ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Одной из интересных тем для исследования и разработки рекомендаций по совершенствованию конструкции водотрубных котлов на основе разработки эффективных поверхностей теплообмена является улучшение котла с помощью овальных труб. В современных условиях энергетической отрасли, где требования к эффективности и экологической безопасности становятся все более актуальными, модернизация существующего оборудования[7-8] играет ключевую роль в повышении его эксплуатационных характеристик. Котлы, являющиеся основными элементами тепловых электростанций и промышленных систем, требуют регулярного обновления для соответствия современным стандартам.

Одним из таких объектов модернизации является котел ТВГ-8М, который широко используется в различных отраслях благодаря своей надежности и эффективности. Однако с течением времени возникают новые вызовы, связанные с необходимостью повышения теплоотдачи, снижения выбросов вредных веществ и оптимизации процессов теплообмена. Одним из перспективных направлений модернизации является замена круглых труб на овальные в конвективной части котла.

Овальные трубы[3] обладают рядом преимуществ по сравнению с круглыми, включая более эффективное распределение потока газа, что способствует улучшению теплообмена. Это позволяет повысить коэффициент полезного действия котла и снизить его энергозатраты. Введение в эксплуатацию овальных труб может также привести к уменьшению размеров конвективной части, что является важным фактором для оптимизации пространства и уменьшения затрат на строительство и обслуживание.

Таким образом, модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные представляет собой актуальную и перспективную задачу, способствующую повышению эффективности энергетических систем и снижению их негативного воздействия на окружающую среду.

1. Актуальность темы

Проблема модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части представляет собой важную задачу с точки зрения эффективности работы и безопасности оборудования. В современных условиях повышенного внимания к экологическим проблемам и энергоэффективности, модернизация котлов становится необходимым шагом для обеспечения стабильного теплоснабжения и снижения негативного воздействия на окружающую среду.

Замена круглых труб на овальные в конвективной части котла ТВГ-8М позволяет увеличить поверхность теплообмена, что способствует повышению эффективности процесса сжигания топлива[4] и повышению эффективности работы котла в целом. Благодаря тому, что овальные трубы обладают большей поверхностью контакта с газами сгорания, увеличивается теплообмен и снижается вероятность образования сажи и нагара, что увеличивает срок службы оборудования и снижает необходимость в регулярной очистке и обслуживании.

Кроме того, модернизация котла ТВГ-8М с заменой труб на овальные также позволяет снизить выбросы вредных веществ в атмосферу благодаря более эффективному сжиганию топлива и уменьшению потерь тепла. Это важно не только с точки зрения соблюдения экологических норм и стандартов, но и для поддержания благоприятной санитарно-гигиенической обстановки в районе расположения котельной.

Таким образом, актуальность проблемы модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части заключается в повышении эффективности работы оборудования, улучшении его экологических характеристик и обеспечении стабильного теплоснабжения при соблюдении современных требований безопасности и энергосбережения.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Цель исследования:

Определение эффективности такой модернизации и ее влияния на работу котла. Исследование позволит выявить потенциальные преимущества замены круглых труб на овальные в конвективной части котла, такие как увеличение эффективности теплообмена, снижение энергопотребления, повышение надежности работы и увеличение срока службы оборудования. Результаты исследования могут быть использованы для принятия решения о модернизации существующих котлов[5] и проектировании новых улучшенных систем отопления[6].

Для успешного проведения исследования по модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части необходимо определить ряд задач, которые будут решаться в ходе работы:

  1. Изучение технических характеристик котла ТВГ-8М и анализ работы конвективной части котла с использованием круглых труб.
  2. Оценка преимуществ и недостатков замены круглых труб на овальные в конвективной части котла.
  3. Проведение расчетов и сравнительного анализа эффективности работы котла с овальными трубами по сравнению с традиционными круглыми.
  4. Исследование тепловых процессов, происходящих в конвективной части котла с использованием овальных труб.
  5. Анализ возможных изменений в эксплуатационных характеристиках котла после модернизации.
  6. Определение экономической целесообразности замены труб в конвективной части котла с целью повышения эффективности работы и снижения эксплуатационных расходов.

