., Жидович О.В., Алыпевский В.Н., Дужих Ф.П.// Теплоэнергетика. 1975. -№4 -с. 17-21.

25. Внуков А.К. Теплохимические процессы в газовом тракте паровых котлов. М.: Энергоиздат, 1981, - 296 с.

26. Временные технические указания на проектирование котельных с использованием вторичных энергоресурсов/утв. Госстроем Латвийской ССР от 30.12.1981г.

27. Галдин В.Д. Разработка элементов теории и анализ процессов расширения парогазовой смеси в турбодетандере. Автореф. дисс. докт. техн. наук. С.-П., СПбГАХПТ, 1998. -32 с.

28. Гершанова М.С. Исследование теплоотдачи при конденсации парогазовых смесей. Журнал ВХО им. Менделеева, 1977, т.22, 1 4, с. 460.

29. Гогонин И.И., Катаев А.И. Методические погрешности в экспериментальных исследованиях теплообмена при конденсации // Теплоэнергетика. Выпуск 12. М.:, 2000 4с.

30. Гогонин И.И., Шемагин И.А., Будов В.М.,. Дорохов А.Р. Теплообмен при пленочной конденсации и пленочном кипении в элементах оборудования АЭС.- М.:Энергоатомиздат, 1993 164с.

31. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А. Научные основы расчета высокоэффективных компактных теплообменных аппаратов с рациональными ин-тенсификаторами теплоотдачи // Теплоэнергетика. Выпуск 4. М.:, 2006 -Зс.

32. Гриценко В.И., Панин Ю.Н., Приходченко А.В. Эмпирические зависимости процессов тепломассообмена при охлаждении дымовых газов в экономайзере теплохладоэнергетической установки// Механика процессов и машин. Омск, 2000. -с. 79-81.

33. Денисов Э.П., Григорьев В.Ю. Влияние конденсата на процесс конденсации пара в трубных пучках // Теплоэнергетика. Выпуск 7. М.:, 2000- Зс.144

34. Денни, Милле, Джусионис. Ламинарная пленочная конденсация воздушно-паровой смеси при вынужденном течении вниз по вертикальной поверхности. Теплопередача. - М.: Мир, 1971, т.93, №3, -с. 41-48.

35. Дрейцер Г.А., Лобанов И.Е. Моделирование сопротивления и теплообмена в условиях его интенсификации при турбулентном течении в каналах теплоносителей с постоянными свойствами // Теплоэнергетика. 2003, №1.- 4с.

36. Дьяков А.Ф., Попырин Л.С., Раворский О.Н. Перспективное направление применения газотурбинных и парогазовых установок в энергетике.// Теплоэнергетика. 1997.-№2.-с. 59-69.

37. Ибрагимов Г.И. Состояние и пути повышения эффективности использования газа на промышленных предприятиях. Промышленная энергетика, 1980, №4, -с. 12-14.

38. Исаченко В.П., Богородский А.С. Исследование тепло- и массообмена при капельной конденсации водяного пара из паровоздушной смеси. -Теплоэнергетика, 1969, №2, -с. 79-82.

39. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача, М.: Энергия, 1981. 416 с.

40. Калатузов В.А. Расчетные зависимости тепломассообмена по результатам натурных испытаний градирен // Промышленная энергетика. Выпуск 8. М.:, 2006 Зс.

41. Карслоу Г., Д.Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.:Наука, 1964. -488 с.

42. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. -М.: Наука, 1991.- 104 с.

43. Кинни, Сперроу. Турбулентное течение, тепло- и массообмен в трубе с поверхностным отсосом. В кн.: Теплопередача. - М.: Мир, 1970, т.92, -с. 121-131.145

44. Колоскова Н.Ю., Шкляр В.И., Дубровская В.В. Исследование характеристик работы конденсатора теплоутилизирующего контура ТГУ // Теплоэнергетика. Выпуск 3. М.:, 2000 Зс.

