Содержание к диссертации
Введение
1. Термодинамические и технико-экономмеские основы оптимизации систнш подогрева воздуха 41
1.1. Зависімость потерь мощности паротурбинного блока от величины предварительного подогрева воздуха в системе регенерации 45
1.2. Определение приведеюшх затрат в поверхности нагрева котла с учетом ущерба от низкотемпературной коррозии металла 53
1.3. Определение приведенных затрат на обеспечение заданного уровня вредных выбросов 61
1.3.1. Определение затрат на дымовую трубу в зависимости от уровня калориферного подогрева воздуха 62
1.3.2. Определение затрат на дымовую трубу в зависимости от температуры горячего воздуха 64
2. Оптимизация скоростей теплоносителей в воздухо подогревателях из антикоррозийных материалов 71
2.1. Расчет оптимальных скоростей теплоносителей в регенеративных вращающихся воздухоподогревателях с керамической трубчатой набивкой 74
2.2. Расчет оптимальных скоростей теплоносителей в регенеративных вращающихся воздухоподогревателях с подвижной шариковой набивкой 78
2.3. Определение экономически наивыгоднейших скоростей газов и воздуха в стеклянном трубчатом воздухоподогревателе 83
2.3.1. Влияние частичных нагрузок блока на выбор эко номически наивыгоднейших скоростей теплоноси телей в трубчатом воздухоподогревателе 87
3. Определение оптимальных параметров низкотемпературной части котлоагрегата, работящего на сернистом топливе 95
3.1. Определение изменения тепловой экономичности котла в зависимости от уровня калориферного подогрева воздуха 97
3.2. Определение экономически наивыгоднейших параметров низкотемпературной части котла 112
4. Разработка и оптимизация новых схил низкотемпературной части котельного агрегата 129
4.1. Разработка мероприятий по повышению экономичности РВП, имеющего секторное разделение ротора на от секи первичного и вторичного воздуха ISO
4.2. Оптимизация распределения расходов газов и коль цевого разделения ротора РВП на отсеки первичного и вторичного воздуха 136
4.3. Подогрев воздуха в воздухоподогревателе, совме щенном с водяным экономайзером низкого давления...I45
Выводы и рекомендации 154
Литература 156
Приложения 172
- Определение приведеюшх затрат в поверхности нагрева котла с учетом ущерба от низкотемпературной коррозии металла
- Расчет оптимальных скоростей теплоносителей в регенеративных вращающихся воздухоподогревателях с подвижной шариковой набивкой
- Определение экономически наивыгоднейших параметров низкотемпературной части котла
- Оптимизация распределения расходов газов и коль цевого разделения ротора РВП на отсеки первичного и вторичного воздуха
Введение к работе
В одиннадцатой пятилетке, как отмечено на ХХУ1 съезде КПСС /2/, развитие науки и техники должно быть в еще большей мере подчинено решению важнейших проблем дальнейшего прогресса советского общества, ускорению перевода экономики на путь интенсивного развития.
Исходя из этого, основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года/2/предусмотрено довести к 1985 году добычу нефти и газового конденсата до 620-645 млн.тонн, газа - до 600-640 млрд.куб. метров, угля - до 770-800 млн.тонн, а производство электроэнергии в конце пятилетия будет доведено до 1550-1600 млрд. киловатт-часов в год. Такой уровень производства электроэнергии будет достигнут главным образом за счет строительства тепловых электростанций с установкой на них крупных энергетических блоков, использующих угли Экибастузского и Канско-Ачинского бассейнов, а также природный и попутный газ месторождений в Западной Сибири.
Вовлечение в энергетический баланс низкосортных топливг было заложено В.И.Лениным при разработке плана ГОЭЛРО. В Наброске плана научно-технических работ Академии наук В.И.Ленин указывал на необходимость использования "непервоклассных сортов топлива (торф, уголь худших сортов) для получения электрической энергии с наименьшими затратами на добычу и перевоз горючего" /1 / .
Этот основопологающий принцип строго соблюдается в течение всего времени. Как известно, до 1955 г. доминирующим топливом на тепловых электростанциях был уголь и торф. С открытием богатейших месторождений газа в Шебелинке, Саратове, а в последние годы в Сибири и Средней Азии стал увеличиваться его удельный вес в топливном балансе тепловых электростанций. Как видно из таблицы 0.1 этот же период возросло потребление жидкого топлива (мазута).Так, в 1975 г. его удельный вес возрос до 29,9$. Доля мазута в структуре топливного баланса ТЭС в 1980 году составила 28,0$.