3. Методы исследования и степень разработанности

Методы исследования:

Для исследования процесса модернизации котла ТВГ-8М (рис.1) с заменой круглых труб на овальные в конвективной части необходимо провести комплексное исследование, которое включает в себя следующие методы:

  1. Анализ литературных источников: необходимо изучить существующие научные и технические работы по теме модернизации котлов и замены труб в конвективной части. Этот этап позволит получить обзор современных методов и технологий, а также определить потенциальные проблемы и перспективы данного процесса.
  2. Моделирование процесса замены труб[3]: с помощью специализированных программных средств можно создать математическую модель конвективной части котла и провести численное моделирование процесса замены круглых труб на овальные. Это позволит оптимизировать процесс замены и выявить возможные проблемы до их появления на практике.
  3. Экспериментальные исследования: проведение лабораторных и полевых испытаний на модели котла с заменой труб позволит оценить эффективность данного метода модернизации, а также выявить возможные технические и экономические проблемы. Обзор рынка оборудования и технологий, необходимых для реализации данной модернизации.
  4. Анализ полученных данных и выводы: на основе результатов экспериментов и моделирования необходимо провести анализ данных и сделать выводы о эффективности и целесообразности замены труб в конвективной части котла ТВГ-8М. Важно также оценить стоимость и сроки реализации данного процесса, а также его потенциальные преимущества и недостатки.

Таким образом, проведение комплексного исследования методов модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части позволит определить оптимальное решение с точки зрения технических возможностей, экономической эффективности и устойчивости процесса эксплуатации.

Водогрейный котел ТВГ-8М

Рисунок 1 – Водогрейный котел ТВГ-8М

Степень разработанности темы:

Модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части является важной и актуальной темой в области энергетики и теплотехники. Котлы ТВГ-8М широко используются для производства пара в различных промышленных отраслях, их эффективность и надежность напрямую влияют на эффективность производства.

Замена круглых труб на овальные в конвективной части котла может принести ряд преимуществ. Овальные трубы имеют большую поверхность теплоотдачи, что позволяет улучшить теплообмен и повысить эффективность работы котла. Кроме того, овальные трубы могут быть более устойчивыми к термическим напряжениям и усталости материала, что может увеличить срок службы оборудования.

Однако модернизация котла требует серьезного проектирования и инженерных расчетов. Необходимо учитывать такие аспекты, как изменение конструкции, прочностные характеристики материалов, тепловые потоки, гидравлическое сопротивление и другие технические параметры. Кроме того, необходимо провести тщательное тестирование и контроль качества работ при внедрении изменений в эксплуатацию.

Таким образом, модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части представляет собой сложную инженерную задачу, требующую комплексного подхода и профессиональных знаний в области теплотехники, металлургии и инженерного проектирования. Однако успешная реализация этого проекта может принести значительные экономические и экологические выгоды за счет повышения эффективности и надежности работы котла[1].

4. Краткое содержание работы

В рамках дипломной работы было проведено исследование водогрейного котла ТВГ-8М и его вспомогательного оборудования на котельной. Описана конструкция котла[1], а также его основные характеристики и принцип работы.

Был проведен расчет котла ТВГ-8М с учетом его технических параметров и рабочих условий. В работе также было представлено проектирование монтажа овальных труб(рис.2) и перерасчет конвективной части котла для оптимальной эффективности работы оборудования.

Дальнейшее исследование было посвящено проектированию района с использованием котельной [6-8], оснащенной котлами ТВГ-8М, с учетом экологических и экономических аспектов. Проведено экономическое обоснование модернизации котельной и анализ влияния на окружающую среду.

Были предложены меры по охране окружающей среды и охране труда на котельной[8], включая рекомендации по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу и обеспечению безопасности рабочих на производстве. В целом, проведенная работа имеет целью оптимизацию работы котельной и минимизацию негативного воздействия на окружающую среду и здоровье работников.

