Ministri ng Edukasyon at Agham ng Russian Federation

FGAOU VPO

Ural Federal University na pinangalanan sa unang Pangulo ng Russia B.N. Yeltsin

TRABAHO NG KURSO

Pag-verify ng thermal na pagkalkula ng isang hot water boiler

Head O.A. ulang

Mag-aaral P.A. Stadukhin

ENZ-320915s group

Yekaterinburg - 2015

Panimula

.Paunang data

2.

.Thermal na pagkalkula ng boiler

3.1Tinantyang mga katangian ng gasolina

3.2Pagkalkula ng dami ng hangin at mga produkto ng pagkasunog

3

4Balanse ng thermal ng boiler

5Thermal na pagkalkula ng pugon

6Pagkalkula ng mga convective beam

4.Tinantyang pagkakaiba sa balanse ng init

Konklusyon

Bibliograpiya

Panimula

Ang papel na ito ay nagpapakita ng isang pagkalkula ng thermal ng pagpapatunay ng isang boiler ng mainit na tubig na idinisenyo upang magpainit ng tubig sa network sa panahon ng pagkasunog ng gas. Ang pagkalkula ng pag-verify ay isinasagawa upang masuri ang mga pagtitipid at pagiging maaasahan ng boiler kapag nagpapatakbo sa isang naibigay na gasolina, kilalanin ang mga kinakailangang hakbang sa pagbabagong-tatag, pumili ng mga pantulong na kagamitan at kumuha ng mga hilaw na materyales para sa mga kalkulasyon: aerodynamic, haydroliko, temperatura ng metal at lakas ng tubo, pagsusuot ng pipe. rate, kaagnasan, atbp.

Ang mga detalye ng pagkalkula ng boiler ay ang kawalan ng katiyakan ng mga intermediate na temperatura ng mga gas at ang gumaganang likido - ang heat carrier, kabilang ang temperatura ng mga flue gas; samakatuwid, ang pagkalkula ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng sunud-sunod na mga pagtatantya, unang nagtatakda ng isang tiyak na halaga ng temperatura ng mga gas na umaalis sa boiler, at pagkatapos ay inihambing ito sa mga resulta ng pagkalkula. Ang mga pinahihintulutang paglihis sa mga halaga ng temperatura na ito ay hindi dapat lumampas sa ± 5%.

1. Paunang data

.Brand ng boiler: KV-GM-4.65-95P.

2.Panggatong: Yarino-Perm gas pipeline.

.Output ng boiler Q sa = 4.65 MW.

.Paunang temperatura ng tubig t 1=55tungkol sa SA.

.Pinakamataas na temperatura ng tubig sa labasan ng boiler t 2=95tungkol sa SA.

.Presyon ng tubig sa pasukan ng boiler: p 1= 12 bar.

.Ang boiler ay bumubuo ng 60% ng nominal na kapaki-pakinabang na output ng init.

2. Paglalarawan ng disenyo ng boiler at combustion device

Ang tatak ng hot water boiler na KV-GM-4.65-95P ay idinisenyo upang makagawa ng mainit na tubig na may temperatura na 95 ° C, na ginagamit sa mga sistema ng pag-init, supply ng mainit na tubig para sa mga layuning pang-industriya at domestic.

Ang KV-GM type boiler ay isang device na walang sumusuportang frame. Ang sistema ng tubo ay may mga suporta na hinangin sa mas mababang mga header. Ang mga suporta na matatagpuan sa junction ng combustion chamber at ang convection shaft ay naayos. Ang mga boiler ng uri ng KV-GM-4.65-95P ay binubuo ng isang solong sistema ng tubo.

Ang silid ng pagkasunog, na may pahalang na layout na may direktang daloy ng sapilitang paggalaw ng tubig, ay pinangangalagaan ng mga tubo na may diameter na 51x4 mm, na kasama sa mga kolektor na may diameter na 159x6 mm. Ang mga collectors ay konektado sa radiative at convective heating surface na may magaan na pipe insulation at gas-tight lining.

Ang convective heating surface ay matatagpuan sa isang vertical shaft at binuo mula sa U-shaped na mga screen mula sa mga tubo na may diameter na 28x3 mm.

Ang boiler ay nilagyan ng isang RGMG type burner. Ang burner ay naka-install sa air box ng boiler, na naka-attach sa shield sa front screen.

Ang paggalaw ng tubig at gas sa boiler ay counter-current - ang tubig sa network ay ibinibigay sa convective heating surface at inalis mula sa mga screen ng pugon. Ang paggalaw ng tubig ay ibinibigay ng isang bomba.

Sa outlet collector ng boiler, hanggang sa shut-off valves, mayroong naka-install: isang pressure gauge, isang temperature measurement device at isang pipe na may shut-off device para sa pag-alis ng hangin kapag pinupunan ang boiler. Nilagyan ng mga safety valve.

Ang boiler ay may mga balbula ng alisan ng tubig at hangin na may mga shut-off na balbula, na nagbibigay ng posibilidad ng pag-alis ng tubig at mga sediment mula sa mas mababang mga seksyon ng lahat ng mga elemento ng boiler at pag-alis ng hangin mula sa mga nasa itaas.

Ang mga KV-GM boiler ay nilagyan ng mga platform ladder para sa kadalian ng pagpapanatili.

Talahanayan 1

Mga teknikal na katangian ng boiler unit KV-GM-4.65-95P

Heat output, MW4.65 Operating pressure ng tubig sa pumapasok sa boiler / sa labasan ng boiler, MPa 1.6 / 1.0 Temperatura ng tubig sa pumapasok / labasan, ˚C70 / 150 Daloy ng tubig sa boiler, t / h fuel para sa natural na gas, m3/h501 Aerodynamic resistance, Pa, hindi hihigit sa 270 Labis na air coefficient para sa natural na gas ayon sa GOST 5542, hindi hihigit sa 1.15 Exhaust gas temperature, ˚С130 Control range, %30 - 100 Natural gas boiler efficiency, % , hindi bababa sa 94.4 Pangkalahatang mga sukat sa magaan na pagkakabukod na may metal sheathing, mm: - haba sa mga nakausling bahagi ng boiler block; - lapad kasama ang mga nakausli na bahagi ng boiler block; - taas mula sa antas ng sahig ng boiler room hanggang sa mga nakausli na bahagi ng boiler block 5720 2284 1985 Timbang ng boiler na walang burner, kg, hindi hihigit sa 9700

3. Thermal na pagkalkula ng boiler

.1 Mga Rating ng gasolina

Panggatong: Yarino-Perm gas pipeline.

CH 4 - 38

Sa 2H 6 - 25,1

Sa 3H 8 - 12,5

Sa 4H 10 - 3,3

Sa 5H 12 - 1,30

N 2 - 18,7

H 2S-1.1

Net calorific value Q n R = 46.890 MJ/m 3

Densidad sa 0 º C at 101.3 kPa ρ = 1.196 kg/m 3

3.2 Pagkalkula ng dami ng mga produkto ng hangin at pagkasunog

Ang sobrang air coefficient ay tumataas habang ang mga produkto ng pagkasunog ay gumagalaw sa mga gas duct ng boiler unit. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang presyon sa mga duct ng gas (para sa mga boiler na tumatakbo sa ilalim ng vacuum) ay mas mababa kaysa sa presyon ng nakapaligid na hangin, at sa pamamagitan ng mga pagtagas sa lining, ang hangin sa atmospera ay sinipsip sa landas ng gas ng yunit. Karaniwan, sa mga kalkulasyon, ang temperatura ng hangin na sinipsip sa mga gas duct ay kinuha katumbas ng 30 ° C.

Para sa mga pressurized boiler, ang labis na air coefficient sa seksyon ng duct mula sa furnace hanggang sa air heater ay ipinapalagay na pare-pareho.

Kinukuha namin ang koepisyent ng pagkonsumo ng hangin sa pugon α t = 1.05 (2), airflow coefficient sa likod ng convective surface α kp = α t + Δα, saan Δα = 0.05 - pagsipsip ng hangin sa convective bundle (2): α wow = 1.1. Average na halaga ng koepisyent ng daloy ng hangin α ikasal = (α t + α kp )/2 = 1.075 (sa convective part).

