автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Системный анализ тепловых процессов в факельных топках паровых котлов с целью повышения их эффективности

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ВОРОПАЕВ ВИКТОР ВИКТОРОВИЧ

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ФАКЕЛЬНЫХ ТОПКАХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Специальность:05.13.01 -Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2005-М 20Ъ59

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ВОРОПАЕВ ВИКТОР ВИКТОРОВИЧ

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ В ФАКЕЛЬНЫХ ТОПКАХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Специальность:05.13.01 -Системный анализ, управление и обработка информации (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-г / .и»?-..

! ' •1 *>;'!. )> < > 1 ..

1 т сч-

90РШ

Работа выполнена на кафедре Электроснабжения и электротехники Тверского государственного технического университета.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Макаров Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Гриднев Василий Романович,

кандидат технических наук Михайлов Юрий Николаевич

Ведущая организация - ЗАО НИИ "Центрпрограммсистем",

г. Тверь

Зашита состоится «_»_2004 года в «_» часов на

заседании диссертационного совета Д 212.262.04 в Тверском государственном техническом университете по адресу: 170026, г. Тверь, набережная Афанасия Никитина, 22 (Ц-212).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тверского государственного технического университета.

Автореферат разослан "

2004 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Жгутов А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Необходимость анализа и синтеза теплообмена в факельных топках связана с несовершенством существующих моделей и методов расчёта. Каждый из существующих методов имеет свои недостатки и ограниченную область применения. В них не учитывается в явном виде конфигурация излучающего газового объёма и его пространственное положение, которые оказывают существенное влияние на процессы теплообмена.

Таким образом, отсутствует инженерная методика расчёта теплообмена в топках котлов, которая позволяет с достаточной точностью осуществлять системный анализ теплообмена в топках, рассчитывать распределение мощности по высоте факелов топок, определять плотности интегральных потоков не только по оси симметрии экранов, но и задних, боковых экранов топок, прогнозировать влияние рабочих параметров горелочных устройств на теплообмен. Необходимо совершенствование автоматизированной системы контроля и анализа тепловых нагрузок экранных поверхностей нагрева.

Целью диссертационной работы является разработка инженерной методики для системного анализа теплообмена, расчёта рационального режима теплообмена в топках котлов, обеспечивающего снижение расхода топлива, внутритрубных отложений и эксплуатационных затрат.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

- осуществлён вывод аналитических выражений для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла;

- разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, позволяющая анализировать. изменение распределения тепловых потоков по поверхностям нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок в топке, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать рациональную конфигурацию топок котлов и оптимальное расположение горелок в них;

- разработаны математическая модель для расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева и программный комплекс для системного анализа процессов теплообмена в топках котлов;

- разработана рациональная конструкция топки котла, позволяющая снизить расход топлива, выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

Методы исследования. При проведении работы использованы методы интегрального исчисления, математического моделирования, статистического анализа расчётных и экспериментальных данных. Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей, методик, алгоритмов и программ расчёта на ЭВМ. В диссертации использованы результаты экспериментальных исследований на действующих мощных паровых котлах.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций.

Научные положения, выводы и рекомендации, представленные в диссертационной работе, аргументированы, их достоверность является установленным фактом. Достоверность теоретических результатов подтверждена экспериментальными данными на действующих паровых котлах.

К защите представляются следующие основные положения:

1. Аналитические выражения для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла.

2. Математическая модель для расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева.

3. Инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов.

4. Программный комплекс для анализа процессов теплообмена в топках котлов.

5. Рациональная конструкция топки котла, позволяющая выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

Научная новизна:

1. Предложено разбивать факел по высоте топки на ряд цилиндрических газовых объёмов в соответствии с расположением изотерм, располагать цилиндрические газовые объёмы в несколько ярусов и для них составлять пропорцию в соответствии с законом Стефана-Больцмана.

2. Для повышения точности расчётов предложен раздельный расчёт прямых и отражённых составляющих потоков излучения от факела и поверхностей нагрева в топках котлов.

3. Получены аналитические выражения для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла.

4. Предложено обобщённое аналитическое выражение для расчёта потоков излучений от факела, падающих на поверхности нагрева, охватывающее всё многообразие взаимного расположения факела и поверхностей нагрева в камерах топок котлов.

5. Разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, которая позволяет анализировать изменение распределения тепловых потоков по поверхностям нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок в топке, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать рациональную конфигурацию топок котлов и оптимальное расположение горелок в них.

6. Разработаны математическая модель и программный комплекс для системного анализа процессов теплообмена в топках котлов.

Практическая ценность и реализация работы. Практическая ценность работы состоит в том, что с разработкой изложенной в диссертации инженерной методики и компьютерного программного комплекса для

расчёта теплообмена излучением в топках котлов появилась возможность анализировать распределение тепловых потоков поверхностей нагрева при изменении конфигурации топки, расположения горелок, расхода топлива и определять рациональную конфигурацию топок и расположение горелок в ней, прогнозировать тепловые нагрузки и планировать очерёдность ремонтных работ.

Инженерная методика расчёта и программный комплекс переданы для выбора рационального режима работы горелок топок паровых котлов Тверской ТЭЦ-3. Годовой экономический эффект при использовании разработанной инженерной методики при реконструкции одного парового котла составит 435 тысяч рублей в ценах 2004 года.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов " Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2003г.), XIV Школе семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках" (Рыбинск, 2003 г.), Международной научно-технической конференции "XI Бенардосовские чтения" (Иваново, 2003 г.), Международной научно-технической конференции "Вопросы тепломассообмена, энергосбережения и экологии в теплотехнологических процессах" (Иваново, 2003г.), V Минском Международном форуме по тепло- и массообмену (Минск, 2004г.), II Международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических и факельных печах и топках" (Тверь, 2004г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 статей, 2 из которых в центральных журналах, 4 тезиса доклада.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 98 наименований и двух приложений. Текст диссертации изложен на 116 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение посвящено общей характеристике работы, описанию структуры диссертации. Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель, задачи работы, показаны её практическая ценность и научная новизна.

В первой главе излагаются основные положения, и даётся оценка существующих наиболее распространённых методов расчёта теплообмена в факельных печах и топках.

Первый метод, при котором факел моделируется изотермическими объёмными зонами, используется при расчёте теплообмена в факельных печах, камерах сгорания. Данный метод упрощённый и даёт грубый приближённый результат, при котором значение плотности теплового потока среднее и одинаковое по длине и высоте топки. Однако результаты

измерения температур нагреваемых изделий показывает значительную неравномерность распределения плотностей тепловых потоков.

Второй метод - зональный, когда факел моделируется рядом объёмных зон с неизменными температурами и радиационными характеристиками. В зональном методе аппроксимируются температуры, оптико-геометрические характеристики объёмных зон. В расчётах учитывают множество аппроксимируемых параметров, что снижает точность расчётов. В большинстве случаев рабочее пространство топок представляет прямоугольный параллелепипед, разбивая который параллельными плоскостями, моделируют факел прямоугольными параллелепипедами с различными температурами и радиационными характеристиками и решают на ЭВМ интегральные уравнения теплообмена. Данный метод также даёт значительную погрешность, так как выбранная геометрическая и физическая модель факела неадекватна натуре. Размеры и форма излучающего объёма оказывают существенное влияние на теплообмен.