Снижение доли мазута с 29,9 до 28,0$ не означает уменьшение абсолютного объема использования жидкого топлива. Как видно из таблицы 0.1, потребление мазута на ТЭС в 1980 году находилось на уровне 118,6 млн.т. На электростанциях, как отмечено в /35 /, сжигается сернистый мазут, содержащий до 3-4$ серы. Хотя в перспективе (отмечается в /35/ ) нефтеперерабатывающая промышленность планирует прекратить выработку мазута сернистостью более 2,5$, электростанциям и далее будет поставляться мазут сернистостью не менее 2$, в связи с чем жидкое топливо ТЭС следует рассматривать как высокосернистое.
В таблице 0.2 /132/ показаны, как абсолютные размеры, так и динамика добычи углей по основным бассейнам и месторождениям СССР. Из таблицы 0.2 видно, что основной объем добычи углей 29,3$ в 1980 году приходился на угли Донецкого бассейна, который на протяжении многих лет не перестает играть главной роли в топливном балансе страны. Стабильные среднегодовые темпы прироста добычи донецких углей показывают, что эти угли и в перспективе в значительном количестве будут использоваться на ТЭС.
Определение приведеюшх затрат в поверхности нагрева котла с учетом ущерба от низкотемпературной коррозии металла
Предпринятые к настоящему времени попытки по оценке ущерба от низкотемпературной коррозии не учитывают по нашему мнению некоторые особенности проведения ремонта конвективных элементов котла: во-первых, ремонт воздухоподогревателя и конвективных газоходов котла осуществляется во время остановов котла для проведения планово-предупредительного ремонта, во-вторых, производится не только при достижении предельного состояния по условиям нормальной эксплуатации, но и в том случае, если это предельное состояние может наступить ранее следующего планового ремонта. Иными словами, затраты на мероприятия, проводимые с целью уменьшения скорости коррозии и увеличения срока службы оборудования, необходимо определить с учетом изменения межремонтного периода, который обязательно должен быть дискретным и кратным планово-предупредительным ремонтам.
К оборудованию, обладающему названными особенностями, следует также отнести такое оборудование энергоблока, выход иг строя которого выражается лишь в снижении экономичности блока и не вызывает его аварийного останова, а также оборудование, о котором заведомо известно, что выход его из строя произойдет до следующего планового ремонта и вызовет аварийный останов блока.
Суммарные затраты в периодически ремонтируемую поверхность нагрева котла, в частности, воздухоподогреватель можно определить следующим образом:где рп - годовые расходы на I кВт мощности тягодутьевой уста новки, OA/Q - мощность, затрачиваемая на преодоление газового и воздушного сопротивления I м поверхности нагрева, кВт/м , ра -годовые расходы на I м поверхности нагрева, определяемые по (2.4), руб/м год; &рвм - расходы на ремонт, включающие в себя стоимость периодической замены прокорродировавшей поверхности нагрева и стоимость самой поверхности нагрева, руб/год.
Рассмотрим следующий вариант проведения ремонта регенеративного вращающегося воздухоподогревателя (РШ). При сроке эксплуатации котла, например, 20 лет, его воздухоподогреватель по причине коррозии ремонтировался каждые два года, причем, в первый ремонт была произведена замена листов набивки "холодного" слоя, во второй - вместе с набивкой "холодного" слоя пришлось заменить и часть набивки "горячего" слоя, в третий ремонт была заменена набивка "холодного" слоя и устранены неплотности в обечайке? ротора, во время четвертого ремонта вместе с заменой "холодного" слоя и части "горячего" были отремонтированы несущие конструкции ротора.Таким образом, "холодная набивка заменялась каждые два года, "горячая" набивка ремонтировалась каждые четыре года, обечайка ротора -каждые шесть лет, несущие конструкции ремонтировались каждые восемь лет. Здесь рассматриваются толькот те виды ремонта, которые зависят от коррозии металла как фактора, затраты на который определяются в данном исследовании.