Овальные трубы

Рисунок 2 – Овальные трубы

5. Научная новизна исследования

Решение данных задач позволит определить потенциал модернизации котла ТВГ-8М и оценить возможность улучшения его работы при замене круглых труб на овальные в конвективной части. В результате исследования будет получена информация, необходимая для принятия обоснованных решений по внедрению предложенных изменений и улучшению работы котла.

Исследование темы модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части представляет собой важный шаг в развитии энергетики и повышении эффективности работы котельных установок. Переход от круглых труб к овальным в конвективной части котла(рис.3) может принести ряд преимуществ, таких как улучшение теплоотдачи, снижение уровня теплопотерь, повышение эффективности сгорания топлива, а также увеличение срока службы оборудования.

Это исследование предполагает изучение теплогидравлических процессов[10], проектирование и расчет работы модернизированного котла, проведение экспериментов и анализ результатов. Одним из ключевых моментов исследования является разработка новых технологий и материалов для изготовления овальных труб, обеспечивающих высокую прочность и теплопроводность.

Результаты данного исследования могут иметь значительное практическое применение в сфере энергетики, позволяя улучшить энергоэффективность котельных установок, снизить эксплуатационные расходы и воздействие на окружающую среду. Таким образом, научная новизна данного исследования заключается в разработке и внедрении инновационных решений для улучшения работы котла ТВГ-8М и повышения его эффективности.

Ремонт котла ТВГ-8М

Рисунок 3 – Ремонт котла ТВГ-8М

6. Основные положения, выносимые на защиту

  1. Обоснование необходимости модернизации котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части. Необходимо дать обоснование технического устаревания текущих труб и преимущества замены их на овальные.

  2. Изучение тепловых процессов в конвективной части котла и анализ возможных улучшений при замене труб. Рассмотрение эффективности теплообмена и уменьшения потерь энергии.

  3. Разработка технического проекта модернизации котла с учетом замены труб на овальные. Включение в проект все необходимые расчеты, технические характеристики и прочие детали.

  4. Подробное описание технологии замены труб и возможных проблем, которые могут возникнуть в процессе модернизации. Развитие плана действий для минимизации возможных рисков.

  5. Прогнозируемые экономические выгоды от модернизации котла с учетом замены труб на овальные. Расчет окупаемости затрат на модернизацию и ожидаемого увеличения эффективности работы котла.

7. Теоретическая значимость

Теоретическая значимость данной темы заключается в исследовании эффективности замены круглых труб на овальные в конвективной части котла ТВГ-8М. Это позволяет рассмотреть влияние изменения формы теплообменных поверхностей на эффективность работы котла и его теплопередачу.

Исследование такого вида модернизации может рассматриваться как важный шаг в развитии теплотехники и повышении энергоэффективности оборудования. Результаты исследования могут быть полезными для инженеров и дизайнеров при разработке новых и улучшении существующих котельных установок[5].

Кроме того, изучение влияния замены круглых труб на овальные на конвективную часть котла может способствовать развитию новых методов и технологий в области энергетики и теплотехники. Таким образом, данная тема имеет важное теоретическое значение для совершенствования существующих технологий в области теплоснабжения и энергетики.

8. Прикладная ценность

Модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части имеет ряд преимуществ и прикладных ценностей. Во-первых, замена круглых труб на овальные позволяет увеличить поверхность теплоотдачи в конвективной части котла, что приводит к более эффективному теплообмену и повышению энергоэффективности котла.

Кроме того, использование овальных труб позволяет снизить гидравлическое сопротивление в системе и уменьшить вероятность образования нагара и коррозии[2], что приводит к увеличению срока службы котла и снижению затрат на его обслуживание.

Модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные также способствует минимизации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и повышению экологической безопасности производства.