Исследование изотерм показывает, что факел, созданный одиночной горелкой, представляет собой объёмное тело в виде эллипсоида вращения. Объёмные тела, которыми можно наиболее целостно заполнить объём эллипсоида вращения - это цилиндрические объёмы. Нами предложено моделировать факел цилиндрическими объёмными зонами. Модель факела в виде эллипсоида вращения, разделённого на цилиндрические объёмные зоны, более точно отражает форму и размеры факела.

Во второй главе проводится анализ ранее полученных выражений для определения угловых коэффициентов излучения цилиндрических объёмов на элементарные площадки. Выявляются все возможные случаи взаимного расположения излучающих цилиндров и лучевоспринимающих площадок. С помощью интегрирования для каждого взаиморасположения определяются аналитические выражения для расчёта величин тепловых потоков на элементарные площадки.

В работах профессора А.Н. Макарова приведены расчётные формулы угловых коэффициентов для различных положений излучающих цилиндров и элементарных лучевоспринимающих площадок. Каждому варианту расположения соответствует собственная формула для определения величины локального теплового потока излучения.

Вследствие наличия большого числа частных формул для определения плотностей падающих потоков излучения возникает необходимость в получении общего расчётного выражения, из которого все существующие получались бы как частный случай. Расположение поверхностей нагрева в топках отличается многообразием: они могут быть параллельны оси факела, перпендикулярны и расположены с наклоном внутрь или наружу топки.

Рассмотрим случай произвольного расположения излучающего цилиндра и элементарной площадки (рис.1), не анализируемый в работах профессора Макарова А.Н.

Рис. 1. Схема произвольного расположения излучающего цилиндра и элементарной площадки

На рис.1, использованы следующие обозначения г - кратчайшее расстояние от центра элементарной площадки (т. А) до оси излучающего цилиндра, м; /г, - высота излучающего цилиндра, м;

Р - угол, под которым цилиндр излучает на элементарную площадку, рад.; р1 и р2 ~ углы между вектором нормали ^ оси цилиндра, проведённым в т. А, и лучами АО и АО' соответственно, рад.

р,- - угол между направлением излучения элемента Ш в т. А и нормалью Ы2 элементарной площадки, рад;

а, - угол между направлением излучения элемента ¿1 в т. А и нормалью N^ оси цилиндра, проведённой в т. А, рад;

Ф - угол между проекцией нормали ЛГ2 лучевоспринимающей поверхности на плоскость излучения АОО' и нормалью ТУ, оси цилиндра, проведённой в т. А, рад; _

у - угол между нормалью Л^ лучевоспринимающей поверхности и плоскостью излучения А00рад;

V - угол между направлением излучения элемента ¡11 в т. А и проекцией нормали N2 лучевоспринимающей поверхности на плоскость излучения АОО', рад.

Плотность теплового потока на элементарную площадку по выражению

dqoi =

Pt cosa, cosfi¡dl

O)

где /, - расстояние от центра элементарной площадки (т. А) до элемента <11 излучающего цилиндра, м.

Для нахождения суммарной плотности теплового потока 901 необходимо проинтегрировать выражение (1) по всей высоте цилиндра. При этом переменными величинами будут являться а,- и Р,. Необходимо выразить две из приведённых величин через третью и проинтегрировать (1) по этому параметру.

В результате вспомогательных построений фигура АЕРV представляет собой тетраэдр, образованный четырьмя прямоугольными треугольниками АРЕ, АОЕ, АИР и ЕЕП. Используя соотношения сторон и углов этих прямоугольных треугольников, угол р, выражается через у и 4/, соответственно независящий и зависящий углы от направления излучения элемента <11.

cosp, = cosy-cosv|/.

(2)

Угол лежит в плоскости излучения и определяется как разность углов 04 и ф. Окончательный переход от интегрирования по длине к интегрированию по углу а/ осуществляется по формулам

di- cosa, = ¡¡-da; /,—r/cosa,.

(3)

(4)

При подстановке в выражение (1) выражений (2)-(4) производится его интегрирование по углу a¡ в пределах от р2 до pj.

p¡- P¡ cosa, cos7cos(a; - mWa P. cosy Н , ч,

?о/ = J--f-2, Jcosa, cos(a; - tpjcftx =

я h,r л h¡r p2

P2

=-^^[coscp(p + smPcos(P] + p2))+sinq>(sin2pi -sin2p2J (5)

2л h¡r

Анализ взаимных положений элементарных площадок и излучающих цилиндров показывает, что все варианты их пространственного расположения можно разделить на случаи, когда цилиндр излучает тепловые потоки на поверхности, наклонённые внутрь и наружу в топке. Выражение (5) получено для расчёта плотности теплового потока, падающего от излучающего цилиндра на наклонённые внутрь топки поверхности (рис.1.).

На рис.2, представлен случай расположения излучающего цилиндра и элементарной площадки, наклонённой наружу в топке.

I

п

Рис.2. Расположение излучающего цилиндра и элементарной площадки, наклонённой наружу в топке (вид, перпендикулярный плоскости АОО')

В этом случае отрезок АК делит треугольник ^400' на два прямоугольных треугольника АОКи АКО'. С учётом этого угол р = + р2; при

Плотность общего потока излучения определяется как сумма плотностей потоков излучения от двух частей излучающего цилиндра

ÍPi

h

Jcosa; cos(q> - a¡)da + Jcosa,- cos(q> + a ¡)da

P. eos y

<7o >=~L2¡r % h,r

= -777^[cosf(p + sinPcos(p2 -p1))-sin9(sin2p2 -sin2p,)] (6)

27t h,r

Анализ полученных выражений позволяет предложить обобщённую расчётную формулу определения удельного теплового потока:

Чо, = ^^ ^os Ф • [р + sin Р cos(p, + р2)]+sin ф • jsin2 Р, - sin2 Р21}, (7)

где ф и Pi — могут принимать отрицательные значения.

Pi - принимает отрицательное значение, если углы pi и р2 направлены в противоположные стороны от нормали N¡;

ф - принимает отрицательное значение, если он направлен в противоположную сторону от нормали N] по сравнению с большим по абсолютной величине углом из Р) И Р2.

При этом все формулы, приведённые в литературе профессором А.Н. Макаровым, получаются из обобщённого выражения (7) путём подстановки геометрических параметров, характеризующих частные случаи их взаимного расположения.

В третьей главе излагаются основные положения инженерной методики расчёта по предлагаемой модели факела в виде излучающих цилиндров, расположенных по высоте несколькими ярусами. Предложен раздельный расчёт составляющих падающего потока излучения от факела и поверхностей. Предложено для распределения мощности по высоте факела использовать распределение средней температуры по высоте топки. Дан вывод аналитических выражений для анализа влияния геометрических и тригонометрических параметров факела, необходимых для расчёта теплообмена по обобщённой формуле.

Для математического моделирования теплообмена излучением в топках паровых котлов предложено в качестве модели факела использовать излучающий цилиндр. При работе пары встречно размещённых горелочных устройств создаваемый ими факел оказывается равноудалён от среза горелок, т.е. расположен симметрично внутри топочной камеры. Этот факел моделируется одним горизонтальным и несколькими вертикальными цилиндрами (рис.3.).

