Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Существенную роль в тепловом балансе страті із ближайшем будущем будет играть твердое топливо. Б настоящее время в .угольной промышленности наметилась тенденция роста средней зольности добиваегшх .углеіі. Это обстоятельство приведет к тому, что средняя зольность .углеіі ряда месторождений в блигаПспе годя превысит 50 %, а теплота сгорания снизится до 12...13 1,'Дя/кг, что за?дэт-но ухудшит работ:/ существующих котлов. Одним из перспективных путей рационального использования высокозольного топлива в теплоэнергетике является сжигание ого в топках котлов с низкотемпературным кипящим слоем. Такого типа котлы позволяют существенно снизить выхон оксидов сери и азота с продуктами сгорания, а также улучшить массо-габаритігае характеристики котельно-топочних установок.
Уже накоплен определенный опыт по реконструкции, созданию и освоению котлов различной производительности с топками, работающие ми па этом принципе сжигания. Однако более широкое внедрение их в энергетику сдерживается из—за отсутствия четкой методики расчета такого типа топок.
Решение этого вопроса обеспечит правильность конструирования как вновь создаваемых, так и реконструированных котлоагрегатов с новым топочным устройством, повысит надежность и экономичность, что
приведет к более широкому их использованию в народном хозяйстве. В связи с изложенным, исследования теплообмена, представляют собой актуальаую практическую задачу.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить условия сжигания углей разных типов в низкотемпературном кипящем слое; определить температурные режимы работы кипящего слоя и надслоевого пространства; выявить наиболее значимые факторы, определяющие процессы теплообмена с поверхностями нагрева в топках котлов о кипящим слоем; исследовать ар^исимость суммарного теплообмена и его составляющих, степени черноты кипящего
слоя и наислоевого пространства от различных факторов. Изучить оптимальные режимные характеристики с точки зрения интенсификация теплообмена; получить соответствующие рабочие формулы, позволяющие проводить расчет теплообмена в топках котлов с низкотемпературным кипящим слоем.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в том, что: впервые в промышленных .условиях исследован теплообмен в кипящем слое и в нацслое-воы пространстве;
получены расчетные формулы для определения степени черноты кипящего слоя, конвективно-кондуктнвного и лучистого коэффициентов теплоотдачи к одиночной трубе и трубному пучку с вертикальным и горизонтальным их расположением;
определена рабочая зона кипящего слоя;
выявлены наиболее значимые факторы, определяющие теплообмен в топках котлов с кипящим слоем;
из условий наибольшего тепловосприягил получена формула для оптимальной скорости газов в кипящем слое;
- получены расчетные формулы для определения степени черноты запы
ленного газового потока, среднего диаметра твердых частиц, кои-
вектшшо-кондуктивного и лучистого коэффициентов теплоотдачи от запыленного газового потока к горизонтальным и вертикальным поверхностям нагрева в надслоевом пространстве;
определены удельные потери (с I м2 поверхности) лучистого тепла на верхней границе кипящего слоя и в выходном окно топки; введено понятие и даны рекомендации по определению коэффициентов потерь тепла излучением для различных зон топки (при разных рабочих условиях);
получены коэффициенты загрязнения поверхностей нагрева в кипящем слое и в надолоевом пространстве;
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Предложены формулы для расчета теплообмена в топках котлов с кипящим слоем, сжигающих .угли разных марок, позволяющее рассчитывать конструктивные характеристики- топки, ее температурный рекнм и показатели тепловой эффективности работы элементов топкп при постоянной и переменной пагр.узках котла.
Предлагаемые формулы снабжены кодограммами, значительно .упрощающими расчетные работы.
ВНЕДРЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ* РАБОТЫ. Результаты работы использованы при разработке проектов реконструкции промышленных котлов, при расчете проектируемых БяЗским котельным завоюй головных котлов KE-IO-I4, в ПО ."Сибэнергомаш" при создании опытно-промышленного котла паропроизводительцрстыо 420 т/ч, а также при проектировании котла с циркулирующим кипящим слоем паропроизвоцительностъю 500 г/ч.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Подученные «материалы изложены в отчетах ЩО ЦКГИ, а также доложены и обсуждены на заседании секции судовых турбинных установок (использование каменного .угля) НТО им.А.И.Крылова (Ленинград, 1983 г.) выпуск 332; Всесоюзной школе-семинаре по технике псевдоожиквния (Дуга, 1983 г.); У Всесоюзной конфзреп-цип "Горение органического топлива"(Новосибирск, 1984 г.); УШ Международной конференций по теплообмену (США, Сан-Франциско, I98S г.); Международной школе-семинаре(Минск, 1988 г.); Минском международном форуме(Минск, 1988 г.); Всесоюзной научно-технической конференции "Техника псевдоожижения (кипящего слоя) и перспективы ее развития" (Леяинтрая-Поддубская, 1988 г.); Второй всесоюзной конференции "Теплообмен в парогенераторах" (Новосибирск, 1990 г..); Первой Всесоюзной конференции "Оптические методы исследования потоков" (Новосибирск, 1991 г.).
ПУБЛИКАЦИИ. Основные положения диссертация опубликованы в 12 работах.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов списка литературы и приложений. Работа изложена на 194 страницах текста и содержит 59 рисунков, 2 таблицы, список литерат.уры включает 143 наименования.