45. Кудинов А.А., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Анализ эффективности применения конденсационного теплоутилизатора за паровым котлом ДЕ-10-14ГМ // Промышленная энергетика. Выпуск 8. М.:, 1997 2с.

46. Кудинов А.А., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Энергосбережение в газифицированных котельных установках путем глубокого охлаждения продуктов сгорания // Теплоэнергетика. Выпуск 3. М.:, 2000 2с.

47. Кудинов А.А., Калмыков М.В. Оценка работы конденсационного теплоутилизатора в условиях комплексного использования теплоты продуктов сгорания и выпара атмосферного деаэратора // Теплоэнергетика. Выпуск 8. М.:, 2002 Зс.

48. Кулешов М.И., Губарев А.И., Чефранов М.Э. Перспективы существенного снижения топливопотребления в теплофикации // Промышленная энергетика. Выпуск 12. М.:, 2005 2с.

49. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Высшая школа, 1970.- 658 с.

50. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. -М.: Энергия, 1972. -334 с.

51. Магадеев В.Ш. Коррозия газового тракта котельных установок -М.: Энергоатомиздат, 1986. -272 с.

52. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования/ Утв. Мин-вом экономики РФ, Мин-вом финансов РФ, Госкомпромом России, Госстроем России 31.03.94., № 7-12/47, М.: 1994. 80 с.

53. Миропольский З.Л., Чарыев А. Повышение экономичности и уменьшение вредных выбросов на ТЭС при использовании тепла уходящих газов в контактных водо- и воздухоподогревателях. М.: Инфорэнерго, 1983, вып. 1,-36 с.146

54. Михалевич А.А. Математическое моделирование массо- и теплопере-носа при конденсации. Минск: Наука и техника, 1982. -216 с.

55. Пат. 380805 США, МКИ F 02 В 75/10, F 01 п 3/02, F 01 п 3/14. Process for the Conversion engines into harmless product/ E. Luis, C. Miramontes (США). №264999; Заявлено 21.06.72; Опубл. 07.05.74; НКИ 60-274, 60279, 60-297.

56. Пат. 3664134 США, МКИ F 02 В 75/10. Combustion system/ Joseph R. M. Seltz (США); The Whole earth Corporation (США).- №62329; Заявлено 10/08/70; Опубл. 23.05.72; НКИ 60-274.

57. Пат. 3762171 США, МКИ F 01 п 3/14, F 02 В 75/10, F 02 m 25/06. Apparatus and Method for Treating Engine exhaust Product to minimize harmful constituents/ Hrant Eknayan (США). -№8931; Заявлено 05.02.70; Опубл. 27.06.72; НКИ 60-274.

58. Пат. 3927526 США, F 01 п 3/02. Exhaust Moisture reduction by Prototype heat exchanger/ Jack У. Tedrow. (США); Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory (США). -№421571; Заявлено 04.12.73; Опубл. 23.12.75; НКИ 50-3206, 60-309.

59. Петрикеева Н.А., Турбин B.C., Сотникова О.А. Математическая модель процессов конденсации водяных паров на теплообменных поверхностях // Известия ТГУ. Вып. 10. серия «Строительство, архитектура и реставрация». Тула: Тульский гос. Университет; 2006.-4с.

60. Пешехонов Н.Ф. Приборы для измерения давлений, температур и направления потока в компрессорах. М.: Оборонгиз, 1982. - 184 с.

61. Портной М.Ф., Клоков А.А. Использование тепла продуктов сгорания котлов, работающих на газообразном топливе // Промышленная энергетика. Выпуск 6. М.:, 1985 2с.

62. Протодьяконов М.М., Тедер Р.И. Методика рационального планирования экспериментов. М.:Наука, 1970. - 76 с.147

63. Пурцеладзе О.Г. Экспериментальное исследование тепло- и массообмена при конденсации пара из воздуха в условиях вынужденной конвекции. Дис. на соиск. уч. степ. к. тех. наук.-М.: МИСИ. 131 с.

64. Рамм В.М. Абсорбция газов. -М.: Химия, 1976. -656 с.