Рис. 3. Модель факела, создаваемого двумя встречно расположенными горелочными устройствами: а - вид сбоку; б - вид сверху

Количество вертикальных цилиндров определяется равномерностью распределения температуры по высоте факела. Суммарная мощность выделяющаяся в факеле, равна сумме мощностей всех излучающих цилиндров и определяется по известным расходу топлива Вк и его теплотворной способности

Мощность и температура неравномерно распределены по высоте факела. Для расчёта распределения мощности факела по его высоте используем соотношение

где Р{ - мощность, выделяющаяся в /-ой излучающей цилиндрической объёмной зоне, Вт;

й, - высота /- ой излучающей цилиндрической объёмной зоны, м;

Г( - термодинамическая температура /- ой излучающей цилиндрической

объёмной зоны, К.

Для определения плотности потока интегрального излучения, предложено раздельно рассчитывать все составляющие теплового потока, падающего на /-ую расчётную площадку. Расчётное выражение для определения плотности теплового потока, падающего на элементарную площадку, имеет вид

где - плотность интегрального потока излучения, падающего на элементарную площадку непосредственно от факела; дто - плотность падающего на элементарную площадку потока излучения, вызванного многократным отражением излучения факела, падающего на остальные стены и под;

qím - плотность потока излучения, падающего на элементарную площадку от остальных стен и пода;

<?,„« - плотность теплового потока, обусловленного конвективной составляющей передачи тепла в топке котла.

Плотность интегрального потока излучения, падающего от факела на элементарную площадку на поверхности стены, с учётом поглощения излучения определяется по выражению

(8)

(10)

Ящ —~

Уф1,рфс-крг

(11)

где ф^, - локальный угловой коэффициент излучения факела на /-ую элементарную площадку;

площадь элементарной площадки, м2; /^-мощность, выделяющаяся в факеле, Вт; к - коэффициент ослабления излучения, (м-МПа)"1; р—давление в топке, МПа; г - длина пути луча, м.

Плотность падающего на элементарную площадку потока излучения, вызванного многократным отражением излучения факела и поглощением отражённого излучения

где ¥ф] - обобщенный угловой коэффициент излучения факела на у'-ую поверхность.

Обобщенные угловые коэффициенты излучения факела на поверхность нагрева находим из решения системы линейных алгебраических уравнений, которая в общем виде имеет вид

= Ф# • е-14" + ¿Ч^Д/р^"*' (13)

.Н

где - средний угловой коэффициент излучения факела на поверхность нагрева;

^ - эффективная длина пути луча, м;

- коэффициент отражения поверхности нагрева; Ф(/ - угловые коэффициенты # излучения одной поверхности нагрева на другую.

Плотность потока излучения, падающего на элементарную площадку от других стен и пода, определяется по выражению

о плл

„ (14)

Чтп Ь) '

где £>К ~ поток собственного излучения к-ой поверхности, определяемый по выражению

ь

в*=*1С{т\Гк' (15)

где Ек - коэффициент излучения к-ой поверхности;

со - излучательная способность абсолютно чёрного тела, Вт/(м2К4); 7\ - температура к-ой поверхности, К; ^ - площадь к-ой поверхности, м2.

Величина потока излучения непосредственно от факела составляет 9597% от суммарной плотности потока излучения, определенной в зоне максимальных тепловых нагрузок при номинальной паропроизводительности котла.

Константа, входящая в (9), определяется согласно выражению

const-

NB . Nr

Evtf + lv7?

(=1 м

(16)

где N¡1 и Иг - соответственно количество вертикальных и горизонтальных излучающих цилиндров.

Аппроксимация графика распределения температуры по высоте топочной камеры (рис.4) разбивает топку на зоны с неизменной температурой. Высоты этих зон определяют высоты вертикальных излучающих цилиндров А,.

Высота, м 35 30 25 20 15 10 5 0

-V

И

т,к

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200

Рис.4. Распределение средней температуры газов по высоте топки котла при встречно-фронтальном расположении горелочных устройств

Расчётные характеристики топлива и коэффициент избытка воздуха используются для определения коэффициента поглощения топочной среды. Согласно нормативному методу теплового расчёта котлов при сжигании мазута или газа коэффициент поглощения топочной среды к, (м-МПа)"', рассчитывается с учётом относительного заполнения топочной камеры светящимся пламенем, характеризуемым коэффициентом т.

к = кг+т-кс

(17)

где кг - коэффициент поглощения лучей газовой фазой продуктов сгорания (Я0ЪН20), (м М11а)';

кс - коэффициент поглощения лучей частицами сажи, (м-МПа)"1.

При сжигании мазута в газоплогных котлах т = 0,3; при сжигании природного газа т = 0,1. Аналитические выражения для расчёта кг и кс приведены в нормативном методе теплового расчёта котлов.

Для определения стереометрических параметров взаимного расположения излучающих цилиндров и элементарных площадок использованы соотношения сторон прямоугольного треугольника, свойства векторного и скалярного произведения векторов.

Четвёртая глава посвящена разработке алгоритма и программного комплекса для анализа теплообмена в топках котлов различных конструкций. Приведены результаты расчётов и экспериментальных данных распределения удельных тепловых потоков по экранным поверхностям нагрева паровых котлов сверхкритического давления ТГМП-314, ТГМП-314П, ТГМП-204П. Проводится рационализация процессов теплообмена путём изменения формы топочной камеры.

Обобщённая формула для расчёта плотности потока и выражения для аналитического определения стереометрических параметров факела положены в основу комплекса программ для контроля и анализа тепловых нагрузок экранных поверхностей нагрева. Структурная схема программы (рис.5.) включает в себя подпрограмму создания модели теплообмена, расчётный блок и интерфейс оператора.

Рис. 5. Блок-схема программы расчёта и контроля тепловых нагрузок экранных поверхностей нагрева

Программный комплекс использован для расчёта распределения плотности тепловых потоков по поверхностям нагрева мощных паровых котлов ТГМП-314, ТГМП-314П, ТГМП-204П. На рис.6 приведены

результаты расчёта и анализа теплообмена в топке котла ТГМП-314 со встречной компоновкой горелок.

S

яГ я Й еЛ

2 о ж э-о с

8

03

н о о 3 СО

35 30 25 20 15 10

\ Фронтальный экран (расчёт) ......Боковой экран (расчёт) 0 Фронтальный и боковой экраны (эксперимент)

V^lL

0 100 200 300 400 500 600 700

2

Плотность теплового потока, кВт/м

Рис.6. Анализ теплообмена в топке котла ТГМП-314 со встречной компоновкой горелок

Сравнение результатов расчётов по предлагаемой модели с данными экспериментальных исследований позволяет сделать вывод о соответствии разработанной инженерной методики и математической модели реальным процессам, происходящим в топках котлов.

Компьютерная программа с достаточной точностью определяет тепловые нагрузки экранных поверхностей топочных камер котлов. Это открывает возможности исследовать влияние падающих потоков на скорость образования внутритрубных отложений, высокотемпературной коррозии металла экранных труб, не прибегая к дорогостоящим инструментальным исследованиям теплообмена в топках. С помощью предлагаемой инженерной методики возможен системный анализ процессов теплообмена топок котлов различных форм и конструкций при различных нагрузках котла. На рис.7 показан вид пользовательского интерфейса программного комплекса, позволяющего контролировать распределение тепловых нагрузок и помогающего оператору принимать рациональные решения по управлению котлом.