Teoretikal na dami ng hangin: V n tungkol sa =12.37 m 3/h

Mga teoretikal na dami ng mga produkto ng hangin at pagkasunog:

V n oRO2 =1.47 m 3/m 3

V n oN2 =9.96m 3/m 3

V n oH2O =2.47 m 3/m 3

V n oh g =13.9 m 3/m 3

Aktwal na dami ng singaw ng tubig:

Aktwal na dami ng flue gas:

V n G = V n oRO2 +V n oN2 +V n H2O +(α i -1) V n tungkol sa

Dami ng bahagi ng singaw ng tubig:

R H2O = V n H2O /V n G

Volume fraction ng triatomic gases:

R RO2 = V n oRO2 /V n G

Ang kabuuang proporsyon ng singaw ng tubig at mga triatomic na gas:

R P = RH2O + R RO2

talahanayan 2

Pagkalkula ng dami ng hangin at mga produkto ng pagkasunog

Hindi. p / p Pangalan ng halaga ng Dimensyon ng Pagtatalaga α t α ikasal α wow 1. Aktwal na dami ng singaw ng tubig V H2O m 3/ m 32,4802,4852,4902. Aktwal na dami ng mga produktong nasusunog V G m 3/ m 314,52814,84315,1573. Volume fraction ng water vapor sa combustion products R H2O -0,1710,1670,1644. Volume fraction ng triatomic gases sa combustion products R RO2 -0,1010,0990,0975.Kabuuang bahagi ng singaw ng tubig at mga triatomic na gasR P -0,2720,2660,261

3.3 Pagkalkula ng mga enthalpies ng hangin at mga produkto ng pagkasunog

Talahanayan 3

Mga enthalpi ng hangin at mga produkto ng pagkasunog

t, оСIgo, kJ/m3Ivo, kJ/m3Ig= Igo+ Ivo (α t-1) Ig \u003d Igo + Ivo (α ух-1)30495,9100191816412000,052041,075200387633024041,14123,65400791967048254,2600122391026612752,3800167321396417430,21000211131778622002,31200262172169527301,751400310622567832345,91600360682972237554,11800411653379242854,62000463053792348201,15

3.4 Balanse ng thermal ng boiler

Sa panahon ng pagpapatakbo ng isang hot water boiler, ang lahat ng init na ibinibigay dito ay ginugugol sa pagbuo ng kapaki-pakinabang na init na nakapaloob sa singaw o mainit na tubig, at sa pagtakip sa iba't ibang pagkawala ng init. Ang kabuuang dami ng init na ibinibigay sa yunit ng boiler ay tinatawag na magagamit na init at tinutukoy ng Q R . Sa pagitan ng init na pumasok sa boiler unit at iniwan ito, mayroong pagkakapantay-pantay. Ang init na umaalis sa boiler unit ay ang kabuuan ng kapaki-pakinabang na init at pagkawala ng init na nauugnay sa teknolohikal na proseso ng pagbuo ng singaw o mainit na tubig. Samakatuwid, ang balanse ng init ng boiler para sa 1 m 3 Ang gas sa ilalim ng normal na mga kondisyon ay may anyo:

Q R = Q 1+Q 2+Q 3+Q 5, saan

R - magagamit na init, kJ/m 3;1- Kapaki-pakinabang na init na nasa singaw o mainit na tubig, kJ/m 3;2- pagkawala ng init na may mga maubos na gas, kJ/m 3 ;3 - mula sa kemikal na hindi kumpleto ng pagkasunog, kJ/m3 ;5

Panimula

Kapag kinakalkula ang balanse ng init ng mga metalurhiko na hurno, madalas na lumitaw ang problema sa pagtukoy ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga hadlang sa hurno. Ang pag-minimize ng pagkawala ng init ay nakakatulong upang makatipid ng gasolina at kuryente, binabawasan ang gastos ng produksyon. Bilang karagdagan, para sa tamang pagpili ng mga materyales sa disenyo ng pugon, kinakailangang malaman ang field ng temperatura sa dingding upang makasunod sa mga paghihigpit sa operating temperature ng mga materyales. Samakatuwid, kapag nagdidisenyo ng isang pugon, dapat isaalang-alang ng isang inhinyero ang ilang mga pagpipilian sa disenyo ng dingding at piliin ang pinakamahusay mula sa kanila. Isasaalang-alang ng artikulong ito ang isang paraan para sa pagkalkula ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng isang patag na multilayer na pader ng isang thermal unit, ilarawan ang software para sa pag-automate ng pagkalkula na ito, at pag-aralan ang pag-asa ng mga pagkawala ng init sa iba't ibang mga kadahilanan.

Batayang teoretikal

Maghurno- thermal teknolohikal na kagamitan na protektado mula sa nakapalibot na espasyo, kung saan ang init ay nabuo mula sa isa o isa pang pangunahing uri ng enerhiya at init ay inililipat sa materyal na sumasailalim sa paggamot sa init para sa mga teknolohikal na layunin (pagtunaw, pagpainit, pagpapatuyo, pagpapaputok, atbp.). Kasabay nito, ang bahagi ng inilabas na thermal energy ay ginugol sa pagpapatupad ng teknolohikal na proseso, at ang bahagi ay walang silbi na nawala, pinainit ang kapaligiran. Ang pagbabawas ng pagkawala ng init ay ginagawang posible upang madagdagan ang kahusayan ng mga hurno at bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya.

Ang bahagi ng init sa mga hurno ay nawawala sa pamamagitan ng paglilipat thermal conductivity sa pamamagitan ng refractory. Ang thermal conductivity ay ang proseso ng paglilipat ng init (panloob na enerhiya) na nangyayari kapag ang mga katawan (o mga bahagi ng katawan) ay direktang nakikipag-ugnayan sa iba't ibang temperatura. Ang pagpapalitan ng enerhiya ay isinasagawa ng mga microparticle na bumubuo sa mga sangkap: mga molekula, mga atomo, mga libreng elektron. Ang density ng heat flux ng thermal conductivity ay depende sa field ng temperatura at ang thermal conductivity ng substance.

Ang hanay ng mga halaga ng temperatura para sa lahat ng mga punto ng katawan sa isang naibigay na oras ay tinatawag larangan ng temperatura. Sa kasong ito, kung ang temperatura ay hindi nagbabago sa oras, ang field ay itinuturing na nakatigil, at kung ito ay nagbabago, ito ay itinuturing na hindi nakatigil. Ang pinakasimpleng ay ang kaso ng isang one-dimensional na nakatigil na field ng temperatura.

Ang init ay inililipat sa pamamagitan ng thermal conduction mula sa mas pinainit na mga layer ng katawan sa hindi gaanong pinainit, i.e. sa direksyon ng pagbaba ng temperatura. Ang dami ng init na inilipat sa anumang ibabaw sa bawat yunit ng oras ay tinatawag na heat flux Q. Ang heat flux sa bawat unit surface ay nagpapakilala sa heat flux density q. Ayon sa batas ng Fourier, ang density ng heat flux ay proporsyonal sa gradient ng temperatura:

q = -λgrad t     (1.1)

kung saan ang q ay ang heat flux density, W/m2
λ - koepisyent ng thermal conductivity ng materyal, W / (m * K)
grad t – gradient ng temperatura, K/m

Ang proportionality factor λ sa equation (1.1) ay ang thermal conductivity ng materyal at nailalarawan ang kakayahang magsagawa ng init. Ang mga gas ay may pinakamababang halaga ng thermal conductivity coefficients, at ang mga metal ang may pinakamataas. Sa pagtatayo ng mga hurno, ginagamit ang mga materyales na may medyo mababang koepisyent ng thermal conductivity: refractory at heat-insulating na materyales.

Matigas ang ulo tinatawag na mga non-metallic na materyales na inilaan para sa paggamit sa mataas na temperatura sa mga thermal unit at pagkakaroon ng paglaban sa sunog na hindi bababa sa 1580 ° C. Ang mga refractory ay gumaganap ng function ng pagpapanatili ng init sa isang limitadong dami ng working space ng pugon, at samakatuwid ay dapat silang magkaroon ng mababang thermal conductivity at ang kakayahang makatiis ng mataas na temperatura. Ang iba't ibang mga kondisyon ng serbisyo ay nangangailangan ng paglikha ng isang malaking assortment ng mga refractory na may iba't ibang mga katangian. Ang pinakakaraniwang refractory ay fireclay, dinas, magnesite, chromomagnesite.

Upang mabawasan ang heat flux ng thermal conductivity sa pamamagitan ng pagtula ng mga hurno, init-insulating mga materyales, i.e. mga materyales na may mababang thermal conductivity. Ang mga halimbawa ng heat-insulating material ay asbestos, diatomaceous earth, slag wool, refractory lightweights. Sa kasong ito, ang pagmamason ay gawa sa ilang mga layer: ang mga panloob na layer ay gawa sa mga materyales na may mataas na thermal resistance (refractory), at ang mga panlabas na layer ay gawa sa hindi gaanong lumalaban na mga materyales na may mas mababang thermal conductivity (thermal insulation). Kapag nagdidisenyo ng isang pugon, kinakailangang piliin ang disenyo ng mga dingding ng pugon upang ang halaga ng pagkawala ng init ay minimal at ang mga paghihigpit sa thermal resistance ng mga materyales ay sinusunod.

Paraan ng pagkalkula

Ang modelo ng matematika ng problema ay batay sa pamamaraan para sa pagkalkula ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga enclosure ng mga thermal installation, na inilarawan sa gawaing "Pagkalkula ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga enclosure ng hurno" (V. B. Kutyin, S. N. Gushchin, B. A. Fetisov).

Ang kakanyahan ng pagkalkula ay upang matukoy ang pagkilos ng init sa pamamagitan ng dingding sa isang nakatigil na mode na may mga kondisyon ng hangganan ng ikatlong uri. Ipinapalagay na ang paglipat ng init sa pamamagitan ng dingding ay isinasagawa ng thermal conductivity, at ang paglipat ng init mula sa panlabas na dingding patungo sa kapaligiran ay isinasagawa ng radiation at natural na kombeksyon. Isinasaalang-alang ng pagkalkula ang pag-asa ng koepisyent ng thermal conductivity ng materyal ng mga layer sa temperatura.

