Совершенствование работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов

Зиганшина, Светлана Камиловна

Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Совершенствование работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов

кандидата технических наук: Зиганшина, Светлана Камиловна
город: Казань
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.14.14

Диссертация по энергетике на тему «Совершенствование работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов»

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов"

На правах рукописи

ЗИГАНШИНА СВЕТЛАНА КАМИЛОВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ТЭС ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Специальность: 05.14.14 - Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2006

Работа выполнена на кафедре «Тепловые электрические станции» ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Кудинов Анатолий Алексеи1 рович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ковальногов Николай Николаевич

доктор технических наук, профессор Шигапов Айрат Багаутдинович

Ведущая организация:

ОАО «Волжская территориальная генерирующая компания» (г. Самара)

Защита состоится « 18 » мая 2006 г. в /7 часов на заседании диссертационного совета Д 212.082.02 при Казанском государственном энергетическом университете по адресу: г. Казань, ул. Красносельская, д. 51, зал заседаний Ученого Совета (корпус В, ауд. В-210).

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью организации) просим направлять по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, д. 51, Ученый Совет КГЭУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГЭУ. Автореферат разослан: «_/3_» апреля 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

5>0АЗ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие энергетики в настоящее время характеризуется значительно возросшей стоимостью органического топлива и других природных ресурсов, а также постоянно возрастающими трудностями охраны окружающей среды от воздействия энергоустановок, ТЭС и промышленных предприятий. Анализ работы котельных установок показывает, что в энергетике РФ использование органического топлива в ближайшей и отдаленной перспективе будет доминирующим. Поэтому экономия топлива, энергосбережение, охрана окружающей среды являются важнейшими задачами в области энергетики.

Особенностью современного хозяйствования в энергетике является переход к рыночным отношениям в условиях формирования ФОРЭМ, выход на который для предприятий, вырабатывающих энергию, возможен лишь при способности конкурировать, что обеспечивается за счет снижения себестоимости продукции. Для снижения себестоимости электроэнергии особое внимание уделяется малозатратным технологиям, которые могут быть внедрены в кратчайшие сроки. К ним относятся технологии повышения экономичности котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов.

Учитывая изложенное, разработка технологий совершенствования работы котельных установок за счет утилизации теплоты уходящих газов, горячего воздуха вентилируемых дымовых труб, снижения потерь теплоты и теплоносителя с непрерывной продувкой барабанных котлов является актуальной в области энергетики как в научном, так и в практическом отношениях.

Работа выполнена по гранту (шифр А 03-3.14-435) для поддержки НИР аспирантов ВУЗов Минобразования России, направление «Энергетика и электротехника» (тема «Повышение эффективности работы котельных установок путем глубокого охлаждения уходящих газов», № темы 909/03, 2003-2004 г.г.), а также в рамках плановых НИР СамГТУ на проведение энергоаудита ТЭС, выполненным в соответствии с Программой энергетических обследований предприятий РАО "ЕЭС России" (Постановление РАО "ЕЭС России" № 297 от 26.05.2000 г.).

Целью работы является разработка технологий совершенствования работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

1. Выполнены экспериментальные исследования энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2, произведена оценка влияния коэффициента избытка воздуха в уходящих газах на КПД котла;

2. Разработан способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотводящих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

3. Проведены натурные испытания конденсационного теплоутилизатора (КТ) поверхностного типа, выполнены анализ и обобщение результатов опытов, получено критериальное уравнение подобия для условий теплообмена при конденсации водяных паров из уходящих продуктов сгорания;

4. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать температуру продуктов сгорания по высоте трубы, темп^яптныр ппт н трпми.ческие напряжения в стенках газоотводящих труб для разл л;

5. Разработана схема котельной без водоумягчительной установки, в которой комплексно утилизируются теплота уходящих газов, выпары атмосферного деаэратора и декарбонизатора;

6. Разработана методика экономического расчета потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов; произведена оценка влияния величины непрерывной продувки энергетических котлов на экономичность ТЭЦ;

7. Предложен способ регулирования расхода воды непрерывной продувки барабанных котлов и устройство для его реализации, обеспечивающие повышение экономичности и надежности работы котлоагрегатов.

Основные методы научных исследований. В работе использованы методы вычислительной математики, теории теплообмена, технико-экономических расчетов в энергетике. Для выполнения численных расчетов и построения графических зависимостей использовались пакеты прикладных программ Microsoft Excel и Q-Basic.

Научная новизна:

- разработан способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотводящих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

- получено критериальное уравнение теплоотдачи при охлаждении уходящих газов ниже точки росы в теплоутилизаторах поверхностного типа;

- получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать теплообмен охлажденных ниже точки росы в КТ продуктов сгорания, движущихся в дымовой трубе;

- разработана схема котельной без водоумягчительной установки, в которой комплексно утилизируются теплота уходящих газов, выпары атмосферного деаэратора и декарбонизатора;

- разработана методика экономического расчета потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой энергетических котлов ТЭС;

- предложен способ регулирования расхода воды непрерывной продувки барабанных котлов и устройство для его реализации.

Практическая ценность и реализация работы. На Ульяновской ТЭЦ-З внедрены результаты НИР "Экономия тепловой энергии за счет конденсационных теп-лоутилизаторов в газифицированных котельных и ТЭЦ": а) теплоутилизационная установка на базе биметаллического калорифера КСк-4-11 ХЛЗ для охлаждения ниже точки росы уходящих продуктов сгорания парового котла ДЕ-10-14 ГМ ст. № 2; б) методики и программы расчетов на ПЭВМ конденсационного теплоутилизатора и процесса теплообмена при движении продуктов сгорания в газоотводящих трубах.

На Безымянской ТЭЦ приняты к внедрению результаты НИР "Повышение экономичности барабанных котлов ТЭС": а) методика экономического расчета потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов; б) способ регулирования расхода воды непрерывной продувки барабанного котла по патенту №2214559.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе СамГТУ и других ВУЗов РФ по специальностям "Тепловые электрические станции" и "Промышленная теплоэнергетика".

проверкой предложенных технических решений в составе действующего оборудования ТЭС и длительным положительным опытом эксплуатации конденсационного теплоутилизатора на Ульяновской ТЭЦ-3.

Автор защищает:

1. Результаты экспериментального и численного исследования влияния коэффициента избытка воздуха в уходящих газах на КПД энергетических котлов;

2. Способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотводящих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

3. Обобщенные результаты экспериментальных и численных исследований процессов теплообмена продуктов сгорания в КТ поверхностного типа;

4. Результаты численного исследования процесса теплообмена охлажденных ниже точки росы в КТ продуктов сгорания, движущихся в дымовой трубе, направленные на создание оптимальных режимов работы газоотводящих труб;

5. Тепловую схему котельной без водоумягчительной установки, в которой комплексно утилизируются теплота уходящих газов, выпары атмосферного деаэратора и декарбонизатора;

6. Методику экономического расчета потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов;

7. Способ регулирования расхода воды непрерывной продувки барабанных котлов и устройство для его реализации.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в выполнении натурных испытаний энергетических котлов и теплоутилизационного оборудования, проведении численных расчетов, обработке, анализе и обобщении полученных результатов, выработке практических рекомендаций.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: Научно-технических семинарах НИЛ "Теплоэнергетические системы и установки" (г. Ульяновск, УлГТУ, 2000-2002 г.г.); 3-й, 4-й и 5-й Российских научно-технических конференциях "Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности" (г. Ульяновск, УлГТУ, 2001,2003,2006 г.г.); Х-й и XII-й Международных научно-технических конференциях "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Бенардосовские чтения) (г. Иваново, ИГЭУ, 2001, 2005 г.г.); Х-й и XI-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, МЭИ, 2004, 2005 г.г.); 5-й и 6-й Международных конференциях молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки" (г. Самара, СамГТУ, 2004, 2005 г.г.); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука. Технологии. Инновации" (г. Новосибирск, НГТУ, 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе 12 статей, тезисы 6 докладов, 7 патентов РФ на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 157 наименований и 3 приложений; изложена на 185 страницах основного машинописного текста, содержит 46 иллюстраций и 37 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, обозначены цель и основные задачи работы, указаны научная новизна, научная и практическая значимость полученных в работе результатов, перечислены основные положения и результаты, выносимые автором на защиту, представлены сведения об апробации материалов научных исследований и описана структура диссертации.

В первой главе представлены обзор и анализ научных работ отечественных и зарубежных ученых в области повышения экономичности котельных установок за счет снижения потерь теплоты с уходящими газами и с непрерывной продувкой барабанных котлов.

Анализ состояния проблемы в области энергосбережения в котельных установках показывает, что перспективным направлением является использование КТ, позволяющих охлаждать уходящие газы ниже точки росы и дополнительно использовать скрытую теплоту конденсации части содержащихся в них водяных паров. В традиционных теплоутилизаторах, режим работы которых не обеспечивает конденсацию водяных паров из продуктов сгорания, снижение температуры уходящих газов на 15-20 °С позволяет повысить КПД установки на 1 %. При глубоком охлаждении в КТ «цена» 1 % повышения к.и.т. установки составляет 2-4 °С понижения температуры уходящих газов. Получаемый из продуктов сгорания конденсат водяных паров используется в системе теплоснабжения и позволяет существенно сократить производительность химводоочистки, а в отдельных случаях при увлажнении дутьевого воздуха и вообще отказаться от применения водоумягчительной установки. Важным обстоятельством является то, что при глубоком охлаждении продуктов сгорания одновременно с энергоресурсосбережением осуществляется частичная очистка 1 азов от оксидов азота. Однако широкое внедрение установок для глубокого охлаждения продуктов сгорания сдерживается отсутствием теоретических разработок в области создания КТ поверхностного типа.

Ухудшение нормативных показателей качества пара, вырабатываемого котлами, обусловливает образование отложений на поверхностях теплообменного оборудования, что снижает интенсивность теплообмена при конденсации пара, температуру перегретого пара, создает опасность пережога труб пароперегревателей; в паровых турбинах отложение солей на лопаточном аппарате снижает производительность и экономичность агрегатов. Ликвидация солевых отложений в турбинах и пароперегревателях сложна, требует остановки агрегатов, большой и ответственной работы по промывке. Поэтому в числе основных задач эксплуатации котельных агрегатов стоит выработка чистого пара, качество которого зависит от концентрации солей в котловой воде. Для поддержания заданной концентрации солей в котловой воде производят непрерывную продувку котлов. Продувка связана с затратами на подготовку добавочной воды. Поэтому разработка мероприятий, направленных на снижение потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов, является актуальной.