Рис.7. Внешнии вид интерфейса программного комплекса

Для котла ТГМП-314 с традиционными экранами прямоугольной формы произведена рационализация теплообмена с целью повышения его эффективности путём выравнивания распределения плотностей тепловых потоков излучения по экранным поверхностям нагрева.

Исходя из кривой распределения плотности теплового потока по высоте топки при встречном расположении горелок (рис.8) более приемлемой формой топочных экранов является трапециидальная, чем прямоугольная.

О 4----

О 200 400 600 . 800

Плотность теплового потока, кВт/м

Рис.8. Распределение плотности теплового потока по высоте фронтального и бокового экранов топки ТГМП-314 со встречным расположением горелок: 1 и 3 - прямоугольные фронтальный и боковой экраны соответственно; 2 и 4 -трапециидальные фронтальный и боковой экраны соответственно

Камера топки котла, ограниченная экранами, представляющими собой трапеции, представлена на рис.9. Максимальная величина плотности теплового потока предлагаемой топки составляет 400 кВт/м2 на фронтальной и боковой стенах и оказывается меньше не только соответствующей величины при прямоугольных экранах и встречном расположении горелок, но и при подовой компоновке горелок.

_ Глубина^

ТО

Ш

а)

Рис.9. Схема топки котла с трапециидальными экранами: а - левый боковой экран; б - фронтальный экран

Зависимость толщины внутритрубных отложений 5ОТЛ, м, (при равномерном распределении по внутренней поверхности) от скорости их роста имеет вид

где - внутренний диаметр трубы, м;

А - скорость роста внутритрубных отложений, кг/(м2-ч), находящаяся в пропорциональной зависимости от величины плотности теплового потока д; х - время работы котла в год, ч;

Ротл - средняя плотность внутритрубных отложений, кг/м3.

При работе котла ТГМП-314 со встречной компоновкой горелок с нагрузкой 90% максимальная величина падающего теплового потока Чтах = 640 кВт/м2. На том же котле, но с трапециидальными экранами при средней нагрузке 90% максимальные потоки составляют =370 кВт/м2. Периодичность ремонта определяется по выражению

б)

^межрем д • (19)

где 50тл - толщина слоя внутритрубных отложений, образующихся за год, м. ?$отл „,,„ - максимально допустимая толщина отложений, м.

Результаты ориентировочного сравнительного расчёта толщины внутритрубных отложений и периодичности ремонта труб котла ТГМП-314 с трапециидальными и прямоугольными экранами приведены в таблице.

Определение величины отложений и периодичности очистки внутренней _поверхности экранных труб_

Котёл Цтах А т ^отл ^меж рем

кВт/м2 мг/(м2-ч) ч ММ год

ТГМП-314 (прямоуг. экраны) 640 64 7000 0,0831 1,20

ТГМП-314 (трапециид. экраны) 370 37 7000 0,0480 2,08

Периодичность ремонта труб для котла ТГМП-314 с трапециидальными экранами составит 2,08 года, что почти в два раза больше чем для котла с прямоугольными экранами. Предложенная форма топки позволяет без увеличения температуры продуктов сгорания, без более трудоёмкого обслуживания мощных подовых горелок значительно уменьшить тепловые нагрузки экранных поверхностей нагрева котлов, что приведёт к более надёжной и длительной работе экранов за счёт меньшей температуры стенок труб, снижения интенсивности образования внутритрубных отложений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Аналитическим путём получены выражения для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла

2. На основании теоретических исследований выведено обобщённое аналитическое выражение для расчёта потоков излучений от факела, падающих на поверхности нагрева, охватывающее всё многообразие взаиморасположения факела и поверхностей нагрева в камерах топок котлов

3. Предложено разбивать факел по высоте топки на ряд цилиндрических газовых объёмов в соответствии с расположением изотерм, располагать цилиндрические газовые объёмы в несколько ярусов и для них составлять пропорцию в соответствии с законом Стефана-Больцмана

4. Для повышения точности расчётов предложен раздельный расчёт прямых и отражённых составляющих потоков излучения от факела и поверхностей нагрева в топках котлов

5. Разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, позволяющая анализировать распределение тепловых нагрузок поверхностей нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок

для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать рациональную конфшурацию топок котлов

6. Разработана математическая модель для автоматизированного расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева при анализе теплообмена в топках котлов

7. Разработан комплекс программ для системного анализа теплообмена в топках котлов, позволяющий рассчитывать распределение плотности потоков излучений по высоте и периметру всех поверхностей нагрева топки и ранжировать экранные поверхности по количеству полученного тепла

8. Созданный комплекс программ позволяет из всего многообразия расположения горелок в топке определять рациональное расположение горелок, обеспечивающее снижение расхода топлива и уменьшение внутритрубных отложений в топке

9. Разработана рациональная конструкция топки котла, позволяющая снизить расход топлива, выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Автоматизация управления теплообменом в топке парового котла электростанций //Материалы II международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических печах и топках ". -Тверь: ТГТУ, 2004.-С.132-134.

2. Воропаев В.В., Кривнев Е.И. Автоматизация контроля теплообмена в топке парового котла //Материалы II международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических печах и топках". -Тверь: ТГТУ, 2004.-С.134-136.

3. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Теплообмен в топке парового котла ТГМП-314 //Промышленная энергетика.-2003.-№12.-С.36-41.

4. Макаров А.Н., Воропаев В.В., Зуйков P.M. Определение тепловых потоков в топке парового котла ТГМП-314 со встречной компоновкой горелок //Вопросы тепломассообмена, энергосбережения и экологии в теплотехнологических процессах: Сборник научных трудов /Под ред. Н.П. Гусенковой. -Иваново, 2003.-С.32—35.

5. Макаров А.Н., Воропаев В.В., Кривнев Е.И. Перспективы создания системы автоматизированного управления технологического процесса (АСУ ТП) паровых котлов и огнетехнических промышленных установок //Тез. докл. Международной научно-технической конференции-Иваново: ИГЭУ, 2003.-С. 116.

6. Макаров А.Н., Воропаев В.В., Кривнев Е.И. Моделирование факела топки парового котла и определение тепловых потоков на экранные поверхности нагрева //Тез. докл. Междунар. научно-технической конференции. -Иваново: ИГЭУ, 2003.-С. 159-160.

7. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Моделирование лучистого теплообмена в топках энергетических паровых котлов //Тез. докл.

и сообщений V Минского Международного форума по тепло- и массообмену: Т.1. -Минск, 2004,-СД97-198.

8. Макаров А.Н., Воропаев В.В. Моделирование факела излучающими цилиндрами и расчёт теплообмена в топке парового котла ТГМП-314 //Тештоэнергетика.-2004.-№8.-С.48-52.

9. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Влияние отложений на внуренних поверхностях нагрева топочных камер котлов на эффективность сжигания топлива //Материалы международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических печах и топках". -Тверь: ТГТУ, 2004.-С.23-25.

Ю.Кривнев Е.И., Воропаев В.В., Шатков О.А. Влияние отложений на внепгаих поверхностях нагрева топок котлов на эффективность сжигания твёрдого топлива //Материалы II международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических печах и топках". -Тверь: ТГТУ, 2004.-С.20-22.

