автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка методики расчета отклонений теплотехнических параметров котлоагрегата от номинальных значений

На правах рукописи

БЕЛОКОНЬ Люсьена Николаевна

г

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ОТКЛОНЕНИЙ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОТЛОАГРЕГАТА ОТ НОМИНАЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

Специальность 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

)

Краснодар - 2005

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Трофимов Анатолий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Берлин Меер Абрамович кандитат технических наук Куцев Владислав "Анатольевич

Ведущая организация: Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский и проектный институт по термическим методам добычи нефти" (г. Краснодар)

Защита состоится 20 декабря 2005г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.06 в Кубанском государственном технологическом университете (350000, г. Краснодар, ул. Старокубанская, 88/4, ауд.№ 410)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2

Автореферат разослан 19 ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.100.06,

кандидат технических наук, доцент

У

гшщ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Надежность - центральная проблема современной техники. Создание и использование новых постоянно усложняющихся энергетических установок требует обеспечения их высокой надежности. Проблема надежности многоцелевая: с одной стороны - ухудшение показателей безотказности и долговечности оборудования, с другой - ухудшение качественных и количественных характеристик вырабатываемого продукта, которые происходят по различным причинам: эксплуатационным, технологическим, конструктивным, материаловедческим и прочее. Поскольку речь идет о безаварийной эксплуатации и ресурсосбережении в настоящее время окончательно определились сфера ее приложения, терминология и математический аппарат, основу которого составляют теория вероятности и математическая статистика.

По многим разделам надежности оборудования теплоэнергетических установок (ТЭУ) существуют нормативные документы и практические рекомендации, на основании которых ведутся конструкторские разработки, изготовление и эксплуатация установок. Наиболее крупные и важные теоретические и прикладные исследования в этой области выполнялись научным коллективом под руководством д-ра техн. наук, проф. Андрющенко А.И.. Однако, некоторые существенные вопросы надежности требуют дальнейшего изучения. Так в ядерных установках "широко используется понятие теплотехническая надежность. Теплотехнической надежностью называется вероятность реализации основных теплотехнических параметров реактора, определяемых расчетным или экспериментальным путем.

Поскольку наиболее дорогостоящим оборудованием ТЭУ являются котлоагрегаты, в которых проходят теплогидравлические процессы при

высоких давлениях, температурах и тепловых

которых предопределяет надежную эксплуатацию ТЭУ предлагается отнести понятие теплотехнической надежности и для котлоагрегата.

По этим причинам основным объектом исследования в работе будут котельные агрегаты, а предметом исследования - теплотехническая надежность котлоагрегата, в рамках которой определяются отклонения его теплотехнических параметров.

Теплотехническая надежность определяется не только работой элементов оборудования котлоагрегата, но и отклонениями исходных данных, используемых для тепловых и других проектных расчетов. Ввиду того, что указанные факторы имеют статистическую природу и реализуются при проектировании и эксплуатации агрегата случайным образом - теплотехническая надежность агрегата представляет собой некоторую случайную функцию. Для построения такой функции и ее анализа можно использовать положения, разработанные для ядерных установок (ЯУ). При этом основная трудность методики заключается в отсутствии обобщенных статистических данных об отклонениях исходных параметров и законов их распределения, которые предопределяют теплотехническую надежность котельных установок. Поэтому необходимо было исследовать отклонения исходных данных и их законы распределения для определения теплотехнической надежности котлоагрегата. Оценка теплотехнической надежности котлоагрегата позволит выбрать оптимальные значения теплотехнических параметров котлоагрегата, которые обеспечили бы требуемую вероятность реализации данного параметра.

Цель исследования: Разработать вероятностную методику расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегатов.

Задачи исследования: Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Определение отклонений исходных данных и законов их распределения для расчета теплотехнической надежности котлоагрегата.

2. Разработка методики расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности основных элементов котлоагрегата.

3. Разработка алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегата для реализации на ЭВМ.

4. Выполнение расчетов отклонений теплотехнических параметров, теплотехнической надежности для котлоагрегата и их анализ.

5. Сопоставление результатов расчетов с эксплуатационными данными, отраженных в режимной карте котлоагрегата.

6. Сопоставление результатов расчета с рекомендациями и данными, приведенными в различных литературных источниках.

Научная новизна результатов исследования заключается в:

1. Разработке методики определения отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности для котлоагрегатов.

2. Создание комплекса отклонений исходных данных, требуемого для определения теплотехнической надежности котлоагрегата.

3. Разработке методики и алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности элементов котлоагрегата для реализации на ЭВМ.

4. Сопоставление результатов расчета теплотехнической надежности с данными режимных карт и литературных источников

Методы исследования: Исследования проводились с помощью обобщения и сравнения, аналитических, вероятностно-статистических, расчетно-конструктивных методов; программирования на ЭВМ.

Достоверность исследований: Достоверность исследования отклонений исходных данных для расчета теплотехнической надежности

котлоагрегата определяется использованием данных, приведенных в ГОСТах, СНиПах и других нормативных документов.

Теоретическая значимость работы: В создании научной основы и практической реализации с использованием ЭВМ понятия теплотехнической надежности применительно к котлоагрегату.

Практическая значимость работы: Разработанные в работе методики и созданные программы позволяют:

в дополнении к общепринятому нормативному методу расчета котлоагрегата проводить расчет теплотехнической надежности его элементов;

- проводить расчет теплотехнической надежности котлоагрегата на ЭВМ;

- задаваясь степенью надежности вести проектирование с определенным гарантированным запасом мощности элементов котлоагрегата, обеспечивающим изменение основных параметров котлоагрегата в допустимом проектном интервале.

Положения, выносимые на защиту:

- Разработка методики расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегата.

- Разработка алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности для реализации на ЭВМ.

Реализация результатов работы: Полученные в работе результаты приняты к использованию ООО «Нефтегазпромпроект» для выполнения проектных, научно-исследовательских работ, в отчетах научно -исследовательской работы ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», тема: «Повышение эффективности и надежности оборудования и систем теплоэнергоснабжения» № 5.3.01-05, а также учебном процессе по курсу «Моделирование, алгоритмизация и оптимизация элементов и систем теплоэнергетических установок».

Апробация работы: Основные положения докладывались и обсуждались на IV международной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» Южно-Российский государственный технологический университет (г. Новочеркасск, 2003г.), на Пятом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Кисловодск, 2004), на Третьей межвузовской научной конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Краснодар, 2004), на Шестом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Сочи, 2004), на Седьмом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Кисловодск, 2005), на 2-ой Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Барнаул, 2005г.), на XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева 23-27 мая 2005г. (г. Калуга).

Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на заседании кафедры Промышленной теплоэнергетики и ТЭС Кубанского государственного технологического университета.

Публикации: По теме диссертационной работы имеется 11 публикаций, перечень которых приведен в общем списке использованных источников.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 110 наименований и 5 приложений. Общий объем диссертационной работы 225 страниц машинописного текста, включая 37 таблиц, 20 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована ее цель и постановка задачи.

В первой главе приводится литературный обзор методов обеспечения качественных показателей работы оборудования.