Ang paunang data para sa pagkalkula ay ibinibigay sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1 - Paunang data

Ang pagkalkula ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng sunud-sunod na pagtatantya. Sa una, nakatakda ang isang arbitrary na field ng temperatura. Pagkatapos ang mga thermal resistance ng mga layer ay tinutukoy ng formula:

Ang koepisyent ng paglipat ng init mula sa panlabas na ibabaw ay tinutukoy ng formula:

Ang kabuuang density ng heat flux ay kinakalkula ng formula:

Ang density ng heat flux na ipinadala sa pamamagitan ng dingding sa pamamagitan ng thermal conductivity ay tinutukoy ng formula:

Ang density ng heat flux na ibinibigay ng panlabas na ibabaw sa kapaligiran ay tinutukoy ng formula:

Ang field ng pinong temperatura ay tinutukoy ng formula:

Ang umuulit na proseso ay nagpapatuloy hanggang ang kamag-anak na error ay nagiging mas mababa kaysa sa tinukoy na halaga. Sa wakas, ang halaga ng pagkawala ng init sa bawat yunit ng oras ay kinakalkula:

Heat Loss Calculation Software

Upang i-automate ang pagkalkula ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng isang flat multilayer furnace wall ay binuo. Ang programa ay may isang maginhawang graphical na interface na nagbibigay-daan sa iyo upang interactive na itakda ang kinakailangang disenyo ng refractory wall at i-save ang data nito sa isang file para magamit sa ibang pagkakataon. Ang mga resulta ng pagkalkula ay ipinakita sa anyo ng mga talahanayan, mga graph at mga mapa ng init. Ang programa ay kumukuha ng data sa mga coefficient ng thermal conductivity ng mga materyales mula sa isang database na maaaring replenished ng user.

Pag-aaral sa Pagkawala ng init

Sa tulong ng maginhawang paraan ng graphical na interface ng programa, posible na pag-aralan ang impluwensya ng iba't ibang mga kadahilanan sa pagkawala ng init sa yunit.

Ang pagtitiwala ng mga pagkawala ng init sa kapal ng layer ng lining

Upang pag-aralan ang pag-asa ng mga pagkawala ng init sa kapal ng layer ng lining, maraming mga variant ng paunang data ang inihanda, na naiiba lamang sa kapal ng layer ng lining. Ang lining na materyal ay mataas na alumina na matigas ang ulo, ang materyal ng thermal insulation layer ay magaan na chamotte. Ang iba pang mga parameter ay ibinibigay sa Talahanayan 2.

Pag-aralan ang disenyo ng dingding

Talahanayan 2 - Variant ng inisyal na data

Ang pag-aaral dito at higit pa ay isinagawa gamit ang built-in na programa upang ihambing ang mga resulta ng pagkalkula. Ang mga resulta ng paghahambing ay ipinapakita sa Figure 1. Makikita na ang pagkawala ng init ay bumababa sa pagtaas ng kapal ng lining, ngunit bahagyang lamang.

Larawan 1 - Ang pag-asa ng pagkawala ng init sa kapal ng lining

Ang pag-asa ng mga pagkawala ng init sa kapal ng layer ng thermal insulation

Upang pag-aralan ang pag-asa ng mga pagkawala ng init sa kapal ng layer ng thermal insulation, maraming mga variant ng paunang data ang inihanda, naiiba lamang sa kapal ng thermal insulation layer. Ang istraktura ng dingding ay ipinapakita sa Figure 2, ang iba pang mga parameter ay kapareho ng sa nakaraang pag-aaral (Talahanayan 2).

Larawan 2 - Disenyo ng pader para sa pananaliksik

Ang mga resulta ng pag-aaral ay ipinapakita sa Figure 3. Makikita na ang pagkawala ng init ay bumaba nang husto sa pagtaas ng kapal ng thermal insulation layer.

Larawan 3 - Pag-asa ng pagkawala ng init sa kapal ng thermal insulation

Pag-asa ng mga pagkawala ng init sa materyal ng thermal insulation

Upang pag-aralan ang impluwensya ng materyal na thermal insulation, isinasaalang-alang namin ang ilang mga variant ng disenyo ng dingding, na naiiba lamang sa materyal ng thermal insulation. Ang disenyo ng test wall ay ipinapakita sa Figure 4, at ang iba pang mga parameter ay ipinapakita sa Table 2.

Figure 4 - Disenyo ng pader para sa pananaliksik

Ang mga resulta ng pag-aaral ay ipinapakita sa Figure 5. Mula sa diagram, maaari nating tapusin na ang mga pagkawala ng init ay maaaring mag-iba nang malaki depende sa materyal ng thermal insulation, kaya ang tamang pagpili ng huli ay napakahalaga kapag nagdidisenyo ng mga hurno. Sa mga napiling materyales, ang lana ng mineral ay may pinakamahusay na mga katangian ng init-insulating.

Figure 5 - Pag-asa ng pagkawala ng init sa materyal ng thermal insulation

Ang mga figure 6, 7 ay nagpapakita ng mas detalyadong mga resulta para sa dalawang opsyon sa pagkalkula. Makikita na kapag gumagamit ng mas advanced na thermal insulation, hindi lamang ang pagkawala ng init ay nabawasan, kundi pati na rin ang temperatura ng panlabas na ibabaw ng dingding, na nagpapabuti sa mga kondisyon ng pagtatrabaho ng mga kawani ng pugon.

Figure 6 - Mga resulta ng pagkalkula para sa isang variant ng paunang data

Figure 7 - Mga resulta ng pagkalkula para sa pangalawang bersyon ng paunang data

Ang pag-asa ng pagkawala ng init sa emissivity ng panlabas na ibabaw ng dingding

Sa karamihan ng mga kaso, ang panlabas na ibabaw ng dingding ng pugon ay kinakatawan ng isang pambalot na gawa sa banayad na bakal, na may iba't ibang antas ng kaagnasan. Ang impluwensya ng pambalot sa paglipat ng init sa pamamagitan ng thermal conductivity ay maliit, ngunit ang paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation ay maaaring maimpluwensyahan ng paglalapat ng mga coatings na may iba't ibang antas ng kadiliman. Upang pag-aralan ang epektong ito, isinasaalang-alang namin ang ilang mga variant ng paunang data, na naiiba lamang sa antas ng kadiliman ng panlabas na ibabaw. Ang disenyo ng pader na pinag-aaralan ay ipinapakita sa Figure 8, tingnan ang Talahanayan 2 para sa iba pang mga parameter.

Figure 8 - Disenyo ng pader para sa pananaliksik

Ang Figure 9 at Table 3 ay nagpapakita ng mga resulta ng pag-aaral. Ang alamat ay nagpapahiwatig ng materyal ng pambalot at sa mga panaklong - ang antas ng kadiliman nito. Makikita na ang pagkawala ng init ay bumababa na may pagbaba sa antas ng emissivity ng panlabas na ibabaw sa isang hindi gaanong antas. Gayunpaman, dahil ang halaga ng pagpipinta ng furnace casing ay mas mababa kaysa sa pagpapakilala ng karagdagang thermal insulation, ang patong sa casing na may light aluminum paint ay maaaring irekomenda upang mabawasan ang pagkawala ng init.

Talahanayan 3 - Pag-asa ng mga pagkawala ng init sa antas ng emissivity ng panlabas na ibabaw

Figure 9 - Pag-asa ng mga pagkawala ng init sa antas ng emissivity ng panlabas na ibabaw

Negatibong epekto ng thermal insulation

Isaalang-alang natin ang epekto ng thermal insulation sa field ng temperatura sa dingding ng isang mataas na temperatura na pugon. Upang gawin ito, isaalang-alang ang dalawang pagpipilian para sa disenyo ng dingding. Sa una, ang dingding ay binubuo ng isang layer ng magnesite, at sa pangalawa, isang layer ng magnesite at isang layer ng slag wool bilang thermal insulation. Ang mga patlang ng temperatura para sa mga kasong ito ay ipinapakita sa Mga Figure 10, 11.

Figure 10 - Field ng temperatura sa kawalan ng thermal insulation

Figure 11 - Field ng temperatura sa pagkakaroon ng thermal insulation

Sa kawalan ng thermal insulation, ang temperatura sa gumaganang layer ng lining ay nagbabago mula 472 hanggang 1675 degrees, at sa pagkakaroon ng isang thermal insulation layer, mula 1519 hanggang 1698. Ito ay sumusunod na ang pagpapakilala ng thermal insulation ay humahantong sa isang pagtaas sa temperatura sa layer ng lining, na dapat na makakaapekto sa tibay nito.

Ang negatibong epekto ng thermal insulation sa serbisyo ng lining ay lalo na binibigkas para sa mga high-temperature furnace: arc steel-smelting, ferroalloy, atbp. Sa aklat na "Electrothermal na mga proseso at pag-install" (Aliferov A.I.) ) ay hindi malawakang ginagamit. Karaniwan, ang gayong pagkakabukod ay humahantong sa pagtaas ng mga temperatura sa gumaganang layer ng lining at isang matalim na pagbaba sa tibay nito, lalo na sa malaking EAF. Ang mga pagkalugi dahil sa downtime ng EAF para sa pag-aayos ng lining ay higit na lampas sa matitipid mula sa pagbabawas ng konsumo ng kuryente dahil sa pagbaba ng daloy ng init sa dingding. Samakatuwid, ang thermal insulation ng mga dingding at mga vault ng chipboard, bilang panuntunan, ay hindi kumikita sa ekonomiya. (Ang probisyong ito ay hindi nalalapat sa disenyo ng ilalim ng chipboard, kung saan inilalapat ang thermal insulation).