По результатам обзора литературных источников сформулированы выводы и поставлены задачи исследования.

Во второй главе "Влияние коэффициента избытка воздуха в уходящих газах на экономичность котлов ТЭС" представлены результаты выполненных в 2004 г.

% 94

экспериментальных исследований энергетических котлов Безымянской ТЭЦ СБТЭЦ) и Саранской ТЭЦ-2 при их работе на природном газе. Проанализирована работа 12 котлов паропроизводительностью от 100 до 500 т/ч. Целью проведения исследований было решение научно-практической задачи определения теплотехнических и экономических показателей работы котлоагрегатов. При проведении обследований котлов определялись следующие основные параметры их работы: фактические при-сосы воздуха (коэффициент избытка воздуха); содержание С02, СО, 02, N0* в уходящих газах; величина непрерывной продувки котла; температура уходящих газов и питательной воды; паропроизводительность котла; температура и давление перегретого пара; рассчитывался КПД котла. Фактические параметры работы котлов сравнивались с параметрами, приведенными в режимных картах, а также с параметрами, представленными в энергетических характеристиках котлов.

Анализ результатов прямых измере- г\к, ний и полученных расчетных величин показал, что энергетические котлы этих ТЭЦ работают с пониженными КПД, что обусловлено в основном повышенным значением коэффициента избытка воздуха а^ в уходящих газах на выходе из котла. КПД котлов рассчитывался по обратному тепловому балансу, а коэффициент избытка воздуха а}х - по кислородной формуле (для случая отсутствия потери теплоты от химической неполноты горения газообразного топлива). Общая потеря топлива в денежном выражении в 2003 г. за счет снижения КПД шести котлов БТЭЦ составила 1 млн. 287 тыс. рублей; шести котлов Саранской ТЭЦ-2 - 3 млн. рублей.

Произведены исследования влияния а^ на КПД энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Выполнен анализ численных расчетов зависимостей г)к -/<аух) (РОД вариантов расчетов представлен на рис. 1), который показал, что увеличение а^ существенно влияет на потери теплоты с уходящими газами </2 и, тем самым, на КПД котла (?/А).

Расчет потери теплоты д2 с уходящими газами производился по формуле

1,3

1,4

л ух

Рис. 1. Зависимость КПД котла Саранской ТЭЦ-2 от «ух Дата обследования 05.07.2004 г.: 1, 2, 3 - котел ПК-19 (£>=150 т/ч) ст Х»№ 2, 3, 4 соответственно, 4, 5 - котел ТП-47 (/>=230 т/ч) ст. №» 5, 6 соответственно, 6 - котел ТГМЕ-464 (£>=500 т/ч) ст. №8

^•ух^хв аух+в у

<0,9805 + 0,00013г..хХ1 - 0,0\д4 УС010

(1)

д2 = <Ка^ + С;

где К, С, в - коэффициенты, значения которых зависят от вида сжигаемого топли-

ва(для природного газа: К= 3,53; С= 0,6; в=0,18); - потеря теплоты от механической неполноты горения топлива (для природного газа <74=0); К0 - поправочный коэффициент, учитывающий дополнительно внесенное в топку котла тепло с паром и водой.

Установлена следующая зависимость г|„. от а^ (при глв = +30 °С) при разных па-ропроизводиггельностях котла: с увеличением а^ от 1,2 до 1,5 значение г]к уменьшается в среднем от 93,3 до 92 % (на 1,3 %) при Ош =100-450 т/ч; от 94,2 до 93,1 % (на 1,1 %) при 0„е =200-230 т/ч; от 94,1 до 93,1 % (на 1 %) при В„, ^500 т/ч, то есть при увеличении паропроизводительности котла влияние а^. на т]к уменьшается.

Потеря топлива в 2003 г. за счет снижения КПД энергетического котла БКЗ-220-100 БТЭЦ на 1 % (при паропроизводительности 200 т/ч) в денежном выражении при наработке 3175 ч/год и стоимости 1000 м3 газа 815,2 рубля составляет 406,12 тыс.руб.

Разработаны способы утилизации теплоты вентилируемого воздуха дымовых труб ТЭС. Предложено выходящий из воздушного канала дымовой трубы подогретый воздух направлять в короб подвода воздуха к калориферу, то есть осуществлять его рециркуляцию (рис. 2), или направлять в котельный агрегат для горения топлива. Результаты выполненных расчетов показали, что затраты на подогрев воздуха, подаваемого в воздушный канал дымовой трубы ст. № 2 высотой 240 м Самарской ТЭЦ, составляют Рис. 2. Дымовая труба с воздушным каналом- 1>004 млн.руб/год. При рециркуляции 1 - железобетонный ствол; 2 - футеровка; ,

3, 4 - газоотводяпшй и воздушный каналы, подогретого в калорифере воздуха за-5 - калорифер; 6 - вентилятор; 7 - кольцевой траты на осуществление надежной короб, 8 - короб подвода воздуха к калориферу работы дымовой трубы равны 227,2 тыс.руб/год (при доле подогретого воздуха, теряемого через неплотности в воздушном тракте, от общего расхода рециркулируемого воздуха, равной 0,3), то есть экономия составит 776,8 тыс.руб/год.

В третьей главе "Повышение экономичности котельных установок за счет конденсационных теплоутилизаторов поверхностного типа" представлены результаты натурных испытаний КТ поверхностного типа, смонтированного в газоходе за паровым котлом ДЕ-10-14 ГМ Ульяновской ТЭЦ-3 (рис. 3). КТ выполнен на базе биметаллического калорифера КСк-4-11-02 ХЛЗ и предназначен для нагрева сырой воды перед подачей ее на химводоочистку. В октябре 1996 г. были проведены испытания КТ, после чего установка введена в эксплуатацию. Испытания выполнялись при па-ропроизводительностях котла 10, 8 и 6 т/ч. 8

Дымовые газы

При каждой нагрузке котла испытания проводились в 4-х режимах работы КТ, которые устанавливались изменением расхода уходящих газов, проходящих по байпасному газоходу и соответственно через КТ. Расход воды оставался постоянным при заданной паропроизводи-тельносги котла. В каждом режиме измерялись следующие параметры: температуры уходящих газов на входе и выходе КТ и перед дымососом (после смешения), расход воды через КТ, температуры воды на входе и выходе КТ, температура и расход газа на котел, содержание кислорода в уходящих газах перед КТ, количество и температура водяных паров, сконденсировавшихся из продуктов сгорания, ток электродвигателя дымососа. Производился отбор проб продуктов сгорания из газохода после дымососа с целью определения содержания оксидов азота и отбор проб конденсата водяных паров из продуктов сгорания для выполнения лабораторного анализа и определения возможности использования его в системе теплоснабжения ТЭЦ. Целью проведения исследований было решение научно-практической задачи определения теплотехнических показателей КТ при различных режимах работы. Рассчитывались следующие показатели КТ: теготопроизводитель-ность, коэффициент теплопередачи, КПД, повышение коэффициента использования топлива (к и.т.) котла, расход конденсата водяных паров из дымовых газов, экономическая эффективность.

Результаты исследований работы КТ для случая, когда 80 % уходящих газов пропускалось через теплоутилизатор (рекомендуемый эксплуатационный режим работы КТ), представлены в таблице.

Таблица

новки: 1 - теплоутилизатор; 2, 3 — существующий и байпасный газоходы; 4 - регулирующий клапан; 5 — люк; 6 — конден-сатосборник; 7 — гидрозатор

Параметр Значение параметра при нагрузке котла, т/ч

10 8 6

1 2 3 4

Температура газов, °С: 1) на входе в КТ; 2) на выходе из КТ; 3) перед дымососом. Температура воды, °С: 1) перед К'Г; 2) после КТ. Расход воды через КТ, М7ч Расход газа на котел, м /ч Температура газа, °С Количество конденсата водяных паров из дымовых газов, м /ч Температура конденсата, °С Ток электродвигателя дымососа, А 134 45,5 70 9 24,4 26 725 4,8 0,462 45 29*/28 134 44 66 7,5 19,4 32 610 8,4 0,426 42 26,5*/26 129 43 57,5 6 16,1 31,9 440 6 0,328 39,5 24*/24

1 2 3 4

Содержание N0, в дымовых газах, мг/м3.

1) перед КТ; 217,5 200 197

2) перед дымососом. 155 133,5 136

Коэффициент избытка воздуха в газах перед КТ Расход уходящих газов через КТ, м /ч 1,25 1,25 1,25

7458 6196 4507

Теплопроизводительность КТ, МВт Коэффициент теплопередачи КТ, Вт/( м -°С) 0,484 0,436 0,375

63,51 55,7 48,1

Повышение к.и.т котла по % 6,58 7,19 8,44

КПД КТ по <з£,% 38,9 42,8 50,6

Средняя скорость I азов в КТ, м/с 3,02 2,51 1,83

* - значение тока электродвигателя дымососа до включения КТ.

Экспериментальные исследования позволили впервые получить зависимость коэффициента теплопередачи КТ от скорости газов в условиях конденсации водяных паров из продуктов сгорания (рис. 4). Значения коэффициента теплопередачи К

в условиях конденсации водяных паров превышают значения К при "сухом" теплообмене (для воздуха) в 1,5+1,8 раза, для экономайзеров ЦККБ и ВТИ при ч=4 м/с /<"=9,5 и ^=14 Вт/(м2 К) соответственно. При скоростях газа 1,8+2,5 м/с просматривается зависимость К от плотности орошения IV наружной поверхности теплообменника конденсатом водяных паров из продуктов сгорания: изменение IV с 2,8 до 3,19 кг/(м2-ч) (в 1,14 раза) обусловливает повышение К с 48,1 до 60,1 Вт/(м2-К) (в 1,25 раза).