Наиболее крупными и важными теоретическими и прикладными исследованиями в этой области выполнялись научным коллективом под руководством д-ра техн. наук, проф. Андрющенко А.И.

Рассмотрены аналитические методы. В основу аналитических методов расчета надежности установок положены два подхода. Один из них основан на использовании логических схем (метод дерева отказов и метод минимальных путей и сечений), при условии применимости -существование логической схемы и независимости отказов элементов, кроме того, логические схемы можно построить только для простых схем и за длительный период.

Вторая группа методов расчета надежности (метод перебора состояний и марковская модель) основана на вычислении вероятностей и частот состояний, выборе критериев и условий отказа системы. Эти методы позволяют получить нестационарные значения показателей надежности. Представление элементов в двух состояниях (работа - отказ) в этом случае необязательно.

В результате анализа выявлено, что определение надежности методом дерева отказов не дает возможности оценить промежуточные состояния и качество системы; метод минимальных путей и сечений применим только для систем с монотонной структурой; метод, основанный на использовании марковских процессов возможно применять только в случае, если для каждого момента времени вероятность любого состояния в будущем зависит только от состояния системы в данный момент и не зависит от того, каким путем система пришла в это состояние.

Метод статистических испытаний (метод Мбнте-Карло) лишен этих недостатков, однако суть его заключается в многократном числовом расчете эволюции состояния. Недостатком метода является его частный характер, который не дает аналитического решения, и необходимость

большого числа статистических испытаний, особенно при расчете высоконадежных систем.

Вопросами, связанными с вероятностной методикой расчета теплогехнической надежности, занимался применительно к АЭС д-р техн. наук, проф. Клемин А.И., который и ввел это понятие.

Применительно к котельным установкам вероятностной методикой расчета теплотехнической надежности занимался заслуженный деятель науки РФ, д-р техн. наук, проф Трофимов A.C.

В дальнейшая разработка методики расчета теплотехнической надежности теплоэнергетического оборудования получила свое развитие в диссертационной работе канд. техн. наук, доц. Пахомова P.A. «Разработка методик определения отклонений теплотехнических параметров и долговечности при термопульсациях в элементах котлоагрегатов». Также исследования в этой области применительно к параметрам газа в магистральном газопроводе проводились канд. техн. наук Куцевым В.А. и получили отражение в его диссертационной работе «Разработка методик анализа и расчета процессов транспорта газа в магистральном газопроводе для задач проектирования и управления».

В результате литературного обзора сделаны выводы и конкретизированы цель и задачи.

Во второй главе рассмотрены отклонения параметров от номинальных значений и надежность их реализации (теплотехническая надежность). Отмечено, что методика поверочного и конструктивного расчетов является в основном общей. Различие заключается в задачах расчета и исходных величинах. Отклонения исходных данных определяются различными факторами, такими как допуски на изготовление элементов котла, эксплуатационные отклонения режимов и параметров работы и т.д. Очевидно, что эти отклонения имеют статистическую природу и будут носить случайный характер, поэтому

результаты расчетов показателей будут случайными. По этой причине необходимо определять не только значения всех этих параметров, но и законы их распределения или вероятность реализации.

Изложенная методика позволяет получить информацию о качестве рассматриваемой системы и дать оценку ее надежности.

Расчёт отклонений функций £ от их номинальных значений можно проводить по принятой в ядерной технике вероятностной методике, по следующей формуле:

ДГ „ Я Л 42 & Ш Дх.Дх

где К1 =—, Кг=— - коэффициенты рассеивания, учитывающие

отличие закона распределения ¡-го и суммарного параметров от нормального закона; средние квадратичные отклонения 1-го,

суммарного и нормального распределений; ра - коэффициенты корреляции между случайными величинами Ах, и Ах1. Ввиду сложности их определения часто считают допустимым приближением рч~ 0 при 6\,/дх.1 ¿о, р,= 1 при дх1/д\1 >0.В этом случае оценки будут завышены, т.е. выполнены «в запас». В настоящей работе принято р,= 0, т.е. предполагается независимость случайных отклонений А*, между собой.

Для определения результирующего отклонения А/" необходимо знать, помимо А*,, законы их распределения, из которых можно определить ст, и К,. Функция /в нашем случае представляет собой многопараметрическую зависимость / -/(х,,х2,х},. .,*„), отклонения параметров которой, имеют один порядок. При достаточно большом числе аргументов (и> 7+10) и независимых или слабозависимых х, справедлива центральная предельная теорема, из которой следует, что случайная

величина / распределена асимптотически нормально, если в данном

Ду я Ду

наборе отсутствуют доминирующие значения —— —-. В этом

X /,1 х:

случае в (1) можно принять Кг = 1.

Расчет теплотехнической надежности котла немыслим без учета отклонений параметров от номинальных значений. В свою очередь, точный учет отклонений возможен только при условии знания их природы и правильной классификации. Природа рассматриваемых отклонений случайна, поэтому их последовательный, наиболее полный учет возможен только методами теории вероятности и математической статистики.

Случайные отклонения параметров котла от номинальных значений по своему характеру и в соответствии с причинами, их вызывающими, могут быть разделены на две большие группы:

1) Технологические отклонения, которые «закладываются» на этапе создания котлоагрегата и его элементов, до начала эксплуатации котла Это типичные случайные величины.

2) Эксплуатационные отклонения, которые отсутствуют до начала эксплуатации котла и возникают только в процессе его эксплуатации. Величины этих отклонений существенно зависят от времени, представляя собой типичные случайные функции.

Значения параметров котла обычно отличаются от номинальных и равны каким-то случайным значениям в пределах поля допуска для каждого из параметров. Другими словами, возможные значения параметров котлоагрегата непрерывно заполняют поля соответствующих допусков и, следовательно, являются случайными непрерывными величинами. Таким образом, законы распределения случайных отклонений параметров будут непрерывными законами.

Отклонения параметров котлов от номинальных значений зависят от очень большого числа независимых случайных факторов. Среди этих

факторов трудно выделить доминирующие, вклады каждого из них в отклонения параметров котлоагрегата незначительны и в среднем равноценны. В этих условиях в соответствии с центральной предельной теоремой можно с достаточной достоверностью утверждать, что случайные отклонения большинства конструкционных и режимных параметров будут распределены по закону, близкому к нормальному. Однако в условиях отсутствия статистических данных необходимо ориентироваться на законы с большими коэффициентами рассеивания, чтобы искусственно не завысить расчетную надежность. Тогда полученная надежность, соответствующая «худшим распределениям», всегда будет с некоторым запасом. (Равновероятностный закон и закон Симеона). Закон Симеона используется когда отклонение параметра зависит от двух доминирующих факторов. Равновероятностный закон используется при недостаточной достоверности определения отклонения параметра с целью обеспечения запаса на его значение В конце главы сделаны выводы по результатам исследования. В третьей главе подробно рассмотрены отклонения исходных и выходных данных теплотехнических параметров котлоагрегата от их номинальных значений. Исходные данные это, как правило, параметры, полученные либо в результате прямого измерения, либо справочные коэффициенты. Отклонение выходных данных рассчитывается с применением разрабатываемой нами методикой с учетом отклонений исходных данных и их законов распределения. Для каждого теплотехнического параметра котлоагрегата описывается значения его возможных отклонений от номинальных значений (эксплуатационные и технологические) и их законы распределения.