Dahil sa hindi kasiya-siyang tibay ng mga refractory sa malalaking, malalakas na EAF, ang lining ay pinapalitan ng mga panel na pinalamig ng tubig. Sa kabila ng pagtaas ng density ng heat flux na inalis mula sa mga ibabaw na pinalamig ng tubig, kung ihahambing sa density ng heat flux sa mga may linyang ibabaw, ang pagkonsumo ng kuryente ay tumataas lamang nang malaki sa mga furnace na may maliit na kapasidad. Ang paggamit ng mga panel na pinalamig ng tubig ay nagbibigay-daan upang madagdagan ang buhay ng serbisyo ng refractory lining.

natuklasan

Batay sa pag-aaral, mahihinuha na ang mga pangunahing hakbang upang mabawasan ang pagkawala ng init sa pamamagitan ng pagmamason ay ang mga sumusunod:

Ang pagtaas ng kapal ng thermal insulation layer
- Paggamit ng mga heat-insulating material na may mababang thermal conductivity
- Pagpinta sa housing gamit ang light aluminum paint (o coating ng ibang materyal na may mababang antas ng kadiliman)

Para sa mga furnace na may mataas na temperatura, sa halip na gumamit ng thermal insulation, ipinapayong gumamit ng mga panel ng katawan na pinalamig ng tubig, na nagbibigay-daan sa iyo upang pahabain ang buhay ng lining at makatipid sa pagbawas ng downtime para sa pagkumpuni nito.

Mga pinagmumulan

1. Markin V.P. Mga kalkulasyon para sa paglipat ng init / V. P. Markin, S. N. Gushchin, M. D. Kazyaev. - Ekaterinburg: USTU-UPI, 1998. - 46 p.
2. Voronov G. V., Startsev V. A. Mga refractory na materyales at produkto sa mga pang-industriyang furnace at auxiliary facility / G. V. Voronov, V. A. Startsev. - Yekaterinburg: USTU-UPI, 2006. - 303 p.
3. Kut'in V.B. Pagkalkula ng mga pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga enclosure ng hurno / V. B. Kut'in, S. N. Gushchin, B. A. Fetisov. - Yekaterinburg: USTU-UPI, 1996. - 17p.
4. Matigas ang ulo materyales. Istraktura, katangian, pagsubok. Sangguniang aklat / J. Allenstein at iba pa; ed. G. Rouchka, H. Wutnau. – M.: Intermet Engineering, 2010. – 392 p.
5. Zobnin V. F., Mga kalkulasyon ng heat engineering ng mga metalurgical furnace / V. F. Zobnin, M. D. Kazyaev, B. I. Kitaev et al - M.: Metallurgy, 1982. - 360 p.
6. Aliferov A. I. Electrothermal na mga proseso at pag-install: Textbook / A. I. Aliferov et al.; ed. V.N. Timofeeva, E.A. Golovenko, E.V. Kuznetsova - Krasnoyarsk: Siberian Federal University, 2007. - 360 p.

Frame. Ang boiler frame ay isang metal na istraktura na sumusuporta sa drum, heating surface, lining, hagdan at platform, pati na rin ang mga auxiliary na elemento ng unit at inililipat ang kanilang timbang sa pundasyon. Ang mga low-pressure at low-capacity na boiler ay naka-install sa isang frame na naayos nang direkta sa pundasyon, o brick lining, at pagkatapos ay ang pangunahing layunin ng frame ay upang bigyan ang steam generator lining ng higit na katatagan at lakas. Ang frame ng isang modernong boiler ay isang kumplikadong istraktura ng metal, at isang malaking halaga ng metal ang ginugol sa paggawa nito. Sa mga high-pressure boiler, ang masa ng frame ay 20-25% ng kabuuang masa ng boiler metal, o 0.8-1.2 tonelada bawat tonelada ng oras-oras na output nito. Ang frame ay isang istraktura ng frame na gawa sa karaniwang mga profile ng metal na gawa sa mild steel grade St.3, at binubuo ng isang bilang ng mga pangunahing at pandiwang pantulong na mga haligi at pahalang na beam na nagkokonekta sa kanila, na tumatanggap ng pagkarga mula sa mga drum, ang pipe system ng mga ibabaw ng pag-init, pati na rin ang mga pahalang at dayagonal na beam na nagsisilbing magbigay ng lakas at katigasan sa frame system.

Sa fig. Ang 67 ay nagpapakita ng isang frame diagram ng isang high pressure drum boiler.

Ang mga haligi ay karaniwang gawa sa dalawang bakal na channel o I-beam, na mahigpit na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga plato ng sheet na bakal; ang mga haligi ay naglilipat ng makabuluhang puro load sa pundasyon - daan-daang tonelada. Upang maiwasan ang labis na mga tiyak na presyon sa pundasyon, ang mga haligi ay nilagyan ng mga sapatos (Larawan 68) na gawa sa sheet na bakal at mga parisukat. Ang eroplano ng suporta ng mga sapatos ay kinakalkula para sa compressive stress na pinapayagan para sa materyal na pundasyon at naayos sa pundasyon na may mga bolts o naka-embed dito. Ang mga pangunahing pahalang na beam ay hinangin sa mga haligi at magkasamang bumubuo ng isang sistema ng frame. Ang mga bearing at spacer na pahalang na beam ay gawa sa mga bakal na channel, I-beam o mga parisukat.

Kapag ang assortment ng mga pinagsamang profile ay hindi nagbibigay ng kinakailangang lakas ng mga haligi at beam, ang mga ito ay ginawa sa anyo ng isang welded na istraktura na binubuo ng isang bilang ng mga profile at sheet na bakal. Ang bahagi ng frame ay ang mga platform na kinakailangan para sa pagseserbisyo sa boiler, na gumagana tulad ng mga pahalang na trusses at nagpapataas ng tigas ng frame. Ang mga scaffold ay gawa sa mga frame ng mga pinagsamang profile at mga sheet ng corrugated steel na hinangin sa kanila. Ang mga hagdan sa pagitan ng mga platform ay gawa sa mga piraso ng bakal, sa pagitan ng kung saan ang mga hakbang ay hinangin. Ang anggulo ng pagkahilig ng mga hagdan ay hindi dapat lumagpas sa 50 ° sa pahalang, at ang kanilang lapad ay dapat na hindi bababa sa 600 mm.

kanin. 67. Diagram ng boiler frame:

1 - mga hanay; 2 - load-bearing ceiling beams; 3 - sakahan;

4 - crossbar; 5 - rack

Ang frame ay kinakalkula bilang isang istraktura ng frame na tumatakbo sa ilalim ng static na pagkarga mula sa bigat ng mga elemento ng generator ng singaw at karagdagang mga thermal stress na nagmumula sa ilalim ng impluwensya ng hindi pantay na pag-init ng mga bahagi ng frame at mga istraktura na hinangin sa kanila. Upang maiwasan ang overheating ng mga elemento ng frame, ang mga haligi nito, pahalang na beam at trusses ay karaniwang matatagpuan sa labas ng brickwork. Kapag nag-i-install ng steam generator sa labas ng gusali, ang wind load sa ibabaw, na naglilimita sa steam generator at inilipat sa frame, ay dapat ding isaalang-alang. Ang mga boiler drum, mga kolektor ng mga screen ng mga superheater at water economizer ay humahaba kapag pinainit, at upang maiwasan ang paglitaw ng malalaking thermal stress sa mga ito at sa mga elemento ng frame kung saan sila ay naayos, ito ay kinakailangan upang magbigay para sa posibilidad ng kanilang libreng pagpapalawak. Para sa layuning ito, ang mga drum ay naka-install sa mga espesyal na naitataas na suporta na naayos sa mga pahalang na beam ng frame, o nasuspinde mula sa mga beam na ito. Ang mga drum ng daluyan at malalaking kapasidad na boiler ay karaniwang naka-mount sa dalawang naitataas na suporta. Ang disenyo ng naturang suporta ay ipinapakita sa Fig. 69.

Sa isang malaking haba ng drum, kapag, kapag naka-install sa dalawang suporta, ang pagpapalihis nito ay higit sa 10 mm, ang drum ay nasuspinde mula sa frame sa ilang mga statically pinaka-kapaki-pakinabang na mga punto. Ang mga collectors ng mga screen, superheater at water economizer ay nakakabit sa frame na may mga hinged hanger, at kung sila ay maikli, malaya silang nagpapahinga sa mga sliding support na naayos sa frame.

Layunin at mga kinakailangan para sa paggawa ng ladrilyo. Ang brickwork ng boiler ay isang sistema ng mga bakod na naghihiwalay sa combustion chamber at gas ducts mula sa kapaligiran. Ang pangunahing layunin ng lining ay upang idirekta ang daloy ng mga produkto ng pagkasunog, pati na rin ang thermal at hydraulic na paghihiwalay mula sa kapaligiran. Ang thermal insulation ay kinakailangan upang mabawasan ang pagkawala ng init sa kapaligiran at upang matiyak ang pinahihintulutang temperatura ng panlabas na ibabaw ng brickwork, na, ayon sa mga kondisyon ng ligtas na trabaho ng mga tauhan, ay hindi dapat lumampas sa 55 °C. Hydraulic isolation ay kinakailangan upang maiwasan ang malamig na hangin mula sa pagsuso sa mga gas duct o pag-knock out ng mga produkto ng pagkasunog dahil sa pagkakaiba ng presyon sa mga gas duct at sa labas, na nangyayari kapag ang boiler ay pinatatakbo ng isang vacuum o may presyon sa landas ng gas.