Анализ результатов экспериментальных исследований и опыт эксплуатации КТ позволяют установить следующие показатели работы: 1) КТ на базе калорифера КСк-4-11 за паровым котлом ДЕ-10-14 ГМ позволяет охлаждать уходящие продукты сгорания ниже точки росы на всех режимах работы котла; 2) на номинальной нагрузке котла теплопроизводиггеяьность КТ составляет 0,48+0,52 МВт, дополнительная экономия получена за счет использования конденсата водяных паров из продуктов сгорания в количестве 420+460 кг/ч при температуре 43+47 °С и снижения потребляемой электродвигателем дымососа мощности на 0,563 кВт; 3) содержание оксидов азота в уходящих продуктах сгорания после КТ уменьшается на 27+29 %. Использование конденсата водяных паров из продуктов сгорания в системе теплоснабжения ТЭЦ обеспечивает экономию реагентов и электроэнергии на приготовление химически очищенной воды, при этом сокращаются сбросы продуктов регенерации от натрий-катионитных фильтров в окружающую среду благодаря уменьшению числа регенераций; 4) годовой экономический эффект от внедрения КТ (в ценах на химически очищенную воду и тепловую энергию на февраль 2004 г.) при номинальной производительности котла равен 264,7 тыс. руб. Срок окупаемости приведенных затрат составляет 1,5+2 мес.

г 65 60

со

Зх

— /

¿С- 4

1,0 1,5 2.0 2.5 3,0 и, м/с

Рис. 4. Зависимость коэффициента теплопередачи К„ от скорости газов V и плотности орошения IV, кг/см2 ч) 1 - IV = 2,28 - 3.57; 2 - IV = 2,83 - 3,67; 3 - IV = 3,19 -4,03; 4 - для воздуха («сухой» теплообмен)

Осенью 1998 г. была произведена реконструкция паровой котельной Ульяновской ТЭЦ-3, содержащей три котлоагрегата ДЕ-10-14 ГМ и два атмосферных деаэратора ДСА-25. Выпары деаэраторов были направлены в газоход перед КТ поверхностного типа, выполненного на базе биметаллического калорифера КСк-4-11. В апреле 1999 г. были проведены натурные испытания котла с КТ и атмосферных деаэраторов. Испытания проводились на трех паропроизводительностях котла ДЕ-10-14 ГМ 8, 9 и 10 т/ч. На каждой паропроизводительности котла испытания проводились два раза. Вначале испытания проводились для случая, когда выпар деаэраторов направлялся в атмосферу, а затем эти же опыты выполнялись для случая, когда выпар деаэраторов направлялся в теплоутилизатор. Каждый раз испытания производились в четырех режимах работы теплоутилизатора. Ряд результатов экспериментальных исследований представлен на рис. 5.

а б

Рис 5. Зависимость теплопроизводительности ()„ теплоутилизатора (а) и повышения к.и.т. котла Д?7К (6) от расхода газов : 1 - выпар направлен в атмосферу; 2 — выпар направлен в КТ; • • • - паропроюводительность котла - 8 т/ч; * * * - па-ропроизводительность котла - Ют/ч

Разработанное решение обладает конструктивными и эксплуатационными достоинствами, обеспечивает высокую степень утилизации выпара и теплоты уходящих продуктов сгорания Суммарный экономический эффект от внедрения КТ на паровом котле ДЕ-10-14 ГМ и использования выпара двух деаэраторов ДСА-25 на Ульяновской ТЭЦ-3 составляет 305 тыс.руб/год в ценах на февраль 2004 г.

В КТ наряду с охлаждением продуктов сгорания и снижением их влагосодер-жания происходит уменьшение концентрации в газах оксидов азота (ЫОх) по сравнению с концентрацией при работе котла без теплоутилизатора. Снижение температуры газов обусловливает повышение концентрации N0* в атмосферном воздухе после их рассеивания. Совместное влияние этих двух факторов на концентрацию МОх в атмосферном воздухе проявляется неоднозначно. В работе произведены вариантные расчеты концентраций N0,, в атмосферном воздухе после их рассеивания для случаев работы котла с КТ и без него и произведено их сравнение с ПДК=0,085 мг/м3. Результаты расчетов для скорости газов в оголовке дымовой трубы и0=7 м/с и 1>о=Ю м/с представлены на рис. 6. Анализ результатов расчетов показывает, что при работе котла с КТ действительные значения концентраций ЫОх в атмосферном воздухе практически не превышают значений концентраций N0* при работе котла в обычном режиме и ниже ПДК в диапазоне температур наружного воздуха от - 40 °С до + 30 °С.

В четвертой главе "Математическое моделирование процессов теплообмена при глубоком охлаждении продуктов сгорания" рассматриваются вопросы обобще-

_г 30-

о 282624222018 16-

ния результатов экспериментальных исследований КТ поверхностного типа, представлена математическая модель и результаты численных исследований теплообмена охлажденных в КТ продуктов сгорания, движущихся в газоотводящей трубе, изложена методика теплового расчета КТ поверхностного типа.

Внедрение установок для глубокого охлаждения продуктов сгорания сдерживается отсутствием аналитических зависимостей, позволяющих рассчитывать тепломассообмен в КТ поверхностного типа, а также данных по надежной работе наружных газоходов и дымовых труб при отводе охлажденных в КТ продуктов сгорания. Составление замкнутой системы дифференциальных уравнений, описывающих тепломассообмен при глубоком охлаждении газов в КТ поверхностного типа, затруднительно. Поэтому для установления вида критериального уравнения в диссертационной работе использовался метод анализа размерностей. На основании анализа результатов экспериментальных исследований и физических пред-

- 2 ч. X") ^

- и = 130° Г"" С- '7/

. 150°С I 1 У/*

130°С

& гИ

< л ч \ 2

1 1 —I— г" 1 ——1 "1

-50

-30

-10 0 10

30 1°С

Рис. 6. Зависимость концентрации N0* от температуры наружного воздуха 1 - и„=7 м/с,

2 — и„=10 м/с, - — глубокое охлаждение газов,

---— теплоутилизатор отключен;

ООО - г,=60 "С, • • • - /,=70 °С

ставлений установлено, что коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к наружной поверхности КТ является функцией следующих физических величин

а = /(До,р,цД,с,и'), (2)

где а - коэффициент теплоотдачи; Р - геометрический параметр; и - скорость движения газов; и с - соответственно плотность, вязкость, теплопроводность и теплоемкость продуктов сгорания; и- - плотность орошения наружной поверхности теплообменника. Выбрав в качестве основных размерностей длину время Т, массу М, температуру © и представляя (2) в размерном виде, после выполнения процедуры метода анализа размерностей, получаем следующее критериальное уравнение

\Я

аР Л "

ГиоГ Г м/р г г

[Р/Р) и/(РРУ 1

\уР Р

№ = В Яет Рг" Кн,

(3)

где Ш - число Нуссельта; Ее, ¡'г и К соответственно критерии Рейнольдса, Прандт-ля и орошения. Введение критерия орошения К позволяет устанавливать зависимость Ш от плотности орошения, связанной со степенью охлаждения уходящих продуктов сгорания. Константа В и неизвестные показатели степеней т, п и Л при определяющих критериях в полученном уравнении определяются экспериментально. В результате математической обработки результатов экспериментальных исследований получены следующие значения постоянных: 5=4,55; /и=0,315; «=2/3; й=0,388 (1000</?е<3500, 0,55<£<1,0, 0,5<Рг<1,0).

Для предупреждения конденсации водяных паров в газоходах и дымовых трубах, при отводе охлажденных и частично осушенных в КТ продуктов сгорания осуществляют: байпасирование части горячих газов; подмешивание к охлажденным газам горячего воздуха; подогрев охлажденных газов. Наиболее простым и надежным способом защиты газоходов от гидратной коррозии является байпасирование части неохлажденных продуктов сгорания. В настоящей работе создана математическая модель, позволяющая рассчитывать поля температур внутренней поверхности дымовой трубы, продуктов сгорания и точки росы в зависимости от доли байпасируе-мых неохлажденных газов и устанавливать оптимальную долю байпасируемых газов из условий надежной защиты газоотводящих труб от гидратной коррозии. В произвольном сечении у дымовой трубы уравнение теплового баланса уходящих продуктов сгорания для элемента 4у представим в виде

-СгсгЖг = КркЦг -1„у1у, (4)

где Сг,сг,1г - соответственно расход, теплоемкость и температура продуктов сгорания; 1Н - температура окружающей среды; Кр - линейный коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания через цилиндрическую стенку трубы в окружающий воздух. Интегрирование (4) дает

'г 00='н + «Г - 'н > ехрЬ К, л ■ уЦрг ■ сг Д (5)

где - температура газов на входе в дымовую трубу. При

у — IIтр 1г(у)~('г ■ Здесь Итр - высота трубы; температура газов в оголовке трубы.

Температура и влагосодержание продуктов сгорания на входе в дымовую трубу связаны с долей 5 перепускаемых по байпасу газов. Уравнение теплового баланса для 1 кг продуктов сгорания и закон сохранения массы для водяных паров в газах представим в виде

Ь-с'ух-1'ух + <\-Ъ) сух-1ух =•'сос„ ■ *гс"', (6)

&-Х-ух+(\-5уС-ух=1Хосн, (7)

где индексы "' ", " " " и "осн" означают параметры уходящих газов перед КТ, после него и в основании дымовой трубы; X - влагосодержание продуктов сгорания. Температура внутренней поверхности трубы '^(у) определяется из уравнения теплопередачи от газов к наружному воздуху

^(^'гОО-СгОО-'«)^/«^)

где ав - коэффициент теплоотдачи от газов к внутренней поверхности трубы. Совместное решение уравнений (5), (6), (8) позволяет получить искомое расчетное уравнение

К(/Щ!

сосм сосн 0-в"в ] V

Срсг

(9)

Значение должно быть не менее точки росы I р в любом сечении у дымо-

вой трубы. Доля 8 байпасируемых газов, необходимая для предотвращения конден-

icm Wmp> Cm =tp + С = 37,1 ■ lg

+ Д/, (10)

сации остаточных водяных паров в дымовой трубе, определяется из выражения (9) при у = Н^.

103 &Х'уХ + (1 -3,77 +0,085а ух

где - температура внутренней поверхности в оголовке трубы; Л; - превышение

над точкой росы 1р, принимается для повышения надежности работы газоотво-

дящей трубы с целью защиты от гидратной коррозии; ЧуХ - коэффициент избытка

воздуха в газоходе перед КТ.