Схема, представленная на рис.1.5, является иллюстрацией рассмотренного выше варианта ремонта РШ.Так как стоимость всех ремонтов различна, то SpeA1= 51где п - число ремонтов нетрудно определить как /Z= , округ ляя в меньшую сторону, где Т - межремонтный период, год.
Теперь, в результате повышения температуры уходящих газов или других мероприятий, влияющих на коррозию, срок службы эдемен тов РШ увеличился из-за уменьшения скорости коррозии, и минимальный межремонтный период стал равным трем годам. Причем, с достаточной точностью можно считать, что увеличение срока службы всех элементов РШ произойдет пропорционально уменьшению скорости коррозии, и момент проведения ремонта стоимостью «Sr,S2 ,...5а отодвинется пропорционально минимальному межремонтному периоду.
На рис, 1.5 представлена схема проведения ремонта с различной периодичностью по вариантам.Из рисунка видно, что количество ремонтов в течение всего срока эксплуатации уменьшилось.
Из рис. 1.5 также видно, что проведение первого ремонта стоимостью 51 по сравнению с исходным вариантом из-за2 V0 отдаляется на I год, второго стоимостью S2 - на 2 года, третьего стоимостью Sj - на три года.То есть, вместо того, чтобы быть истраченными, суммы денежных средств Su S2153,... S n могут быть использованы в народном хозяйстве, где их использование дает ежегодный экономический эффект.
Так как расходование средств, обеспечивающих определенную периодичность ремонта, осуществляется во время работы оборудования, то издержки на ремонт в течение всего срока эксплуатации должны быть приведены к последнему году эксплуатации. Это необходимо с целью сопоставления их с расходами на обеспечение заданной периодичности.
По причине различной по вариантам периодичности расходов,связанных с заменой вышедшего из строя оборудования,оценка ущерба от коррозии должна производиться исходя из того,что расходование некоторой суммы на ремонт данного объекта означает одновременное изъятие этих средств из народного хозяйства,где их полезное использование давало бы ежегодный экономический эффект. По этому издержки на ремонт следует определять как приведенные к последнему году эксплуатации,что согласно /89/ можно сделать по следующей формуле:
Расчет оптимальных скоростей теплоносителей в регенеративных вращающихся воздухоподогревателях с подвижной шариковой набивкой
В настоящее время в котлостроении и отдельных отраслях промышленной теплотехники начинают получать распространение регенеративные воздухоподогреватели с подвижной шариковой набивкой.Согласно /131 /, коэффициент теплопередачи определяем из уравнения:Коэффициент теплоотдачи по газовой или воздушной стороне, согласно /97/
Относительные величины живых сечений для прохода газов и воздуха определим в соответствии с (2.9).Суммарная мощность тягодутьевой установки, расходуемая на преодоление сопротивления воздухоподогревателя, определяется по (2.7).
Сопротивление по газовой и воздушной стороне воздухоподогревателя в соответствии с рекомендацией /97/. плотность газов или воздуха при соответствующей средней температуре.
Взяв частные производные по IV и (лУ из (2.6) и (2.7) с учетом зависимостей (2.20), (2.21) и (2.22) и подставив полученные значения LL , UiL }U1L и &" в (2.2), после некоторых дЩ дЩ дОЗ дідпреобразований окончательно получим: а) для случая, когда Rg 300
В качестве примера рассмотрим работу горизонтального регенеративного воздухоподогревателя с котлом ТПП-200-І /58/« Принимаем для установки один аппарат, включенный по схеме 4.2, кассеты которого наполнены чугунными шарами (J ut =7800 кг/м3; й?ш = 0,04 м). Расходы газов и воздуха через аппарат соответственно равны 2438 м3/е (при средней температуре 276С) и 1772 м3/с (при средней температуре 191С). К.л.д. тягодутьевых машин V„ = 0,78 и /. = 0,81.Физические характеристики дымовых газов и воздуха, выбранные для средних температур теплоносителей, имеют следующие значения: Яг = г
Коэффициенты а , 8 и с , вычисленные по формулам (2.05), соответственно равны 0,856; 67,49; 46,19.