П.Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Оптимизация пространственного распределения потоков теплового излучения в промышленных печах и топках паровых котлов //Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: Труды XIV Школы-семинара молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева. В 2-х т. Т.2. -М.: Издательство МЭИ, 2003.-С. 280-283.

12.Макаров А.Н., Воропаев В.В., Айзатов К.С. Рациональное расположение факела ТКГ в дуговой сталеплавильной печи //Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. IX Междунар. Научно-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3-х т. Т.2. -М.: Издательство МЭИ, 2003.-C.I24-125.

Подписано в печать 9.11.04

Фиа.печ.л.1,25 Усл.печ.л.1,16 Уч.иэд.л.1,09 Тираж 100 экз. Заказ Р 218

Типография Тверского государственного технического университета, 170026, г.Тверь, наб.Афанасия Никитина,22

# 22 21 0

Г ~

РНБ Русский фонд

2005-4 20359

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ

МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛООБМЕНА В ФАКЕЛЬНЫХ ТОПКАХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

1.1. Анализ теплообмена в топках котлов

1.2. Моделирование факела изотермическим объёмом

1.3. Зональный метод расчёта теплообмена излучением в печах и топках

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ ОТ ФАКЕЛА

В ТОПКАХ КОТЛОВ

2.1. Определение потоков излучения от факела на поверхности, наклонённые внутрь топки

2.2. Определение потоков излучения от факела на поверхности, наклонённые наружу в топке

2.3. Определение потоков излучения от факела на поверхности топки при их произвольном пространственном положении

2.4. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РАСЧЁТ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКАХ КОТЛОВ

3.1. Распределение мощности по высоте факела топок котлов

3.2. Инженерная методика расчёта теплообмена в топках котлов

3.3. Автоматизация расчёта геометрических и тригонометрических функций при определении тепловых потоков от факела на поверхности нагрева

3.4. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ АНАЛИЗА ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКАХ КОТЛОВ

4 Л. Системный анализ теплообмена в газомазутных топках котлов

4.2. Анализ теплообмена в топке парового котла ТГМП-314 со встречной компоновкой горелок

4.3. Анализ теплообмена в топке котла ТГМП-314П с подовой компоновкой горелок

4.4. Анализ теплообмена в топке парового котла ТГМП-204П с ilk подовой компоновкой горелок

4.5. Рационализация теплообмена в топках котлов

4.6. Выводы по четвёртой главе

Теплообмен излучением является основным в камерах топок паровых котлов, нагревательных и плавильных печей. Излучение факельной объёмной зоны складывается из излучения газа и твёрдых частиц. Газ даёт селективное излучение, а твёрдые частицы — сплошное, при этом в сумме образуется интегральное излучение факела [1, 2]. Факельные нагревательные печи, топки паровых котлов являются объектами исследования в теплофизике, теплотехнике, теплоэнергетике.

Необходимость анализа и синтеза теплообмена в факельных печах и топках связана с несовершенством существующих моделей и методов расчёта. Каждый из существующих методов имеет свои недостатки и ограниченную область применения. В них не учитывается в явном виде конфигурация излучающего газового объёма и его пространственное положение, которые оказывают существенное влияние на процессы теплообмена [3, 4, 5].

Анализ микромоделей теплообмена в факельных печах, топках и электрической дуги в печах показывает их общность и единство: переход атомов и электронов на новый энергетический уровень с излучением фотонов и возвращение их на прежний уровень также с излучением фотонов энергии. Микромодели имеют одинаковые закономерности, то есть описываются одними и теми же законами [6, 7, 8].

В настоящее время электрические дуги, столб плазмы в печах успешно моделируются излучающими цилиндрами, размеры которых зависят от тока, напряжения, температуры дуги, состава плазмообразующего газа [9]. Факелы в печах и топках значительно отличаются своими размерами от электрических дуг, столбов плазмы в печах, поэтому модели электрических дуг, столбов плазмы не могут быть машинально перенесены на факелы печей и топок [10].

Возникает необходимость в переработке существующей модели и методики с учётом этих отличий. Необходимо разработать инженерную методику расчёта теплообмена в топках паровых котлов, которая позволит рассчитывать распределение мощности по высоте факелов топок, определять плотности интегральных потоков не только по оси симметрии экранов, но и задних, боковых экранов топок. Необходимо связать рабочие параметры горелочных устройств непосредственно с параметрами модели теплообмена, избавиться от множества лишних эмпирических коэффициентов, зависимостей для создания возможности автоматизированного определения текущего состояния поверхностей нагрева [11, 12].

Разработка оптимальных процессов теплообмена в топках котлов актуальна в настоящее время в связи с необходимостью проведения энергосберегающих мероприятий во всех отраслях промышленности России и выполнения программы Энергосбережения, курируемой Правительством. Разработка инженерной методики расчёта теплообмена излучением в топках котлов позволит определять рациональную конструкцию топки котла и оптимальный вариант расположения горелок в ней, обеспечивающие снижение расхода топлива, внутритрубных отложений и эксплуатационных расходов.

Целью диссертационной работы является нахождение рационального режима теплообмена в топках паровых котлов, обеспечивающего снижение расхода топлива, внутритрубных отложений и эксплуатационных расходов.

Для достижения поставленной цели в работе были решены следующие задачи:

- разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, которая позволяет анализировать изменение распределения тепловых потоков по поверхностям нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок в топке, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать рациональную конфигурацию топок котлов и оптимальное расположение горелок в них;

- разработаны математическая модель для расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева и программный комплекс для системного анализа процессов теплообмена в топках паровых котлов;

- разработана рациональная конструкция топки котла и осуществлён расчёт оптимального расположения горелочных устройств в нём, позволяющие снизить расход топлива, выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

При проведении теоретических исследований для отыскания функции для определения потоков излучений от факела на поверхности нагрева использованы методы интегрального исчисления. После нахождения функций, характеризующих потоки излучения от факела пользовались методами математического моделирования на ЭВМ процессов теплообмена в топках паровых котлов. При проведении экспериментальных исследований использованы методы статистического анализа.

Научная новизна заключается в следующем:

- предложено разбивать факел по высоте топки на ряд цилиндрических газовых объёмов в соответствии с расположением изотерм, располагать цилиндрические газовые объёмы в несколько ярусов и для них составлять пропорцию в соответствии с законом Стефана-Больцмана;

- для повышения точности расчётов предложен раздельный расчёт прямых и отражённых составляющих потоков излучения от факела и поверхностей нагрева в топках котлов;

- получены аналитические выражения для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла; выведено обобщённое аналитическое выражение для расчёта потоков излучений от факела, падающих на поверхности нагрева, охватывающее всё многообразие взаимного расположения факела и поверхностей нагрева в камерах топок паровых котлов; разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, которая позволяет анализировать изменение распределения тепловых потоков по поверхностям нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок в топке, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать рациональную конфигурацию топок котлов и оптимальное расположение горелок в них; разработаны математическая модель для автоматизированного расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева при расчёте теплообмена и определена структура программного комплекса для системного анализа процессов теплообмена в топках паровых котлов;

- разработан комплекс программ, позволяющих из всего многообразия стереометрического расположения горелок в топке, различного расхода топлива рассчитывать и определять оптимальный вариант расположения горелок, обеспечивающий снижение расхода топлива и уменьшение внутритрубных отложений в топке, и рациональная конструкция топки котла, позволяющая снизить расход топлива, выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

Практическая ценность работы состоит в том, что с разработкой изложенной в диссертации инженерной методики расчёта теплообмена излучением в топках котлов, в основе которой лежит модель факела в виде цилиндрических газовых объёмов, расположенных в несколько ярусов по высоте топки, и компьютерного программного комплекса для расчёта по этой методике появилась возможность анализировать распределение тепловых потоков поверхностей нагрева при изменении конфигурации топки, расположения горелок, расхода топлива и определять рациональную конфигурацию топок и оптимальное расположение горелок в ней, прогнозировать тепловые нагрузки, величину внутритрубных отложений, планировать очерёдность ремонтных работ.