Разработанный математический алгоритм позволяет рассчитывать поля температур уходящих газов и стенки дымовой трубы, а также оптимальное количество байпасируемых газов. В диссертационной работе выполнены вариантные расчеты для кирпичных и металлических труб высотой соответственно 30, 60 и 32, 44,2 м. Результаты одного из вариантных расчетов представлены на рис 7. На рис. 8 представлены зависимости температурных напряжений, возникающих в стенках кирпичных газоотводящих труб, для различных режимов работы КТ.

1201008060 4020 0-20-

А й

3 Л 1

А 1 1

—

ст°г10 , МПа

16 14 12 10

-3"

1 \\ \

^ 4

0 0,2 0,4 0,6 0,8 Рис 7 Зависимость tp и t°'m от f V,

при

„ 7 м/с, ^=150 °С и /„=-30 °С 1 - =30 "С, 2=40 °С, 3-^ =50 °с,

+ + + - кирпичная труба, #тр=60 м;

О с; О-точка росы, »»-стальная труба, Ятр=44:2 м

0,2 0,4 0,6 0,8

Рис 8. Зависимость а°Г от 6 для кирпичных газоотводящих труб и0=7 м/с, /^х =150 °с и 'н =~30 °с

'ух

= 30 °С, 2 - l"yx = 40 °С

1 'ух

3 - t"yX = 50 °С, 4, 5 -1Н =0 "С; ••• - Нф=30 м, * * * - Н,р=60 м

Гух = 40 "С,

Анализ результатов расчетов показывает: для кирпичных труб при гн —30 °С, t'^- 150 "С, 1"^= 40 °С для Ai=10-15 °С доля S байпасируемых газов составляет 0,2 4- 0,3, повышение температуры наружного воздуха оказывает слабое влияние на изменение полей температур /г (у) (вст(у)\ использование КТ в 2,0-2,5 раза снижает температурный перепад и температурные напряжения в кладке, что повышает надежность и долговечность работы дымовой трубы; металлические газоотводящие трубы при о0<7 м/с и /н<—30 °С эксплуатируются в условиях конденсации водяных паров на внутренних поверхностях при любых значениях 5; абсолютное охлаждение газов 14

в кирпичных трубах с футеровкой различной высоты оказывается практически одинаковым и составляет 2,2-4,5 °С и 1,0-2,0 °С соответственно при работе котлоагрега-тов в обычных условиях и при установке КТ.

Пятая глава посвящена экологическим, техническим и технико-экономическим аспектам использования вторичных энергоресурсов в газифицированных котельных установках ТЭС.

Конденсационные теп-лоутилизаторы позволяют охлаждать продукты сгорания ниже точки росы и дополнительно использовать скрытую теплоту конденсации содержащихся в продуктах сгорания водяных паров. В работе выполнен анализ влияния влагосодержания дутьевого воздуха Хв, коэффициента избытка воздуха а ух в уходящих газах и температуры уходящих газов на выходе из КТ Гух на количество конденсата водяных паров Agw, выделяющегося из продуктов сгорания при их охлаждении ниже точки росы (рис. 9).

Показано, что основным путем повышения влагосодержания уходящих газов на входе в КТ и, тем самым, повышения количества выделяющегося из них конденсата водяных паров является увлажнение дутьевого воздуха. Повышение влагосодержания дутьевого воздуха с 0,01 до 0,07 кг/кг с.в позволяет повысить влагосодержание уходящих газов с 0,115 до 0,178 кг/кг с.г. При этом количество конденсата водяных паров, выделяющегося из продуктов сгорания при их охлаждении до t"yx =40 °С, возрастает в 1,91 раза при ау> =1,3. Температура уходящих газов на выходе из КТ также оказывает влияние на количество конденсата водяных паров, выделяющегося из продуктов сгорания. Наиболее интенсивное выделение конденсата водяных паров из продуктов сгорания происходит при их охлаждении от точки росы /р =54,6 °С до температуры /уХ =40 °С. С точки зрения получения конденсата водяных паров из продуктов сгорания природного газа целесообразно охлаждать их до температуры 30+35 °С.

При сжигании 1 м3 газа с QCH =35684 кДж/м3 (аух = 1,3; = 40°С; AV=0,01 кг/кг с.в.) выделяется абсолютное количество конденсата Agw=1,02817 кг. При нагревании дутьевого воздуха в контактном воздухоподогревателе до температуры 47 °С абсолютное количество конденсата водяных паров из продуктов сгорания при их охлаждении до 40 °С составит 1,629 кг на 1 м3 сжигаемого природного газа, а при сжигании 712 м /ч газа (номинальный расход котла ДЕ-10-14 ГМ Ульяновской ТЭЦ-3) - 1160 кг/ч. Это количество конденсата достаточно для работы котла без химводоочистки (при расчетной норме подпитки 0,5 % объема трубопроводов закрытой системы теплоснаб-

20 30 40 50

Рис 9 Зависимость Х^от а^ перед КТ при различных

значениях Хе и зависимости X ух и (при аух=1,3,

Л^=0,01 кг/кг с в, =35684 кДж/м3) от температуры газов на выходе из КТ

жения). Увлажнение дутьевого воздуха позволяет получить дополнительный эффект в виде уменьшения содержания Ж)х в продуктах сгорания в топке. Установлено, что с увеличением содержания водяного пара в дутьевом воздухе с 0,01 до 0,03 кг/кг с.в. содержание оксидов азота в продуктах сгорания снижается в 2-3 раза.

С целью энергоресурсосбережения и сокращения выбросов в окружающую среду разработана схема котельной установки без химводоочистки (рис. 10). В установке утилизируются теплота уходящих продуктов сгорания (физическая и конденсации водяных паров), выпары атмосферного деаэратора и воздушного декарбониза-тора. Реконструкция паровой котельной Ульяновской ТЭЦ-3, состоящей из 3-х котлов ДЕ-10-14 ГМ, позволит повысить КПД котлов по высшей теплоте сгорания на 8—10 %, уменьшить расход подпиточной воды на 2,4^2,6 м'/ч из расчета постоянной работы двух котлоагрегатов и снизить содержание оксидов азота в уходящих продуктах сгорания не менее чем в 2 раза.

В 2004 г. было произведено обследование и выполнен анализ ведения водно-химического режима энергетических котлов среднего давления ст. №№ 1, 2 типа КО-Ш-200; ст. № 3 типа ТКП-3-200; ст. №№ 4,5 типа КБО-НО БТЭЦ и энергетических котлов I и II очереди соответственно ст. №№ К4 типа ПК-19 и ст. №№ 5, 6 типа ТП-47 Саранской ТЭЦ-2. Результаты экспериментальных исследований показали, что имеются превышения величины непрерывной продувки р котлов ст. №№ 1,3,4 БТЭЦ в среднем на 1,92 % и котлов ст. №№ 2^6 Саранской ТЭЦ-2 - на 1,93 %. Максимальное превышение р для котла ст. № 4 БТЭЦ составляет 5,19 %, а для котла ст. № 5

Саранской ТЭЦ-2 - 3,5 %. Повышенные значения величины непрерывной продувки снижают КПД котлов и экономичность ТЭЦ. Повышение р котла паропроизводительностью 180-200 т/ч на 1 % увеличивает расход добавочной воды с учетом работы расширителя непрерывной продувки на 1,26-1,4 т/ч или 5670^-6300 т/год при наработке котла 4500 ч/год.

Выполнен анализ схем утилизации воды непрерывной продувки котлов среднего давления БТЭЦ и котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2. Для оценки влияния величины непрерывной продувки барабанных котлов

Воздух

Сырая вода

На ГВС

В тепловую сеть

Рис 10. Схема котельной без химводоочистки-1 - теплоутюшзатор; 2 - котел; 3 - теплообменник; 4 -воздухоподогреватель; 5 - декарбонизатор; 6 - дутьевой вентилятор; 7 - деаэратор; 8 - газоход; 9 - дымосос

на экономичность ТЭЦ разработана методика определения потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой котлов. Получена формула, позволяющая рассчитывать величину отношения годовой потери с непрерывной продувкой котлов к стоимости сожженного в них топлива. Произведена оценка влияния величины непрерывной продувки котлов на экономичность БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2 (рис. 11).

Установлено, что при рнорм~5 % потеря с непрерывной продувкой котлов БТЭЦ составляет 32,1 тыс.руб/сут, при этом превышение рнор„, например, на 0,5 %

приводит к дополнительной потере 4 тыс.руб/сут. Для снижения потери с непрерывной продувкой котлов целесообразно пар, выходящий из утилизатора теплоты, направлять в атмосферный деаэратор, а отводимую из утилизатора теплоты продувочную воду охлаждать до 40 °С в охладителе продувки. В таком случае потеря с непрерывной продувкой котлов при риорм составит 10,7 тыс.руб/сут, то есть уменьшится на 21,4 тыс.руб/сут. При рипрм =5 % потеря с непрерывной продувкой котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2 составляет 18,5 тыс.руб/сут. Превышение рнорм, например, на 0,5 % приводит к дополнительной потере 1,8 тыс.руб/сут. Установлено также, что годовая потеря с непрерывной продувкой энергетических котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2 при р,юрм составляет соответственно 1,6 % и 1,55 % от стоимости сожженного в них топлива.

Рис 11 Графики зависимости суточной потери П с непрерывной продувкой котлов в денежном выражении теплоносителей (1), количества воды (2), теплоты (3) и общей суточной потери (4) от р а) котлы среднего давления БТЭЦ, б) котлы I очереди Саранской ТЭЦ-2

Разработаны способы регулирования процесса непрерывной продувки барабанных котлов, по которым регулирование расхода продувочной воды осуществляется по солесодержанию котловой воды первой ступени испарения и по солесодержанию вырабатываемого котлом насыщенного пара. Разработанные способы регулирования процесса непрерывной продувки барабанных котлов позволяют повысить надежность и экономичность их работы за счет поддержания требуемого качества котловой воды и обеспечения высокой чистоты пара при минимальных затратах.

Главным итогом диссертационной работы является выполнение комплекса научно-обоснованных технологических разработок, позволяющих повысить эффективность работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов.

1. Выполнены экспериментальные исследования энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Проанализирована работа 12-ти котлов паропроизводительно-стью от 100 до 500 т/ч. Установлено, что котлы этих ТЭЦ работают с пониженными КПД (г]„), что обусловлено в основном повышенным значением коэффициента избытка воздуха в уходящих газах аух. Общая потеря топлива в денежном выражении в 2003 г. за счет снижения г\к шести котлов БТЭЦ составила 1 млн. 287 тыс. рублей, шести котлов Саранской ТЭЦ-2 - 3 млн. рублей.

