Донецький Національний Технічний
Університет (ДонНТУ)
english русский Портал магістрів ДонНТУ Пошук на сайті
Головна сторінка Про себе Бібліотека Корисні посилання Індивідуальне завдання

АВТОРЕФЕРАТ

магістерської роботи
на тему:
"Оптимізація експлуатаційних характеристик
низькотемпературних теплообмінних апаратів"

Актуальність
Збільшення витрати палива у зв'язку зі зношуванням наявного енергетичного обладнання, а також поступове й безперервне його подорожчання викликає необхідність удосконалювання процесів спалювання, а також процесів утилізації тепла газів, що відходять. Загальне підвищення економічності котельних агрегатів є актуальним завданням енергетики. Підвищення економічності технологічного процесу на сучасних електростанціях досягається багатьма шляхами. Один з них, що став звичним для енергетики, полягає у використанні теплоти газів, що йдуть із котла, для підігріву повітря, необхідного для спалювання палива. Підігрів здійснюється в повітропідігрівниках - газо-газових теплообмінниках, встановлених у газоході котла. Основною проблемою експлуатації повітропідігрівників є низькотемпературна корозія поверхонь нагріву. Корозія пов'язана з осадженням на поверхні, що має температуру нижче точки роси, сірки і її сполук. Внаслідок цього, виникає обмеження на діапазон робочих температур повітропідігрівника (70-110° С). У зв'язку з вищевикладеним, пропонується замінити традиційний трубчастий повітропідігрівник на аналогічний апарат із проміжним теплоносієм і використанням теплових труб (термосифонів). Дана операція дозволить локалізувати корозію поверхонь нагріву, і зменшити її інтенсивність у цілому за рахунок зменшення кількості труб, що потрапляють у небезпечну зону корозії. Це подовжує тривалість роботи повітропідігрівника й тим самим знижує витрати на його експлуатацію (включаючи поточні ремонти). Нарешті, для підвищення ефективності використання тепла газів, що йдуть, планується провести оптимізацію встановленого апарата з метою максимізації його теплової ефективності.

Огляд виконаних робіт
Задачам оптимізації присвячена величезна кількість робіт. Зокрема велика кількість книг Кафарова В.В. в галузі моделювання теплообмінних і хімічних процесів, оптимізації теплообмінних процесів і т.д. Окремої уваги заслуговують роботи Калафаті Д.Д. - публікації в збірниках наукових праць і технічних журналах, присвячені задачам оптимізації компонування трубних пучків, а також книга "Оптимізація теплообмінників за ефективністю теплообміну".

Мета роботи
Метою даної роботи є розв'язання задачі одержання максимальної кількості тепла, переданого від газів до повітря шляхом визначення оптимального компонування повітропідігрівника в газоході казана. Кількість переданого тепла обмежується значенням граничного теплового потоку, обумовленого кризою тепловіддачі при пузирковому кипінні. Значення цієї величини визначається залежно від теплофізичних характеристик газів, що йдуть, і повітря; параметрів роботи котельного агрегату; геометричних характеристик повітропідігрівника й параметрів компонування трубного пучка в газоході котла. Вираження кількості тепла через зазначені характеристики являє собою функціонал, пошук екстремума якого є основною задачею даної роботи. Ця задача вирішується з використанням екстремальних методів для задач оптимізації.

Перелік літературних джерел
1. Иоселиани А.Н. и др. Методы оптимизации параметров теплообменных аппаратов АЭС. - Мн.: Наука и техника, 1981. - 144 с
2. Калафати Д.Д., Попалов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 152 с
3. Демидович Б.П., Марон И.А. Численные методы анализа. - М.: Наука, - 1967 г.
4. Пиоро И.Л. и др. Эффективные теплообменники с двухфазными термосифонами. - Киев: Наукова думка, 1991. - 248 с
5. Васильева С.А., Илющенко В.И., Гаркавый Е.Я. Устройство автоматического управления индивидуального отопительного прибора - "Автоматизація технологічних об'єктів та процесів. Пошук молодих. Збірник наукових праць VI Міжнародної науково-технічної конференції аспірантів та студентів в м. Донецьку 24-27 квітня 2006 р." - Донецьк, ДонНТУ, 2006 - с. 200-202.