1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплоэнергетика
  4. № 4, 2024

Теплоэнергетика, 2024, № 4, стр. 62-70

Оценка работы дымовой трубы при охлаждении уходящих газов котлоагрегатов ниже точки росы

А. А. Кудинов a, С. К. Зиганшина a, *

a Самарский государственный технический университет
443100 г. Самара, Молодогвардейская ул., д. 244, Россия

* E-mail: svet.zig@yandex.ru

Поступила в редакцию 19.08.2023
После доработки 08.10.2023
Принята к публикации 01.11.2023

Аннотация

Применение конденсационных теплообменников (КТ) в газифицированных котельных установках позволяет охлаждать уходящие газы ниже точки росы. При установке КТ за котлами одной из задач является обеспечение работы газоотводящих труб без конденсации водяных паров на их внутренних поверхностях. Для защиты дымовых труб от гидратной коррозии на практике применяют, главным образом, байпасирование части продуктов сгорания, не охлажденных в КТ. Представлены результаты расчетов процессов теплообмена охлажденных в КТ продуктов сгорания, движущихся в железобетонной дымовой трубе с прижимной футеровкой, при ее защите от гидратной коррозии методом байпасирования. Расчеты выполнены для трех режимов работы дымовой трубы высотой 180 м, через которую осуществляется отвод газов от трех энергетических котлов типа БКЗ-420-140 НГМ Самарской ТЭЦ филиала Самарский ПАО “Т Плюс”. Особенность и сложность расчетов обусловлены изменением теплофизических параметров и скорости движения уходящих газов в трубе в процессе их охлаждения. При этом на изменение параметров существенное влияние оказывает доля перепускаемых помимо КТ газов. Разработаны математическая модель и программа расчета на ЭВМ процессов теплообмена движущихся в дымовой трубе газов при установке КТ за котлами и защите дымовой трубы от гидратной коррозии методом байпасирования. Установлено, что для трехслойной железобетонной дымовой трубы высотой 180 м при температуре наружного воздуха –30°С и работе котлов на номинальной нагрузке количество байпасируемых газов составляет 30–35%. При работе котлов на пониженных нагрузках, составляющих 75 и 60% номинальной, количество байпасируемых газов соответственно равно 35–40 и 40–45%. При наличии в котельных установках конденсационных теплообменников снижаются температурный перепад, свободная температурная деформация и термические напряжения в конструктивных элементах дымовой трубы в 1.33–2.80 раза в зависимости от количества пропускаемых через КТ газов, что повышает надежность работы газоотводящей трубы.

Ключевые слова: котельная установка, продукты сгорания, конденсационный теплообменник, дымовая труба, точка росы водяных паров, доля байпасируемых газов, расчет температурных полей и термических напряжений

Список литературы

  1. Рогалев Н.Д., Дудолин А.А., Олейникова Е.Н. Тепловые электрические станции: учеб. пособие. М.: НИУ МЭИ, 2022.

  2. Трухний А.Д., Макаров А.А., Клименко В.В. Основы современной энергетики. Ч. 1. Современная теплоэнергетика. М.: Изд-во МЭИ, 2002.

  3. Аронов И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа. Л.: Недра, 1990.

  4. Кудинов А.А., Зиганшина С.К. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. М.: Машиностроение, 2011.

  5. Семенюк Л.Г. Получение конденсата при глубоком охлаждении продуктов сгорания // Промышленная энергетика. 1987. № 8. С. 47–50.

  6. Кудинов А.А., Антонов В.А., Алексеев Ю.Н. Энергосбережение в газифицированных котельных установках путем глубокого охлаждения продуктов сгорания // Теплоэнергетика. 2000. № 1. С. 59–61.

  7. Ziganshina S.K., Kudinov A.A. Preheating boiler blast air with exhaust gases in cooling them below the dew point // J. Eng. Phys. Thermophys. 2019. V. 92. No. 5. P. 1142–1149. https://doi.org/10.1007/s10891-019-02029-y

  8. Оценка надежности дымовых труб при использовании контактных экономайзеров для утилизации тепла уходящих газов ТЭС / В.Б. Прохоров, Н.Д. Рогалев, К.Е. Палей, С.В. Ажимов, С.В. Сафронов, Ф.П. Дужих // Теплоэнергетика. 1995. № 2. С. 30–33.

  9. Зиганшина С.К., Кудинов А.А. Повышение экономичности котельных установок ТЭС и систем теплоснабжения // Теплоэнергетика. 2016. № 8. С. 62–66. https://doi.org/10.1134/S0040363616040111

  10. Кузма-Кичта Ю.А., Бухонов Д.Ю., Борисов Ю.В. Интенсификация тепломассообмена при конденсации водяных паров из уходящих дымовых газов // Теплоэнергетика. 2007. № 3. С. 39–42.

  11. Влияние конденсационного утилизатора на работу паровых и водогрейных газовых котлов / И.Л. Ионкин, А.В. Рагуткин, П.В. Росляков, В.М. Супранов, М.Н. Зайченко, Б. Лунинг // Теплоэнергетика. 2015. № 5. С. 44–50. https://doi.org/10.1134/S0040363615050033

  12. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977.

  13. Цветков Ф.Ф., Григорьев Б.А. Тепломассообмен: учеб. пособ. для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2011.

  14. Волков Э.П., Гаврилов Е.И., Дужих Ф.П. Газоотводящие трубы ТЭС и АЭС. М.: Энергоатомиздат, 1987.

  15. Щеголев М.М. Топливо, топки и котельные установки. М.: Госстройиздат, 1953.

  16. Шишков И.А., Лебедев В.Г., Беляев Д.С. Дымовые трубы энергетических установок. М.: Энергия, 1976.

  17. Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023616622 РФ. Программа расчета процессов тепло- и массообмена в газоотводящей трубе / А.А. Кудинов, С.К. Зиганшина, А.Ю. Губарев. Заявл. 13.03.2023. Опубл. 30.03.2023.

  18. Musteata V.T., Butenko N.A., Varenik A.M. Research of the temperature field and technical condition of the chimney on CHP-1 Kishinev // Proc. of the Intern. Conf. “Energy of Moldova–2012. Regional aspects of development”. Chisinau, Republic of Moldova, 4–6 Oct. 2012. P. 135–140.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплоэнергетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал