На основе математического моделирования регенеративной камерной печи проведены исследования влияния длины факела, доли топлива, сжигаемого в рабочем пространстве печи вне регенеративной горелки и времени реверса печных газов на равномерность нагрева крупнотоннажной садки по длине рабочего пространства печи. Сделаны выводы о влиянии условий сжигания топлива на стандартность нагрева садки и предложены оптимальные параметры, обеспечивающие высокое качество и скорость нагрева садки.

Розглянуто основні аспекти тепловологісної обробки газів у газовому тракті газоспоживаючої котельної установки з теплоутилізатором і визначено умови, за яких забезпечується відсутність конденсатоутворення в її димарі. Одержано формули для визначення результуючої зміни температури і вологовмісту газів у разі підмішування до них одночасно кількох газоподібних теплоносіїв.

Проаналізовано рівняння, одержані різними авторами для розрахунку економії палива від нагрівання повітря відхідними продуктами згоряння промислових печей. Запропоновано ввести до традиційного рівняння експериментально одержаний коефіцієнт, який враховує вплив конструктивних і режимних особливостей методичних і камерних нагрівальних печей на економію палива від рекуперації теплоти відхідних продуктів згоряння.

Проанализирована эксерго-технологическая, теплоэксергетическая и эксерго-экономическая эффективность различных схем утилизации теплоты отходящих газов стекловаренных печей и котельных агрегатов, на основании анализа предложены рекомендации по применению указанных схем с учетом особенностей данного производства и конкретной схемы утилизации.

Досліджено питання удосконалення роботи системи регенерації скловарних печей з метою підвищення ефективності використання палива. Наведено методику розрахунку коефіцієнтів теплообміну в насадці регенераторів з урахуванням особливостей їх роботи. З використанням удосконаленої математичної моделі створено обчислювальний програмний комплекс і досліджено теплові режими регенераторів, установлено вплив зміни комплексу режимних параметрів на ефективність роботи системи регенерації. Проведено діагностику теплових режимів, визначено вплив параметричних характеристик системи на роботу скловарної печі та величину економії палива. Розроблено рекомендації щодо підвищення ефективності роботи системи.

Здійснено комплексні дослідження та визначено основні закономірності процесів тепломасообміну в пучках поперечно-оребрених труб у разі охолодження димових газів котельних агрегатів нижчого за температуру їх точки роси. За результатами проведених досліджень обгрунтовано відповідні рішення, що стали основою методики теплового розрахунку конвективних поверхонь нагрівання за глибокого охолодження димових газів та ефективних систем теплоутилізації у газоспоживних котельнях. Розроблено типоряд теплоутилізаційного обладнання для котлів потужністю від 0,25 до 3,15 МВт. Проведено дослідження ефективності розробленого устаткування за стендових та експлуатаційних умов. Створено теплоутилізатори, які підвищують коефіцієнт використання палива в котлах на 3 - 8 % у разі їх застосування у системах опалення та на 5 - 12 % у разі використання для потреб гарячого водопостачання.

Представлены результаты моделирования работы регенеративных секционных теплообменников с неподвижной огнеупорной насадкой высокотемпературных плавильных комплексов с целью определения динамики изменения параметрических характеристик теплоносителей. Расчеты выполнены с использованием созданного автором програмного комплекса, позволяющего моделировать тепловую работу теплообменных устройств данного типа. Получены данные о характере изменения температур холодного и горячего теплоносителя, огнеупорной насадки по высоте теплообменника во времени с учетом особенностей работы секционных регенераторов. Это позволит использовать полученные данные для разработки эффективных многоступенчатых схем утилизации теплового потенциала дымовых газов стекловаренных печей.

Проаналізовано сучасні схеми багатоступінчастої утилізації теплоти димових газів промислових скловарних печей безперервної дії. Для підвищення їх ккд запропоновано введення додаткового ступеня утилізації із застосуванням пластинчастих теплообмінників або теплообмінників з оребреними трубками.

Изложены результаты сравнительного анализа эффективности теплоутилизаторов различного типа, входящих в системы утилизации теплоты отходящих газов стекловаренных печей, и приведены данные, полученные в результате решения оптимизационных задач, использующих в качестве целевых функций оптимизации основные критерии эффективности теплоутилизационного оборудования.

Розглянуто особливості послідовного удосконалення комплексної системи утилізації теплоти відхідних газів котлоагрегатів, призначеної для підігрівання і зволоження дуттьового повітря. Для максимального підвищення ефективності системи запропоновано застосування теплового насоса.

Изложены особенности создания теплоутилизационных технологий для стекловаренных печей. Предложено эффективное оборудование для полезного использования сбросной теплоты дымовых газов, показана целесообразность его применения.

Індекс рубрикатора НБУВ: З391.922

Рубрики:

Використання тепла відхідних газів котельних установок і промислових печей

Шифр НБУВ: Ж25086 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изложены результаты анализа термодинамической эффективности и оптимизации теплоутилизационной установки стекловаренной печи, которая содержит панельный газовоздушный воздухогрейный теплоутилизатор мембранного типа. Приведены данные по оценке степени влияния теплотехнических и технологических параметров на эффективность теплоутилизационной установки.

