Введение к работе
Актуальность исследования. Современный топливный кризис в нашей стране диктует перевод судовых паровых,котлов (СПК) на сжигание более дешевых высоковязких тяжелых толлив (ВВТТ).
Для перевода СПК на високовязкие низкосортные топлива не
обходимы новые способы интенсификации процесса; их выгорания в
высоконапряжонных топках судовых котлов. Наиболее перспективным
направлением для. достижения поставленной цели является исполь
зование технологии сжигания; ВВТТ в виде водотопливных эмульсий
СВТЗ>. ' '.
Впервые в нашей стране работы по сжиганию эмульгированного
котельного топлива были проведены во Всесоюзном теплотехничес
ком институте и Институте горючих ископаемых РАН, продолжены в
Санкт-Петербургском институте водного транспорта. Однако слож
ность и малоизученность .процессов выгорания' и развития факела
эмульгированного топлива в топках котлов, а также разноречивость
результатов исследований по использовании- ВТЗ в стационарных и
транспортных котельных установках не позволяют рекомендовать ши
рокое внедрение на судах сжигание высоковязких тяжелых топлив.
Поэтому изучение процессов выгорания ВТЭ на' основе ВВТТ и разра
ботка схем и аппаратов приготовления эмульсий для судовых котлов
является актуальной задачей.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с научно-техническими программами Минвуза РСФСР "Мировой океан" 1981 -1985 г.г. - Тема.6,2 "Скигание обводненных нефтеостатков в судовых парогенераторах"; Минвуза СССР согласно приказу № 223'от І7.02.33 г. "О координационном плане научно-исследовательских работ высших учебных заведений в области судостроения". - Тема Ь.Ч.Ь. "Энерготехнологическое использование'морских, сточных и нефтесодержащих вод на рыбопромысловых судах и плавбазах"; Координационным планом создания судового комплектующего оборудования и материалов для обеспечения: транспортного судостроения на 1964--90 г.г. и'до 2000 г.". '
- Целью исследования является решение задачи об использовании
ВВТТ в СПК путем разработки технологии сжигания их в эмульгиро
ванном водой виде и разработка рекомендаций по реализации.данной
технологии в судовых котлах. \
Научная новизна, работы заключается в следующем:
разработана математическая модель факела ВГЭ, основанная на совместном решении уравнении движения, нагрева, испарения и микровзрыва капли водотопливной эмульсии в вихревом газовом потоке; '
разработаны экспериментальные установки и конструкции устройств для исследования процессов выгорания товарного и эмульгированного топлива, защищенные авторскими свидетельствами;
получены^экспериментальные результаты по выгоранию эмульгированного топлива в лабораторных и промышленных условиях; впервые выявлено влияние обводненности топлива на особенности развития и формирования факела в топочном пространстве;
предложены технические решения для использования ВВТТ в CIIK, защищенные авторскими свидетельствами;
определены условия реализации предлагаемого способа сжигания топлива в ;СПК с обоснованием режимных параметров и технологических схем приготовления эмульсин.
Практическая ценность и реализация работы. Материалы по разработке технологии сжигания. ВЗТТ в виде ВТО приняты к использованию в ОКР по отработке конструкций аппаратов и схем приготовления и ;сжигания тяжелых топлив в специальном конструкторском бюро котлостроения (г. Санкт-Петербург, Балтийский завод).
Разработанные системы топливоподготовки с автоматизированными схемами приготовления ВТЭ внедрены на судах Владивостокской базы тралового'флота "Ильич", РМБ "А.Чуев" и других стационарных береговых кбтелышх.
Предложены рекомендации к тепловому расчету топок судовых котлов при сжигании эмульгированного водой топлива.
На основе математической модели факела ВТЭ разработана методика расчета выгорания капли эмульгированного водой топлива, реализованная в лиде программы расчета на U3M, для дипломного проектирования специальности 14.02 - судовые энергетические установки.
Степень достоверности результатов. При проведении экспериментальных исследований использованы общепринятые методы измерений основных тепловых и расходных волнчнн. Проведенные оценки погрешностей в Приморском центре стандартизации и метрологии,
тарировка измерительных устройств в теплотехнической лаборатории Дальневосточного морского пароходства подтверждают достоверность экспериментальных данных..Предельные относительные погрешности определения составляющих дымовых газов і 5,0 %, влажности исходного топлива -1,0 %. Расчеты на дВІІ проводились по программам, прошедшим предварительное тестирование. Расчеты математической модели выгорания эмульгированного топлива согласуются с опытными данными с точностью ~ 10 %.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на. следующих семинарах и конференциях: Всесоюзной научно-технической конференции "Вопросы обеспечения охраны окружающей среды при эксплуатации судов и рекуперации вторичных ресурсов на предприятиях отрасли (Николаев, 1986); Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы технического прогресса судовых турбинных установок" (Ленинград, 1989); семинаре "Использование гидротоплива в судовых и промышленных энергетических установках (Севастополь, 1989); 'Всесоюзной научно--технической конференции "Защита водного и воздушного бассейнов от загрязнения при постройке и эксплуатации судов" (Выборг, 1990); Л Всесоюзной конференции "Теплообмен' в парогенераторах" (Новосибирск, 990); на конференциях профессорско-преподавательского состава ДВПИ им. В.В.Куйбышева (Владивосток, 1985-92).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, h отчета по НИР, получено 5 авторских свидетельств.
Автор защищает:
-
Обоснование и теоретическое решение! выгорания ВТЭ'в вихревом факеле, методику и алгоритм расчета выгорания ВТЗ.
-
Результаты стендовых и промышленных; исследований процессов выгорания обводненного топлива в эмульгированном виде.
-
Конструкции устройств для приготовления ВТЭ и технологию топливоподготовки. :
-
Рекомендации к тепловому расчету тоПок судовых котлов при сжигании обводненного топлива в части учета теплоты испарения влаги в топливе и изменения коэффициента заполнения топки светящимся факелом.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы из