65. Раушер, Миллс, Денни. Экспериментальное исследование пленочной конденсации при обтекании горизонтальной трубы нисходящим потоком паровоздушной смеси. В кн.: Теплопередача, - М.: Мир, 1974, т.96, №1, -с. 86-92.

66. Рахманов Ю.А. Исследование характеристик теплохладоэнергетиче-ски:х агрегатов для комплексного производства энергии твердой углекислоты: Автореф. дисс. канд. техн. наук -Л.: ЛТИХИ, 1970.-33 с.

67. Рихтерова В. Повышение КПД и эксплуатационной надежности паровых котлов путем применения стеклянно-стальных воздухоподогревателей. Промышленная энергетика, 1981, №2, -с. 55-56.

68. Романова Л.В., Гогонин И.И. Очистка парогазовых выбросов с помощью конденсатора // Теплоэнергетика. Выпуск 7. М.:, 1997 4с.

69. Свиридов Н.Ф., Свиридов Р.Н., Внуков И.Н. Установка утилизации тепла дымовых газов // Новости теплоснабжения. Выпуск 8. М.:, 2002 -4с.

70. Система теплоснабжения с применением контактных теплообменных аппаратов с активной насадкой (КТАНов) для источников и потребителей тепла. Информационный листок. Рига: Латгипропром, 1979. - 1 с.

71. Сотникова О.А. Мокрая очистка дымовых газов в контактно-поверхностных аппаратах: Учеб. пособие. Воронеж. ВГАСУ. Ворнеж, 2000.- 84 с.

72. Сперроу, Лин. Теплопередача конденсацией в присутствии неконденсирующегося газа. В кн.: Теплопередача. - М.: Мир, 1964, т.86, №3, -с. 160-168.

73. Сотникова О.А. Мелькумов В.Н. Автономное теплоснабжение. Воронеж, ВГАСУ, 2005.148

74. Сорокин Р.В. Тепловая и экономическая эффективности модульных котельных систем децентрализованного теплоснабжения//Автореф. дисс. на соискание степени к.т.н., 2005.- 16 с.

75. Таблицы планов эксперимента для факторных и полиномиальных моделей./ Справочное пособие.// В.З.Бродский, И.Бродский, Т.И. Голикова и др. М.: Металлургия, 1982. - 752 с.

76. Тепловой расчёт котельных агрегатов (нормативный метод). М.: Энергия, 1973.

77. Теплопередача в двухфазном потоке/ Под ред. Д. Баттерворса, С. Хьюитта, -М.: Энергия, 1980. -328 с.

78. Турбин B.C. Методологические основы и конструктивно-технологические решения по защите окружающей среды от газовых выбросов теплогенерирующих установок// Автореф. дисс. д-ра техн. наук. Н.Новгород, 1999г.- 36 с.

79. Турбин B.C., Курносов А.Т. Бесфитильные тепловые трубы. Воронеж: ВГУ, 1987. - 112 с.

80. Турбин B.C., Сотникова О.А., Петрикеева Н.А. Разработка математической модели тепломассообмена в напорных теплоутилизаторах // Вестник ВГТУ. Том 1, №6. Воронеж: Воронеж, гос. техн. университет., 2005. 4 с.

81. Турбин B.C., Петрикеева Н.А. Методика технико-экономического обоснования схем теплогенерирующих установок с напорными тепло-утилизаторами // Вестник ВГТУ. Том 1, №7. Воронеж: Воронеж, гос. техн. университет., 2006. 3 с.

82. Федоткин И.М., Тимонин А.Н. Массопередача в распылительном абсорбере при наличии химической реакции в жидкой среде// Химическое машиностроение. -Киев, 1984. -вып. 39. -с. 34-43.

83. Фукс С.Н., Зернова Э.П. Тепло- и массообмен при конденсации чистого пара и пара, содержащего примесь воздуха, при боковой подаче в трубный пучок. Теплоэнергетика, 1970, №3, -с. 59-63.