3 4 5 6 А %

2 3 4 5 6 Р>%

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

2. Проведены численные исследования влияния а^ на г/к энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Выполнен анализ зависимостей = / 1р.ух который показал, что зависимость т]к от а^ (при +30 °С) при разных паропроизводитель-ностях котла следующая: с увеличением а^ от 1,2 до 1,5 значение ^.уменьшается в среднем от 93,3 до 92 % (на 1,3 %) при Оп<1 =100-150 т/ч; от 94,2 до 93,1 % (на 1,1 %) при йпе =200-230 т/ч; от 94,1 до 93,1 % (на 1 %) при В„е =500 т/ч, то есть при увеличении паропроизводительности котла влияние а)а на КПД котла уменьшается.

3. Разработаны способы утилизации теплоты вентилируемого воздуха дымовых труб ТЭС (Патенты РФ №№ 2254428, 2257513). Предложено осуществлять рециркуляцию вентилируемого воздуха в воздушном канале дымовой трубы или направлять его в котлоагрегат для горения топлива. Показано, что при осуществлении рециркуляции вентилируемого воздуха в дымовой трубе ст. № 2 высотой 240 м Самарской ТЭЦ экономия составляет 776,8 тыс.руб/год.

4. Проведены экспериментальные исследования КТ, выполненного на базе биметаллического калорифера КСк-4-11. Произведено обобщение результатов натурных испытаний, получено критериальное уравнение теплообмена в условиях конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Уравнение содержит критерий орошения, что позволяет устанавливать зависимость коэффициента теплоотдачи от плотности орошения поверхности теплообменника конденсатом водяных паров из продуктов сгорания, связанной со степенью охлаждения газов в КТ. Установлено, что значения коэффициента теплопередачи К в условиях конденсации водяных паров из уходящих газов превышают значения К при "сухом" теплообмене для водяных экономайзеров ВТИ и ЦККБ соответственно в 4,6 и 6,8 раза. Использование КТ снижает содержание N0* в уходящих газах на 27-29 %.

5. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать температуру уходящих газов, температурные поля и термические напряжения в стенке газо-отводящей трубы в зависимости от доли байпасируемых неохлажденных газов, теп-лофизических характеристик материалов стенки трубы и продуктов сгорания, геометрических параметров трубы и интенсивности воздействия окружающей среды. Построены номограммы, позволяющие устанавливать оптимальную долю байпасируемых газов исходя из условий надежной защиты дымовых труб от гидратной коррозии. Показано, что использование КТ в 2,0-2,5 раза снижает температурный перепад, свободную температурную деформацию и температурные напряжения в стенке дымовой трубы, что повышает ее долговечность.

6. Разработана схема котельной без водоумягчительной установки, в которой комплексно утилизируются теплота уходящих газов (физическая и конденсации водяных паров), выпары декарбонизатора и деаэратора. В установке предусмотрен контактный воздухоподогреватель, выпар декарбонизатора направляется во всасывающий короб дутьевого вентилятора котла, а деаэратора в газоход перед КТ. Увлажнение дутьевого воздуха повышает производство конденсата водяных паров из продуктов сгорания в теплоутилизаторе и уменьшает содержание N0* в продуктах сгорания в 2+3 раза.

7. Проведено обследование и выполнен анализ ведения водно-химического режима энергетических котлов среднего давления БТЭЦ и котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2. Установлено, что имеются превышения величины непрерывной продувки р котлов ст. №№ 1, 3,4 БТЭЦ в среднем на 1,92 % и котлов ст. №№ 2-6 Саранской ТЭЦ-2 -на 1,93 %. Повышение р котла паропроизводительностью 180-200 т/ч на 1 % увели-

чивает расход добавочной воды с учетом работы расширителя непрерывной продувки на 1,26+1,4 т/ч или на 5670+6300 т/год при наработке котла 4500 ч/год.

8. Разработана методика определения потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов. Произведена оценка влияния величины непрерывной продувки энергетических котлов на экономичность БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Показано, что при р=5 % потеря с непрерывной продувкой котлов среднего давления БТЭЦ составляет 32,1 тыс.руб/сут, котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2 -18,5 тыс.руб/сут. Даны рекомендации по снижению потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой котлов БТЭЦ.

9. Для повышения экономичности и надежности работы барабанных котлов разработаны способы регулирования расхода непрерывной продувки котловой воды (Патенты РФ №№ 2214559, 2214558) и устройства для их реализации (Патенты РФ №№ 2214557, 2214556). Предложено регулирование расхода продувочной воды осуществлять по солесодержанию котловой воды первой ступени испарения и по солесодержанию вырабатываемого котлом насыщенного пара.

ПУБЛИКАЦИИ

1. Зиганшина С.К. Исследование влияния величины непрерывной продувки энергетических котлов на экономичность Саранской ТЭЦ-2 // Аспирантский вестник Поволжья, 2004. № 2. С. 28-31.

2. Зиганшина С.К. Котельная без водоумягчительной установки // Аспирантский вестник Поволжья, 2005. № 1. С. 12-13.

3. Зиганшина С.К. Оценка влияния величины непрерывной продувки котлов на экономичность Безымянской ТЭЦ // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Одиннадцатая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов в 3-х томах. Том 3. М.: МЭИ, 2005. С. 118.

4. Зиганшина С.К. Способы автоматического регулирования процесса непрерывной продувки барабанных котлов // Труды 6-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2005. С. 34-36.

5. Зиганшина С.К., Авинов В.В. Способ предварительного подогрева дутьевого воздуха котельных установок // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Десятая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов в 3-х томах. Том 3. М.: МЭИ, 2004. С. 74.

6. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. Использование вторичных энергоресурсов в котельных установках ТЭС // Труды 6-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2005. С. 37-39.

7. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. Методика расчета потерь теплоносителей и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов // Труды 6-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 45. Самара, 2005. С. 79-86.

8. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. О влиянии величины непрерывной продувки котлов на экономичность Саранской ТЭЦ-2 // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития энерготехнологии" (XII Бенардосовские чтения). Иваново: ИГЭУ, 2005. Том 1. С. 161.

9. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. Оценка влияния величины непрерывной продувки на экономичность паровых котлов // Труды 5-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2004. С. 65-68.

1-9049

¿006 ь

10. Зишншина С.К., Шарапов В.И. Автоматизация непрерывной продувки парогенераторов //Научно-технический калейдоскоп. Ульяновск: УлГТУ, 2002. Выпуск № 3. С. 101-107.

И. Кудинов A.A., Зиганшина С.К. Тепло- и массообмен при глубоком охлаждении продуктов сгорания в конденсационных теплоутилизаторах // Труды 6-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 45. Самара, 2005. С. 86-89.

12. Кудинов A.A., Зиганшина С.К., Авинов В.В. Использование вторичных энергоресурсов в системах отопления теплиц // Энергосбережение в городском хозяйстве: Материалы Четвертой Российской научно-технической конференции. Т. 1. Ульяновск: УлГТУ, 2003. С. 253.

13. Кудинов A.A., Калмыков М.В., Зиганшина С.К. Теплообмен в конденсационных теплоутилизаторах. Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологии» (X Бенардо-совские чтения). Иваново: ИГЭУ, 2001. С. 107.

14. Кудинов A.A., Левушкина Ю.В., Зиганшина С.К. О методах подсушки охлажденных в конденсационных теплоутилизаторах уходящих продуктов сгорания // Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности. Материалы Третьей Российской научно-технической конференции. Ульяновск: УлГТУ, 2001. С. 246-250.

15. Патент № 2254428 (RU). МПК7 Е 04 Н 12/28, F 23 J 11/00. Способ работы дымовой трубы / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 17, 2005.

16. Патент № 2257513 (RU). МПК7 F 22 В 33/18, F 23 J 15/08. Котельная установка / Кудинов A.A., Зиганшина С.К., Авинов В.В. // Б.И. № 21,2005.

17. Патент № 2214556 (RU). МПК7 F 22 В 37/54,35/02. Паровой котел / Шарапов В.И., Сивухина МЛ, Зиганшина С.К. // Б.И. № 29,2003.

18. Патент № 2214557 (RU). МПК7 F 22 В 37/54,35/02. Паровой котел / Шарапов В.И., Сивухина М.А, Зиганшина С.К. // Б.И. № 29,2003.

19. Патент № 2214558 (RU). МПК7 F 22 В 37/54, 35/02. Способ работы барабанного котла/ Шарапов В.И., Сивухина М.А, Зиганшина CJC. // Б.И. № 29,2003.

20. Патент № 2214559 (RU). МПК7 F 22 В 37/54,35/02. Способ работы барабанного котла / Шарапов В.И., Сивухина М.А., Зиганшина С.К. // Б.И. № 29,2003.

21. Патент № 2181939 (RU). МПК7 А 01 G 9/24. Устройство для отопления теплицы / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 13,2002.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАБОТЫ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ТЭС ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Подписано в печать 04.04.2006 г. Формат 60><84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,00. Тираж 100 экз. Заказ № 915. Отдел типографии и оперативной полиграфии СамГТУ. 443100. г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус

Автореферат Зиганшина Светлана Камиловна

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Зиганшина, Светлана Камиловна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ЗА СЧЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ.

1.1. Состояние проблемы в области энергосбережения в котельных установках за счет использования теплоты уходящих продуктов сгорания.

1.2. Обзор исследований в области утилизации воды непрерывной продувки барабанных котлов.

1.3. Выводы по обзору и задачи настоящего исследования.

Глава 2. ВЛИЯНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ИЗБЫТКА ВОЗДУХА В УХОДЯЩИХ ГАЗАХ НА ЭКОНОМИЧНОСТЬ КОТЛОВ ТЭС.

2.1. Экспериментальные исследования энергетических котлов Безымянской ТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2.

2.2. Исследование влияния коэффициента избытка воздуха в уходящих газах на экономичность энергетических котлов ТЭС.

2.3. Способы утилизации теплоты вентилируемого воздуха дымовых труб ТЭС.

2.4. Выводы.

Глава 3. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОНОМИЧНОСТИ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ЗА СЧЕТ КОНДЕНСАЦИОННЫХ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ (КТ) ПОВЕРХНОСТНОГО ТИПА.

3.1. Устройство КТ поверхностного типа, установленного за паровым котлом ДЕ-10-14 ГМ Ульяновской ТЭЦ-3.

3.2. Натурные испытания КТ поверхностного типа на Ульяновской ТЭЦ-3.

3.3. Математическая обработка результатов натурных испытаний КТ поверхностного типа.

3.4. Экономическая эффективность от внедрения КТ на паровом котле ДЕ-10-14 ГМ Ульяновской ТЭЦ-3.

3.5. Снижение выбросов оксидов азота за счет глубокого охлаждения газов в КТ поверхностного типа.

3.6. Выводы.

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ГЛУБОКОМ ОХЛАЖДЕНИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ.

4.1. Теплообмен при конденсации водяных паров из продуктов сгорания в КТ поверхностного типа.

4.2. Обобщение результатов натурных испытаний КТ поверхностного типа.

4.3. Анализ работы дымовых труб в условиях глубокого охлаждения уходящих газов в конденсационных теплоутилизаторах.

4.4. Методика теплового расчета КТ поверхностного типа.

4.5. КПД котлов и конденсационных теплоутилизаторов.

4.6. Выводы.

Глава 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ ТЭС.

5.1. Получение конденсата водяных паров из продуктов сгорания природного газа при их охлаждении ниже точки росы.

5.2. Котельная без водоумягчительной установки.

5.3. Анализ ведения водно-химического режима энергетических котлов Безымянской ТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2.

5.4. Методика экономического расчета потерь теплоносителя и теп- 150 лоты с непрерывной продувкой энергетических котлов ТЭС.

5.4.1. Расчет потерь теплоносителей и теплоты с непрерывной продувкой котлов среднего давления Безымянской ТЭЦ 150 ОАО "Самараэнерго".

5.4.2. Определение потерь количества воды и теплоты с непре- 157 рывной продувкой энергетических котлов Саранской ТЭЦ-2.

5.5. Способы автоматического регулирования расхода воды непре- 164 » рывной продувки барабанных котлов.

5.6. Выводы.

Введение 2006 год, диссертация по энергетике, Зиганшина, Светлана Камиловна

Работа выполнена по гранту (шифр А 03-3.14-435) для поддержки НИР аспирантов ВУЗов Минобразования России, направление «Энергетика и электротехника» (тема «Повышение эффективности работы котельных установок путем глубокого охлаждения уходящих газов», № темы 909/03, 2003-2004 г.г.), а также в рамках плановых НИР СамГТУ по Договорам на проведение энергоаудита ТЭС ОАО "Самараэнерго" и ОАО "Мордовэнерго" (2002-2004 г.г.), выполненным в соответствии с Программой энергетических обследований предприятий РАО "ЕЭС России" (Постановление РАО "ЕЭС России" № 297 от 26.05.2000 г.).

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решены следующие задачи:

2. Разработан способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотво-дящих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

3. Проведены натурные испытания конденсационного теплоутилизатора (KT) поверхностного типа, выполнены анализ и обобщение результатов опытов, получено критериальное уравнение подобия для условий теплообмена при конденсации водяных паров из уходящих продуктов сгорания;

4. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать температуру продуктов сгорания по высоте трубы, температурные поля и термические напряжения в стенках газоотводящих труб для различных условий их работы;

Основные методы научных исследований. В работе использованы методы вычислительной математики, теории тепло- и массообмена, технико-экономических расчетов в энергетике. Для выполнения численных расчетов и построения графических зависимостей использовались пакеты прикладных программ Microsoft Excel и Q-Basic.

Научная новизна:

- разработан способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотводя-щих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

Практическая ценность и реализация работы. На Ульяновской ТЭЦ-3 внедрены результаты НИР "Экономия тепловой энергии за счет конденсационных теплоутилизаторов в газифицированных котельных и ТЭЦ": а) теплоутилизационная установка на базе биметаллического калорифера КСк-4-11 ХЛЗ для охлаждения ниже точки росы уходящих продуктов сгорания парового котла ДЕ-10-14 ГМ ст. № 2; б) методики и программы расчетов на ПЭВМ конденсационного теп-лоутилизатора и процесса теплообмена при движении продуктов сгорания в га-зоотводящих трубах.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечиваются: комплексным подходом и полнотой экспериментальных исследований; сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований; экспериментальной проверкой предложенных технических решений в составе действующего оборудования ТЭС и длительным положительным опытом эксплуатации конденсационного теплоутилизатора на Ульяновской ТЭЦ-3.

Автор защищает:

2. Способ утилизации теплоты подогретого воздуха газоотводящих труб ТЭС с вентилируемым воздушным зазором;

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях и семинарах: Научно-технических семинарах НИЛ "Теплоэнергетические системы и установки" (г. Ульяновск, УлГТУ, 20004-2002 г.г.); 3-й, 4-й и 5-й Российских научно-технических конференциях "Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности" (г. Ульяновск, УлГТУ, 2001, 2003, 2006 г.г.); Х-й и XII-й Международных научно-технических конференциях "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Бенардосовские чтения) (г. Иваново, ИГЭУ, 2001, 2005 г.г.); Х-й и XI-й Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г. Москва, МЭИ, 2004, 2005 г.г.); 5-й и 6-й Международных конференциях молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки" (г. Самара, СамГТУ, 2004, 2005 г.г.); Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука. Технологии. Инновации" (г. Новосибирск, НГТУ, 2005 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, в том числе 12 статей, тезисы б докладов, 7 патентов РФ на изобретения.

Заключение диссертация на тему "Совершенствование работы котельных установок ТЭС путем использования вторичных энергоресурсов"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выполнены экспериментальные исследования энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Проанализирована работа 12-ти котлов паропроиз-водительностью от 100 до 500 т/ч. Установлено, что котлы этих ТЭЦ работают с пониженными КПД (г|к), что обусловлено в основном повышенным значением коэффициента избытка воздуха в уходящих газах а^. Общая потеря топлива в денежном выражении в 2003 г. за счет снижения г|к шести котлов БТЭЦ составила 1 млн. 287 тыс. рублей, шести котлов Саранской ТЭЦ-2 - 3 млн. рублей.

2. Проведены численные исследования влияния а^ на г|к энергетических котлов БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Выполнен анализ зависимостей цк = /{аух), который показал, что зависимость Г)*. от а^ (при 1х в = +30 °С) при разных паро-производительностях котла следующая: с увеличением аух от 1,2 до 1,5 значение Г)* уменьшается в среднем от 93,3 до 92 % (на 1,3 %) при йпе = 100+150 т/ч; от 94,2 до 93,1 % (на 1,1 %) при йпе =200+230 т/ч; от 94,1 до 93,1 % (на 1 %) при От=500 т/ч, то есть при увеличении паропроизводительности котла влияние а^ на г^ уменьшается.

I1 ях конденсации водяных паров из уходящих газов превышают значения К при "сухом" теплообмене для водяных экономайзеров ВТИ и ЦККБ соответственно в 4,6 и 6,8 раза. Использование КТ снижает содержание ГЧОх в уходящих газах на 27+29 %.

5. Получены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать температуру уходящих газов, температурные поля и термические напряжения в стенке газоотводящей трубы в зависимости от доли байпасируемых неохлажденных газов, теплофизических характеристик материалов стенки трубы и продуктов сгорания, геометрических параметров трубы и интенсивности воздействия окружающей среды. Построены номограммы, позволяющие устанавливать оптимальную долю байпасируемых газов исходя из условий надежной защиты дымовых труб от гидратной коррозии. Показано, что использование КТ в 2,0+2,5 раза снижает температурный перепад, свободную температурную деформацию и температурные напряжения в стенке дымовой трубы, что повышает ее долговечность.

6. Разработана схема котельной без водоумягчительной установки, в которой комплексно утилизируются теплота уходящих газов (физическая и конденсации водяных паров), выпары декарбонизатора и деаэратора. В установке предусмотрен контактный воздухоподогреватель, выпар декарбонизатора направляется во всасывающий короб дутьевого вентилятора котла, а деаэратора в газоход перед КТ. Увлажнение дутьевого воздуха повышает производство конденсата водяных паров из продуктов сгорания в теплоутилизаторе и уменьшает содержание N0. в продуктах сгорания в 2+3 раза.

7. Проведено обследование и выполнен анализ ведения водно-химического режима энергетических котлов среднего давления БТЭЦ и котлов I и II очереди Саранской ТЭЦ-2. Установлено, что имеются превышения величины непрерывной продувки р котлов ст. №№ 1, 3, 4 БТЭЦ в среднем на 1,92 % и котлов ст. №№ 2+6 Саранской ТЭЦ-2 - на 1,93 %. Повышение р котла паропроизводи тельностью 180-^200 т/ч на 1 % увеличивает расход добавочной воды с учетом работы расширителя непрерывной продувки на 1,26-И,4 т/ч или на 5670-^6300 т/год при наработке котла 4500 ч/год.

8. Разработана методика определения потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой барабанных котлов. Произведена оценка влияния величины непрерывной продувки энергетических котлов на экономичность БТЭЦ и Саранской ТЭЦ-2. Показано, что при р=5 % потеря с непрерывной продувкой котлов среднего давления БТЭЦ составляет 32,1 тыс.руб/сут, котлов I и П очереди Саранской ТЭЦ-2 - 18,5 тыс.руб/сут. Даны рекомендации по снижению потерь теплоносителя и теплоты с непрерывной продувкой котлов БТЭЦ.

Библиография Зиганшина, Светлана Камиловна, диссертация по теме Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

1. Александров A.A., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776-98. М.: Издательство МЭИ, 1999. 168 с.

2. Андрющенко А.И., Аминов Р.З. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1983.

3. Андрющенко А.И., Аминов Р.З., Хлебалин Ю.М. Теплофикационные установки и их использование: Учеб. пособие для теплоэнергет. спец. вузов. М.: Высш. школа, 1989.

4. Аронов И.З. Использование тепла уходящих газов в газифицированных котельных. М.: Энергия, 1967.191 с.

5. Аронов И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. JL: Недра, 1990. 280 с.

6. Аронов И.З. О повышении надежности работы газового тракта котельных с контактными экономайзерами // Промышленная энергетика, 1969. № 2. С. 23-26.