Инженерная методика расчёта и программный комплекс использованы при разработке оптимального режима работы горелок топок паровых котлов Тверской ТЭЦ-3.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на IX Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов " Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, 2003г.), XIV Школе семинаре молодых учёных и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леонтьева "Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках" (Рыбинск, 2003 г.), Международной научно-технической конференции "XI Бенардосовские чтения" (Иваново, 2003г.), Международной научно-технической конференции "Вопросы тепломассообмена, энергосбережения и экологии в теплотехнологических процессах" (Иваново, 2003г.), V Минском Международном форуме по тепло- и массообмену (Минск, 2004г.), II Международной научно—технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических и факельных печах и топках" (Тверь, 2004г.).

По теме диссертационной работы опубликовано 8 статей, 2 из которых в центральных журналах, 4 тезиса доклада.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка использованных источников из 98 наименований и двух приложений. Текст диссертации изложен на 116 страницах машинописного текста, содержит 39 рисунков и 3 таблицы.

4.6. Выводы по четвёртой главе

4.1. Определена структура программного комплекса для системного анализа процессов теплообмена в топках паровых котлов. у- 4.2. Создан комплекс программ, позволяющий для многовариантного расположения горелок, различных видов и расхода жидкого и газообразного топлива определять рациональный вариант расположения горелок, расхода топлива, рассчитать рациональный с точки зрения снижения расхода топлива и внутритрубных отложений теплообмен в камере топки парового котла.

4.3. Рассчитаны тепловые нагрузки экранных поверхностей камер топок паровых котлов ТГМП-314 и ТГМП-204. Полученные результаты расчёта распределения тепловых потоков по экранным поверхностям совпадают с результатами измерений тепловых потоков, что подтверждает адекватность разработанных математических моделей факела и теплообмена реальным процессам теплообмена, происходящим в топках паровых котлов.

4.4. Разработанный комплекс программ для контроля и анализа теплообмена в топках котлов позволяет рассчитывать распределение плотностей интегральных потоков излучений по высоте и периметру фронтальной, задней, боковых стен топок, ранжировать экранные поверхности топок по количеству полученного тепла и выявить наиболее радиационно напряжённые участки для определения регламента ремонтных работ.

4.5. Разработана рациональная с точки зрения теплообмена конструкция камеры топки котла, позволяющая выровнить тепловые нагрузки от факела по экранным поверхностям нагрева, снизить внутритрубные отложения и уменьшить эксплуатационные расходы на их удаление.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных теоретических и экспериментальных исследований по рационализации процессов теплообмена в топках котлов получены следующие основные выводы и результаты:

1. Аналитическим путём получены выражения для расчёта потоков излучений от факела, падающих на наклонные, вертикальные и горизонтальные поверхности камеры топки котла.

2. На основании теоретических исследований выведено обобщённое аналитическое выражение для расчёта потоков излучений от факела, падающих на поверхности нагрева, охватывающее всё многообразие взаиморасположения факела и поверхностей нагрева в камерах топок котлов.

3. Предложено разбивать факел по высоте топки на ряд цилиндрических газовых объёмов в соответствии с расположением изотерм, располагать цилиндрические газовые объёмы в несколько ярусов и для них составлять пропорцию в соответствии с законом Стефана-Больцмана.

4. Для повышения точности расчётов предложен раздельный расчёт прямых и отражённых составляющих потоков излучения от факела и поверхностей нагрева в топках котлов.

5. Разработана инженерная методика расчёта теплообмена излучением в топках котлов, которая позволяет анализировать изменение распределения тепловых потоков по поверхностям нагрева при изменении расхода топлива, расположения горелок в топке, прогнозировать зоны наибольших тепловых нагрузок для планирования очерёдности ремонтных работ, рассчитывать оптимальную конфигурацию топок котлов и оптимальное расположение горелок в них.

6. Разработана математическая модель для автоматизированного расчёта стереометрических параметров факела и поверхностей нагрева при расчёте теплообмена в топках котлов.

7. Разработанный комплекс программ для системного анализа теплообмена в топках котлов позволяет рассчитывать распределение плотностей интегральных потоков излучений по высоте и периметру всех поверхностей нагрева топки, ранжировать экранные поверхности по количеству полученного тепла и выявлять наиболее радиационно напряжённые участки для определения регламента ремонтных работ.

8. Созданный комплекс программ позволяет из всего многообразия стереометрического расположения горелок в топке, различного расхода топлива рассчитывать и определять рациональный вариант расположения горелок, обеспечивающий снижение расхода топлива и уменьшение внутритрубных отложений в топке.

9. Разработана рациональная конструкция топки котла, позволяющая снизить расход топлива, выровнить тепловые нагрузки по экранным поверхностям нагрева, уменьшить внутритрубные отложения и эксплуатационные расходы на их удаление.

1. Теплоэнергетика и теплотехника: Общие вопросы. Справочник /Под общ. ред. В.А.Григорьева и В.М.Зорина.-М.: Энергия, 1980.-528с.

2. Исаченко В.М. и др. Теплопередача /В.М.Исаченко, В.А.Осипова, А.С.Сукомел.-М.: Энергоиздат, 1981.

3. Макаров A.H., Кривнев Е.И. Влияние геометрических размеров факела на распределение падающих потоков излучений в топке парового котла //Промышленная энергетика.-2001.-№8.-С.30-32.

4. Макаров А.Н. Применение модели линейного источника для определения падающих потоков излучений в топке парового котла //Теплоэнергетика.-2001 .-№7.-С.39-43.

5. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник /Под ред. А.В.Клименко и В.М.Зорина.-М.: Изд-во МЭИ, 2000.-528с.

6. Цветков Ф.Ф., Салохин В.И. Теплообмен излучением.-М.: МЭИ, 1997.-64с.

7. Попов С.К., Морозов И.П. Расчётное исследование теплотехнологических процессов и установок.-М.: МЭИ, 1999.-48с.

8. Макаров А.Н. Теплообмен в электродуговых и факельных печах и топках паровых котлов: Монография.-Тверь: ТГТУ, 2003.-348 с.

9. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Макаров Р.А. Распределение потоков излучений по высоте и периметру топки парового котла //Промышленная энергетика.-2002.-№5 .-С .45-49.

10. Росляков П.В., Закиров И.А. Нестехиометрическое сжигание природного газа и мазута на тепловых электростанциях.-М.: МЭИ, 2001.-144с.

11. Пашков Л.Г. Основы теории горения.-М.: МЭИ, 2002.-136с.

12. Невский А.С. Теплопередача в мартеновских печах. -М.: Металлургиздат, 1963.-230с.

13. Митор В.В. Теплообмен в топках паровых котлов.-М.: Машгиз, 1963.-180с.

14. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов.-Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отд, 1984.-240с.

15. Невский А.С. Лучистый теплообмен в печах и топках.-М.: Металлургия, 1971.-440с.

16. Ключников А. Д., Иванцов Г.П. Теплопередача излучением в огнетехнических установках.-М.: Энергия, 1970.-400с.

17. Блох А.Г. и др. Теплообмен излучением: Справочник/А.Г.Блох, Ю.А.Журавлёв, Л.Н.Рыжков.-М.: Энергоатомиздат, 1991.-432с.

18. Зигель Р., Хауэлл Дж. Теплообмен излучением.-М.: Мир, 1975.-934с.

19. Сполдинг Д.Б. Горение и массообмен.-М.: Машиностроение, 1985.-235с.

20. Брюханов О.Н., Мастрюков Б.С. Аэродинамика, горение и теплообмен при сжигании топлива.-СПб.: Недра, 1994.-317с.

21. Radioactive Transfer 1. Proceeding of the First International symposium on Radiation Transfer /edited by prof. M. Pinar Mengus.-Kusadasi, Turkey. ICHMT, 1995.

22. Инженерный метод расчёта температурного режима жаротрубных котлов с тупиковой топкой/ М.Л.Герман, В.А.Бородуля, Е.Ф.Ноготов, Г.И.Пальченок //ММФ-2004. Труды, Т.2.-С.21-31.

23. Теплотехнические расчёты металлургических печей /Под ред. А.С. Телегина.-М.: Металлургия, 1993.-368с.

24. Газотурбинные установки. Конструкции и расчёт: Справочное пособие /Под общ. ред. Л.В. Арсеньева и В.Г. Тырышкина. -Л.: Машиностроение, 1978.

25. Теплотехнические расчёты при автоматизированном проектировании нагревательных и термических печей: Справочник /А.Г.Блох, А.С.Невский, В.Г.Лисиенко, А.Д.Ключников; Под ред. А.Б.Усачёва.-М.: Черметинформация, 1999.-185с.

26. Технологическое сжигание и использование топлива /А.А.Винтовкин, М.Г.Ладычев, Ю.М.Голдобин, Г.П.Ясников. -М.: Металлургия, 1998.-286с.

27. Макаров А.Н. Моделирование факела излучающими цилиндрами при расчёте теплообмена в печах и топках котлов //Промышленная энергетика.-2003.-№4.-С-33-39.

28. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Теплообмен в топке парового котла ТГМП-314 //Промышленная энергетика.-2003.-№12.-С.36-41.

29. Макаров А.Н. Теория теплообмена излучением в дуговых печах для плавки стали: Диссертация доктора технических наук.-СПб, 1994.

30. Макаров А.Н. Распределение тепловых потоков в топке парового котла ТГМП-204 //Электрические станции.-2003.-№1.-С.20-25.

31. Макаров А.Н. Определение угловых коэффициентов излучения линейного источника на параллельные и перпендикулярные плоскости //Теплоэнергетика.-1997.-№1.-С.65-68.

32. Макаров А.Н. Определение угловых коэффициентов излучения линейного источника на произвольно расположенные плоскости //Теплоэнергетика.-1998.-№12.-С.58-62.

33. Макаров А.Н. Определение угловых коэффициентов излучения линейного источника и факела топок паровых котлов //Теплоэнергетика.-2000.-№8.-С.63-66.

34. Никольский JI.E. и др. Тепловая работа дуговых сталеплавильных печей /Л.Е.Никольский, В.Д.Смоляренко, Л.Н.Кузнецов.-М.: Металлургия, 1981.-320с.

35. Бортничук Н.И., Крутянский М.М. Плазменно-дуговые плавильные печи.-М.: Энергоиздат, 1981.-120 с.

36. Телегин А.С. и др. Тепломассоперенос /А.С.Телегин, В.С.Швыдкий, Ю.Г.Ярошенко.-М.: Металлургия, 1995.-400с.

37. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник /Под общ. ред. В.А. Григораева и В.М. Зорина. -М.: Энергоиздат, 1982.-512с.

38. Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая работа и конструкции печей чёрной металлургии. -М.: Металлургия, 1989.-462с.

39. Теплотехнические расчёты при автоматизированном проектировании нагревательных и термических печей /Под ред. А.Б.Усачева. -М.: Черметинформация, 1999.-185с.

40. Макаров А.Н., Кривнев Е.И. Методика расчёта рационального пространственного положения факела с целью оптимизации теплообмена в промышленной печи //Промышленная энергетика.-2000.-№2.-С.39-42.

41. Макаров А.Н., Свенчанский А.Д. Оптимальные тепловые режимы дуговых сталеплавильных печей. -М.: Энергоатомиздат, 1992.-96 с.

42. Дубровский И.Я. и др. Конструкции котлов СКД /И.Я.Дубровский,

43. A.В.Аникеев, В.А.Лошкарев.-М.: МЭИ, 2000.-32с.

44. Стырикович М.А., Резников М.И. Методы экспериментального изучения внутрикотловых процессов.-М.: Госэнергоиздат, 1961.-368с.

45. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник /Под общ. Ред.

46. B.А.Григорьева и В.М.Зорина.-М.: Энергоиздат, 1982.-624с.

47. Исследование лучистого теплообмена в топке котла при вводе дымовых газов в ядро горения /А.В.Прошкин, М.Я.Г1роцайло, Ю.А.Журавлёв, В.В.Мечев //Электрические станции.-1983 .-№2.-С.11-13.

48. Гидродинамика и теория горения потока топлива /Б.В.Канторович, В.И.Миткалинный, Г.Н.Делягин, В.М.Иванов.-М.: Металлургия, 1971.-488с.

49. Основы практической теории горения /Под ред. В.В.Померанцева.-Л.: Энергия, 1973.-264с.

50. Макаров А.Н., Кривнев Е.И. Расчёт распределения излучения факела в топке парового котла //Промышленная энергетика.-2000.-№11.-С.33-36.

51. Технологическое сжигание и использование топлива /А.А.Винтовкин, М.Г.Ладыгичев, Ю.М.Голдобин, Г.П.Ясников.-М.: Металлургия, 1998.-286с.

52. Кривандин В.А. Светящееся пламя природного газа.-М.: Металлургия, 1973.-136с.

53. Льюис Б., Эльбе Г. Горение, пламя и взрывы в газах.-М.: Мир, 1968.-592с.

54. Лавров Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива.-М.: Наука, 1971.-275с.

55. Кузнецов Г.Г. Техническая термодинамика и основы теплообмена.-М.: Испо-Сервис, 1999.-104с.

56. Теплоэнергетика и теплотехника. Общие вопросы: Справочник /М.С.Алтухов, А.А.Амосов, Т.Ф.Басова и др.-М.: Московский энергетический ин-т, 2000.-527с.

57. Особенности теплообмена в топке мощного мазутного котлоагрегата с подовой компоновкой горелок /А.А.Абрютин, А.Ю.Антонов, Ю.М.Усман и др. //Электрические станции.-1981.-№9.-С.27-30.

58. Тепловой расчёт котлов. Нормативный метод.-СПб: НПО ЦКТИ, 1998.-273с.

59. Результаты испытаний и опытно-промышленной эксплуатации энергоблоков с нагрузкой 330 МВт /В.В.Герасимов, И.А.Кусков, И.М.Дуда и др. //Энергетика и эксплуатация. Экспресс-информация. Сер. Эксплуатация и ремонт электростанций.-1988. Вып. 1.-С. 15-34.

