Русский   Українська   English
ДонНТУ   Портал магістрів



Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Запаси вугілля на Донбасі достатні для забезпечення розвитку енергетики на кілька столітній. Однак внаслідок особливостей розвитку енергетики колишнього СРСР і в Україні зокрема, за останні 15–25 років упор був зроблений на розвиток атомної енергетики, а теплової–на використання газу і мазуту. Що стосується кам'яного вугілля, то основні потужності на цьому паливі вводилися 40–50 років тому і їх технічний рівень зберігся практично без змін до теперішнього часу.

Єдиним типом топкових пристроїв, практично застосовуваних на енергетичних котлах електростанцій України, є камерні топки з рідким шлакоудалением. Поширення в Україні топок з рідким шлакоудалением обумовлено тим, що післявоєнний розвиток енергетики було пов'язано з будівництвом електростанцій на низько реакційних паливах, таких як худі вугілля і АШ.

1. Актуальність теми

При спалюванні вугілля погіршеної якості в котлах ТП-100 блоків 200 МВт виникає проблема зниження теплових втрат і підвищення ККД котла при виробництві тепла та електричної енергії. Вирішення цієї проблеми дозволить знизити питому витрату палива і підвищить ефективність роботи основного устаткування блоку.

При спалюванні палива в вихрових газових пальниках для зниження механічного виносу необхідно розробити заходи, спрямовані на поліпшення сумішоутворення.

2. Мета і завдання дослідження, плановані результати

Метою дослідження є аналіз енергоблоку №5 котлоагрегату ТП-100 Старобешівської ТЕС та вдосконалення пальникових пристроїв з метою зменшення витрати палива

Основні завдання дослідження:

  1. Аналіз роботи пальникових пристроїв.
  2. Провести аналіз експериментальних даних щодо виявлення оптимального параметра крутки для пальникових пристроїв.
  3. Поліпшити техноком-економічні показники роботи котла.

Об'єкт дослідження: пальниковий пристрій.

Предмет дослідження: дослідження модернізації пальникового пристрою, поліпшення сумішоутворення при спалюванні вугілля погіршеної якості

3. Огляд досліджень і розробок

В топці котла ТП-100 встановлені пылегазовые малоэмиссионные пальника з улиточным завихрювач первинного повітря і лопатковий завихрювач вторинного повітря, в кількості 12 штук, тепловою потужністю 50 МВт. Поздовжній розріз пальника наведено на рис. 1.


1 – труба для установки мазутної форсунки Ø89×4,5мм; 2 – колектор додаткової подачі природного газу; 3 – равлик первинного повітря; 4 – центральна труба; 5 – колектор основний подачі природного газу; 6 – подача вторинного повітря у внутрішній канал; 7 – подача вторинного повітря в периферійний канал; 8 – газоподающие труби Ø28×3 мм; 9 – монтажний лист; 10 - аксіальний завихритель внутрішнього каналу з лопаток з плавним входом; 11 – жароміцні насадки; 12 – аксіальний завихритель центрального каналу з прямими лопатками; 13 – аксіальний завихритель периферійного каналу з лопаток з плавним входом; 14 – труба проміжна вторинного повітря; 15 – труба датчика ЗЗП; 16 - труба первинного повітря.

Інтенсивність завихрення повітряного потоку характеризує параметр крутки потоку. В двоканальних улиточно-лопаткових вихрових пальниках пилоповітряної суміші і вторинного повітря повідомляється закручене рух з однаковим напрямком обертання.

Параметр крутки вибирається з умов забезпечення підсосу до кореня факела необхідно для стабілізації процесу кількості топкових газів. Вводить в топку через завіхрітелі-лопатки, тобто параметр крутки спосіб завихрення потоку.

На рис. 2 представлений аксіальний лопатковий завихритель, встановлений в пальнику.


Малюнок 2 – 1 – обід; 2 – втулка; 3 – лопатка

Закрутка повітряного потоку інтенсифікує процеси перемішування палива з повітрям, стабілізує фронт горіння за рахунок підсосу гарячих газів з топки, сприяє більш рівномірної видачі повітря по колу, зменшує далекобійність факела і полегшує роботу на знижених навантаженнях.

Гідравлічний опір, структура і швидкісна нерівномірність повітряного потоку, знаходяться в сильній залежності від інтенсивності крутки, яка при порівнянні зазначених характеристик для всіх пальників утановленых в топці, інтенсивність крутки потоку повинна бути однакова при зміні теплової потужності пальникових пристроїв. При цьому відносна довжина горловини пальника і форма амбразури також повинні бути однаковими.

Закручений потік повітря в вихровий пальнику характеризується аксіальної (Wа), тангенціальною (Wt) та радіальної (Wr) складовими швидкості. Перша – паралельна осі циліндричного каналу, друга – лежить в площині поперечного перерізу і спрямована перпендикулярно радіусах, третя – паралельна радіусах.