В конце главы сделаны выводы по результатам исследования. В четвертой главе с целью упрощения и увеличения точности производимых расчетов разработан алгоритм определения отклонений

теплотехнических параметров элементов котлоагрегата и реализован на ЭВМ средствами электронных таблиц Excel.

Произведены следующие расчеты по разработанной в данной работе методике и программе:

- расчет отклонений тепло восприятий котлоагрегата БКЭ-75-39 по каждому элементу котла.

- расчеты отклонений основных теплотехнических параметров проводились для котлоагрегата БКЭ-75-39 Афипской ТЭЦ для восьми режимов его эксплуатации (для паропроизводителъности 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45 и 40 т/ч). Результат расчета для номинального режима 75 т/ч представлен на рисунке 1.

1 - для воздухоподогревателя; 2 - для фестона, 3 - для экономайзера; 4 - для пароперегревателя II ступени, 5 - для пароперегревателя I ступени,

6 - для топки.

Рисунок 1 - Зависимость отклонений тепловосприятий элементов котлоагрегата от вероятности реализации данного параметра. В конце главы сделаны выводы по результатам исследования. В пятой главе произведено сопоставление данных расчета по разработанной нами методике с данными по расхождением между режимными картами и номинальными (полученными на стадии проектирования) характеристиками. А также произведен сравнительный

анализ полученных расчетных отклонении с максимально возможным отклонениями по справочной литературе на основании имеющегося опыта эксплуатации котлоагрегата. Сравнительный анализ проведен по следующим теплотехническим параметрам котлоагрегата: температура перегретого пара; объем уходящих газов; КПД брутто; расход топлива (природного газа); потеря тепла с уходящими газами. Результаты анализа по температуре перегретого пара и расходу топлива (природного газа) представлены на рисунке 2,3.

С 20

18 16 14

—

4

Ф

1-

-л

— н=-

—1—

84.7 95

,Р,%

Рисунок 2 - Зависимость отклонения температуры перегретого пара от вероятности реализации данного параметра

1 - по режимной карте; 2-е учетом рассчитанных отклонений; 3 - номинальные (проектные) значения. Рисунок 3 - Зависимость расхода топлива от паропроизводительности котлоагрегатата В конце главы сделаны выводы по результатам исследования.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Установлено, что наиболее перспективными для расчета теплотехнической надежности котельных установок являются вероятностные методики. Именно в котельных установках идут теплогидравлические процессы при высоких давлениях, температурах и тепловых потоках, устойчивость которых предопределяет надежную эксплуатацию ТЭУ.

2. Разработана методика определения теплотехнической надежности для котельных установок средней паропроизводительности. Основу ее составляет принятая в ядерной технике вероятностная методика.

3. Создан комплекс отклонений исходных данных и законов их распределения для расчета теплотехнической надежности котлоагрегата.

4. Разработана методика расчета теплотехнической надежности основных элементов котлоагрегата В ходе разработки получены основные зависимости для расчета теплотехнической надежности топки, фестона, пароперегрегвателя II и I ступени, экономайзера и воздухоподогревателя.

5. Впервые разработана и реализована программа для ЭВМ расчета теплотехнической надежности котлоагрегата. Применение ЭВМ существенно ускоряет процесс расчета, устраняет возможность случайных погрешностей при определении отклонений различных параметров. Расчет на ЭВМ оптимизирует процесс работы и повышает точность расчета.

6. Выполнены расчеты и анализ для котла среднего давления БКЗ-75-39 Афипской ТЭЦ. Анализ результатов расчета отклонений параметров котла БКЭ-75-39 показывает, что для теплотехнической надежности поверхностей теплообмена За (или 95,85 %) необходимо иметь запас по мощности для топочной камеры - 7,47 %, для фестона 25,33 %, для II ступени пароперегревателя 20,8%, для I ступени пароперегревателя

19,72%, для экономайзера 24,12%, для воздухоподогревателя 35,35 %. При надежности 2а (95%) этот запас будет соответственно для топочной камеры - 4 %, для фестона 14 %, для П ступени пароперегревателя 11,5%, для I ступени пароперегревателя 11,1%, для экономайзера 13,12%, для воздухоподогревателя 19,5 %. При надежности 1ст (67%) запас по мощности соответственно для топочной камеры - 0,8 %, для фестона 2,6%, для П ступени пароперегревателя 2,4%, для I ступени пароперегревателя 2,1%, для экономайзера 2,5%, для воздухоподогревателя 5 %.

Были просчитаны отклонения основных режимных параметров котлоагрегата по восьми частичным режимам. По полученным при расчете данным были построены графические зависимости изменения исследуемых параметров от паропроизво деятельности котельного агрегата.

7. Выполнено сопоставление результатов расчетов с эксплуатационными данными, отраженными в режимных картах. Установлено что, расхождения расходов, КПД и потерь тепла с уходящими газами по данным режимных карт лежат в пределах отклонений, рассчитанных по разработанной методики.

Разработаны рекомендации по выбору вероятности реализации отклонений, при которой рекомендуется вести расчет отклонений параметров для котлоагрегата. Можно рекомендовать вести расчет теплотехнической надежности котлоагрегата с вероятности реализации 94% (1,87а). Такой вероятности по результатам расчета отклонений параметров котла БКЭ-75-39 соответствует запас по мощности: для топки 4%; для фестона 13%; для пароперегревателя II ступени 11%; для пароперегревателя I ступени 10,2%; для экономайзера 12,5 %; для воздухоподогревателя 18,6%.

Разработанная методика может быть использована для практических расчетов по определению надежности работы конкретных элементов теплоэнергетических установок предприятий, а также пусконаладочными

организациями, инженерно-техническими работниками, аспирантами, студентами, занимающимися вопросами повышения надежности оборудования ТЭУ.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Трофимов А. С., Башук О. Ю., Грицай А. А., Крупник Р. Ю., Белоконь JI. Н. Оценка отклонений параметров газотранспортной системы от номинальных значений // Научный журнал "Труды КубГТУ". -Краснодар: Изд-во КубГТУ. - Сер. Нефтегазопромысловое дело. Выпуск 3, 2003,- T.XIX.-C. 51-58.

2. Трофимов А. С., Башук О. Ю., Грицай А. А., Крупник Р. Ю., Белоконь Л. Н. Статистическое отклонение суточного расхода газа по замерной линии // Научный журнал "Труды КубГТУ". - Краснодар: Изд-во КубГТУ. - Сер. Нефтегазопромысловое дело. Выпуск 3, 2003,- T.XIX.-C. 38-51.

3. Белоконь Л. Н., Трофимов А. С Анализ режимов работы котлоагрегата БКЭ-75-39 Афипской ТЭЦ // Повышение эффективности производства электроэнергии: Материалы IV международной конференции. - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. С. 12-14.

4. Трофимов А. С., Белоконь Л.Н., Крупник Р.Ю. Вероятностные отклонения параметров котлоагрегата // Обозрение прикладной и промышленной математики»: Тез. докл часть П. Пятый Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математики 10-16 VI 2004. -М„ 2004.-С. 409-410.