Отношение годовых расходов Рн/Ра в соответствии с (2.4) и (2.5) составляет 0,01513. При этом полагали равными стоимости: I м поверхности шариковой набивки - 7,3 руб/м2; I кВт установленной мощности тягодутьевого оборудования - 15 руб/кВт и замещаемой мощности электростанции - 160 руб/кВт; доли суммарных годовых отчислений от капиталовложений в поверхность нагрева, тяго-дутьевое оборудование и замещаемую мощность электростанции соответственно равны 0,080; 0,157; 0,081. Нормативный коэффициент эффективности 0,12. Число часов использования установленной мощности в течение года 5500 ч/год. Замыкающие затраты на топливо 57 руб/т.у.т.
Тогда в результате расчетов по формулам (2.25) окончательно получим 0)опт = 0,995; Wwr 2,26 м/с; Зрасч = 2 247 с Графическая зависимость приведенных расчетных затрат от скоростей теплоносителей представлена на рис.2.3. Из рисунка видно, что при отклонении скоростей газов от оптимального значения на - 15$ + 65$ расчетные затраты возрастают не более чем на 3,4$. Аналогично отклонение Wg на - 4,7$ + 33$ от оптимального значения увеличивает Зрасч. на 3,4$.
В соответствии с полученными скоростями W0/JT и W в ОПТ определяются габариты воздухоподогревателя, в первую очередь, высота шариковой набивки. Последняя может быть рассчитана следующим образом.
По высоте шариковой набивки в соответствии с рекомендациями /97/ определяются объем (масса) набивки, диаметр ротора и количество воздухоподогревателей. Для выбранного нами примера габариты воздухоподогревателя характеризуются следующими величинами:
В последнее время в паровых котлах, работающих на сернистых топливах, нашел применение подогрев воздуха в стеклянных трубчатых воздухоподогревателях, в которых схема движения теплоносителей отличается от схемы движения в металлических трубчатых, В металлических трубчатых воздухоподогревателях дымовые газы, как правило, движутся внутри труб, тогда как в стеклянных они часто омывают трубный пучок снаружи.
В соответствии с нормативным методом /131/. коэффициент теплопередачи определяем по уравнениюЗдесь и в дальнейшем все величины с индексом "л" относятся к теплоносителю, продольно омывающему поверхность нагрева. Коэффициенты теплоотдачи при продольном омывании 1 гь и поперечном омывании oi определяются по формулам /133/ :где 0n и П - коэффициенты, зависящие от расположения труб в пучке. При шахматном расположении Сп- Сс,Съ , п = 0,6; при коридорном расположении Сп- 0,2 CSC , п = 0,65.
В соответствии с формулами (2.29) и (2.30) зависимости ri fi (Wn) и d -/2( ) можно представить в виде:где Am и A0 - постоянные коэффициенты, зависящие от геометрических характеристик трубного пучка и физических параметров газа и воздуха в пучке.
Практически коэффициенты Аоа и А0 можно определить по формулам (2,29), (2.30) или по данным расчета исходного варианта, используя выражения:
Здесь и в дальнейшем дополнительным индексом "нуль" обозначены величины, относящиеся к исходному варианту.
Суммарная мощность тягодутьевой установки, расходуемая на преодоление сопротивления воздухоподогревателятеплоносителей через тягодутьевую установку, м/с; 1?м к.п.д. тягодутьевой машины, преодолевающей сопротивление воздухоподогревателя по стороне теплоносителя, продольно омывающего по-верхность напева; fa - к.п.д. тягодутьевой машины, двигай теплоноситель, поперечно омывающий поверхность нагрева; ДРа и АР - сопротивление по сторонам теплоносителя, продольно и поперечно омывающего поверхность нагрева,Па.
Сопротивления по газовой и воздушной сторонам воздухоподогревателя /121/ можно представить в виде:где Д, и„ /Л - постоянные коэффициенты, не зависящие от скорости /51/ ; Лтр" коэффициент трения; X - длина трубы воздухоподогревателя, м; o[g - внутренний диаметр труб, м; J0n - плот ность теплоносителя, продольно омывающего поверхность нагрева, при соответствующей средней температуре, кг/иг; Z2 - число рядов труб по ходу теплоносителя; Р - показатель степени, зависящий от положения труб в пучке /35/ , который имеет следующие значения: для шахматного расположения Р = -0,27; для коридорного при( 6 (0,06 у 1)р -0,2 ; при &, &20 8)р=-0,2/р}
Величины и 2 2 при помощи несложных преобразований можно представить как функции от скоростей теплоносителей:где Va и ]/ - секундные расходы продольно и поперечно омыва-ющих теплоносителей, м/с.