Аксіальна і тангенціальна складові сумірні один з одним і можуть бути як однаковими, так і різними, в залежності від інтенсивності крутки повітряного потоку. Радіальна складова настільки мала, що нею нехтують в практичних розрахунках.

Д. Н. Ляховський запропонував всі закручені струменя розділити на два класи [1]:

  1. слабо закручені струменя, в будь-якому перетині яких аксіальна швидкість на осі позитивна;
  2. сильно закручені струменя, мають зворотний струм в осьовій області.

Повітряний потік в більшості вихрових пальників відноситься до другого класу.

Ступінь крутки повітряного потоку тангенціальним і улиточным:

Де а - ширина вхідного патрубка (розмір поперек осі циліндричного каналу);

b - довжина вхідного патрубка (розмір уздовж осі циліндричного каналу)

d - діаметр циліндричного каналу пальника.

Р. Б. Ахмедов, виходячи з визначення інтенсивності крутки:

М - прикладений момент кількості руху щодо осі закрученого потоку; До– кількість руху повітряного потоку; р– радіус циліндричної каналу, вивів значення інтенсивності крутки потоку при равликову підводі повітря:

Тут з – найменша відстань між продовженням внутрішньої стінки підвідного патрубка і циліндричним каналом пальника (залежить від положення шибера мовного)

Розподіл тиску і інші параметри визначаються безрозмірним інтегральним параметром крутки, які зберігаються постійним уздовж струменя. Поряд з геометрією пальника співвідношенням швидкостей і витрат первинного і вторинного повітря, параметр крутки робить істотний вплив на форму факела, кут його розкриття інтенсивності тепло-і масопереносу.

Вплив на процес горіння можна на початковій ділянці формування факела. Мова йде про аеродинамікою топкових газів, його турбулізації залежить як від конструкції пальника і взаємного розташування пальників в топковій камері.

В каналі пилоповітряної суміші при спалюванні антрацитного штибу з Vр=12,1% встановлюють аксіальний лопатковий завихритель. Для закрутки вторинного повітря встановлюють лопаткові завіхрітелі.

Аксіальний лопатковий завихритель розраховується за формулою:

Кожна пальник в заданих межах забезпечує стійке спалювання і стабілізацію фронту займання (без погасаний, пульсації, відриву від пальників).

Документальний аналіз експериментальних даних щодо виявлення оптимального параметра крутки, для кожної з 12 встановлених пальникових пристроїв, показав діапазон кута повороту лопаток у внутрішньому і периферійному каналах, що забезпечують оптимальні параметри крутки.

Так, кут лопаток в каналах пальників нижнього ярусу має значну відмінність, що свідчить про низьку якість їх виготовлення. Проведені режимно-налагоджувальні випробування даних пальників дозволили визначити оптимальні параметри повороту лопаток, завихрювача забезпечують достатню турбулізації потоку і стабілізації факела. У внутрішньому каналі пальника №1 кут становить 53°, а в пальнику №4 – 63°, при цьому параметр крутки відповідно дорівнює 4,32 і 6,39. У периферійних каналах пальників нижнього ярусу: кути в пальнику № 1 складають °, в пальнику №3 – 64°, а параметри крутки відповідно – 4,48 і 6,19.

В пальниках верхнього ярусу кути між вихідною частиною лопаток завихрювачів і віссю пальників знаходяться в межах: по внутрішніх каналах – 59-63°, по периферійним каналах – 60-64°.

У таблиці 1 наведено оптимальні розміри кутів між вихідною частиною лопаток завихрювачів і віссю пальників, а так само розрахунку параметрів крутки потоків повітря відповідних каналів.

Висновки

Таким чином, що забезпечує розрахунок, отриманий в результаті експерименту, кут повороту лопаток на кожній пальнику ми отримали оптимальний параметр крутки і як результат – підвищення якості сумішоутворення в центрі факела.

Втрати тепла з механічним недожогом знизилися на 3,47% і складає 7,26%, ККД котла виріс 4,1% і досяг 86,22%. Стабілізація факела

Список джерел

  1. Д. Н.Ляховський, Вплив конструктивних параметрів круглих пальників на їх опір і аеродинаміку факела. Кн. 2, вип. I. Машгіз, 1947.
  2. Р. Б. АХМЕДОВ. Інтенсивність крутки повітряного потоку у вихрових пальниках, "Теплоенергетика", №6, 1962
  3. <Білоусов В. Н., Смородін С. Н., Смирнова О. С. Паливо і теорія горіння/СПб., 2011 - 84 с.
  4. Бойко Е. А. Теплові електричні станції (розрахунок і проектування рекуперативних теплообмінних апаратів ТЕС): Навчальний посібник. - Красноярськ: ІСЦ КГТУ, 2006. - 92 с.
  5. Ю. В. Іванов, Газопальникові пристрої , 1971 - 165 с.