5. Трофимов А. С., Белоконь Л.Н., Ступиков А.М. Анализ отклонений теплотехнических параметров котлоагрегата // Электромеханические преобразователи энергии «ЭМПЭ-04»: Материалы третьей межвузовской научной конференции. Сборник материалов. -Краснодар: КВАИ, 2004. -Т.П. - С. 123 - 127.

6. Трофимов A.C., Белокочь Л.Н., Крупник Р.Ю. Отклонения тепловых и аэродинамических параметров котлоагрегата от номинальных значений // Методы повышения технического уровня и надежности

элементов энергооборудования ТЭС и АЭС / Научные труды ОАО «НПО» ЦКТИ». - СПб, 2004,- Т.Н. - С. 203-208.

7. Белоконь Л.Н., Стрельцова Л.А., Трофимов A.C. Отклонения параметров котлоагрегата // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. Технические науки. - Ростов, 2004-№2. - с.79-80.

8. Трофимов A.C., Белоконь Л.Н., Ступиков А.М. Вероятность реализации температуры пара котлоагрегата // «Обозрение прикладной и промышленной математики»: Тез. докл часть Ш. Пятый Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математики 26.IX-3.X.2004. -М,2004. -С. 589-590.

9. Трофимов A.C., Белоконь Л.Н. Закон распределения случайных отклонений параметров котлоагрегата // «Обозрение прикладной и промышленной математики»: Тез. докл часть II. Шестой Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математики 3-7.V.2005. - М., 2005.-С. 529-530.

10. Белоконь Л.Н., Пахомов P.A., Трофимов A.C. Случайные отклонения производительности дымососа от номинального значения // «Наука и молодежь»: Секция «Энергетика»: Тез. докл. 2-я Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых / Алт.гос.техн. ун-т. им. И.И Ползунова. - Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2005. - С. 50-52.

11. Белоконь Л.Н. Оценка возможных отклонений исходных данных теплового расчета котлоагрегата // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках / Труды XV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. -М.: Изд-во МЭИ, 2005,- Т.П. - С. 137-139.

I

г з 2 9

РНБ Русский фонд

2006-4 23535

Подписано в печать ООо£г, Зак. № H6G Тираж -foo.

Лиц. ПД№ 10-47020 от 11.09.2000 Типография КубГТУ, 350058, Краснодар, Старокубанская, 88/4

Условные обозначения.

Введение.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Основные показатели надежности теплоэнергетического оборудования.

1.2 Основные показатели надежности теплоэнергетического оборудования.

1.3 Методы расчета надежности.

1.3.1 Аналитические методы.

1.3.1.1 Метод дерева отказов.

1.3.1.2 Метод минимальных путей и минимальных сечений.

1.3.1.3 Метод, основанный на использовании марковских процессов.

1.3.2 Метод статистических испытаний.

Выводы и постановка задачи.

2 ОТКЛОНЕНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И НАДЕЖНОСТЬ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ В ЭЛЕМЕНТАХ КОТЛОАГРЕГАТОВ.

2.1 Методика расчета отклонений параметров котлоагрегата от их номинальных значений.

2.2 Виды отклонений параметров котлоагрегата.

2.2.1 Оценка точности результатов измерений.

2.2.2 Обработка результатов прямых измерений.

2.2.3 Обработка результатов косвенных и совокупных измерений.

2.2.4 Автоматизированная обработка результатов испытании.

2.2 Законы распределения отклонений параметров котлоагрегата.

2.3 Выводы.

3 ОТКЛОНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОТЛОАГРЕГАТА И ИХ ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ.

3.1 Отклонение исходных данных и их законы распределения.

3.1.1 Топливо (Газообразное топливо).

3.1.2 Физические характеристики рабочих тел, используемые в тепловом расчете котельных агрегатов.

3.1.2.1 Теплофизические свойства воды и водяного пара.

3.1.2.2 Теплофизические свойства воздуха и дымовых газов среднего состава.

3.1.3 Тепловой баланс котельного агрегата.

3.1.4 Расчет теплообмена в топке.

3.1.5 Расчет конвективных и ширмовых поверхностей нагрева.

3.1.5.1 Фестон.

3.1.5.2 Пароперегреватель.

3.1.5.3 Экономайзер.

3.1.5.4 Воздухоподогреватель.

3.2 Отклонение выходных данных и их законы распределения.

3.2.1 Топливо (Газообразное топливо).

3.2.2 Физические характеристики рабочих тел, используемые в тепловом расчете котельных агрегатов.

3.2.3 Объемы и энтальпии воздуха и продуктов сгорания.

3.2.4 Тепловой баланс котельного агрегата.

3.2.5 Расчет теплообмена в топке.

3.2.6 Расчет конвективных и ширмовых поверхностей нагрева.

3.2.6.1 Фестон.

3.2.6.2 Пароперегреватель II ступень.

3.2.6.3 Пароперегреватель I ступень.

3.2.6.4 Экономайзер II ступень.

3.2.6.5 Воздухоподогреватель II ступень.

3.2.6.6 Экономайзер I ступень.

3.3 Выводы.

4 РАСЧЕТ ОТКЛОНЕНИЙ ВЫХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОТЛОАГРЕГ AT А.

4.1 Программа для расчета отклонений параметров котлоагрегата.

4.2 Расчет отклонений параметров для котла БКЭ-75-39 в номинальном и частичных режимах его эксплуатации.

4.3 Выводы.

5 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ОТКЛОНЕНИЙ В ХОДЕ РАСЧЕТА С ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ДАННЫМИ.

5.1 Сопоставление полученных результатов с данными по отклонениям параметров К А по справочной литературе.

5.1.1 По температуре перегретого пара.

5.1.2 По объему уходящих газов

5.1.3 По КПД брутто.

5.1.4 По расходу топлива (природного газа).

5.2 Сопоставление полученных в ходе расчета отклонений параметров с расхождениями между расчетом на стадии проектирования и по режимной карте.

5.3 Выводы.

Актуальность работы. Надежность - центральная проблема современной техники. Создание и использование новых постоянно усложняющихся энергетических установок требует обеспечения их высокой надежности. Проблема надежности многоцелевая: с одной стороны -ухудшение показателей безотказности и долговечности оборудования, с другой - ухудшение качественных и количественных характеристик вырабатываемого продукта, которые происходят по различным причинам: эксплуатационным, технологическим, конструктивным, материаловедческим и прочее. Поскольку речь идет о безаварийной эксплуатации и ресурсосбережении в настоящее время окончательно определились сфера ее приложения, терминология и математический аппарат, основу которого составляют теория вероятности и математическая статистика.

По многим разделам надежности оборудования теплоэнергетических установок (ТЭУ) существуют нормативные документы и практические рекомендации, на основании которых ведутся конструкторские разработки, изготовление и эксплуатация установок. Наиболее крупные и важные теоретические и прикладные исследования в этой области выполнялись научным коллективом под руководством д-ра техн. наук, проф. Андрющенко А.И. [73]. Однако, некоторые существенные вопросы надежности требуют дальнейшего изучения. Так в ядерных установках широко используется понятие теплотехническая надежность. Теплотехнической надежностью называется вероятность реализации основных теплотехнических параметров ' реактора, определяемых расчетным или экспериментальным путем.

