Введение к работе
- З -.
Актуальность работы
Начиная с 70-х годов, все большее внимание уделяется развитию ювых технологий сжигания твердого топлива ь условиях непрерывного снижения его качества и ужесточающихся требований к количеству зредных выбросов в окружающую среду на промышленных объектах.При этом также возрастают требования к обеспечению маневренности энер--етического оборудования , в том числе к расширению диапазона ре--улирования нагрузки.
Для использования низкосортного топлива, наиболее перспективи метод сжигания в циркулирующем кипящем слое (ЦКС).завоевавший гже заметное место на мировом рынке новых угольных котлов.
В настоящее время в странах СНГ ведутся разработки котлов, эснованных на технологии ЦКС.В России работы по данной тематике зыполняются по Государственной научно-технической программе "Эко-тогически чистая энергетика" и Отраслевой программе ОНТП-3 "Надеж-іость и эффективность котельных установок ТЭС", раздел 02 "Новые технологии сжигания".
Для обоснования основных проектно-конструкторских и технологи-іеских решений,принимаемых при создании котлов с ЦКС , необходимо проведение их исследований как новых объектов управления для разработки рациональных алгоритмов управления в различных режи-іах.схем автоматизации, выбора параметров настройки регуляторов, оценки качества переходных процессов и т.п.На стадии проект-ю-конструкторских разработок они могут быть выполнены с помощью :гатических и динамических математических моделей будущего кот-іа,построенных на модульно-структурной основе, отражающей работу >сновных технологических узлов котла.
Цель работы - разработать математическое описание (модель) опочного контура котла с ЦКС для расчетов его работы в статичес-сих и динамических режимах (в том числе в режимах пуска и остано-)а) и исследовать на них динамические характеристики ,свойственные >той новоЯ энергетической технологии.
Основные задачи исследования.
1.Обзор .обобщение и систематизация опубликованных материалов ю моделированию процессов применительно к котлам с ЦКС.
2.Разработка математической модели котла с ЦКС для всего диа-іазона его эксплуатационных режимов.
3.Проведение экспериментальных исследований переходных про-
-4-. цессов в контуре ЦКС,включающих получение кривых разгона объекта
4.Проверка представительности созданной математической модел путем согласования экспериментальных и расчетных данных .
5.Проведение расчетных исследований статических и динамически характеристик проектируемого промышленного котла с ЦКС производи тельностью 500 т/ч в различных режимах его работы, включая пус ко-осгановочные.
Методы исследования:
экспериментальные исследования при сжигании топлива на ог неьых установках с ЦКС;
расчетно-теоретические - при построении модели ,разработк методик расчета и анализе влияющих на процессы в котле факторов.
Научная новизна.
1.Впервые в отечественной практике создана динамическая мате матическгя модель топочного контура ЦКС позволяющая проводит расчеты работы котла во всем диапазоне его эксплуатационных режи мов - на номинальной и частичных нагрузках,при пуске и останове;
2.Обобщены опытные данные о процессах в ЦКС ,необходимые дл идентификации модели;сопоставление опытных и расчетных данны подтвердило ее достоверность;
З.С помощью модели для конкретных конструктивных решений,при нягых для котла ЦКС-500 .спроектированного для сжигянчр АЩ, ярове дены расчетные исследования в широком диапазоне режчмсв к получен статические и динамические характеристики нового для теплоэнерге тики оборудования;
л .Разработаны технологии пуска и останова котпс ' J с у в том принципиальных особенностей таки" котлов ,в частности, n;vv.- и б топочном контуре толстостенных элементов обмуровки г. ->Л*' ' масс твердой фазы.
Достоверность и обоснованность подтверждается:
комплексным подходом к исследованиям , соответствующей том ностью системы измерений контролируемых параметров и использовани ем усовершенствованных методик регистрации;
сходимостью результатов расчетных и экспериментальных исс ледовании;
сопоставлениями с некоторыми частными результатами други авторов;
- использованием современных методов математического модели
рования и вычислительных машин для анализа процесса.
Практическая ценность работы.
1.Полученные при помощи созданной математической модели кри-ые разгона послужили основой для разработки систем автоматическо-о регулирования котлов с ЦКС.
2.Расчетный анализ работы котла с ЦКС (при пуске и остановка частичных и номинальной нагрузке) позволил откорректировать хеиу и предложить режимы эксплуатации .повышающие полноту сгора-ия топлива и надежность котла.
3.Результаты расчетных и экспериментальных исследований поз-олили разработать рекомендации по последовательности операций и аилучшим сочетаниям входных паракетров,которые были использованы ри составлении инструкций по эксплуатации котла ЦКС-500.
Личный вклад автора:
планирование организация и проведение экспериментальных сследований огневых установок с ЦКС на статических и динамических ежимах;
разработка динамической математической модели котла с UKC аботающей во всем диапазоне режимов его эксплуатации;
создание программы,реализующей разработанную модель, и ее дентификация по опытным данным;
- проведение расчетных исследований ,обобщение их результатов
разработка конкретных рекомендаций по эксплуатации котла ЦКС-500
ля сжигания АШ.
Реализация и внедрение результатов. Полученные при помощи азработанной модели данные по статическим и динамическим режимам отла ЦКС-500 использованы при разработке систем его автоматичес-ого регулирования и инструкций по эксплуатации.
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докла-ЫЕались на:
1.Научно-техническом семинаре "Твердотопливные энергетические ехнологии",1-3 сентября 1992 г.,Киев.
2.Научно-техническом семинаре "Проблемы преобразования энер-ии и рационального использования органического топлива в энерге-ике",21-22 сентября 1993 г.,Киев.
3.Научно-техническом семинаре лаборатории газодисперсных те-ений Института проблем энергосбережения АН Украины,Киев,1992 г.
4.Международном симпозиуме "Новые углесжигающие технологии" 10-13 Мая,1993 г. Эспоо,Финляндия.
- б -
5.Международном семинаре "Новые технологии и техника в тепло энергетике".июнь-июль,1995 г.Новосибирск-Гусиноозерск.
6.Научно-технических советах Сибэнергомаш, Минэнерго Украины,РАО ЕЭС России, ВГИ, МЭИ в 1989-1995 г.
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы.
Структура и объем работы