Повышение эффективности котлов путем интенсификации теплоотдачи в конвективной части котлов

Одним из путей повышения эффективности тепломеханического оборудования является интенсификация теплоотдачи в каналах. Первые попытки интенсифицировать теплоотдачу были выполнены более века назад, и к настоящему времени существует множество способов достижения данной цели. Методы повышения теплоотдачи могут быть пассивными — не требующими воздействия энергии извне и активными — с применением внешней энергии. Известно, что комбинирование двух или более способов повышения теплоотдачи может позволить достичь более значительного эффекта по сравнению от применения каждого составляющего метода в отдельности. Получаемые в ходе такого комбинирования способы принято называть сложными (compound), а соответствующий процесс интенсификации — интенсификация третьего поколения.

В настоящей работе представлены результаты натурных испытаний по применению комбинированных устройств, интенсифицирующих теплоотдачу в конвективной части дымогарно- жаротрубного котла.

Экспериментальные данные по конвективной теплоотдачи рассматриваемых комбинированных вставок, а также экспериментальные данные работы при совместном использовании накатанных труб и скрученной ленты, и расчетные данные, полученные на основе обобщенного уравнения для случая чисто скрученной ленты при различном относительном шаге крутки, в зависимости от числа. Коэффициент теплоотдачи для комбинированной вставки выше, чем для случая чисто скрученной ленты, или чисто шероховатой трубы. Более детальные термогидравлические характеристики рассматриваемых вставок, полученные в ходе экспериментального и численного исследований, могут быть найдены в работах.

В настоящем исследовании эксперименты проводились на трех различных дымогарно- жаротрубных котлах мощностью 1-8 МВт, работающих на газовом, жидком (лёгкое масло) и твердом (древесная щепа) топливах.

Экспериментальные данные по тепловой эффективности котла тепловой мощностью 2 МВт, сжигающего газ, до и после установки в первый из двух конвективных ходов рассматриваемых вставок. Наблюдалось увеличение тепловой эффективности котла до 5 % при номинальной нагрузке котла, при этом рост сопротивления газового тракта составил менее 100 %. Интересно также отметить, что тепловая эффективность котла с установленными комбинированными вставками слабо зависела от нагрузки котла и оставалась практически на одном уровне во всем диапазоне изменения нагрузки. Такое поведение может быть объяснено тем, что суммарный коэффициент теплоотдачи (включающий лучистую теплопередачу между поверхностями вставки и трубы) для вставки имеет более сильную зависимость от числа Re по сравнению с гладкой трубой, что в свою очередь приводит к незначительному росту температуры уходящих газов при повышении нагрузки котла. Аналогичный эффект был получен на других котлах настоящего исследования.

В настоящее время остается наименее изученным процесс образования отложений, как на внутренней поверхности трубы, так и на самой вставке. Однако длительные эксперименты, проведенные более 1700 часов на котле мощностью 8 МВт, работающего на древесной щепе (зольность которой достигала 6.4 %), показали незначительный рост отложений (образования наблюдались на коротком начальном участке вставки) на поверхности не приведший к существенному изменению температуры уходящих газов.

Дата публикации: 11.12.2011

Похожие записи:

• Энергетическая эффективность термохимическом конверсии топлив в парогазовых установках
• Энергоэффективное использование угля на основе концепции «термококс»
• Экологический потенциал тэс, сжигающих канско-ачинские бурые угли
• Энергоэффективное и экологически безопасное использование канско-ачинских углей в теплоэнергетике
• Комплексный экономико-экологический анализ применяемых технологий охлаждения тэс
• Винтовые компрессоры с переменным рабочим объемом