Таким образом, данная модернизация не только повышает эффективность и надежность работы котла, но также вносит значительный вклад в снижение эксплуатационных расходов, улучшение экологических показателей и общую энергоэффективность производства.

9. Выводы

Модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части представляет собой важный шаг в повышении эффективности работы котла и улучшении его эксплуатационных характеристик. Вот основные выводы по данной теме:

  1. Увеличение теплообмена: овальные трубы обладают большей площадью поверхности по сравнению с круглыми, что способствует улучшению теплообменных процессов. Это может привести к повышению КПД котла и снижению расхода топлива.
  2. Снижение гидравлических потерь: овальная форма труб может уменьшить сопротивление потоку газов, что снижает гидравлические потери и позволяет улучшить циркуляцию теплоносителя. Это может привести к более равномерному распределению температуры в конвективной части котла.
  3. Компактность конструкции: замена круглых труб на овальные может позволить сократить габариты котла, что особенно важно для ограниченных пространств. Это может снизить затраты на установку и обслуживание оборудования.
  4. Устойчивость к коррозии: при правильном выборе материала для овальных труб можно повысить устойчивость к коррозии, что увеличит срок службы котла и снизит затраты на его обслуживание.
  5. Экологические аспекты: повышение эффективности сжигания топлива и снижение выбросов вредных веществ в атмосферу являются важными факторами, способствующими улучшению экологической ситуации.
  6. Экономическая целесообразность: хотя модернизация может потребовать первоначальных инвестиций, в долгосрочной перспективе она может привести к значительной экономии за счет снижения эксплуатационных расходов и повышения надежности работы котла.
  7. Необходимость испытаний: перед внедрением модернизированной конструкции необходимо провести испытания для оценки ее эффективности и выявления возможных недостатков, что позволит избежать проблем в эксплуатации.

В целом, модернизация котла ТВГ-8М с заменой круглых труб на овальные в конвективной части может стать эффективным решением для повышения его производительности и надежности, а также для улучшения экологических показателей.

Список источников

  1. Тепловой расчет промышленных парогенераторов / Под ред. В.И.Частухина. -Киев: Вища школа., 1980. - 184 с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/SFnhitCuY0x42
  2. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. -М.: Энергия, 1973. -296 с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/nZxw1DRXovtW4
  3. ГОСТ 8642-68 – Трубы стальные овальные – Режим доступа:https://pkfsst.ru/assets/pdf/gost8642-68.pdf?ysclid=m3tfav6zxk218035752
  4. Устройство и эксплуатация котлов и котельного оборудования : [Учеб. пособие для сельск. проф.-техн. училищ] / Н. А. Киселев. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва : Высш. школа, 1976. - 232 с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/R22rbtXmcWUQo
  5. Котельные установки . Учеб. пособие для студентов неэнергетических специальностей вузов , Роддатис К.Ф, М. «Энергия», 1977 . – 432с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/H86y5XaVovoBx
  6. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов. В.Е.Козин, Т.А.Левина, А.П.Марков, И.Б.Пронина, В.А.Пронина, В.А.Слемзин. М.:Высш. школа, 1980. – Режим доступа:https://djvu.online/file/XErKhb7AGqcU9
  7. Теплотехнический справочник. 2-е изд., перераб., т. 2. (Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева). – М: Энергия, 1975. – 743 с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/lGywppVFMpr9o
  8. Липов Ю.М., Самойлов Ю.Ф., Модель З.Г. Компоновка и тепловой расчет парогенераторов – М: Энергия, 1975. – 173 с. – Режим доступа:https://djvu.online/file/NFicpAOShohlu
  9. Денисенко Г.Ф. Охрана труда – М: Стройиздат, 1985. – 356 с. – Режим доступа:https://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/7/4016/4016707_denisenko_g.pdf
  10. Теплотехнический справочник. 2-е изд., перераб., т. 1. (Под ред. В.Н. Юренева и П.Д. Лебедева). – М: Энергия, 1975. – 743 с.. – Режим доступа:https://demob.cc/content/files/92673891/