Введение к работе
з
Актуальность темы. Экономия топливно-энергетических ресурсов и охрана окружающей среды - две важнейшие проблемы, решению которых во всем мире уделяется большое внимание. Темп роста потребности энергии значительно опережает темпы прироста топливных ресурсов. По расчетам специалистов мировое потребление энерпга с 1986 года по 2030 год увеличится втрое. При этом обостряется проблема изменения климата на планете.
Исходя m этого положения, перед энергетикой страны ставится задача неотложного решения проблем, связшшых с повышением энергетической и экономической эффективности газоиспользующих установок.
На основании Указа Президента РФ от 18.09.92г. "О мерах по улучшению расчетов за продукцию теплоэнергетического комплекса" Адмшшст-раїшей Нігасегородской области было разработано и утверждено Положение о газоснабжении в Нижегородской области 17.03.94 г. № 33, а так же в соответствии с Указом Президента РФ от 7.05.95 № 472 «Об основных направлениях энергетической политики и структурной перестройки топливно-энергетического комплекса Российской Федерации на период до 2010 года», постановлением Правительства РФ от 2.11.95 № 1087 «О неотложных мерах по эиергосбережешпо» разработаны в целях обеспечения рационального и эффективного использования природного газа.
Одним га направлений энергосбережения является максимальное использование теплоты продуктов сгорания. Продукты сгорания природного газа можно рассматривать как качественный теплоноситель и использовать его в комплексных ступенчатых установках, включающих в свою схему низкотемпературные теплообменники.
Работа посвящена исследованию опытно-промышленной установки по отбору скрытой теплоты водяных паров продуктов сгорания природного газа
в конденсационных теплообменных аппаратах и разработке инженерной методики по расчету таких теплообменников.
Охлаждая продукты сгорания до температуры ниже температуры точки росы при подсчете по отношению к высшей теплоте сгорания природного газа КПД использования потенциала топлива может быть доведен примерно до 95-97%. Кроме этого комплексное использование теплоты продуктов сгорания способствует уменьшению загрязнения воздушного бассейна (уменьшение количества сжигаемого топлива и снижение температуры уходящих газов и влагосодержания), а удельные капиталовложения в эти установки ниже, чем в добычу 1 тонны условного топлива.
При комплексном использовании дожигательных устройств и предложенных установок достигается снижение вредных выбросов в атмосферу.
Цель работы: - Разработка инженерных методик по расчету конденса-циощіьіх теплообменных аппаратов по отбору скрытой теплоты водяных паров продуктов сгорания на основе экспериментальных исследований опытно-промышленной установки.
Задачи: - Экспериментальные исследования тепло- и массообмена при конденсации водяных паров содержащихся в продуктах сгорания в зависимости от режимных и конструктивных параметров конденсационного теплооб-менного аппарата.
Обработка экспериментальных данных полученных при исследовании опытно-промышленной установки и получение инженерной методики расчета таких теплообменников.
Определение рациональной температуры продуктов сгорания после опытно-промышленной установки.
Научная новизна: - Разработана физико-математическая модель процессов тепло- и массообмена в конденсационных теплообменных аппаратах по отбору скрытой теплоты парообразования водяных паров продуктов сгорания природного газа.
- Проведены экспериментальные исследовашія коэффициентов тепло- и массообмена при коїщенсаціш водяных паров га продуктов сгорания природного газа при реальных режимах работы котельной установки.
Апробация работы: Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
- Всероссийском семшгаре "Региональные проблемы энергосбережения
и пути их решения" Нижшгіі Новгород: Нижегородский ГТУ, 1998 г.
Научно - практической конференции ДОАО «ГИПРОГАЗЦЕНТР» -"Обеспечение безопасности объектов газовой промышленности на стадии проектирования, строительства и эксплуатации" Нижний Новгород, Нижегородский дом ученых. 1998 г.
Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина. Москва.
Всероссийском семинаре и выставке "Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения".НИЦЭ, Н.Новгород, 1998 г.
Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах.
Связь темы диссертации с планом основных научно-исследовательских работ: - Работа выполнена в рамках региональной научно-технической программы "Системы энергосбережеши и технологии освоения нетрадициоїшьіх возобновляемых источников энергии" ПТ.447-1.2. "Разработка энергосберегающих методов использования природного газа в строительном и промышленном комплексах", "Разработка и внедрение энергосберегающих методов использования природного газа в котельных" № 89/10, 710/Т, 710ЛГ/89/10, Нижегородского Государственного архитектурно-строителыюго университета.
Практическая значимость: - Разработаны инженерные методики на основе экспериментальных исследований опытно-промышленной установки при проектировании теплогенерирующих установок.
Автор защищает: - Теплофизическук» модель процессов тепло- и мас-сообмена по отбору скрытой теплоты от продуктов сгорания пруїродного газа в конденсационном сребренном теплообменном аппарате.
- Инженерную методику расчета и конструирования конденсационных
теплообменных аппаратов по отбору скрытой теплоты водяных паров содер
жащихся в продуктах сгорания природного газа.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций: -Достоверность результатов экспериментальных исследований, проведенных автором, обосновывается использованием стандартных методик шмереіоія и анализом погрешностей измеряемых величин.
Личный вклад автора в работу. - Разработаны:
- Тешюфюическая модель процессов тепло- и массообмена по отбору
скрытой теплоты от продуктов сгорания природного газа в конденсациошюм
оребренном теплообменном аппарате.
Методика проведения опытов, проведены экспериментальные исследования, обработка полученных результатов эксперимента, получены обобщенные имперические зависимости.
- Инженерная методика расчета конденсационных тепломассообмен-
ных аппаратов.
Структура и объем работы. Диссертация состоігг из введения, пягн разделов, основных выводов. Общий объем работы - 201 страішца в том числе: 135 страниц машинописного текста - основная часть, список использованной литературы на 14 страницах - 212 наименований из них 48 зарубежных авторов, приложения на 52 страницы - 10 таблиц и 27 рисунков.
Похожие диссертации на Исследование опытно-промышленной установки по отбору теплоты фазового перехода продуктов сгорания природного газа
