Українська   English
ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Обмуровка парового и водогрейного котла служит для ограждения топочной камеры и газоходов от окружающей среды. Обмуровка паровых и водогрейных котлов работает при достаточно высоких температурах и резком их изменении, а также под химическим воздействием газов, золы и шлаков. Конструкция обмуровки должна обеспечивать минимальные потери теплоты в окружающую среду, быть плотной, противостоять длительному воздействию высоких температур, химическому воздействию продуктов сгорания, золы и шлаков, быть механически прочной, легкой, простой, дешевой и доступной для ремонта, способствовать выполнению блочного монтажа парового или водогрейного котла.

1. Актуальность темы

Анализ состояния вопроса, касающегося надежных условий работы обмуровки паровых котлов, показал ограниченность работ по данной тематике. Большинство исследований в этой области касается в основном работы футеровок металлургических печей. Наиболее ответственным периодом в работе обмуровки котла является ее разогрев, особенно из холодного состояния. Именно в этот промежуток времени возникают максимальные температурные перепады и термические напряжения. Поэтому актуально стоит вопрос изучения особенностей состояния и работы обмуровки котла в период его разогрева с целью определения реальных тепловых потерь в окружающую среду. На основе проведенного анализа определена цель работы и сформулированы основные задачи исследования.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью исследования является определения действительных тепловых потерь в окружающую среду

Основные задачи исследования:

  1. Определить и оценить реальные тепловые потери в окружающую среду через обмуровку действующих парогенераторов.
  2. Произвести анализ процесса тепловых потерь через обмуровку котла, вывести интерполяционную формулу и оценить влияние различных факторов на величину плотности теплового потока через обмуровку котла.
  3. Произвести экспериментальные исследования с целью определения коэффициента теплопроводности.
  4. Определить и оценить влияние термонапряженного состояния обмуровки на тепловые потери в окружающую среду.
  5. Разработать температурные режимы разогрева обмуровки котла с целью повышения эффективности работы агрегата.

Объект исследования: обмуровка котла

Предмет исследования: Предметами исследования являются тепловые потоки через обмуровку котельного агрегата, а также термические напряжения, возникающие в ней вследствие значительных температурных градиентов.

В рамках магистерской работы планируется получение актуальных научных результатов по следующим направлениям:

  1. Разработка температурных режимов разогрева обмуровки котла с целью повышения эффективности работы агрегата.
  2. Определение и оценка реальных тепловых потерь в окружающую среду через обмуровку действующих парогенераторов.

3. Разновидность и состав обмуровок

Паровые и водогрейные котлы имеют довольно разнообразную по конструкции обмуровку. Однако независимо от конструкции агрегата и его мощности некоторые узлы и элементы являются общими. К ним относятся: стенки, арки, перекрытия, своды, амбразуры, поды, зажигательные пояса, места прохода труб через обмуровку и т. д. Обмуровку котлов принято условно разделять на тяжелую, облегченную и легкую. Тяжелая обмуровка применялась в парогенераторах старых конструкции и в настоящее время еще применяется в парогенераторах малой мощности (например, парогенераторах ДКВР). В новых конструкциях парогенераторов и водогрейных котлов применяют облегченные и легкие обмуровки. Масса 1 м3 тяжелых обмуровок доходит до 1800 кг, а легких - не превышает 1000 кг. Разрушение обмуровки прежде всего зависит от температуры, при которой она работает. С увеличением температуры интенсивность разрушения обмуровки возрастает. Чем больше неровностей на обмуровке, обращенной внутрь газохода, и чем толще ее швы, тем больше она изнашивается и истирается. Химическое воздействие шлаков приводит к размягчению, оплавлению н нарушению структуры обмуровки. Вертикальные стены обмуровки топочной камеры и газоходов могут выполняться из различных материалов: огнеупорного, строительного и теплоизоляционного кирпича, огнеупорных, жароупорных и теплоизоляционных бетонов, температуроустойчивой изоляции и т. д. Обмуровка обычно состоит из двух слоев: внутреннего, обращенного к газоходу, и наружного. Внутренний слой называют футеровкой, а наружный - облицовочным слоем. Футеровка выполняется из огнеупорного материала, а облицовка из материала низкой теплопроводности. Тяжелая обмуровка состоит из двух слоев: внутреннего, выполненного из огнеупорного кирпича, и наружного, из строительного кирпича. Для устойчивости футеровку и облицовку выполняют вперевязку по всей высоте стены. Тяжелая обмуровка опирается на фундамент и имеет высоту не более 8-10 м. Существенное влияние па надежность работы обмуровки оказывает толщина швов между кирпичами. Толщина швов при выполнении кладки из огнеупорного кирпича не должна превышать 3 мм, а из красного кирпича - 5 мм. Для свободного расширения обмуровки (внутренней и наружной) всегда предусматривается устройство горизонтальных и вертикальных температурных швов с таким расчетом, чтобы колонны и каркас не препятствовали свободному расширению облицовочной кладки. При выполнении тяжелых обмуровок широко применяются арки и своды, предназначенные для перекрытия проемов, потолка топочной камеры или газохода. В сводах под действием собственного веса и теплового расширения возникают распорные усилия. Своды выполняются из специального клипового кирпича и опираются на пяты, выкладываемые из специальных фасонных камней. Иногда кладку свода выполняют по толщине отдельными кольцами. При этом нижний свод является основным, а верхний разгрузочным.