Взяв частные производные по IV и Wn из выражений (2.6), (2.33) с учетом зависимостей (2.31), (2.34), (2.3 ), (2.35) и (2.36) и подставив полученные значения дН/д W, dNTQ/dtyJ, дН/д\Ма и dNTj)/dWn"B формулу (2.3), после некоторых преобразований окончательно получим:
Определение экономически наивыгоднейших параметров низкотемпературной части котла
На рисунках приложения II. I, П. 2, П.З представлены графики зависимости приведенных затрат от температуры уходящих газов, а на рис. П.4, П.5, П.6 от температуры горячего воздуха при изменении температуры калориферного подогрева воздуха. Замыкающие затраты на топливо приняты равными 40 руб/т.у.т. Ущерб от коррозии определялся на основе методических положений главы I по формулам (1.21),(1.22), при этом суммарная стоимость одного ремонта РШ блока 800 МВт определялась по формуле:где/7 ,рн - удельные затраты на І лт поверхности нагрева, соответственно, "холодной" и "горячей" частей РШ вместе с обмуровкой и расходами на монтаж, руб/м їН ., MrZi- поверхность нагрева, соответственно, "холодной" и "горячей" частей РШ, заменяемая за и -й ремонт, ъг.
При подсчете стоимости ремонта учитывалось также то, что замена "горячей" части РШ осуществляется в три раза реже, чем "холодной".
Скорость коррозии определялась с учетом работы энергоблока на пониженных нагрузках и, как следствие, с пониженной по отношению к номинальной температурой уходящих газов. Поэтому подсчет скорости коррозии осуществлялся по преобразованной нами формуле (0.7)
где T; - относительная длительность каждого расчетного режима; jg. - относительное изменение рассматриваемого параметра ( в данном случае 7?уХ ) на каждом из расчетных режимов (Д-= Щ/Ц .Для ОЭС Юга по данным "Электрогоссетьпроект" для котла ТІМП-204 блока 800 МВт, работающего на мазуте, достаточно учесть три расчетных режима/ с относительной нагрузкой и длительностью каждого из них: N1 - ОД; 2"; = 0,3; Д = 0,7; Т = 0,5; N3 =0,5; Т3 =0,2. Для котла ЇШІ-804, работающего на ШП, можно ограничиться двумя расчетными режимами с относительной нагрузкой и длительностью: /У, = 1,0; Т1 =0,4; А/2 = 0,7; Т2 = 0,6.
На рисунках 3.5-3.10 представлены графики зависимости затрат на коррозию от Нэк и Hg для значений tKg : 1-30С; 2-80С; 3-120С. Сплошной линией показана зависимость ЛдКОр /(/-/эк, .пг ), полученная по фэрглуле (I.2I) с учетом (3.23). Прерывистой линией noKQ3SRa.A3KOp-f(H3K ,Hgri ,tKg)1 полученная с учетом (0.7). Из рис. 3.5-3.10 видно, что работа блока на пониженных нагрузках требует значительно больших затрат на возмещение ущерба от коррозии. При построении графиков П.І-П.6 изменение тепловой экономичности энергоблока оценивалось на основе методических положений главы I и с использованием формулы (I.I7). Из графиков видно, что а) функция изменения приведенных затрат по температуре ухо дящих газов имеет явно выраженный минимум, который находится в пределах %х= 170-180С; б) величина экономически наивыгоднейшей температуры уходящих газов обратно пропорциональна увеличению поверхностей нагрева эко номайзера и воздухоподогревателя; в) величина экономически наивыгоднейшей температуры калори ферного подогрева воздуха в области реальных значений Нэк, Н#п при Ст = 40 руб/т.у.т. лежит в невыясненном диапазоне температур около значения - 80С; г) величина экономически наивыгоднейшей температуры горяче го воздуха находится в пределах 320-340С (при Нэк и Hg/ I). Из графиков П.І-П.6 видно также, что для более точного определения оптимальных значении rf/xj h-g ж кё необходимо провести дополнительные расчеты, изменяя поверхности нагрева экономайзера и воздухоподогревателя в пределах H3K,Hgll =0,8; 1,0; 1,2, а температуру калориферного подогрева воздуха Kg= 30; 60; 70; 80; 90; 120С. На рисунках ЇЇ.7-ЇЇ.І2 представлены результаты названных расчетов в виде графиков S = f( yX), Резкая нелинейность (скачкообразность) зависимости затрат от оптимизируемых параметров объясняется более весомым влиянием дискретности межремонтного периода, а значит, и коррозионного ущерба при изменении tKg с расчетным шагом ЮС.