Ang mga elemento ng lining ng boiler ay gumagana sa iba't ibang mga kondisyon. Ang panlabas na ibabaw ng lining ay may mababa at medyo pare-pareho ang temperatura, ang panloob na ibabaw nito ay nasa rehiyon ng mataas at variable na temperatura, na bumababa kasama ang daloy ng gas. Sa direksyon ng daloy ng gas, ang vacuum sa mga gas duct ay tumataas, at ang presyon ay bumababa kapag ang steam generator ay tumatakbo sa ilalim ng pressure. Ang mga naglo-load sa mga elemento ng lining ay iba rin sa timbang nito at mga panloob na stress na nagmumula sa hindi pantay na pagpapahaba ng temperatura ng mga bahagi nito.

Ang pinaka-malubhang mga kondisyon ay matatagpuan sa panloob na bahagi ng lining ng pugon, na kung saan ay nakalantad sa isang mataas na temperatura ng higit sa 1600 ° C, at kapag nasusunog solid fuel, gayundin sa mga kemikal at mekanikal na epekto ng slag at abo. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan ng materyal na lining na may slag, pati na rin ang mekanikal na pagsusuot ng slag at abo, ang lining ay nawasak.

Ang pagtatayo ng lining. Ayon sa layunin at kondisyon ng pagtatrabaho, ang mga sumusunod na pangunahing kinakailangan ay ipinapataw sa brickwork: mababang thermal conductivity, tightness, mechanical strength at thermal stability. Bilang karagdagan, ang disenyo ng brickwork ay dapat na simple at hindi nangangailangan ng malaking gastos sa paggawa at oras para sa paggawa at pag-install nito.

Noong nakaraan, ang lining ng mga steam generator ay isinasagawa lamang mula sa pula at refractory brick, kung saan ang mga dingding at vault nito ay inilatag, na pinagtibay ng mga bakal na beam at mga bolt ng kurbatang. Ang lining ng mga modernong steam generator ay isang pinagsamang sistema na gawa sa mga brick, refractory boards, insulating materials, metal fasteners, sealing coatings, metal sheathing at iba pang elemento. Ang disenyo ng lining ay binago at pinabuting habang ang istraktura ng steam generator ay bubuo at ang produksyon ng mga refractory na produkto at insulating materials ay nabubuo.

Ang mga brick, depende sa disenyo at paraan ng pangkabit, ay maaaring nahahati sa mga sumusunod na uri (Larawan 70):

a) lining ng ladrilyo sa dingding, na nakabatay nang direkta sa pundasyon;

b) magaan na lining na gawa sa refractory at diatomaceous brick, insulating boards at steel sheathing, na naayos sa steam generator frame gamit ang mga istrukturang metal;

c) light lining, gawa sa fireclay o heat-resistant concrete slab, heat-insulating slab at metal sheathing o sealing coating.

Ang mga tagapagpahiwatig ng mga ganitong uri ng brickwork ay nailalarawan sa pamamagitan ng sumusunod na data:

Lining sa dingding ginagamit ito para sa mga generator ng singaw na may mababang kapangyarihan na may taas na pader na hindi hihigit sa 12 m. Sa mas mataas na taas, ang lining ay nagiging mekanikal na hindi maaasahan. Sa kasong ito, ito ay ginawa sa anyo ng isang panlabas na lining ng pulang brick na may kapal na 1-1.5 brick at isang panloob na lining ng refractory brick, na sa lugar ng isang unshielded firebox ay dapat magkaroon ng kapal ng 1-1.5 brick, at sa gas ducts na may temperatura na 600-700 ° C - hindi bababa sa 0.5 brick (Fig. 70a ).

Sa isang medyo malaking sukat ng silid ng pagkasunog at isang mataas na temperatura ng mga dingding nito, upang maiwasan ang pagkasira sa koneksyon sa pagitan ng mga layer ng refractory at pulang ladrilyo, ang pagmamason ay nahahati sa mga seksyon at ang lining ay ibinaba sa taas (Fig 70b ).

Upang mabawasan ang pagkawala ng init sa pamamagitan ng lining, minsan ay naiwan ang mga channel sa pagitan ng lining at lining, na puno ng maluwag na insulating material - diatomaceous earth, ground slag, atbp. Upang maiwasan ang paglitaw ng mga panloob na stress sa temperatura na sumisira sa pagmamason, na nagmumula sa ilalim ng mga kondisyon ng hindi pantay na pag-init nito, ang mga expansion joint na puno ng asbestos cord ay ibinibigay sa mga dingding ng masonerya, na nagbibigay ng posibilidad ng libreng pagpapalawak nito.

Magaang brickwork ay dating ginamit sa medium power steam generators. Ang disenyo ng magaan na brickwork ay ipinapakita sa Fig. 70v . Ang brickwork ay isinasagawa mula sa dalawa o tatlong layer ng iba't ibang mga materyales na may kabuuang kapal na hanggang 500 mm. Ang panloob na refractory layer - lining - ay may kapal na 113 mm, at may mababang antas ng shielding 230 mm, ang gitnang insulating layer ng diatomite brick ay 113 mm, ang nakaharap na layer ng covelite plates ay 65-150 mm. Ang gitnang insulating layer ay kadalasang gawa sa 100 mm makapal na covelite board na pinapalitan ang diatomite brick. Ang pagbabawas ng kapal at bigat ng lining ay naging posible na ipahinga ito nang direkta sa frame, bilang isang resulta kung saan naging posible na gawin ito sa anumang taas, na nagtatakda ng mga sinturon sa pagbabawas bawat 1-1.5 m. Sa kasong ito, ang buong dingding ay nahahati sa isang bilang ng mga tier, na ang bawat isa ay nakasalalay sa cast iron o steel bracket na naka-mount sa frame ng steam generator. Upang matiyak ang posibilidad ng libreng pagpapalawak sa pagitan ng bracket at ng pagmamason, ang mga pahalang na expansion joint na puno ng asbestos cord ay ibinigay.

Sa ilang mga disenyo, upang maiwasan ang pagbagsak ng lining, ginagamit ang mga espesyal na fastenings ng mga vertical na tier sa frame gamit ang mga cast-iron hook. Sa labas, ang lining ay nababalutan ng bakal na mga sheet o pinoprotektahan ng gas-tight plaster (Fig. 70 G).

kanin. 70. Mga konstruksyon ng mga lining ng patayong pader:

a, b – napakalaking, malayang nakatayo: 1 - pagbabawas ng mga sinturon;

2 - lining; c - magaan na on-frame: 1 - bakal o

cast iron bracket; 2 - hugis fireclay brick;

3 - pahalang na expansion joint; 4 - hugis fireclay

ladrilyo; 5 - fireclay brick; 6 - hugis fireclay brick;

7 - cast iron hook; 8 - mga pahalang na tubo na naayos sa

frame; 9 - magaan na heat-insulating brick o

heat-insulating plate; 10 - panlabas na metal sheathing;

11 - pagbabawas at pag-akit ng mga sinturon; g - shield brickwork:

1 - ang unang layer ng isang kalasag na gawa sa refractory kongkreto; 2 - bakal na mesh;

3, 4 - heat-insulating plates; 5 - gas-tight coating

Banayad na brickwork Ang uri ng frame ay gawa sa mga kalasag na binubuo ng dalawang layer ng heat-insulating materials, na protektado mula sa gilid ng mga gas na hinuhugasan ang mga ito ng isang layer ng refractory concrete. Ang metal frame ng mga kalasag ng naturang brickwork ay nakakabit sa frame ng steam generator. Ang mga slab na 1000x500 mm at 1000x1000 m ang laki ay ginagamit din mula sa lime-silica na materyales, na sakop mula sa gas side na may refractory fireclay concrete. Ang mga plato na inilaan para sa pag-install sa mga lugar na hindi protektado ng mga tubo na may mas mataas na temperatura ay may mas malaking kapal at masa. Upang ilipat ang kanilang masa sa frame, ang mga karagdagang naka-embed na cast-iron bracket ay ibinigay. Pangunahing ginagamit ang frame lining sa larangan ng mga superheater, mga gas turning chamber at ang convective shaft ng mga high-power na steam generator. Sa mga firebox, ginagamit ang frame lining sa mga tuwid na dingding. Ang mga bentahe ng on-frame construction ng brickwork ay ang mababang timbang nito at makabuluhang pagpapasimple ng gawaing pag-install. Gayunpaman, sa tulad ng isang brickwork, ang pagkumpuni at pagpapanatili ng density nito ay mahirap.

Ang pipe lining (Larawan 71) ay ginawa sa anyo ng magkahiwalay na mga layer, na sunud-sunod na inilapat sa isang plastik na estado sa mga tubo ng mga screen at iba pang mga ibabaw ng pag-init, o sa anyo ng mga slab-panel na may refractory at heat-insulating layer, na naka-install sa stiffening mga beam na naayos sa mga tubo.

Sa kasong ito, ang mga panel ay ginawa sa pabrika, at ang refractory layer ay maaaring ilapat sa isang plastic na estado sa mga tubo ng screen sa pamamagitan ng kamay. Para sa pipe lining ng combustion chamber, ang mga elemento ng tindig ay ang mga tubo ng mga screen, at bilang resulta ng mga thermal elongation, ang lining ay gumagalaw sa kanila.

