Введение к работе
Актуальность работы. Одним из условий успс-иного развития котлостроения является создание и внедрение систем автоматизированного проектирования паровых котлов (САПР). При этом наиболее сложные проблеммы возникают при оптимизации конструкции топки. Рекомендованные нормативным методом расчетные методики не позволяют учесть влияние принятой аэродинамической организации процесса горения на температурное поле топочного объема и характер распределения температур загрязнений и плотностей тепловых потоков по высоте и ширине стен. Существующие нормативные методы не позволяют достоверно оценить надежность и эффективность работы экранных поверхностей, уровни температур, а следовательно и экологические показатели топочного режима. Возникают сложности и при оценке влияния топочного процесса на работу конвективного и ширмового пароперегревателей, надежность обеспечения выхода жидкого шлака (в топках с ИЩУ).
Таким образом, в рамках САПР должна существовать возможность проведения численного эксперимента, позволяющего учесть взаимосвязь протекающих в топках процессов. Если при этом на базе результатов, полученных при помощи других модулей программного обеспечения САПР, невозможно создать однозначно определенную базу исходных данных, необходимо рассмотреть возможность проведения многовариантных расчетов, позволяющих определить оптимальные режимы работы топки.
Цель работы - разработать методику расчета и іакет прикладных программ, позволяющие учесть влияние аэродинамической организации процесса горения на локальные характеристики теплообмена в топке. Она достигается путем решения следую-іащих задач:
построения математической модели теплообмена, адекватной сальным процессам, протекающим в топке;
изучения свойств модели путем проведения расчетов на ЭВМ \ сопоставления полученных результатов с опытными данными;
выработки рекомендаций по применению метода расчета и :акета программ.
Метод исследования комплексный, включаю-
- 4 -щий построение математической модели, численное моделирование процесса теплообмена, проведение работ на действующем оборудовании и сопоставление расчетных и экспериментальных данных.
Научная но'визна диссертационной работы:
-
Предложен метод, позволяюпдай с учетом аэродинамической организации процесса горения расчитать локальные характеристики теплообмена в топке.
-
Разработаны рекомендации по схематизации аэродинамической картины течения, делению объема и поверхности стен на зоны.
-
Эксп- г/иментально подтверждена возможность использования предложенного метода для расчета топок специальных конструкций, к которым неприменимы рекомендации нормативного метода.
Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлена применением современных методов математического моделирования и вычислительных средств, логической непротиворечивостью полученных результатов и их соответствием экспериментальным данным, полученным с использованием современных измерительных средств.
Практическая ценность работы:
-
Разработаны пакеты прикладных программ, позволяющие реализовать предложенный метод расчета как на персональных компьютерах, так и на машинах типа СМ.
-
Пакеты прикладных программ могут использоваться как на стадии проектирования для оптимизации конструкции топки, так и для поиска лучшего режима работы топки действующего котла.
-
Полученные результаты использованы при разработке проекта реконструкции котлов БКЗ-320-13.8-560ГМ Дягилевской ТЭЦ.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались: на научно-технической конференции " Научно-технический прогресс в области совершенствования тепловых процессов и новые технологии промышленных устаноъок и ТЭЦ" (1987, Челябинск); на Всесоюзной конференции "Теплообмен в парогенераторах" (1988, Новосибирск); на
*.;
- 5 -III Всесоюзной конференции молодых исследователей "Актуальные
вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (1989, Новосибирск); на II Всесоюзной конференции "Теплообмен в парогенераторах" (1990, Новбсибирск); на конференции молодых ученых и специалистов МЭИ (1988); на научных семинарах ка^эдры Парогене-раторостроения МЭИ (1987-1991).
Публикации. Результаты работы отражены в 2 статьях, 5 тезисах докладов.
Личный вклад автора заключается:
в разработке математической модели, рациональных алгоритмов и реализующих их программ;
в проведении расчетных и экспериментальных работ, позволивших оценить достоверность результатов расчета;
в разработке рекомендаций для проекта реконструкции котлов БКЗ-320-13,8-ббОГМ Дягилевской ТЭЦ (г. Рязань).
Автор защищает разработанную методику, позволяющую учесть влияние аэродинамической организации процесса горения на теплообмен в топке, реализующие ее рациональные алгоритмы, результаты расчетных иэкспериментальных исследований.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, вьпюдов и списка литературы, зключающего 127 наименований. Работа содержит 145 страниц машинописного текста, 74 рисунка , 14 таблиц и 2 приложения.