С целью определения влияния цены топлива на величину оптимальных параметров, затраты на блок подсчитаны для ряда значений цены топлива: Ст = 10 руб/т.у.т.; Ст = 20 руб/т.у.т.; Ст=30 руб/т.у.т Ст = 40 руб/т.у.т. На рис. ЇЇ.ІЗ-Щ8 представлены графики зависимости приведенных затрат от температуры уходящих газов при цене топлива 10 руб/т.у.т. Из сравнения графиков П.І-П.6 и П.ІЗ-П.І8 можно сделать вывод о том, что увеличение цены топлива приводит к увеличению оптимальной температуры калориферного подогрева воздуха с одновременным снижением температуры уходящих газов, что возможно только при увеличении поверхности нагрева воздухоподогревателя. Это хорошо заметно из сравнения графиков рис.П.2 и П. 14, которое показывает, что минимальные затраты-на блок при Ст = 10 руб/ т.у.т. достигаются при// = 0,4-0,6; 2 = 210-220С,а при Ст = 40 руб/т.у.т. ЯВп = 0,8-1,2; 2 = 160-170С.На рис.3.II, 3,12 представлено изменение оптимальной темпе ратда уходящих газов ( с х ) для котла ТПП-804, а на рис.3.13
Формулы (3.19) и (3.20) позволяют оценить влияние вида топлива на конструктивные характеристики низкотемпературной части котла, если определить также названное влияние на величину отношения средних теплоеїлкостей массового расхода продуктов сгорания и обогреваемой среды (гп), а также на величину Р , представляющую собой отношение температурного перепада обогреваемой среды к полному температурному перепаду для данной поверхности нагрева.В табл. П. 2 представлены результаты расчета по определению указаноїных величин для экономайзера и воздухоподогревателя, причем /Ч nfgn определены по формуле (3.17), а и Pgn - по (3.15).
Оптимизация распределения расходов газов и коль цевого разделения ротора РВП на отсеки первичного и вторичного воздуха
При сжигании углей с низкой или умеренной влажностью, когда расход воздуха составляет 15-30 % общего, целесообразно выделение воздушных потоков путем кольцевого разделения ротора на отсеки первичного и вторичного воздуха (рис.4.3). Такое разделение необходимо для регулируемого подогрева первичного воздуха до более низкой температуры (на 70-120С), чем вторичного. При этом для каждого потока на стороне холодного воздуха устанавливается вентилятор такого давления, которое необходимо для преодоления сопротивлений соответствующего тракта.
Как показано в /59,63/, основные величины, оказывающие заметное влияние на приведенные затраты 3 при заданных температуре газов на входе в воздухоподогреватель TTJ и температуре смеси уходящих газов 1/цх- относительная доля сечения отсека первичного расхода газов через указанный отсек
От этих величин зависят размеры поверхностей нагрева и высоты набивок в отсеках регенеративного воздухоподогревателя, аэродинамические сопротивления по газовому и воздушным трактам, а также температуры уходящих газов за отсеками. В связи с этим представляет интерес комплексное определение оптимальных значений величин X и и , при которых приведенные затраты 3 будут минимальными.
В соответствии с /55,59/, приведенные затраты можно представить в видегде Н. и // - величины двусторонней поверхности нагрева набивки воздухоподогревателя соответственно в отсеках первичного и вто-ричного воздуха, м ; А/ - суммарная мощность, расходуемая на преодоление аэродинамических сопротивлений воздухоподогревателя по газовой и воздушной сторонам, кВт.
Годовые расходы Рм и А определяются по (2.4) и (2.5).В заводских конструкциях регенеративных воздухоподогревателей набивка "холодной" части выполняется стандартной высоты, как правило, 600 мм, поверхность нагрева ее не превышает 20-25 % общей, а в аэродинамическом сопротивлении всей набивки воздухоподогревателя доля "холодной" части не превышает 10-15 %, Поэтому условно принимаем, что изменение поверхности нагрева и ее аэродинамического сопротивления целиком осуществляется за счет изменения высоты "горячей" набивки.