7. Аронов И.З., Пресич Г.А., Смирнов В.А. Анализ тепловой эффективности контактных теплоутилизаторов с промежуточным теплообменником // Промышленная энергетика, 1986. № 1. С. 44-46.

8. Ахмедов Р.Б., Брюханов О.Н., Иссерлин A.C. и др. Рациональное использование газа в энергетических установках. J1.: Недра, 1990. 423 с.

9. Баранов Е.П., Бухаркин E.H., Кушнирюк В.В. Опыт использования вторичных энергоресурсов в производственной котельной // Промышленная энергетика, 1988. № 1. С. 21-22.

10. Баскаков А.П., Ильина Е.В. Тепломассообмен при глубоком охлаждении продуктов сгорания природного газа // Инженерно-физический журнал, 2003. № 2.

11. Баскаков А.П., Черепанова Е.В. Коррозионная стойкость алюминия в подкисленном конденсате (применительно к аппаратам глубокого охлаждения продуктов сгорания)//Промышленная энергетика, 2005. № 7. С. 29-31.

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

13. Беляев Д.С. Из опыта эксплуатации кирпичных дымовых труб промышленных котельных, работающих на газе // Промышленная энергетика, 1971. №9. С. 26-29.

14. Березанин A.A., Гром А.Ю., Козлов Ю.В., Некрасов A.B. Возможность повышения эффективности непрерывной продувки парогенераторов ПГВ-1000 // Энергетик, 1997. № 2. С. 26-27.

15. Богуславский Л.Д., Ливчак В.И. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Стройиздат, 1990. 624 с.

16. Бухаркин E.H. К вопросу обеспечения надежных условий использования экономичных котлов с конденсационными теплоутилизаторами // Промышленная энергетика, 1995. № 7. С. 31-34.

17. Бухаркин E.H. Тепловой расчет конденсационных теплоутилизаторов, установленных за котлами // Промышленная энергетика, 1991. № 10. С. 35-37.

18. Варнашов В.В. Исследование и разработка способов повышения надежности работы дымовых труб ТЭС: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново: ИГЭУ, 2000. 23 с.

19. Василенко Г.В., Сутоцкий Г.П. О некоторых показателях качества котловой воды барабанных котлов высокого давления // Электрические станции, 2001. №2. С. 30-32.

20. Внуков А.К. Защита атмосферы от вредных выбросов энергообъектов. М.: Энергоатомиздат, 1992. 176 с.

21. Волков Э.П., Гаврилов Е.И., Дужих Ф.П. Газоотводящие трубы ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1987. 280 с.

22. Волховский Е.Г., Шустер А.Г. Экономия топлива в котельных установках. М.: Энергия, 1973.

23. Гиршфельд В .Я., Морозов Г.Н. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1986. 224 с.

24. Гладунцев А.И., Пустовалов Ю.В. Анализ опыта применения контактных водонагревателей на промышленных предприятиях Москвы // Промышленная энергетика, 1982. № 12. С. 5-8.

25. Горбуров В.И., Зорин В.М., Каверзнев М.М. и др. О ступенчатом испарении в паропроизводящих установках // Теплоэнергетика, 1997. № 3. С. 55-58.

26. Гортышев Ю.Ф., Дресвянников Ф.Н., Идиатуллин Н.С. и др. Теория и техника теплофизического эксперимента / Под ред. В.К. Щукина. М.: Энерго* атомиздат, 1993. 488 с.

27. Гортышев Ю.Ф., Олимпиев В.В. Теплообменные аппараты с интенсифицированным теплообменом. Казань: КГТУ, 1999. 176 с.

28. Гурвич С.М., Кострикин Ю.М. Оператор водоподготовки. М.: Энергия, 1974. 360 с.

29. Делягин Г.Н., Лебедев В.И., Пермяков Б.А. Теплогенерирующие установки. М.: Стройиздат, 1986. 559 с.

30. Егоров H.H. Охлаждение газов в скрубберах. М.: Госхимиздат, 1954. 144 с.

31. Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций. М.: Энергоиздат, 1982. 264 с.

32. Елизаров П.П. Эксплуатация котельных установок высокого давлениякна электростанциях. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. 400 с.

33. Жаворонков Н.М. Гидравлические основы скрубберного процесса и теплопередача в скрубберах. М.: Советская наука, 1944. 224 с.

34. Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982.471 с.

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

36. Захарова З.Л., Рачинский A.B., Кузьмин П.А. Газовые контактные водонагреватели и их применение в народном хозяйстве. Л.: Недра, 1966. 144 с.

37. Зиганшина С.К. Исследование влияния величины непрерывной продувки энергетических котлов на экономичность Саранской ТЭЦ-2 // Аспирантский вестник Поволжья, 2004. № 2. С. 28-31.

38. Зиганшина С.К. Котельная без водоумягчительной установки // Аспирантский вестник Поволжья, 2005. № 1. С. 12-13.

39. Зиганшина С.К. Способы автоматического регулирования процессанепрерывной продувки барабанных котлов // Труды 6-й Международной кон»ференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2005. С. 34-36.

40. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. Использование вторичных энергоресурсов в котельных установках ТЭС // Труды 6-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2005. С. 37-39.

41. Зиганшина С.К., Кудинов A.A. Оценка влияния величины непрерывной продувки на экономичность паровых котлов // Труды 5-й Международной конференции молодых ученых и студентов "Актуальные проблемы современной науки". Ч. 14-17. Самара, 2004. С. 65-68.

42. Зиганшина С.К., Шарапов В.И. Автоматизация непрерывной продувки парогенераторов // Научно-технический калейдоскоп. Ульяновск: УлГТУ, 2002. Выпуск №3. С. 101-107.

43. Ильин И.Н., Блумберга Д.М., Гришин В.А. Об эффективности контактных теплообменников с активной насадкой // Промышленная энергетика, 1986. №8. С. 22-24.

44. Инструкция по эксплуатационному анализу воды и пара на тепловых электростанциях. М.: СПО "Союзтехэнерго", 1979. 120 с.

45. Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И. и др. Теория тепломассообмена/Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. 495 с.

46. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача. М.: Энергия, 1969. 440 с.

47. Калинушкин М.П. Вентиляторные установки. М.: Высшая школа, 1979.223 с.

48. Калмыков М.В. Совершенствование работы ТЭС путем снижения тепловых потерь котельных установок: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Казань: КГЭУ, 2004. 16 с.

49. Капишников А.П. Расчет коэффициента теплопередачи конденсационного экономайзера // Промышленная энергетика, 2001. № 7. С. 6-8.

50. Карягин Н.П. Из опыта эксплуатации контактных экономайзеров // Промышленная энергетика, 1971. № 1. С. 34-35.

51. Кастальский A.A. Проектирование устройств для удаления из воды газов. М.: Госстройиздат, 1957.

52. Кейс В.М. Конвективный тепло- и массообмен. Пер. с англ. М.: Энергия, 1972.448 с.

53. Кейс В.М., Лондон A.JT. Компактные теплообменники. M.-JL: Гос-энергоиздат, 1962. 160 с.

54. Климов Г.М. Повышение эффективности использования природного газа // Промышленная энергетика, 1975. № 8. С. 20-22.

55. Ковалев А.П., Лелеев Н.С., Виленский Т.В. Парогенераторы. М.: Энергоатомиздат, 1985.

56. Ковальногов H.H. Пограничный слой в потоках с интенсивными воздействиями. Ульяновск: УлГТУ, 1996. 246 с.

57. Кострикин Ю.М. Инструкция по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М.: Энергия, 1967. 296 с.

58. Кострикин Ю.М., Мещерский H.A., Коровина О.В. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления. М.: Энергоатомиздат, 1990.

59. Кудинов A.A., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Анализ эффективности применения конденсационного теплоутилизатора за паровым котлом ДЕ-10-14 ГМ // Промышленная энергетика, 1997. № 8. С. 8-10.

60. Кудинов A.A., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Энергосбережение в газифицированных котельных установках путем глубокого охлаждения продуктов сгорания // Теплоэнергетика, 2000. № 1. С. 59-61.

61. Кудинов A.A., Зиганшина С.К., Авинов В.В. Использование вторичных энергоресурсов в системах отопления теплиц // Энергосбережение в городском хозяйстве: Материалы Четвертой Российской научно-технической конференции. Т. 1. Ульяновск: УлГТУ, 2003. С. 253.

62. Кудинов A.A., Калмыков М.В. Оценка работы конденсационного тепло-утилизатора в условиях комплексного использования теплоты продуктов сгорания и выпара атмосферного деаэратора //Теплоэнергетика, 2002. № 8. С. 3-8.

63. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.

64. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Теплообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат, 1985. 318 с.

65. Липов Ю.М., Резников М.И. Парогенераторы электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1981. 312 с.

66. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Виленский Т.В. Компоновка и тепловой расчет парового котла. М.: Энергоатомиздат, 1988. 208 с.

67. Лифшиц О.В. Справочник по водоподготовке котельных установок. М.: Энергия, 1976.238 с.

68. Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г.М. и др. Теплотехника. М.: Высш. школа, 2003. 671 с.

69. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. 344 с.

70. Моисеев В.И., Пресич Г.А., Аронов И.З. и др. Теплотехнические показатели контактного экономайзера с промежуточным теплообменником // Промышленная энергетика, 1983. № 8. С. 23-25.

71. Мошкарин А.В., Девочкин М.А., Шелыгин Б.Л., Рабенко В.С. Анализ направлений развития отечественной теплоэнергетики. Иваново: ИГЭУ, 2002. 256 с.

72. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: Высшая школа, 1980.469 с.

73. Оликер И.И. Термическая деаэрация воды в отопительно-производственных котельных и тепловых сетях. Л.: Стройиздат, 1972. 187 с.

74. Оликер И.И., Пермяков В.А. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях. Л.: Энергия, 1971. 185 с.

75. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1969. 392 с.

76. ОСТ 108.030.03-83. Циклоны выносные паровых котлов стационарных. Л.: НПО ЦКТИ, 1983.

77. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967. 412 с.

78. Печенегов Ю.Я. Математическое моделирование и расчет тепло- и массообменных процессов в инженерных задачах. Учебное пособие. Саратов: СГТУ, 1994. 85 с.

79. Платонов Н.И. Исследование тепло- и массообмена между свободной пленкой жидкости и поперечным потоком газа в контактном теплообменнике: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Магнитогорск, 1998.