84. Черепанова Е.В., Баскаков А.П. Влияние конденсации на эффективность оребрения при совместном тепло- и массообмене // Теплоэнергетика. Выпуск 5. М.:, 2006 Зс.

85. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача/ Пер. с англ. Н.Н. Кулова; Под ред. В.А. Мамосова. -М.: Химия, 1983. -695 с.

86. Штангеев К.О. Исследование конденсации пара из парогазовых смесей с целью разработки поверхностного конденсатора для сахарного производства. Дис. на соиск. уч. степ. канд. тахн. наук. Киев: КГиПП, 1980.-230 с.

87. Ackermann G.N. Warmeubergang und molekulare Stoffbertragung im gleichem Feld bei grossen Temperaturen und Pertialdruckdifferenzen. -VDI-Forschungsheft, 1937, N382, 1-16.

88. Bartholomeus P. H. A high efficiency residential boiler 2 1st. Int. Gas Res. Conf., Chicago, June, Rocville, 1980, 769-792.150

89. Bartholomeus P. H. Eine neue Generation von Gasheizkesseln. Gas-Warme-International, 1980, 29, N 11, 592-595.

90. Bathke H., Jannemann T. Ubersicht iiber gasbeheizte Brennwertkessel gwf-gas/erdgas, 1982, 123, N 10/11, 515-527.

91. Colburn A. Relation between mass transfer and fluid friction. Ind. Eng. Chem., 1930, 22, N 9, 967, 970.

92. Dallmeyer H. Stoff- und Warmeiibertragung bei der Kondensation eines Dampfes aus einem Gemisch mit einem nicht Kondensierenden in laminarer und turbulenter Stromungsgrenzschicht. VDI-Forschungsheft, 1970, 36, N 536, 5-24.

93. Garhart K. Stoff- und Warmeubergang bei der Kondensation von Ce-dampfen aus in Ringspialt Stromenden Gemischen mit Luft. VDI-Forschungsheft, 1970, 36, N 539, 25-48.

94. Jaroschek K. Einflus des Luftgehaltes im Heizdampf auf den Warmeubergang in Warmeaustaschern. VDI-Beiheft. - Verfahrenstechnik, 1979, N 5, 135-140.

95. Kremer R. Prinzipleile Moglickkeiten der rationellen Gasverwendung/ Gas-und wasserfach, Reihe gas/ erdgas. -1981. -122, №3. S. 127-135.

96. Kremer R. Vom Recitherm Brennwertgerat zum Energiesparkessel miit Brennwer tnutzung//Warmetechnik - 1982. - 27, №2. - S/48-52.

97. Minkowczy W., Sparrow E. Condensation Heat Transfer in the Presence of Noncondensables, Interfacial Resistanse, Superheatung, Variable Properties and diffusion. Int. J. Heat & Mass Transfer, 1966, N 9, 1125-1144.

98. Nusselt W. Die Oberflachen Kondensation des Wasserdamptes// Zeitschrist VDJ. -1916. -S.541-546, 568-575.105.0thmer D. The condensation of stream. Ind. Eng. Chem., 1929, 21, 577583.

99. Siegers L. Condensation on Heat Transfer on a Vertical Surface in the presence of Noncondensable Gas. PhD dissertation. Univercity of California, Berckley, 1968.151

100. Stewart P., Clayton I., Loya В., Hurd S. Condensing Heat Transfer in Srteam-Air Mixtures in Turbulent Flow. Ind. Eng. Chem. Proc. Design and Develop, 1964, N 3, 48-54.

101. Wilsdorf J., Muller R. Moglickkeiten und grenzen der Brennwerthutzung/ Energietechnik. 1981.-31, №10. - S.369-373.

102. Wilsdorf J., Muller R. Nuizung der kondensation Senlhaipie der verbren-ungsgase bei Gasanwendung saniagen/ stadt-und Gebaudetechnik/ 1982.36, №9. - S.267- 271.1. АКТ ВНЕДРЕНИЯ