Ang iba't ibang pipe lining ay ang mga ginagamit sa furnace incendiary belts.

kanin. 71. Pipe lining:

1 - layer ng chromite mass; 2 - bakal na mesh;

3,4 - heat-insulating plates; 5 - gas-tight coating

MAHIRAP-BLOW MACHINE

Ang gawain ng mga draft machine ay upang maubos ang mga flue gas at magbigay ng hangin upang matiyak ang normal na operasyon ng boiler sa lahat ng mga load. Ang pagtiyak sa pagiging maaasahan ng kanilang operasyon ay napakahalaga, dahil ang mga blades ng mga tambutso ng usok ay napapailalim sa pagsusuot ng fly ash. Malaki rin ang kahalagahan ng matipid na operasyon ng mga draft machine. Kaya, ang kahusayan (50 - 90%) ay nakasalalay sa makatwirang aerodynamics ng rotor, at, dahil dito, ang pagkonsumo para sa sariling mga pangangailangan ng planta ng boiler.

Ang mga sumusunod na makina ay ginagamit sa mga draft installation: centrifugal (radial) fan na may forward-curved blades (Fig. 72a), o may backward-curved blades (Fig. 72b), at axial fan (Fig. 73).

Mga fan at smoke exhauster na may ang mga talim ng balikat ay nakakurbada pasulong, ay nakahanap ng malawak na aplikasyon dahil sa ang katunayan na kahit na sa katamtamang mga peripheral na bilis, pinapayagan ka nitong lumikha ng sapat na mataas na presyon. Gayunpaman, ang mga makinang ito ay may mababang kahusayan (65-70%). Ang ganitong mga forced draft machine ay karaniwan sa mga halaman ng boiler na medyo mababa ang kapangyarihan.

Centrifugal draft machine na may baluktot ang mga talim ng balikat, ay ang pinakaperpekto - kahusayan = 85÷90%. Gayunpaman, ang pagtaas ng presyon ay 2-2.5 beses na mas mababa kaysa sa mga makina na may mga pasulong na kurbadong blades.

Dahil ang nabuo na presyon ay proporsyonal sa parisukat ng rate ng daloy sa labasan ng impeller, ang isang mas mataas na bilis ng circumferential ay dapat ilapat, na nangangailangan ng napakaingat na pagbabalanse ng rotor. Ang nilalaman ng alikabok ng stream ng gas ay negatibong nakakaapekto sa pagpapatakbo ng impeller.

kanin. 72. Centrifugal (radial) fan:

a - baluktot ang mga talim ng balikat; b - talim ng balikat, hubog sa likod

Para sa mga boiler para sa mga power unit na may kapasidad na 300 MW at higit pa, bilang mga smoke exhausters, mga makina ng ehe. Sa kanila, ang gas ay gumagalaw sa kahabaan ng axis.

kanin. 73. Axial draft machine

Ang mga axial draft machine ay may medyo mataas na kahusayan (mga 65%). Ang koepisyent ng pagtaas ng presyon sa bawat yugto ay mababa, samakatuwid, maraming mga yugto ang ginagamit. Ang mga power plant ay nagpapatakbo ng dalawang yugto ng axial smoke exhausters. Dahil sa tumaas na circumferential speed, ang mga axle machine ay may mataas na antas ng ingay. Ang isang malaking proporsyon ng dynamic na presyon ay lumilikha ng ilang mga paghihirap sa pagbabago nito sa static na presyon. Ang maliit na radial clearance sa pagitan ng mga blades at ng casing ay lumilikha ng mga karagdagang kinakailangan para sa pag-install at pagpapatakbo.

B.Ya. Kamenetsky, Nangungunang Mananaliksik, VIESH, Moscow

Sa mga layered furnaces na may cyclic fuel loading, bricking, bilang karagdagan sa pangunahing pag-andar ng pagbabawas ng pagkawala ng init, ay gumaganap din ng isa pang espesyal na papel. Dahil sa thermal inertia nito, ang lining ay nagpapanatili ng temperatura nito sa loob ng mahabang panahon, na nag-aambag sa pag-init at pag-aapoy ng mga fraction ng gasolina. Kapag naglo-load ng isang sariwang bahagi, ang gasolina ay sumasakop sa halos buong ibabaw ng layer, bilang isang resulta kung saan ang temperatura ng ibabaw ng layer ay bumababa nang husto, tulad ng makikita mula sa Fig. 1. Ang temperatura ng mga gas sa pugon ay bumababa din, at sa panahong ito ng agwat ng panahon sa sistema ng pagpapalitan ng init ng pugon, ang temperatura sa ibabaw ng lining ay ang pinakamataas. Ang radiation mula sa ibabaw ng ladrilyo hanggang sa layer sa mga sandaling ito ay nag-aambag sa pag-init at itaas na pag-aapoy ng gasolina.

Upang pag-aralan ang mga thermal regime, matukoy ang mga flux ng init sa panloob na bahagi at pagkawala ng init, ang mga pagsukat ng mga rehimen ng temperatura ng mga lining ng hurno ay isinagawa. Ang gawain ay isinasagawa sa isang heating boiler na may manu-manong layered furnace, kung saan ang lining ng fireclay brick na 380 mm ang kapal ay sabay na pedestal para sa dalawang pakete ng mga seksyon ng boiler. Ang taas ng pedestal ay 1.2 m, kabilang ang 0.5 m sa itaas ng rehas na bakal.

Ang mga sukat ng temperatura ay isinagawa gamit ang isang probe - isang quartz glass tube na may diameter na 8.5 mm na may XA thermocouple, na inilipat sa isang butas sa gilid ng dingding ng brickwork. Ang Kuznetsk coal ng grade 2SS ay sinunog sa boiler, ang cycle ng furnace (ang oras sa pagitan ng mga katabing load) ay 10 min.

Ang mga resulta ng mga sukat ng hindi nakatigil na temperatura ng brickwork sa isang thermal load ng grate na 0.55 MW/m 2 (pagkonsumo ng gasolina - 72 kg/h) ay ipinapakita sa Fig. 2. 2.

Ang temperatura sa panlabas na ibabaw ng lining sa taas na 0.4 m mula sa antas ng rehas na bakal ay 60 ° C, at sa panloob na ibabaw - 800 ° C. Ang temperatura ay bumababa nang hindi katimbang patungo sa panlabas na ibabaw sa buong kapal ng brickwork. , na nagpapahiwatig ng pagbaba ng daloy ng init sa pamamagitan ng brickwork bilang resulta ng pagtagas (mga daloy) ng init sa patayong direksyon. Ang mga pagtagas ng init ay nangyayari dahil sa hindi pantay na pag-init ng lining sa taas: ang temperatura ng ladrilyo sa ash pan ay mas mababa kaysa sa temperatura ng rehas na bakal at 60-70 ° C, at sa itaas na dulo ng pagmamason sa pakikipag-ugnay sa mga seksyon ng boiler - 80-100 ° C.

Sa panlabas na ibabaw ng lining, ang heat flux ay kinakalkula pareho ayon sa mga kondisyon ng convective heat transfer na may natural na air convection q=α ek (t n -t c), at ayon sa thermal conductivity ng lining q=α * dt / Ang dx ay nagbibigay ng halaga na 0.5 kW / m 2 , at sa panloob na ibabaw - q=2.7 kW/m 2 . Ang mga pagkawala ng init mula sa gilid at ilalim na ibabaw ng lining ay makabuluhan - 4% ng lakas ng boiler na 220 kW kahit na may kapal ng lining na 380 mm.

Ang isang mas malaking halaga ay nakakamit sa pamamagitan ng pagkawala ng init sa kapaligiran na may pagbaba sa kapal ng lining. Halimbawa, sa furnace ng heat generator na may 2 MW chimney na walang heat-receiving screen, ang unshielded brick lining na 2 m ang taas ay may kapal na 250 mm lamang. Upang matiyak ang maaasahang operasyon nito, kinakailangan upang madagdagan ang labis na hangin sa hurno sa isang halaga ng α=2.6. Gayunpaman, ang temperatura ng panloob na ibabaw ng lining ay 1100 °C sa antas na 1.8 m mula sa rehas na bakal at 900 °C sa antas na 0.4 m (Larawan 3). Ang average na heat fluxes sa pamamagitan ng brickwork ay nadagdagan sa 2.2 kW / m 2 sa antas ng 0.4 m, at hanggang sa 2.6 kW / m 2 sa antas ng 1.8 m. Sa kasong ito, ang pagkakaiba sa temperatura kasama ang taas ng brickwork ay umabot 200 ° C sa panloob na ibabaw at bumababa sa kapal, na humahantong sa paglipat ng init mula sa itaas na mga layer patungo sa mas mababang mga.