4. Совершенствование обмуровки

После применения тяжелых и облегченных кирпичных кладок ограждения котлов совершенствовались по двум направлениям: создание накаркасных щитовых обмуровок с использованием жаростойких бетонов и легких натрубных обмуровок. Появление котлов с цельносварными экранами позволило перейти к легким теплоизоляционным конструкциям. Такая замена стала возможной из-за отсутствия контакта обмуровки с факелом. В СССР впервые экранные поверхности нагрева, выполненные в виде труб с приваренными к ним продольными ребрами, появились в конце 30-х годов. К трубам диаметром 83X4 мм приваривались продольные ребра с размером 30×6 мм. Однако некачественная приварка и неправильный выбор размеров и формы ребер привели к появлению трещин в ребрах и свищей в трубах, поэтому экраны были демонтированы. В последующих работах по созданию газоплотных котлов котлостроительными заводами совместно с институтами было запроектировано и смонтировано несколько котлов, рассчитанных на работу под наддувом с различным конструктивным оформлением газоплотных ограждений. Котлы имели стальную обшивку по трубам, цельносварные газоплотные панели из гладких труб с вваркой между ними полос. Опыт создания и освоения указанных котлов позволил выявить достоинства и недостатки ограждений с обшивочными листами и с газо плотными панелями. Рассматривая применение газоплотных экранов, следует более подробно остановиться на их преимуществах, связанных с обмуровкой котлов.

  1. Значительно снижаются массовые характеристики ограждения, поскольку в современных котлах большой производительности масса обмуровки настолько велика, что ее влияние на конструкцию каркаса требует специального рассмотрения.
  2. Сокращаются сроки и трудозатраты на монтажные и ремонтные обмуровочные работы. Опыт показывает, что при ремонтах поверхностей нагрева котлов с обычной обмуровкой на ее долю приходится 40—50% всего времени, затрачиваемого на ремонт.
  3. Резко уменьшается аккумулирующая способность ограждения, что увеличивает маневренность энергоблока, сокращая время пусков и остановов.
  4. Уменьшается опасность увлажнения и разрушения изоляции газоплотных экранов при обдувке паром н обмывке экранов водой.
  5. Снимаются вопросы, связанные с технологией изготовления жаростойкого бетона, режимами сушки и первого разогрева обмуровки.

Список источников

  1. Коздоба Л.А., Крутковский П.Г. Методы решения обратных задач теплопереноса. - Киев: Наукова думка, 1982.-352с.
  2. Воронков С.Т., Исэров Д.З. Тепловая изоляция энергетических установок. —М., 1982.
  3. Горлов Ю.П., Меркин А.П., Устенко А.А. Технология теплоизоляционных материалов: Учебник. —М.: Стройиздат, 1990.
  4. Воронков С. Т. Обмуровка парогенераторов электростанций/С. Т. Воронков, Д. З. Исэров. - 1970
  5. Проектирование ограждений паровых котлов. Е.М. Залкинд, Ю.В. Козлов. - М.: Энергия, 1980.-288 с..