Введение к работе
Актуальность темы.
Большинство отечественных отопительных котлов - это морально и физически устаревшие конструкции, работа которых к тому же нередко сопровождается низким техническим и технологическим уровнем эксплуатации. Вместе с тем, в условиях развития отечественной экономики не многие предприятия теплоснабжения могут заменить основное котельное оборудование. И, следовательно, это оборудование еще многие годы будет находиться в эксплуатации.
Например, на территории г. Санкт-Петербурга и пригородов в муниципальных и ведомственных котельных эксплуатируются тысячи чугунных секционных котлов "Тула", "Энергия", "Универсал", "Минск", МГ-2 и другие, находящиеся в эксплуатации десятки лет. Они на 90 % оборудованы подовыми горелками без дутья и автоматикой АГОК-66.
Таким образом, при решении задачи совершенствования использования топлива для действующих чугунных секционных (отопительных) котлов на первый план выходят научно-технические мероприятия, осуществляемые с минимально возможными капиталовложениями, использующие резервы имеющегося оборудования. При этом экономические и экологические показатели сжигания топлива должны доводиться до уровня современных требований.
Повышение экономичности малых отопительных котельных, оборудованных чугунными секционными котлами, снижение загрязнения окружающей среды, улучшение условий труда обслуживающего персонала может быть в значительной мере обеспечено использованием горелок, обеспечивающих высокоэффективное сжигание топлива. Одним из перспективных путей решения указанных задач является недорогая, но, одновременно, эффективная модернизация конструкции горизонтально-щелевой (подовой) горелки. Это отвечает актуальным задачам современной отопительной техники и требует проведения глубоких исследований работы горелочных устройств в топках чугунных секционных котлов.
Цель работы.
В рамках поставленной задачи совершенствования сжигания газа в
чугунных секционных котлах цель работы может быть сформулирована как
исследование, разработка и внедрение усовершенствованных автоматизиро
ванных газогорелочных устройств, обеспечивающих надежность и безопас
ность работы котла, равномерность обогрева его секций и соответствующих
современным требованиям по технико-экономическим и экологическим по
казателям использования топлива. РОС.. НА ЦІЇ ОПАЛЬНАЯ I
Научная новизна,
Применительно кдиффузионному пламени горизонтально-щелевых (подовых) горелок впервые в полном объеме исследовано влияние термодинамических, аэродинамических и конструктивных параметров на геометрические характеристики пламени.
Разработаны теоретические основы согласования геометрических и тепловых характеристик пламени горелки и топки котла, положенные в основу усовершенствованной методики расчета горизонтально-щелевых (подовых) горелок, обеспечивающей оптимальные показатели теплообмена, надежности и безопасности работы котла. Усовершенствована инженерная методика расчета горизонтально-щелевых газовых горелок, основанная на согласовании геометрических размеров пламени горелки и топки котла, обеспечивающая оптимальный теплообмен, надежность и безопасность работы котла.
Характеристики горения газа в диффузионном пламени дополнены надежными данными экспериментальных исследований работы горизонтально-щелевых (подовых) горелок в конкретных условиях топок чугунных секционных котлов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждается:
соответствием аналитических результатов и данных экспериментальных исследований, выполненных с использованием современной приборной базы,'
применением современных методов планирования эксперимента и обработкой полученных результатов на ЭВМ;
проверкой результатов исследований в условиях действующих
отопительных котельных.
На защиту выносится:
результаты разработки и исследований модернизированной горизонтально-щелевой (подовой) горелки с принудительным дутьем;
аналитическая зависимость геометрических характеристик диффузионного пламени от термодинамических, аэродинамических и конструктивных параметров;
усовершенствованный метод расчета горизонтально-щелевых (подовых) горелок;
результаты экспериментальных исследований показателей работы котла с модернизированной горизонтально-щелевой (подовой) горелкой.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований
На основании результатов исследовательских, опытно-конструкторских работ и промышленных испытаний разработана усовершенствованная методика расчета горизонтально-щелевых (подовых) горелок, обеспечивающая оптимальные энерго-экологические показатели работы котла.
Разработана, испытана и внедрена модернизированная горизонтально-щелевая (подовая) газовая горелка с принудительной подачей воздуха и комплексной автоматикой регулирования и безопасности (патент на изобретение № 2211403 "Подовая горелка").
Результаты работы внедрены в действующей отопительной
котельной, расположенной в г. Санкт-Петербурге на Ириновском
проспекте д. 41, на котлах "Энергия 3". Полученные результаты
позволили существенно улучшить теплотехнические, экономические
и экологические показатели. КПД котлоагрегата в долговременном
промышленном режиме повышается на 10-12 %, а выбросы оксидов
азота снижены на 30-40%.
Апробация работы.
Основные положения и результаты исследований диссертации докладывались на 54, 55 научных конференциях профессоров, преподавателей и молодых ученых СПбГАСУ (Санкт-Петербург, 2000 - 2002 гг.), 4 международной научно-технической конференции (Курск, 2001 г.), на 60 научной конференции профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ (Санкт-Петербург, 2003 г).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 7 печатных работах.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложено на 188 страницах машинописного текста и содержит 95 рисунков, 6 таблиц и 4 приложения. Работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов и включает в себя список литературных источников из 138 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность профессору Г.Н. Северин -цу за научную, инженерную и организационную помощь в работе над диссертацией.
