Введение к работе
Актуальность темы. При решении задач совершенствования и развития централизованного теплоснабжения как базового в структуре теплового хозяйства обостряющаяся тенденция снижения надежности систем траспортирования тепла предопределяет необходимость предусматривать и развивать элементы резервирования, в том числе с использованием источников с различной степенью автономности. К первоочередным для локального резервирования относятся объекты повышенной социальной значимости, Побудительное влияние проблема резервирования теплоснабжения испытывает и со стороны изменяющейся структуры жилищноіі застройки с возрастанием доли индивидуального строительства, характеризующегося повышенными требованиями к комфортности жилья.
Приоритетные в условиях России, особенно для сибирского ре- гиона, варианты резервирования с использованием газообразного топлива предполагают для их осуществления создание сети магистральных газопроводов и разветвленных городских коммуникаций газоснабжения, рентабельного производства отопительных котлов с экологическими и технико-экономическими показателями на уровне зарубежных образцов. При отсутствии подготовленных для этого предпосылок могут осуществляться варианты с использованием электронагревательных устройств, чему способствуют изменения в структуре энергопотребления в промышленности, приводящие к недоиспользованию ялектрогенерирующих мощностей.
Несмотря па ряд преимуществ электроиснользующих систем
отопления, ограниченное в прошлом их применение сказывается на
недостатке устройств и систем, пригодных при локальном резервиро
вании теплоснабжения. - . .
Отмеченное выше характеризует актуальность разработок по созданию электрических устройств локального резервирования теплоснабжения и по исследованию процессов их работы.
Изложенное определяет цель диссертационной работы: обоснование и исследование научно-технических основ для разработки электронагревательных устройств, пригодных для надежной работы в качестве источников тепла при локальном резервировании теплоснабжения.
Основные положения, выносимые на зашиту: 1. Теоретическое обоснование на разработку электроустановок резервного теплоснабжения как сочетание теплогидравличсской и теп-лофизичеекон залач.
'2. Результаты экспериментальных исследований теплового режима кипения подогретой воды и термических сопротивлений теплоэлек-тронагревателя.
-
Методические принципы проектирования водонагревателышх электроустановок резервного теплоснабжения.
-
Результаты численных и экспериментальных исследований температурных нолей в пленочном плоском нагревательном элементе.
Степень новизны результатов определяется тем, что:
-
Предложена и экспериментально обоснована теплогидравличе-ская модель кипения недогретой воды, позволяющая получить режимные и конструктивные параметры водонагревательного аппарата с увеличенным ресурсом безнакипной работы.
-
Получены новые экспериментальные данные о значеннях термического сопротивления инертных компонентов для газовоздушной смеси и предложены условия его минимизации и гарантированных зазорах.
-
Получены экспериментальные данные, подтверждающие влияние структурной неустойчивости нержавеющей стали при отжиге на эффективную теплопроводность оболочек тецлоэлсктронагрепатсля.
4. Установлены новые температурные характеристики работы
пленочных'плоских нагревательных элементов, которые позволяют со
вершенствовать технологические условия изготовления.
Практическая значимость.
-
Разработана методика проектирования теплогенератора дли электроустановок систем локального резервирования теплоснабжения с повышенным ресурсом работы без применения специальных средстн подготовки водяного теплоносителя.
-
Результаты исследований использованы при изготовлении в заводских условиях головного образца установки резервного тсило-снабжения номинальной мощностью 80 кВт, при испытании которой установлена эксплуатационная область параметров.
-
Разработаны рекомендации для совершенствования конструкции и технологии нанесения слоев плоских пленочных нагревательных элементов.
Вклад автора в проведенное исследование состоит и единоличном обосновании общей концепции работы, в формулировании постановки задачи исследований, участии и разработке всех теоретических положений и анализе результатов, в самостоятельном выборе экспериментальных средств, непосредственном участии и экспериментах и обработке их результатов, в руководстве проектированием и изготовлением головного образца подоиагревателмгой установки резервного теплоснабжения.
Апробация работы. Основные результаты н положения диссертации доложены на Российском научно-техническом семинаре "Энергетика: экология, надежность, безопасность" (г. Томск, 1994г.), на региональной научно-технической конференции "Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири" (г, Иркутск, 1995 г.), на секции Совета Межрегиональной ассоциации "Сибирское соглашение", на научно-методическом семинаре кафедры парогенераторостросния и napot операторных установок ТПУ (г. Томск, І993, 1994, 1995 гг.).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 7 работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитируемой литературы из 72 наименований и приложения с материалами о внедрении результатов, имеет общий объем 148 страниц, включая 37 рисунков и 3 таблицы.