Naitala ang mga kawili-wiling resulta nang ihinto ang heat generator na ito. Kapag ang supply ng gasolina ay tumigil at ang fan ay patuloy na gumagana, ang init na release sa pugon ay bumababa, na humahantong sa isang mabilis na paglamig ng lining mula sa panloob na ibabaw at isang monotonous pagbaba sa temperatura nito (Fig. 4). Pagkatapos ng 25 minuto, ang heat flux na nakadirekta mula sa furnace patungo sa brickwork surface ay bumaba sa 0 at pagkatapos ay nagbabago ang direksyon nito. Sa karagdagang paglamig ng hurno at pagbaba sa temperatura ng panloob na ibabaw ng lining, isang maximum ang nangyayari sa pamamahagi ng temperatura sa kapal ng lining. Ang temperatura ng mga layer sa loob ng brickwork ay tumataas pa, at ang maximum na temperatura ay gumagalaw papasok. Ang dahilan para sa naturang pagpapapangit ng patlang ng temperatura ng brickwork ay nauugnay sa isang mas matinding paglamig ng panloob na ibabaw, lalo na ang mas mababang mga layer, na humahantong sa malalaking paglipat ng init mula sa itaas na gitnang mga layer. Pagkatapos ng 45 minuto, pinainit pa rin sila hanggang 300°C.

natuklasan

1. Sa mga boiler na may mga layered furnace, ang thermal inertia ng lining ay nag-aambag sa pag-init at pag-aapoy ng load fuel.

2. Ang pagkawala ng init mula sa gilid at ilalim na ibabaw ng lining (fireclay brick) ay makabuluhan - 4% ng boiler power na 220 kW, kahit na may kapal ng lining na 380 mm.

3. Dahil sa hindi pantay na pag-init ng lining sa kahabaan ng taas, nangyayari ang mga pagtagas ng init. Kung ang supply ng gasolina ay nagambala habang tumatakbo ang fan, ito ay humahantong sa katotohanan na ang pinakamataas na temperatura ay gumagalaw sa loob ng brickwork.

Panitikan

1. Kamenetsky B.Ya. Sa applicability ng Normative method para sa pagkalkula ng furnace heat transfer sa layered furnaces. Teploenergetika. 2006. Blg. 2. S. 58-60.

Sa mga boiler, pati na rin ang iba pang mga pag-install ng pag-init, hindi lahat ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay ginagamit. Ang isang medyo malaking bahagi ng init ay tumakas sa atmospera kasama ng mga produkto ng pagkasunog, ang isang bahagi ay nawala sa pamamagitan ng boiler body at isang maliit na bahagi ay nawala dahil sa kemikal o mekanikal na underburning. Ang mekanikal na underburning ay tumutukoy sa pagkawala ng init dahil sa pagkabigo o pagpasok ng mga elemento ng abo na may hindi nasusunog na mga particle.

Ang balanse ng init ng boiler ay ang pamamahagi ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng gasolina sa kapaki-pakinabang na init na ginagamit para sa layunin nito, at sa mga pagkawala ng init na nangyayari sa panahon ng pagpapatakbo ng mga thermal equipment.

Scheme ng mga pangunahing pinagmumulan ng pagkawala ng init.

Bilang reference value ng heat input, ang halaga na maaaring ilabas sa pinakamababang calorific value ng lahat ng gasolina ay kinukuha.

Kung ang boiler ay gumagamit ng solid o likidong gasolina, kung gayon ang balanse ng init ay kinakalkula sa kilojoules para sa bawat kilo ng gasolina na natupok, at kapag ginamit ang gas, para sa bawat metro kubiko. Sa parehong mga kaso, ang balanse ng init ay maaaring ipahayag bilang isang porsyento.
Equation ng balanse ng init
Ang equation para sa balanse ng init ng boiler kapag nasusunog ang gas ay maaaring ipahayag ng sumusunod na formula:

Tinitiyak ng mga pinakamainam na parameter ng pag-load ang mataas na pagganap ng sistema ng pag-init.

• QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6;
• kung saan ang QT ay ang kabuuang halaga ng thermal heat na pumasok sa boiler furnace;
• Q1 - kapaki-pakinabang na init, na ginagamit upang init ang coolant o gumawa ng singaw;
• Ang Q2 ay ang pagkawala ng init na tumatakas sa atmospera kasama ng mga produkto ng pagkasunog;
• Q3 - pagkawala ng init na nauugnay sa hindi kumpletong pagkasunog ng kemikal;
• Q4 - pagkawala ng init dahil sa mekanikal na underburning;
• Q5 - pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga dingding ng boiler at mga tubo;
• Q6 - pagkawala ng init dahil sa pag-alis ng abo at slag mula sa pugon.

Tulad ng makikita mula sa equation ng balanse ng init, kapag nagsusunog ng gas o likidong mga gasolina, walang mga halaga ng Q4 at Q6, na karaniwan lamang para sa mga solidong gasolina.

Kung ang balanse ng init ay ipinahayag bilang isang porsyento ng kabuuang init (QT=100%), ang equation na ito ay nasa anyo:

• 100=q1+q2+q3+q4+q5+q6.

Kung hahatiin natin ang bawat termino ng equation ng balanse ng init mula sa kaliwa at kanang bahagi ng QT at i-multiply ito ng 100, makukuha natin ang balanse ng init bilang isang porsyento ng kabuuang input ng init:

• q1=Q1*100/QT;
• q2=Q2*100/QT at iba pa.

Kung ang likido o gas na gasolina ay ginagamit sa boiler, kung gayon walang mga pagkalugi q4 at q6, ang equation ng balanse ng init ng boiler sa porsyento ay tumatagal sa anyo:

• 100=q1+q2+q3+q5.

Ang bawat uri ng init at mga equation ay dapat isaalang-alang nang mas detalyado.

Init na ginamit para sa layunin nito (q1)

Scheme ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang nakatigil na generator ng init.

Ang init na ginagamit para sa direktang layunin nito ay ang ginugol sa pag-init ng coolant, o pagkuha ng singaw na may ibinigay na presyon at temperatura, na kinakalkula mula sa temperatura ng tubig na pumapasok sa economizer ng boiler. Ang pagkakaroon ng isang economizer ay makabuluhang pinatataas ang dami ng kapaki-pakinabang na init, dahil pinapayagan ka nitong gamitin ang init na nakapaloob sa mga produkto ng pagkasunog sa mas malaking lawak.

Sa panahon ng pagpapatakbo ng boiler, ang pagkalastiko at presyon ng singaw sa loob nito ay tumataas. Ang kumukulo na punto ng tubig ay nakasalalay din sa prosesong ito. Kung sa ilalim ng normal na mga kondisyon ang kumukulo na punto ng tubig ay 100 ° C, pagkatapos ay sa pagtaas ng presyon ng singaw ang bilang na ito ay tumataas. Sa kasong ito, ang singaw na nasa parehong boiler kasama ang kumukulong tubig ay tinatawag na saturated, at ang kumukulong punto ng tubig sa isang naibigay na presyon ng saturated steam ay tinatawag na saturation temperature.

Kung walang mga patak ng tubig sa singaw, kung gayon ito ay tinatawag na dry saturated steam. Ang mass fraction ng dry saturated steam sa wet steam ay ang antas ng pagkatuyo ng singaw, na ipinahayag bilang isang porsyento. Sa mga steam boiler, ang halumigmig ng singaw ay mula 0 hanggang 0.1%. Kung ang kahalumigmigan ay lumampas sa mga tagapagpahiwatig na ito, ang boiler ay hindi gumagana sa pinakamainam na mode.

Ang kapaki-pakinabang na init, na ginugol sa pagpainit ng 1 litro ng tubig mula sa zero na temperatura hanggang sa kumukulong punto sa pare-parehong presyon, ay tinatawag na enthalpy ng likido. Ang init na ginugol upang i-convert ang 1 litro ng kumukulong likido sa isang estado ng singaw ay tinatawag na nakatagong init ng singaw. Ang kabuuan ng dalawang tagapagpahiwatig na ito ay ang kabuuang nilalaman ng init ng puspos na singaw.

Pagkawala ng init na may mga produktong pagkasunog na tumatakas sa atmospera (q2)
Ang ganitong uri ng pagkawala sa mga terminong porsyento ay nagpapakita ng pagkakaiba sa pagitan ng enthalpy ng mga flue gas at ng malamig na hangin na pumapasok sa boiler. Ang mga formula para sa pagtukoy ng mga pagkalugi na ito ay naiiba kapag gumagamit ng iba't ibang uri ng mga panggatong.

Ang pagkasunog ng langis ng gasolina ay humahantong sa pagkawala ng init dahil sa underburning ng kemikal.

Kapag gumagamit ng solid fuel, ang mga pagkalugi q2 ay:

• q2=(Ig-αg*Ic)(100-q4)/QT;
• kung saan ang Ig ay ang enthalpy ng mga gas na umaalis sa atmospera (kJ/kg), ang αg ay ang koepisyent ng labis na hangin, ang Iv ay ang enthalpy ng hangin na kinakailangan para sa pagkasunog sa temperatura ng pagpasok nito sa boiler (kJ/kg).

Ang indicator q4 ay ipinakilala sa formula dahil ang init na inilabas sa panahon ng pisikal na pagkasunog ng 1 kg ng gasolina ay dapat isaalang-alang, at hindi para sa 1 kg ng gasolina na pumapasok sa pugon.

Kapag gumagamit ng gaseous o liquid fuel, ang parehong formula ay may anyo:

• q2=((Ig-αg*Ic)/QT)*100%.

Ang pagkawala ng init na may mga flue gas ay nakasalalay sa estado ng heating boiler mismo at sa mode ng operasyon. Halimbawa, kapag manu-manong naglo-load ng gasolina sa hurno, ang pagkawala ng init ng ganitong uri ay tumataas nang malaki dahil sa pana-panahong pag-agos ng sariwang hangin.