Поскольку наиболее дорогостоящим оборудованием ТЭУ являются котлоагрегаты, в которых проходят теплогидравлические процессы при высоких давлениях, температурах и тепловых потоках, устойчивость которых предопределяет надежную эксплуатацию ТЭУ предлагается отнести понятие теплотехнической надежности и для котлоагрегата.

По этим причинам основным объектом исследования в работе будут котельные агрегаты, а предметом исследования - теплотехническая надежность котлоагрегата, в рамках которой определяются отклонения его теплотехнических параметров.

Теплотехническая надежность определяется не только работой элементов оборудования котлоагрегата, но и отклонениями исходных данных, используемых для тепловых и других проектных расчетов. Ввиду того, что указанные факторы имеют статистическую природу и реализуются при проектировании и эксплуатации агрегата случайным образом теплотехническая надежность агрегата представляет собой некоторую случайную функцию. Для построения такой функции и ее анализа можно использовать положения, разработанные для ядерных установок (ЯУ). При этом основная трудность методики заключается в отсутствии обобщенных статистических данных об отклонениях исходных параметров и законов их распределения, которые предопределяют теплотехническую надежность котельных установок. Поэтому необходимо было исследовать отклонения исходных данных и их законы распределения для определения теплотехнической надежности котлоагрегата. Оценка теплотехнической надежности котлоагрегата позволит выбрать оптимальные значения теплотехнических параметров котлоагрегата, которые обеспечили бы требуемую вероятность реализации данного параметра.

Цель работы: Разработать вероятностную методику расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегатов.

Задачи исследования: Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Определение отклонений исходных данных и законов их распределения для расчета теплотехнической надежности котлоагрегата.

2. Разработка методики расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности основных элементов котлоагрегата.

3. Разработка алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегата для реализации на ЭВМ.

4. Выполнение расчетов отклонений теплотехнических параметров, теплотехнической надежности для котлоагрегата и их анализ.

5. Сопоставление результатов расчетов с эксплуатационными данными, отраженных в режимной карте котлоагрегата.

6. Сопоставление результатов расчета с рекомендациями и данными, приведенными в различных литературных источниках.

Научная новизна результатов исследования заключается в:

1. Разработке методики определения отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности для котлоагрегатов.

2. Создание комплекса отклонений исходных данных, требуемого для определения теплотехнической надежности котлоагрегата.

3. Разработке методики и алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности элементов котлоагрегата для реализации на ЭВМ.

4. Сопоставление результатов расчета теплотехнической надежности с данными режимных карт и литературных источников.

Методы исследования: Исследования проводились с помощью обобщения и сравнения, аналитических, вероятностно-статистических, расчетно-конструктивных методов; программирования на ЭВМ.

Достоверность исследований: Достоверность исследования отклонений исходных данных для расчета теплотехнической надежности котлоагрегата определяется использованием данных, приведенных в ГОСТах, СНиПах и других нормативных документов.

Теоретическая значимость работы: В создании научной основы и практической реализации с использованием ЭВМ понятия теплотехнической надежности применительно к котлоагрегату.

Практическая значимость работы: Разработанные в работе методики и созданные программы позволяют: в дополнении к общепринятому нормативному методу расчета котлоагрегата проводить расчет теплотехнической надежности его элементов; проводить расчет теплотехнической надежности котлоагрегата на

ЭВМ; задаваясь степенью надежности вести проектирование с определенным гарантированным запасом мощности элементов котлоагрегата, обеспечивающим изменение основных параметров котлоагрегата в допустимом проектном интервале.

Положения, выносимые на защиту:

Разработка методики расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности котлоагрегата.

Разработка алгоритма расчета отклонений теплотехнических параметров и теплотехнической надежности для реализации на ЭВМ.

Реализация результатов работы: Полученные в работе результаты приняты к использованию ООО «Нефтегазпромпроект» для выполнения проектных, научно-исследовательских работ, в отчетах научно исследовательской работы ГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», тема: «Повышение эффективности и надежности оборудования и систем теплоэнергоснабжения» № 5.3.01-05, а также учебном процессе по курсу «Моделирование, алгоритмизация и оптимизация элементов и систем теплоэнергетических установок».

Апробация работы: Основные положения докладывались и обсуждались на IV международной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» Южно-Российский государственный технологический университет (г. Новочеркасск, 2003г.), на Пятом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Кисловодск, 2004), на Третьей межвузовской научной конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Краснодар, 2004), на Шестом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Сочи, 2004), на Седьмом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математики (г. Кисловодск, 2005), на 2-ой Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Барнаул, 2005г.), на XV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева 23-27 мая 2005г. (г. Калуга).

Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на заседании кафедры Промышленной теплоэнергетики и ТЭС Кубанского государственного технологического университета.

Публикации: По теме диссертационной работы имеется 11 публикаций, перечень которых приведен в общем списке использованных источников.

Объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 110 наименований и 5 приложений. Общий объем диссертационной работы 225 страниц машинописного текста, включая 37 таблиц, 20 рисунков.

5.3 Выводы.

1. Произведен сравнительный анализ полученных результатов (отклонение выходных данных котлоагрегата) с данными по отклонениям параметров в справочной литературе. Сопоставление произведено по следующим параметрам: температуре перегретого пара, объему уходящих газов, КПД брутто, расходу топлива (природного газа). В ходе анализа выявлено, что можно рекомендовать вести расчет по разработанной методики при вероятности реализации 94%.

2. Выполнено сопоставление рассчитанных отклонений по основным параметрам котла БКЗ -75-39 на номинальных и частичных режимах его эксплуатации с расхождениями между данными режимных карт и проектных значений. Выявлено, что расхождения расходов, КПД и потерь тепла с уходящими газами по данным режимных карт лежат в пределах отклонений, рассчитанных по изложенной методики.

162

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе предложены, разработаны и опробованы новые методики и программы, обеспечивающие расчет теплотехнической надежности котлоагрегата, в том числе законы распределения и отклонения исходных данных, необходимые для этого расчета. При этом получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Установлено, что наиболее перспективными для расчета теплотехнической надежности котельных установок являются вероятностные методики. Именно в котельных установках идут теплогидравлические процессы при высоких давлениях, температурах и тепловых потоках, устойчивость которых предопределяет надежную эксплуатацию ТЭУ.

2. Разработана методика определения теплотехнической надежности для котельных установок средней паропроизводительности. Основу ее составляет принятая в ядерной технике вероятностная методика.

3. Создан комплекс отклонений исходных данных и законов их распределения для расчета теплотехнической надежности котлоагрегата.

4. Разработана методика расчета теплотехнической надежности основных элементов котлоагрегата. В ходе разработки получены основные зависимости для расчета теплотехнической надежности топки, фестона, пароперегрегвателя II и I ступени, экономайзера и воздухоподогревателя.

5. Впервые разработана и реализована программа для ЭВМ расчета теплотехнической надежности котлоагрегата. Применение ЭВМ существенно ускоряет процесс расчета, устраняет возможность случайных погрешностей при определении отклонений различных параметров. Расчет на ЭВМ оптимизирует процесс работы и повышает точность расчета.

