Совершенствование процесса очистки котлов с обоснованием параметров и режимов работы малогабаритной установки для удаления накипи
Диссертация
Автор: Максимов, Александр Сергеевич
Название: Совершенствование процесса очистки котлов с обоснованием параметров и режимов работы малогабаритной установки для удаления накипи
Справка: Максимов, Александр Сергеевич. Совершенствование процесса очистки котлов с обоснованием параметров и режимов работы малогабаритной установки для удаления накипи : диссертация кандидата технических наук : 05.20.03, 05.20.02 Тамбов, 2005 174 c. : 61 05-5/3210
Объем: 174 стр.
Информация: Тамбов, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
11 Типы котлов применяемых в сельскохозяйственном производстве
12 Причины возникновения и последствия накипных отложений на 8 поверхностях нагрева котлов
13 Способы и средства очистки поверхностей нагрева котлов от на- 11 кипных отложений
14 Применение средств подогрева очищающего раствора
15 Характер и оценка режимов удаления накипи
16 Выводы Цель и задачи исследований
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОБОСНОВА
НИЮ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ МАЛОГАБАРИТНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОЧИСТКИ КОТЛОВ ОТ НАКИПИ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ САМОРЕГУЛИРУЕМЫМ УСТРОЙСТВОМ ПОДОГРЕВА РАСТВОРА (МУОК с УПР)
21 Обоснование конструктивно-технологической схемы МУОК с УПР
22 Теоретический анализ режимных параметров процесса удаления 39 накипи
23 Обоснование параметров конструктивных элементов МУОК
24 Разработка математической модели тепломассобменных процессов 57 МУОК с УПР и обоснование параметров УПР
ГЛАВА 3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ 80 ИССЛЕДОВАНИЙ
31 Программа исследований
32 Методики экспериментальных исследований 80 321 Методика исследования режимных параметров процесса 80 удаления накипи с поверхностей нагрева огневых котлов
322 Методика исследования уровня пенообразования и парамет- 87 ров МУОК в процессе очистки котлов от накипи
323 Методика исследования динамики энергетических параметров 91 саморегулируемого УПР МУОК
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВА- 96 НИЙ И ИХ АНАЛИЗ
41 Исследование режимных параметров процесса удаления накипи с 96 поверхностей нагрева огневых котлов
42 Исследования уровня пенообразования и параметров МУОК в 114 процессе очистки котлов от накипи
43 Исследование динамики энергетических параметров 118 саморегулируемого УПР МУОК
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ЭКОНОМИЧЕ- 124 СКАЛ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
51 Результаты производственных испытаний
52 Методика инженерного расчёта МУОК с УПР
Введение:
В сельском хозяйстве редко какой-либо технологический процесс происходит без использования тепловой энергии, большая часть которой вырабатывается паровыми и водогрейными котлами.
Децентрализованное расположение сельскохозяйственных объектов по территории хозяйств не позволяет сосредоточить выработку пара и горячей воды мощными котельными, где для предотвращения накипи целесообразно применять химводоподготовку. В сельском хозяйстве в основном применяют котлы малой мощности с производительностью по пару до 1 т/ч и объемом до 1,15 м3. Применение химводоподготовки для них экономически не выгодно, так как стоимость оборудования превышает стоимость котла, кроме того, требуется дополнительный дежурный персонал - высококвалифицированные лаборанты. В результате в котельных сельхозпредприятий водоподготовки практически нет, что ведёт к образованию накипи на поверхностях нагрева котлов.
В связи с тем, что накипь обладает слабой теплопроводностью 0,08 -2,3 Вт/(м-К) возникает перегрев металла теплопередающих поверхностей, а при большой её толщине нарушается циркуляция воды, пережигается металл и сокращается срок службы котла. Кроме того, увеличивается пережог топлива. По многочисленным данным каждый миллиметр накипи приводит к перерасходу до 2 и более процентов топлива.
Проблеме борьбы с накипеобразованием посвятили свои труды: Каган Д. Я., Маргулова Т. X., Сагань И. И., Лайхтер Л.Б., Гурвич С. М., Бала-бан-Ирменин Ю. В., Кострикин Ю. М., Богорош А. Т., Балезин С. А., Гликина Ф.Б., Казуб В.Т., Чаусов Ф.Ф., Куршаков A.B., и многие другие учёные.
В настоящее время существует множество способов и устройств для очистки котлов от накипи. Однако наиболее распространённым и в некоторых случаях незаменимым является растворение образовавшихся на тепло-передающих поверхностях отложений различными реагентами с использованием специальных установок. Известные специализированные установки для очистки котлов от накипи имеют габариты, не позволяющие заносить их в помещение котельной, что при эксплуатации их в осенне-зимний период может привести к размораживанию оборудования. По этим причинам и из-за высокой стоимости они не имеют широкого применения в сельскохозяйственных предприятиях. К тому же, в настоящее время нет методик инженерного расчёта и серийно не выпускаются установки данного назначения. Кроме того, отсутствуют научно обоснованные рекомендации по оптимальным режимам очистки. Поэтому совершенствование процесса очистки котлов от накипи с обоснованием режимов и конструктивных параметров малогабаритной установки для удаления накипи являются актуальными.
Цель работы
Целью настоящей работы является повышение эффективности технического обслуживания котельных установок, используемых в сельскохозяйственном производстве путём применения специализированной малогабаритной установки для очистки котлов от накипи с обоснованием режимов её работы и конструктивных параметров.
Объект исследований
Объектом исследований является процесс удаления накипи с поверхностей нагрева котлов, используемых в сельскохозяйственном производстве.
Методика исследований. Поставленные задачи решены путем использования в работе положения теорий химической кинетики, тепло- и массооб-мена, теоретических основ теплопередачи, электротехники, а также теории планирования многофакторного эксперимента, методов физического моделирования, математической обработки экспериментальных данных и современного компьютерного моделирования.
Научная новизна
1. Обоснована и разработана конструктивно-технологическая схема малогабаритной установки для очистки котлов от накипи с электрическим саморегулируемым устройством подогрева раствора (МУОК с УПР);
2. Обоснованы конструктивные параметры малогабаритной установки для очистки котлов от накипи;
3. Разработана математическая модель тепло- и массообмена при разогреве циркулирующего раствора и установлены закономерности изменения теплового потока с учетом особенностей регулирования потребляемой мощности УПР;
4. Оптимизированы режимы очистки и получены аналитические зависимости степени изъязвления металла, относительной скорости растворения накипи и металла за время очистки, продолжительности удаления накипи и пенообразования от режимных параметров очистки.
Практическая значимость
Практическую значимость имеют:
• конструктивно-технологическая схема МУОК с УПР защищенная патентом РФ № 2210711 от 01.03.2002;
• зоны рациональных режимных параметров процесса очистки котлов от накипи;
• алгоритм и методика инженерного расчета основных параметров МУОК с УПР.
На защиту выносятся
1. Конструктивно-технологическая схема МУОК с УПР, обеспечивающим автоматическое управление режимом разогрева раствора без применения терморегулирующей, пусковой, установочной аппаратуры;
2. Аналитические зависимости степени изъязвления металла, относительной скорости растворения накипи и металла за время очистки, продолжительности удаления накипи от режимных параметров очистки;
3. Зоны рациональных режимных параметров процесса очистки котлов от накипи;
4. Математическая модель процесса тепломассообмена в МУОК с саморегулируемым УПР;
5. Основные положения методики инженерного расчета параметров МУОК с УПР.
|