Ang mga pagkawala ng thermal energy na may mga flue gas na umaalis sa atmospera ay tumaas na may pagtaas sa kanilang temperatura at ang dami ng hangin na natupok. Halimbawa, ang temperatura ng mga gas na umaalis sa kapaligiran sa kawalan ng isang economizer at isang pampainit ng hangin ay 250-350 ° C, at sa kanilang presensya ito ay 120-160 ° C lamang, na nagpapataas ng dami ng kapaki-pakinabang na init nang maraming beses.

Diagram ng mga kable ng boiler.

Sa kabilang banda, ang hindi sapat na temperatura ng mga papalabas na produkto ng pagkasunog ay maaaring humantong sa pagbuo ng condensate ng singaw ng tubig sa mga ibabaw ng pag-init, na nakakaapekto rin sa pagbuo ng pagtatayo ng yelo sa mga chimney sa taglamig.

Ang dami ng hangin na natupok ay depende sa uri ng burner at sa mode ng operasyon. Kung ito ay nadagdagan kumpara sa pinakamabuting kalagayan na halaga, kung gayon ito ay humahantong sa isang mataas na nilalaman ng hangin sa mga gas ng tambutso, na dagdag na nagdadala ng bahagi ng init. Ito ay isang hindi maiiwasang proseso na hindi maaaring ihinto, ngunit maaaring dalhin sa isang minimum. Sa modernong mga katotohanan, ang air flow coefficient ay hindi dapat lumampas sa 1.08 para sa mga burner na may buong iniksyon, 0.6 para sa mga burner na may bahagyang air injection, 1.1 para sa mga burner na may sapilitang supply ng hangin at paghahalo, at 1.15 para sa mga diffusion burner na may panlabas na paghahalo. Ang pagkakaroon ng karagdagang pagtagas ng hangin sa hurno at mga tubo ng boiler ay humahantong sa pagtaas ng pagkawala ng init sa papalabas na hangin. Ang pagpapanatili ng daloy ng hangin sa pinakamainam na antas ay nagpapahintulot sa iyo na bawasan ang halaga ng q2 sa pinakamababa.

Upang mabawasan ang halaga ng q2, kinakailangan upang linisin ang panlabas at panloob na mga ibabaw ng boiler sa isang napapanahong paraan, subaybayan ang kawalan ng sukat, na binabawasan ang paglipat ng init mula sa gasolina na sinunog sa carrier ng init, sumunod sa mga kinakailangan para sa tubig na ginagamit sa boiler, subaybayan ang boiler at mga koneksyon ng tubo para sa pinsala, upang hindi payagan ang daloy ng hangin. Ang paggamit ng mga karagdagang electric heating surface sa gas path ay kumonsumo ng kuryente. Gayunpaman, ang matitipid mula sa pinakamainam na pagkonsumo ng gasolina ay mas mataas kaysa sa halaga ng kuryenteng natupok.

Pagkawala ng init mula sa kemikal na underburning ng gasolina (q3)

Pinoprotektahan ng ganitong uri ng circuit ang heating system mula sa overheating.

Ang pangunahing tagapagpahiwatig ng hindi kumpletong pagkasunog ng kemikal ng gasolina ay ang presensya sa mga maubos na gas ng carbon monoxide (kapag gumagamit ng solid fuel) o carbon monoxide at methane (kapag nasusunog ang gas na gasolina). Ang pagkawala ng init mula sa underburning ng kemikal ay katumbas ng init na maaaring ilabas sa panahon ng pagkasunog ng mga nalalabi na ito.

Ang hindi kumpletong pagkasunog ng gasolina ay nakasalalay sa kakulangan ng hangin, mahinang paghahalo ng gasolina sa hangin, pagbaba ng temperatura sa loob ng boiler, o kapag ang apoy ng nasusunog na gasolina ay nakipag-ugnay sa mga dingding ng boiler. Gayunpaman, ang labis na pagtaas sa dami ng papasok na oxygen ay hindi lamang hindi ginagarantiyahan ang kumpletong pagkasunog ng gasolina, ngunit maaaring makagambala sa pagpapatakbo ng boiler.

Ang pinakamainam na nilalaman ng carbon monoxide sa labasan ng hurno sa temperatura na 1400°C ay dapat na hindi hihigit sa 0.05% (sa mga tuntunin ng mga tuyong gas). Sa ganitong mga halaga, ang pagkawala ng init mula sa underburning ay mula 3 hanggang 7%, depende sa gasolina. Ang kakulangan ng oxygen ay maaaring magdala ng halagang ito ng hanggang 25%.

Ngunit ito ay kinakailangan upang makamit ang mga naturang kondisyon na walang kemikal na underburning ng gasolina. Ito ay kinakailangan upang matiyak ang pinakamainam na supply ng hangin sa pugon, mapanatili ang isang pare-pareho ang temperatura sa loob ng boiler, at makamit ang masusing paghahalo ng pinaghalong gasolina sa hangin. Ang pinaka-ekonomiko na operasyon ng boiler ay nakamit kapag ang nilalaman ng carbon dioxide sa mga produkto ng pagkasunog na tumakas sa kapaligiran ay nasa antas na 13-15%, depende sa uri ng gasolina. Sa labis na paggamit ng hangin, ang nilalaman ng carbon dioxide sa papalabas na usok ay maaaring bumaba ng 3-5%, ngunit ang pagkawala ng init ay tataas. Sa normal na operasyon ng kagamitan sa pag-init, ang mga pagkalugi q3 ay 0-0.5% para sa pulverized coal at 1% para sa mga layered furnace.

Pagkawala ng init mula sa pisikal na underburning (q4)
Ang ganitong uri ng pagkawala ay nangyayari dahil sa ang katunayan na ang hindi nasusunog na mga particle ng gasolina ay nahuhulog sa pamamagitan ng rehas na bakal papunta sa ash pan o dinadala kasama ng mga produkto ng pagkasunog sa pamamagitan ng pipe papunta sa atmospera. Ang pagkawala ng init mula sa pisikal na underburning ay direktang nakasalalay sa disenyo ng boiler, ang lokasyon at hugis ng rehas na bakal, puwersa ng traksyon, ang estado ng gasolina at ang sintering nito.

Ang pinaka makabuluhang pagkalugi ay mula sa mekanikal na underburning sa panahon ng layered combustion ng solid fuel at sobrang lakas ng traksyon. Sa kasong ito, ang isang malaking bilang ng mga maliliit na hindi nasusunog na mga particle ay dinadala kasama ng usok. Ito ay lalo na mahusay na ipinakita kapag gumagamit ng heterogenous na gasolina, kapag ang maliliit at malalaking piraso ng gasolina ay kahalili sa loob nito. Ang pagkasunog ng bawat layer ay lumalabas na hindi pare-pareho, dahil ang maliliit na piraso ay mas mabilis na nasusunog at natatangay ng usok. Ang hangin ay pumapasok sa mga nagresultang puwang, na nagpapalamig ng malalaking piraso ng gasolina. Kasabay nito, natatakpan sila ng isang slag crust at hindi ganap na nasusunog.

Ang pagkawala ng init sa panahon ng mekanikal na underburning ay karaniwang mga 1% para sa mga pulverized coal furnace at hanggang 7.5% para sa mga layered furnace.

Direktang pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga dingding ng boiler (q5)
Ang ganitong uri ng pagkawala ay depende sa hugis at disenyo ng boiler, ang kapal at kalidad ng lining ng parehong boiler at mga chimney pipe, at ang pagkakaroon ng isang heat-insulating screen. Bilang karagdagan, ang disenyo ng pugon mismo, pati na rin ang pagkakaroon ng karagdagang mga ibabaw ng pag-init at mga electric heater sa landas ng usok, ay may malaking impluwensya sa mga pagkalugi. Ang mga pagkawala ng init na ito ay tumataas sa pagkakaroon ng mga draft sa silid kung saan matatagpuan ang kagamitan sa pag-init, pati na rin sa bilang at tagal ng pagbubukas ng pugon at mga hatch ng system. Ang pagbabawas ng bilang ng mga pagkalugi ay depende sa tamang lining ng boiler at pagkakaroon ng isang economizer. Sa kanais-nais, ang thermal insulation ng mga tubo kung saan ang mga maubos na gas ay pinalabas sa atmospera ay nakakaapekto sa pagbawas ng pagkawala ng init.

Pagkawala ng init dahil sa pag-alis ng abo at slag (q6)
Ang ganitong uri ng pagkawala ay tipikal lamang para sa solidong gasolina sa bukol at durog na estado. Kapag hindi ito sinunog, ang mga particle ng hindi pinalamig na gasolina ay nahuhulog sa ash pan, mula sa kung saan sila ay inalis, na dinadala sa kanila ang bahagi ng init. Ang mga pagkalugi na ito ay nakasalalay sa nilalaman ng abo ng gasolina at ang sistema ng pagtanggal ng abo.

Ang balanse ng init ng boiler ay isang halaga na nagpapakita ng pinakamainam at matipid na operasyon ng iyong boiler. Sa pamamagitan ng magnitude ng balanse ng init, posible na matukoy ang mga hakbang na makakatulong sa pag-save ng gasolina na sinunog at dagdagan ang kahusayan ng mga kagamitan sa pag-init.