6. Выполнены расчеты и анализ для котла среднего давления БКЗ-75-39 Афипской ТЭЦ. Анализ результатов расчета отклонений параметров котла БКЗ-75-39 показывает, что для теплотехнической надежности поверхностей теплообмена Зст (или 95,85 %) необходимо иметь запас по мощности для топочной камеры - 7,47 %, для фестона 25,33 %, для II ступени пароперегревателя 20,8%, для I ступени пароперегревателя 19,72%, для экономайзера 24,12%, для воздухоподогревателя 35,35 %. При надежности 2а (95%) этот запас будет соответственно для топочной камеры - 4 %, для фестона 14 %, для II ступени пароперегревателя 11,5%, для I ступени пароперегревателя 11,1%, для экономайзера 13,12%, для воздухоподогревателя 19,5 %. При надежности 1ст (67%) запас по мощности соответственно для топочной камеры - 0,8 %, для фестона 2,6%, для II ступени пароперегревателя 2,4%, для I ступени пароперегревателя 2,1%, для экономайзера 2,5%, для воздухоподогревателя 5 %.

Были просчитаны отклонения основных режимных параметров котлоагрегата по восьми частичным режимам. По полученным при расчете данным были построены графические зависимости изменения исследуемых параметров от паропроизводительности котельного агрегата.

7. Выполнено сопоставление результатов расчетов с эксплуатационными данными, отраженными в режимных картах. Установлено что, расхождения расходов, КПД и потерь тепла с уходящими газами по данным режимных карт лежат в пределах отклонений, рассчитанных по разработанной методики.

Разработаны рекомендации по выбору вероятности реализации отклонений, при которой рекомендуется вести расчет отклонений параметров для котлоагрегата. Можно рекомендовать вести расчет теплотехнической надежности котлоагрегата с вероятности реализации 94% (1,87а). Такой вероятности по результатам расчета отклонений параметров котла БКЭ-75-39 соответствует запас по мощности: для топки 4%; для фестона 13%; для пароперегревателя II ступени 11%; для пароперегревателя I ступени 10,2%; для экономайзера 12,5 %; для воздухоподогревателя 18,6%.

Разработанная методика может быть использована для практических расчетов по определению надежности работы конкретных элементов теплоэнергетических установок предприятий, а также пусконаладочными организациями, инженерно-техническими работниками, аспирантами, студентами, занимающимися вопросами повышения надежности оборудования ТЭУ.

164

1. Александров А. А., Григорьев Б. А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М.: Изд-во МЭИ, 1999.

2. Алексащенко А.А., Жук И.П. Исследование погрешностей определения физических параметров из приближенных решений некоторых обратных задач // Тепло- и массоперенос и теплофизические свойства веществ, Минск, 1974. С. 124- 129.

3. Анисимов Э.В. Система допусков и посадок при монтаже и ремонте оборудования ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 104 с.

4. Базовский И. Надежность, теория и практика. Перев. С англ. М., «Мир», 1965.

5. Башук О.Ю., Пахомов Р.А., Трофимов А.С. Вероятность реализации параметров котлоагрегатов // Молодые ученые России теплоэнергетике: Материалы Межрегиональной научной конференции - Новочеркасск, 2001. -С. 182-184.

6. Белоконь JI. Н., Трофимов А. С. Анализ режимов работы котлоагрегата БКЭ-75-39 Афипской ТЭЦ // Повышение эффективности производства электроэнергии: Материалы IV международной конференции. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. С. 12-14.

7. Белоконь JI.H., Стрельцова JI.A., Трофимов А.С. Отклонения параметров котлоагрегата // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. Технические науки. Ростов, 2004 - №2. - с.79-80.

8. Бердичевский Б. Е. Оценка надежности аппаратуры автоматики (методы и оценки надежности в процессе разработки). М., «Машиностроение», 1966.

9. Блох А.Г. теплообмен в топках паровых котлов. Л.: Энергоатом-издат, 1984.-240 с.

10. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. М.: Стройиздат, 1965.

11. Болыпев JI. Н., Смирнов Н. В. Таблицы математической статистики. -М., Наука, 1965.

12. Бородочев Н.А. Анализ качества и точности производсства. М., Машгиз, 1946.

13. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов М.: Наука, 1981.

14. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М., Физматгиз, 1963.

15. Вентцель Е. С. Исследование операций. М., 1972. - 551 с.

16. Вукалович М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М., Энергия, 1965.

17. Гатеев С. Б. Теплотехнические испытания котельных установок (промышленных предприятий) 2-е изд. - М.: Госэнергоиздат, 1959. - 600 с.

18. Гладышев Г. П., Гунин В. П. Оценка готовности энергоблоков по выработанной энергии // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. № 1.

19. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические методы в теории надежности. М., 1965. - 524 с.

20. ГОСТ 10062-75. Газы природные горючие. Метод определения удельной теплоты сгорания. -М.: Изд-во стандартов, 1976.

21. ГОСТ 11358-89. Толщиномеры и стенкомеры индикаторные с ценой деления 0,01 и 0,1 мм. М.: Изд-во стандартов, 1990. - 10 с.

22. ГОСТ 13320-81. Газоанализаторы промышленные автоматические. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 20 с.

23. ГОСТ 14920-79*. Газ сухой. Метод определения компонентного состава. М.: Изд-во стандартов, 1980.

24. ГОСТ 166-89. Штангенциркули. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 15 с.

25. ГОСТ 21779-82. Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Технологические допуски. М.: Изд-во стандартов, 1982.- 15 с.

26. ГОСТ 24030-80. Трубы бесшовные из коррозионно-стойкой стали для энергомашиностроения. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1980. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 10 с.

27. ГОСТ 26433.0-85. Правила выполнения измерений. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 19 с.

28. ГОСТ 30319.1-96. Газ природный. Методы расчета физических свойств. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 15 с.

29. ГОСТ 3619-89 (СТ СЭВ 3034-81). Котлы паровые стационарные. Типы и основные параметры. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 10 с.

30. ГОСТ 7502-80. Рулетки измерительные металлические. Технические условия.-М.: Изд-во стандартов, 1981.

31. ГОСТ 8.025-75. Государственный первичный эталон и общегосударственная схема для средств измерений кинематической вязкости жидкости. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 4 с.

32. ГОСТ 8.142-75. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений массового расхода жидкости в диапазоне 1-10 +2-10 кг/с. М.: Изд-во стандартов, 1977. - 5 с.

33. ГОСТ 8.145-75. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений объемного расхода жидкости в диас iпазоне 3-10" -40 м /с. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 5 с.

34. ГОСТ 8.542-86. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерения скорости воздушного потока. М.: Изд-во стандартов, 1986- М: Изд-во стандартов, 1980.

35. ГОСТ 8.558-93. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры. М.: Изд-во стандартов, 1994. - 15 с.

36. ГОСТ Р 8.577-2000. ГСИ. Теплота объемная (энергия) сгорания природного газа. Общие требования к методам определения. М.: Изд-во стандартов, 2001. — 10 с.

37. ГСССД 109-87. Воздух сухой. Коэффициенты динамической вязкости и теплопроводности при температурах 150. 1000 К и давлениях от соответствующих разряженному газу до 100 МПа. М.: Изд-во стандартов, 1988. -15 с.