80. Попов А.С., Новгородский Е.Е., Пермяков Б.А. Групповая теплоутилизационная установка паровой котельной // Промышленная энергетика, 1997. № 1. С. 42-44.

81. Портной М.Ф., Клоков А.А. Использование тепла продуктов сгорания котлов, работающих на газообразном топливе // Промышленная энергетика, 1985. №6. С. 11-12.

82. Правила технической эксплуатации коммунальных отопительных котельных. СПб.: "Издательство Деан", 2001. 112 с.

83. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 2003. 320 с.

84. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. СПб.: "Издательство Деан", 2000. 224 с.

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

86. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: Справочник / A.M. Бакластов, В.М. Бродянский, Б.П. Голубев и др. Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1983. 552 с.

87. Рабинович О.М. Котельные установки. M.-JL: Машгиз, 1963.

88. Равич М.Б. Газ и его применение в народном хозяйстве. М.: Наука, 1974.287 с.

89. Равич М.Б. Ступенчатое использование тепла природного газа в промышленности // Газовая промышленность, 1966. № 3. С. 37-40.

90. РД 34.08.552-95. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. М.: СПО ОРГРЭС, 1995. 124 с.

91. Резников М.И., Липов Ю.М. Паровые котлы тепловых электростанций. М.: Энергоиздат, 1981. 240 с.

92. Рихтер Л.А. Тепловые электрические станции и защита атмосферы. М.: Энергия, 1975.312 с.

93. Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыгин В.М. Вспомогательное оборудование тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 216 с.

94. Русланов Г.В., Розкин М.Я., Ямпольский Э.Л. Отопление и вентиляция жилых и гражданских зданий. Справочник. Киев: Буд1велышк, 1983. 272 с.

95. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергия, 1976. 328 с.

96. Седов Л.И. Методы теории размерности и подобия в механике. М.: Наука, 1970. 440 с.

97. Семенюк Л.Г. Получение конденсата при глубоком охлаждении продуктов сгорания // Промышленная энергетика, 1987. № 8. С. 47-50.

98. Семенюк Л.Г., Аронов И.З. и др. О способах подсушки продуктов сгорания котлов после контактных теплоутилизаторов // Промышленная энергетика, 1984. №5. С. 17-19.

99. Сидельковский Л.Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1988. 528 с.

100. Соловьев Ю.П., Михельсон А.И. Вспомогательное оборудование ТЭЦ, центральных котельных и его автоматизация. М.: Энергия, 1972.

101. Соснин Ю.П., Бухаркин E.H. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели. М.: Стройиздат, 1988. 376 с.

102. Соснин Ю.П., Бухаркин E.H. Опыт эксплуатации котельных с газовыми контактными водонагревателями // Промышленная энергетика, 1980. № 2. С. 23-25.

103. Справочник по теплообменникам: В 2-х т. Т. 1 / Пер. с англ. Под ред. Б.С. Петухова, В.К. Шикова. М.: Энергоатомиздат, 1987. 560 с.

104. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1995. 416 с.

105. Стерман Л.С., Покровский В.Н. Химические и термические методы обработки воды на ТЭС. М.: Энергия, 1981. 232 с.

106. Столпнер Е.Б., Панюшева З.Ф. Справочное пособие для персонала газифицированных котельных. Л.: Недра, 1990. 397 с.

107. Стырикович М.А., Мартынова О.И., Миропольский З.Л. Процессы генерации пара на электростанциях. М.: Энергия, 1969.

108. Тачтон. Полуэмпирический метод расчета содержания NOx в продуктах сгорания при наличии впрыска пара. Тр. американского общества инженеров механиков // Энергетические машины и установки, 1984. № 4.

109. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). М.: НПО ЦКТИ-ВТИ, 1998.257 с.

110. Тихомиров К.В., Сергеенко Э.С. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. М.: Стройиздат, 1991. 480 с.

111. Федоров А.И. Методика расчета трехступенчатой схемы испарения котловой воды барабанных котлов // Электрические станции, 1997. № 11. С. 10-12.

112. Федоров А.И. Способ повышения надежности барабанных котлов с выносными ступенями испарения. В кн.: Обзор повреждений тепломеханического оборудования электростанций с поперечными связями и тепловых сетей за 1998 г. М.: СПООРГРЭС, 1999.

113. Хоблер Т. Теплопередача и теплообменники. М.: Госхимиздат, 1961. 820 с.

114. Чепель В.М., Шур И.А. Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий. Л.: Недра, 1969. 480 с.

115. Черепанова Е.В. Охлаждение продуктов сгорания газообразного топлива в ребристых теплообменниках: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 24 с.

116. Шарапов В.И. Подготовка подпиточной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов. М.: Энергоатомиздат, 1996. 176 с.

117. Шарапов В.И. Противокоррозионная обработка подпиточной воды котлов и тепловых сетей. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1992. 196 с.

118. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Полежаева. М.: Мир, 1988. 544 с.

119. Шицман С.Е., Юсупов Р.У., Чикунова Т.В., Дементьев Д.Ф. Опыт использования контактного подогревателя для промежуточного подогрева подпиточной воды теплосети // Теплоэнергетика, 1981. № 3. С. 24-26.

120. Шишков И.А., Лебедев В.Г., Беляев Д.С. Дымовые трубы энергетических установок. М.: Энергия, 1976. 176 с.

121. Шкроб М.С., Прохоров Ф.Г. Водоподготовка и водный режим паротурбинных электростанций. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961. 471 с.

122. Шорин С.Н. Теплопередача. М.: Высш. шк., 1964. 489 с.

123. Щеголев М.М. Топливо, топки и котельные установки. М.: Госиздат, лит. по стр-ву и архит. 1953. 543 с.

124. Ш.Эккерт Э.Р., Дрейк P.M. Теория тепло- и массообмена. М.: Госэнергоиздат, 1961.

125. Юдаев Б.Н. Теплопередача. М.: Высш. школа, 1981. 319 с.

126. Юдин И.П., Зайков Ю.П., Михайлов Ф.Е. Применение контактных экономайзеров на котлах, сжигающих природный газ // Энергетика, 1974. № 4. С. 15-16.

127. Thompson D., Goldstick В. Condensation heat recovery application for industrial buidings, Energie Engineering, 1984, 81, № 2, p. 27-58.

128. Portrait L. M. Las calderas de condensación. Clima y ambiente, 1985, № 146, s. 55-60.

129. Levy С. La recuperation de chaleur sur les fumees des chaudieres. Chauffage, Ventilation, conditionnement, 1974, avril, № 3, p. 11-20.

130. Paros R. Comment recunerer l'energie thermigue. Butane propane, 1974, 17, № 10, p. 33-41.

131. Kremer H. Erhöhung des Wikunsgrades von Heizungsanla gen durch Abkuhlung der Abgase unter Taupunkttemperatur. - Gas, Warme Int., 1981, Bd. 30 (41), №6, s. 300-304.

132. Kremer R. Breunwertkessel grosserer Leistung fur Energieeisnarung und Umweltschutz. Zs. Heizung, Luftung; Klimatechnik, Haustechnik, 1985, 36, № 1, s. 15-17.

133. Kremer R. Brennvernutzung gehört zum Stand der Technik. Gas Warme International, 1981, t. 30, № 11.

134. Sulliven R.E. The Timlen Company's Canton plant utilizes a condensing heat exchanger to recover boiler stack heat to preheat makeup water. ASHRAE J., 1985, 27, №3, p. 73-75.

135. Rado L., Wiedemann К. H., Scheibe D. Ausnutzung des Breunwertes bei gasbeferten Warmeerzeugern. - HLH, 1976,27, № 7, s. 256-263.

136. Stadelmann M. Untersuchuhgen über Gas Kondensationkessel. - Gas Warme Int., 1983, t. 32, № 11.

137. A.C. 909413 (СССР). F 22 D 1/36. Котельная установка / Л.Г. Семенюк, Г.А. Пресич, А.Я. Зельцер, В.Г. Григоров.

138. Патент № 2148206 (RU). МПК7 F 22 В 33/18. Котельная установка / Кудинов A.A. // Б.И. № 12, 2000.

139. Патент № 2254428 (RU). МПК7 Е 04 Н 12/28, F 23 J 11/00. Способ работы дымовой трубы / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 17,2005.

140. Патент № 2257513 (RU). МПК7 F 22 В 33/18, F 23 J 15/08. Котельная установка / Кудинов A.A., Зиганшина С.К., Авинов В.В. // Б.И. № 21, 2005.

141. Патент № 2127398 (RU). МПК7 F 22 D 1/36. Котельная установка / Кудинов A.A., Сабиров К.Т. // Б.И. № 7, 1999.

142. Патент № 2214556 (RU). МПК7 F 22 В 37/54, 35/02. Паровой котел / Шарапов В.И., Сивухина М.А., Зиганшина С.К. // Б.И. № 29, 2003.

143. Патент № 2214557 (RU). МПК7 F 22 В 37/54, 35/02. Паровой котел / Шарапов В.И., Сивухина М.А., Зиганшина С.К. // Б.И. № 29, 2003.

144. Патент № 2214558 (RU). МПК7 F 22 В 37/54, 35/02. Способ работы барабанного котла / Шарапов В.И., Сивухина М.А., Зиганшина С.К. // Б.И. № 29,2003.

145. Патент № 2214559 (RU). МПК7 F 22 В 37/54, 35/02. Способ работы барабанного котла / Шарапов В.И., Сивухина М.А., Зиганшина С.К. // Б.И. № 29,2003.

146. Патент № 2181939 (RU). МПК7 А 01 G 9/24. Устройство для отопления теплицы / Кудинов A.A., Зиганшина С,К. // Б.И. № 13, 2002.

147. Патент № 2182284 (RU). МПК7 F 23 С 11/00. Горелочное устройство / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 13, 2002.

148. Патент № 2182283 (RU). МПК7 F 23 С 11/00, F 23 D 11/40. Способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 13, 2002.

149. Патент № 2182281 (RU). МПК7 F 23 С 11/00, F 23 D 11/40. Горелочное устройство / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 13, 2002.

150. Патент № 2182282 (RU). МПК7 F 23 С 11/00, F 23 D 11/40. Способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве / Кудинов A.A., Зиганшина С.К. // Б.И. № 13, 2002.

Похожие работы

Энергетика
05.14.00