Так как приведенные затраты зависят от двух независимых переменных (-Я и U ), решение поставленной задачи сводится к отысканию минимума фушщии двух независимых переменных. На основании изложенного условие минимума приведенных затрат можно записать: ХГ и Xg - относительные величины живых сечений для прохода газов и воздуха;d riQ,c6r2a,Wrf0JWr20- коэффициенты теплоотдачи,о
Вт/(м .К) и скорость газов, м/с, соответственно в отсеках первичного и вторичного воздуха в исходном b8pzBBTe;oCfrOJaC29,W#fO,Wfs0 коэффициенты теплоотдачи, Вт/(м .К) и скорости воздуха, м/с, соответственно в отсеках первичного и вторичного воздуха в исходном варианте; V. - объемный расход газов при средней температуре в воздухоподогревателе, м3/с; VSl и 12 - объемные расходы воздуха при средних температурах в отсеках соответственно первичного и вторичного воздуха, м /с; / - полное живое сечение ротора одного ап-парата, м ; 2 - число аппаратов; (X -относительная доля расхода первичного воздуха; С и CS2L - средние теплоемкости (массового расхода) воздуха, отнесенные к I кг топлива, соответственно в отсеках первичного и вторичного воздуха, Д&Лкг.К); Сп и СГ2 -полные теплоемкости массового расхода газов, отнесенные к I кг топлива, соответственно в отсеках первичного и вторичного воздуха, .ПдЛкг.К).
Остальные обозначения являются общепринятыми по /132/. Дополнительным индексом I обозначены величины, относящиеся к отсеку первичного воздуха, индексом 2 - вторичного.
Используя основные зависимости /35/, а также рекомендации /59,63/, величину N представим в виде Yj и Vz - объемные расходы воздуха соответственно через вентиляторы первичного и вторичного трактов, м3/с; V, и г?г - к.п.д. вентиляторных установок соответственно первичного и вторичного воздуха;10, o Sw Wg20, Ahm, Л hg20 - длины каналов, м, скорости воздуха, м/с, и перепады давлений, Па, по воздушной стороне соответственно первичного и вторичного отсеков в исходном варианте; Wr20 и Д/іГ20 скорость газов, м/с, и перепад давлений, Па, по газовой стороне вторичного отсека в исходном варианте; о1э -эквивалентный диаметр набивки, м.
Величина М зависит от типа парогенератора, вида топлива и схемы пылеприготовления. При этом возможны три случая:а) парогенераторы с уравновешенной тягой независимо от схемыпылеприготовленияб) парогенераторы с наддувом, оснащенные системой пылеприготовления (под разрежением) с промбункером и подачей угольной пылив топку сушильным агентом:) парогенераторы с наддувом, оснащенные системой пылепри-готовления с прямым вдуванием:
Здесь V/ и YMg - объемные расходы соответственно газов через дымосос и воздуха через мельничный вентилятор, м3/с; Фг и t?Mg к.п.д. соответственно дымососной установки и мельничного вентилятора.
С учетом (4.4) уравнение (4.1) для расчетных затрат можно представить в виде минимизации последней воспользуемся численным методом.
В качестве примера, с целью наиболее удобного сравнения предлагаемой методики с вариантами расчетами, рассмотрим регенеративный воздухоподогреватель парогенератора типа ТШ-322 паропро-изводительностью 263,9 кг/с (950 т/ч), предназначенного для сжигания отсевов донецких газовых и длиннопламенных углей при работе под наддувом. Парогенератор однокорпусный, оснащен двумя регенеративными аппаратами РВВ-98, имеющими диаметр ротора около 9,8 м и в "горячей" части набивку из волнистых листов dd = 0,0096 м, относительная величина уплотнительных секторов Х = 0,083.
Первичный воздух в количестве 16 % нагрвается до 278С и направляется в ШБМ (в схеме пылеприготовления с промбункером). Остальной воздух (вторичный) подогревается до 350С и поступает
Похожие диссертации на Оптимизация системы подогрева воздуха котлоагрегатов крупных блоков, работающих на сернистых топливах