60. Янко П.И., Финкевич А.А., Семотюк Т.Н. Зависимость температурного режима экранных поверхностей от конструкции топочно-горелочных усторйств //Электрические станции.-1985.-№7.-С.16-18.

61. Бреус В.И., Беляков И.И. Эксплуатационный контроль температурного режима топочных экранов барабанных котлов //Электрические станции.-1988.-№12.-С. 17-20.

62. Исследование процесса горения мазута в котле ТГМП-314 с подовыми горелками /Ю.М.Усман, С.Г.Штальман, Ю.П.Енякин и др. //Электрические станции.-1983.-№ 1 .-С.12-17.

63. Дуда И.М. Исследование уровня тепловых потоков и температурного режима экранных поверхностей нагрева котла ТГМП-314 //Электрические станции.-1988.-№9.-С.20-23.

64. Макаров А.Н., Воропаев В.В., Кривнев Е.И. Моделирование факела топки парового котла и определение тепловых потоков на экранные поверхности нагрева //Тез. докл. Междунар. научно-технической конференции. -Иваново: ИГЭУ, 2003.-С.159-160.

65. Макаров А.Н., Кривнев Е.И., Воропаев В.В. Моделирование лучистого теплообмена в топках энергетических паровых котлов //Тез. докл. и сообщений V Минского Международного форума по тепло- и массообмену: Т.1. -Минск, 2004,-С.197-198.

66. Макаров А.Н., Воропаев В.В. Моделирование факела излучающими цилиндрами и расчёт теплообмена в топке парового котла ТГМП-314 //Теплоэнергетика.-2004.-№8.-С.48-52.

67. Давидзон М.И. О влиянии плотности теплового потока на образование внутритрубных отложений //Теплоэнергетика.-2001.-№1.-С.72-73.

68. Адамович В.К., Зверьков Б.В. Допускаемые напряжения для котельных сталей в зависимости от ресурса эксплуатации //Электрические станции.-1986.-№10.-С.25-27.

69. Бреус В.И., Беляков И.И. Анализ температурного режима топочных экранов котлов ТГМЕ-464 //Электрические станции.-1986.-№8.-С.25-27.

70. Тепловой режим пароперегревательных поверхностей нагрева котла ТГМП-1202 энергоблока 1200 МВт /Ю.В.Вихрев, В.С.Назаренко, А.В.Филатов и др. //Электрические станции.-1986.-№1.-С.23-26.

71. Кузьмин А.В., Соловьёв Н.И., Архангельский С.А. Восстановление элементов металлоконструкций длительно эксплуатируемых котлов и меры по предупреждению их повреждений //Электрические станции.-1986.-Ж7.-С. 18-21.

72. Лисейкин И.Д., Кокарева Л.Р., Ковчегина Т.В. Температурные и тепловые неравномерности в элементах поверхностей нагрева водогрейных котлов //Электрические станции.-1986.-№2.-С. 16-20.

73. Температурный режим поверхностей нагрева головного водогрейного котла типа КВГМ-180-150 при работе на мазуте /В.С.Щеткин, А.А.Хачатрян, М.И.Конаков, С.И.Коломенский //Электрические станции.-1986.-№4.-С.26-31.

74. Чебулаев В.В., Вуколова А.И. Исследования температурного режима металла пароперегревательных труб современных котлов в условиях длительной эксплуатации //Электрические станции.-1983.-№12.-С.24-27.

75. Чебулаев В.В., Яковенко И.Н. Температурный режим пароперегревателя котла БКЗ-420-140 НГМ при работе его на газе //Электрические станции.-1983.-№11.-С.20-25.

76. Козлов Ю.В., Зройчикова Т.В., Белов В.А. Способы повышения надёжности топочных экранов котлов //Электрические станции.-2003.-№5.-С.17-19.

77. Применение подовой компоновки газомазутных горелок на котле БКЗ-210-140Ф /Н.Г.Лафицкий, И.Л.Рященко, А.Л.Коваленко и др. //Электрические станции.-1982.-№1.-С. 14-17.

78. Сторожук Я.П., Максвитат В.О., Амбарцумов Н.Е. Исследование топочного процесса котла БКЗ-420-140 НГМ //Электрические станции.-1982.-№9.-С.26-29.

79. Опыт освоения котла ТГМП-314 блока 300 МВт с подовой компоновкой горелок /И.В.Зубов, О.Е.Таран, И.К.Проскурин и др. //Энергетик.-1980.-№2.

80. Исследование работы котлоагрегата моноблока 800 МВт в режимах со скользящим давлением пара /Г.И.Доверман, А.С.Гонобоблев, А.Л.Шварц и др. //Электрические станции.-1982.-№6.-С.32-35.

81. Журавлёв Ю.А., Прошкин А.В., Процайло М.Я. О влиянии продольных радиационных потоков на теплообмен в топке //Электрические станции.-1982.-№5.-С.25-28.

82. Результаты исследования локального теплообмена в топке котла ТГМП-204П энергоблока 800 МВт с подовыми горелками /А.А.Абрютин,т А.Л.Коваленко, А.Ю.Антонов и др. //Электрические станции.-1986.-№5.1. С.39-42.

83. Ахмедов Р.Б. Исследование методов и средств оптимизации и регулирования топочных процессов при сжигании газа в топках парогенераторов: Автореф. дис. на соиск. учён, степени д-ра техн. наук.-Ташкент, 1971.

84. Щёголев М.М. и др. Котельные установки /М.М.Щёголев, Ю.Л.Гусев, -f- М.С.Иванова.-М.: Стройиздат, 1972.

85. Кот А.А., Гринберг И.Г., Резницкая Т.Д. О повреждениях экранных труб барабанных паровых котлов ТЭЦ //Электрические станции.-1983 .-№3.-С.22-25.

86. Исследование надёжности и определение причин повреждений экранов котла БКЭ-320-140 ГМ /В.С.Бабичев, А.Ф.Макеенко, И.И.Беляков и др. //Электрические станции.-1982.-№4.-С.32-35.

87. Воронова Л.С., Нестеров Н.Н. Повышение надёжности работы котлов V- ПК-40-1 //Электрические станции.-1982.-№3.-С.39-42.

88. Справочник по ремонту котлов и вспомогательного котельного оборудования /Г.А.Уланов, А.А.Цешковский, В.Н.Шастин и др.-М.: Энергоиздат, 1981 .-496с.

89. Кострикин Ю.М. и др. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления. -М.: Энергоиздат, 1990.-252с.

90. Некоторые характеристики внутритрубных отложений в барабанных котлах высокого давления /Г.В.Василенко, Г.Е.Рывкин, Г.П.Сутоцкий и др. //Электрические станции.-2003.-№5.-С.48-50.

91. Василенко Г.В., Сутоцкий Г.П. Предельно допустимая внутренняя загрязнённость топочных экранов барабанных котлов высокого давления //Теплоэнергетика.-1985 .-№5 .-С.20-23.

92. ПРИМЕРЫ ЭКРАНОВ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКАХ ПАРОВЫХ КОТЛОВч Редактор модели

93. Модель Форма топки Гореяочные устройства-Размеры топочной камеры Высота Ширина ГлубинаfllPS35