38. ГСССД 18-81. Метан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 100-1000 К и давлениях 0,1-100 Мпа. М.: Изд-во стандартов, 1982. - 10 с.

39. ГСССД 48-83. Этан жидкий и газообразный. Плотность, энтальпия, энтропия и изобарная теплоемкость при температурах 100-500 К и давлениях 0,1-70 Мпа. М.: Изд-во стандартов, 1983. - 15 с.

40. ГСССД 8-79. Плотность, энтальпия, энтрипия и изобарная теплоемкость жидкого и газообразного воздуха при температурах 70. 1500 К и давлениях 0,1-100 МПа. -М.: Изд-во стандартов, 1980. 10 с.

41. Гурман А. Е. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Высшая школа, 1977. 479 с.

42. Дешкин В.Н. Методика испытания и исследования котельных установок. М.: Машгиз, 1947.

43. Добротин Б.В., Ященко Я.В. Технология котло- и парогенераторо-строения. Учеб. Пособие для вузов по спец. "парогенераторостроение". -Киев: Вища шк., 1984. 231 с.

44. Елизаров П.П. Эксплуатация котельных установок высокого давления на электростанциях. М. : Госэнергоиздат, 1961. - 400 с.

45. Жилин В. Н., Семенов В. М. Ремонт парогенераторов. М., 1976. -352 с.

46. Зайдель В.А. Монтаж котельного оборудования. — 4-е изд., перераб. и доп. M.-JL: Госэнегоиздат, 1958. - 352 с.

47. Зах Р. Г. Котельные установки. М.: Энергия, 1968. 352 с.

48. Зикеев Т.А., Корелин А. И. Анализ энергетического топлива. М.; JL: Госэнергоиздат, 1948.

49. Инструкция по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов / Г. П. Гладышев и др. М., 1985. - 39 с.

50. Исследование котельно-топочных процессов / Под. общ. ред. Г.Ф. Кноров. М.: Машгиз, 1955. - 140 с.

51. Иыуду К. А. Оптимизация устройств автоматики по критерию надежности. М. - Д., Энергия, 1966.

52. Каменицкая И.В. Технологические операции при монтаже поверхностей нагрева паровых котлов. М.: Энергия, 1972. - 12 с.

53. Кибрик П.С., Либерман Г.Р. Эксплуатация котельных установок небольшой производительности. М.: Энергия, 1969. — 259 с.

54. Китушин В. Г. Надежность энергетических систем. М., 1984. -256 с.

55. Клемин А. И, Стригулин М. М. Некоторые вопросы надежности ядерных реакторов. М.: Атомиздат, 1968. - 292 с.

56. Клемин А.И. Надежность ядерных энергетических установрк. Основы расчета. М., 1987. - 344 с.

57. Клюев А.С., Товарное А.Г. Наладка систем автоматического регулирования котлоагрегатов. М.: Энергия, 1970. - 280 с.лирования котлоагрегатов. М.: Энергия, 1970. - 280 с.

58. Коллинз Д. Повреждения материалов в конструкциях. М., 1982. -264 с.

59. Комков П.И. Ремонт котельных агрегатов. М.; Д.: Госэнергоиздат, 1955.-256с.

60. Кремер Н. Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебник для вузов. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. - 543 с.

61. Кроль Л.Б. и Кельман Г.Н. Промежуточный перегрев пара и его регулирование в энергетических блоках. М.: «Энергия», 1970. - 318 с.

62. Кузнецов Н.В. Рабочие процессы и вопросы усовершенствования конвективных поверхностей котельных агрегатов. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1958.-172 с.

63. Кутай А. К. Статистические методы анализа и контроля качества машиностроительной продукции. М., Машгиз, 1949.

64. Куцев В.А. Разработка методик анализа и расчета процессов транспорта газа в магистральном газопроводе для задач проектирования и управления. Диссертация канд. технич. наук. Краснодар, 2002. - 248 с.

65. Лелеев Н.С. Расчет и конструирование каркасов котлоагрегатов. -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1960. 224 с.

66. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла: Учебное пособие для вузов по спец. "Тепловые электрические станции". М.: Энергоатомиздат, 1988. - 207 с.

67. Ллойд Д.К., Липов М. Надежность, организация исследования, методы, математический аппарат. Пер. с англ. М., «Советское радио», 1964.

68. Монахов Г.В., Красовский Б. М. Количественная оценка надежности теплоснабжения / Сб. тр. ВНИПИэнергопрома. Системы централизованного теплоснабжения, 1985.-С. 151-156.

69. Надежность сооружения в энергетическом строительстве. М.: Информэнерго. - 20 см. - (Библиогр. Информ. / М-во энергетики и электрификации СССР, ЦНТИ по энергетики и электрификации) 1975-1977 гг. /

70. Сост. В .И. Чугунов, Л.Д. Борисов, Е.Я. Минина. 1978. С.59

71. Надежность теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС / Г. П. Гладышев, Р. 3. Аминов, В. 3. Гуревич и др.; под. Ред. А.И. Андрющенко. -М.: Высш. Шк., 1991.-303 с.

72. Надежность энергетических систем: ретросп. Указ. М.: центр «Информэнерго». - 20см. - (Энергетика и электрификация. Библиогр. ин-форм. / ЦНТИ по энергетики и электрификации). 1977-1980 гг./ Сост. В.И. Эдельман., 1981.-71 с.

73. Общие положения обеспечения безопасности атомных станций при проектировании, солоружении и экстплуатации ( ОПБ 82). - М., 1982.

74. Парилов В.А., Ушаков С.Г. Испытания и наладка паровых котлов: Учеб. Пособие для вузов по специальности "Тепловые электрические станции". М.: Энергоатомиздат, 1986. - 320 с.

75. Пахомов Р.А. Разработка методик определения отклонений теплотехнических параметров и долговечности при термопульсациях в элементах котлоагрегатов. Диссертация канд. технич. наук. Краснодар, 2002. - 177 с.

76. Положение о порядке установления сроков дальнейшей эксплуатации элементов котлов, турбин и паропроводов, работающих при температуре 450 °С и выше / Г. П. Гладышев и др. М., 1984. - 27 с.

77. Пособие для изучения «Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей» (тепломеханическая часть). 2-е изд., стереотип. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2000. - 480 с.

78. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. Утв. Приказом Минэнерго от 24.03.03 №115.- М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. 208 с.

79. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. -М.: Энергия, 1978.-704 с.

80. Рекомендации, правила, методики расчета гидродинамических и тепловых характеристик элементов оборудования энергетических установок. Руководящий технический материал. Утв. ГНТУ МАЭП 15.08.90. Обнинск.: ФЭИ, 1991.-388 с.

81. Руденко Ю. Н., Ушаков И. А. Надежность систем энергетики. М., 1986.-252 с.

82. Сапрыкин Г. С. Надежность оборудования тепловых электростанций. Саратов: Изд-во Сарат. Полит. Ин-та, 1972. - 121 с.

83. Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: «Недра», 1977. - 480 с.

84. Смирнов Н.В., дудин-Барковский И.В. Краткий курс математической статистики для технических приложений. М., Физматгиз, 1959.