Індекс рубрикатора НБУВ: З388 + З391.922

Рубрики:

Трансформатори тепла (теплові насоси)

Використання тепла відхідних газів котельних установок і промислових печей

Шифр НБУВ: Ж70419 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Значна кількість природного газу використовується для реалізації технологічних процесів у різноманітних промислових печах. Температура відпрацьованих газів таких печей може досягати 1500 - 1800 К, що призводить до значних втрат теплоти та низьких коефіцієнтів використання палива (КВП). Найбільш ефективний шлях значного зменшення цих втрат пов'язаний із технологією термохімічної регенерації (ТХР), що грунтується на конверсії палива з відпрацьованими газами. Щоб досягти максимальних рівнів КВП промислових печей, доцільно застосовувати комбіновану регенерацію - ТХР та нагрівання повітря, що подається на спалювання. Розглянуто дві схеми комбінованої регенерації з паралельним або послідовним розташуванням термохімічного реактора та нагрівача повітря. Запропоновано метод термодинамічного розрахунку цих схем, і розроблено відповідні комп'ютерні програми. Наведено також приклад числових результатів. Зокрема, показано, що "паралельна" схема дозволяє досягти дуже високих КВП ~ 99 %, у той час як "послідовна" дає КВП ~ 95 %. Для порівняння розраховано схеми "чистих" ТХР або повітряної регенерації, що призводять до КВП = 80 - 90 %.

Встановлено закономірності локального теплообміну за обтікання пучків труб з мембранами залежно від значень поздовжніх і поперечних кроків труб, чисел Рейнольдса тощо. Для умов використання поверхонь труб з мембранами в системах утилізації теплових викидів скловарних печей одержано експериментальні дані щодо динаміки зміни коефіцієнтів теплопередачі й аеродинамічного опору цих систем у межах періоду між очищеннями теплообмінних поверхонь від шару відкладень технологічного виносу. Виконано оцінку впливу на локальні характеристики течії та теплообміну в пакетах панелей з мембранними трубами рівня запиленості відхідних газів скловарних печей. На основі ексергетичного методу виконано аналіз теплової ефективності водогрійного теплоутилізаційного обладнання з мембранними трубами та визначено його оптимальні параметри.

Вперше розроблено математичну модель процесів, що проходять у замкнутій технічній системі котел - теплоутилізатори, яка базується на удосконалених методах розрахунку тепло- і масообміну за умов конденсації водяної пари з димових газів (парогазових сумішей з великим вмістом інертних газів), конденсаційному повітропідігрівачі з проміжним кулеподібним теплоносієм на основі синтезу нового методу теплового розрахунку конденсаційної зони та вдосконаленого методу теплового розрахунку безконденсаційної ("сухої") зони. Удосконалено метод позонного теплового розрахунку конденсаційного теплообмінного апарата поверхневого типу, який враховує реальні умови процесів тепло- і масообміну, що спільно проходять за умов конденсації водяної пари з димових газів. Набули подальшого розвитку методи розрахунку коефіцієнтів дифузії водяної пари у багатокомпонентні сухі продукти згоряння палива і кінцевих температур теплоносіїв за умов конденсації водяної пари з димових газів.

Обгрунтовано енергозбережну технологію термотрансформаторного теплопостачання на основі енергії регульованого охолодження обертових печей. Розроблено нові системи (пат. № 88 327) теплопостачання з рекуперативно-термотрансформаторною утилізацією теплоти стабілізувального охолодження обертових печей і суміжних газоповітряних потоків. Встановлено нові залежності коефіцієнта перетворення для відповідних систем, що містять незалежні початкові умови і режимні параметри, які дозволяють здійснювати пошук раціональних умов роботи у взаємозв'язку з системами теплотехнологічного і комунально-побутового теплопостачання. Показано, що ефективність систем зростає зі збільшенням витрати теплоносія на водопостачання, а також у разі зниження температури теплоносія в системі опалювання як для розрахункових умов, так і в процесі експлуатаційного регулювання. Розроблено нові технічні рішення багатофункціональних енергозбережних комплексів з використанням суміжних газоповітряних потоків, що забезпечують збільшення енергетичного потенціалу промислового теплопостачання на 16 - 37 %. Встановлено раціональне поєднання початкових умов, які забезпечують значення коефіцієнта перетворення 7 - 12.

Увагу приділено дослідженням, спрямованим на теплофізичне обгрунтування технологій використання теплоти відхідних газів котлів комунальної теплоенергетики із застосуванням комбінованих теплоутилізаційних систем (КТУС). Виконано комплекс експериментальних та розрахункових досліджень теплових характеристик таких систем з комбінованим використанням утилізованої теплоти для нагрівання зворотної тепломережевої води та дуттьового повітря, підігріву та зволоження дуттьового повітря. Встановлено закономірності теплообміну у водогрійних поверхневих теплоутилізаторах КТУС для підігріву та зволоження дуттьового повітря за умов підвищеного вологовмісту димових газів. Для КТУС, призначених для нагрівання зворотної тепломережної води та дуттьового повітря, виявлено особливості впливу на їх теплові характеристики режимних і конструкційних параметрів теплоутилізаційного обладнання. Виконано ексергетичний аналіз ефективності пропонованих теплоутилізаційних систем та проведено їх оптимізацію. За результатами проведених досліджень розроблено принципові схеми та технічні рішення КТУС. Показано, що застосування цих систем забезпечує підвищення коефіцієнта використання теплоти палива на 5 - 12 % за терміну окупності витрат на їх впровадження, що не перевищує для котелень комунальної теплоенергетики 3-х років, а бюджетної сфери - 0,7 року.

Рассмотрен один из вариантов энергосбережения в промышленной и коммунальной теплоэнергетике путем глубокой утилизации теплоты уходящих из котлов продуктов сгорания газообразного топлива. С помощью разработанной компьютерной программы выполнено расчетное исследование с целью оценки влияния основных параметров на теплотехнические, аэродинамические и конструктивные характеристики теплоутилизационной системы и выбора их оптимальных значений.