85. СНиП 3.05.02-88. Газоснабжение. -М.: Госстрой России, 1989.-10 с.

86. СНиП П-35-76. Котельные установки. М.: Госстрой СССР, 1978.15 с.

87. СНиП Ш-Г. 10.4-67. Теплоэнергетическое оборудование. Правила производства и приемки монтажных работ. М.: Госстрой СССР, 1968 - 10 с.

88. Татищев С.В., Соловьев Ю.П. Проектирование промышленных паровых энергоустановок средней и малой мощности. М. - Л.: Госэнергоиз-дат, 1960.- 144 с.

89. Тепловой расчет котельных агрегатов (Нормативный метод) / под ред. Н.В Кузнецова и др. М.: Энергия, 1973. 296 с.

90. Трембовля В. И., Фингер Е. Д., Авдеева А. А. Теплотехнические испытания котельных установок. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 416 с.

91. СП б, 2004,- Т.П. С. 203-208.

92. Шор Я. Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М., Советское радио, 1962.

93. Шор Я. Б., Кузьмин Ф. И. Таблицы для анализа и контроля надежности.-М., 1968.-284 с.

94. Яхин А. Б., Кован В.М. Теоретические вопросы технологии машм-ностроения. -М., Машгиз, 1939.

95. Fleischer G.u.a. Vershleis und Zuverlassigkeit. Berlin, VEB Verlag Technic. 1980, - 244 s.

96. Frankel E. G. Reliability Analysis haval. Eng. J., 74, 4 619-927 (1962).

97. Fritz R. // Trans. ASME. 76. № 6. 1954.

98. Giedt W. H. // Jet Propulsion. 1956. V. 2. № 4.

99. Harder, G. Statistische Methoden fur die Zuverlassigkeitsanalyse. Berlin, VEB Verlag Technic. 1983, - 244 s.

100. Reinschke K. Aufstllen von Zuverlassigkeits ersatzschaltungen und Fehlerbaume. - Berlin, VEB Verlag Technic. 1977, - 83 s.

101. Общество с ограниченной ответственностью "НЕФТЕГАЗПРОМПРОЕКТ"350089, г.Краснодар, ул.Рождественская набережная,? тел/факс (8612) 73-53-89,от ^ fна № от1. СПРАВКА

102. Результаты работы целесообразно использовать в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика» Кубанского государственного технологического университета.1. Авторы:

103. А.С. Трофимов Л.Н. Белоконь1. У/2005 года

104. РАСЧЕТ ПАРОВОГО КОТЛА. Номинальный режим с расчётом потерь по нормативному методу.1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

105. Паропроизводительность агрегата , т/ч

106. Непрерывная продувка в процентах от паропроизводительности агрегата, %

107. Давление пара у главной паровой задвижки, Мпа

108. Температура перегретого пара, град. С

109. Температура питательной воды перед экономайзером, град С

110. Вид топлива и его характеристики:

111. Низшая рабочая теплота сгорания, кДж/мЗ

112. Температура уходящих газов, град. С

113. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, град. С

114. Температура воздуха на выходе в воздухоподогревателя, град. С

115. КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КОТЛОАГРЕГАТА:1. ТОПКА11. Объем топки, мЗ 160

116. Площадь поверхности стен топки, м2 211

117. Диаметр экранных труб, мм 60x3

118. Шаг труб боковых экранов, мм 100

119. Площадь лучевоспринимающей поверхности нагрева , м2 120

120. Площадь поверхности нагрева конвективных пучков , м2 3220

121. Диаметр труб конвективных пучков, мм

122. Расположение труб шахматное

123. Поперечный шаг труб, мм 60

124. Продольный шаг труб, мм 42

125. Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2 5,62. ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ II

126. Наружний диаметр труб, м 0,04222. Длина труб в пучке, м 3,5

127. Число труб в газоходе, шт. 240

128. Поперечный шаг труб, м 0,07

129. Продольный шаг труб, м 0,0726. Число труб в ряду, шт. 6027. Число рядов труб, шт. 428. Ширина газохода, м 3,829. Глубина газохода, м 5,93. ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ I

130. Наружний диаметр труб, м 0,038

131. Длина труб в пучке, м 2,65

132. Число труб в газоходе, шт. 720

133. Поперечный шаг труб, м 0,07750,033,3533510432574,90,83784,53.819 0,9 0,3 7,8 0,8 00 0 0 128 25 260

134. Продольный шаг труб, м 0,0736. Число труб в ряду, шт. 6037. Число рядов труб, шт. 1238. Ширина газохода, м 2,939. Глубина газохода, м 5,94. ЭКОНОМАЙЗЕР II

135. Наружний диаметр труб, м 0,03242. Длина труб в пучке, м 5,9

136. Число труб в газоходе, шт. 984

137. Поперечный шаг труб, м 0,075

138. Продольный шаг труб, м 0,05546. Число труб в ряду, шт. 2447. Число рядов труб, шт. 4148. Ширина газохода, м 1,949. Глубина газохода, м 5,95. ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ II

139. Наружний диаметр труб, м 0,0452. Длина труб в пучке, м 1,5

140. Число труб в газоходе, шт. 2576

141. Поперечный шаг труб, м 0,07

142. Продольный шаг труб, м 0,0456. Число труб в ряду, шт. 4657. Число рядов труб, шт. 5658. Ширина газохода, м 2,0859. Глубина газохода, м 6,1126. ЭКОНОМАЙЗЕР I

143. Наружний диаметр труб, м 0,03262. Длина труб в пучке, м 5,9

144. Число труб в газоходе, шт. 624

145. Поперечный шаг труб, м 0,075

146. Продольный шаг труб, м 0,05566. Число труб в ряду, шт. 2467. Число рядов труб, шт. 2668. Ширина газохода, м 1,969. Глубина газохода, м 5,97. ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ I

147. Наружний диаметр труб, м 0,0472. Длина труб в пучке, м 3

148. Число труб в газоходе, шт. 2508

149. Поперечный шаг труб, м 0,06

150. Продольный шаг труб, м 0,04276. Число труб в ряду, шт. 3877. Число рядов труб, шт. 6678. Ширина газохода, м 2,0879. Глубина газохода, м 6,112

151. ОБЪЕМЫ И ЭНТАЛЬПИИ ВОЗДУХА И ПС: 1. Характеристики продуктов сгорания в поверхностях нагрева

152. Теоритический объем воздуха, необходимого для полного сгорания, мЗ/мЗ 9,522

153. Объем трехатомных газов, мЗ/мЗ 1,037

154. Теоретический объем азота в продуктах сгорания, мЗ/мЗ 7,601

155. Теоретический объем водяных паров, мЗ/мЗ 2,096

156. Газохо ды Alpha VH20 Vr rR02 гН20 г п

157. Топка 1,13 2,116 11,99 0,086 0,176 0,263

158. ПП2 1,17 2,122 12,38 0,084 0,171 0,255

159. ПП1 1,21 2,129 12,77 0,081 0,167 0,248

160. ЭК2 1,23 2,132 12,96 0,08 0,164 0,245

161. ВП2 1,25 2,135 13,15 0,079 0,162 0,241

162. ЭК1 1,27 2,138 13,35 0,078 0,16 0,238