XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В современном мире одним из самых важных вопросов является проблема экономичного расхода природных ресурсов. В связи с этим в энергетике очень часто основной проблемой становится вопрос энергосбережения при работе теплогенерирующих источников.

В нашей стране существует много котельных, имеющих устаревшее и изношенное оборудование, в связи с чем происходит нерациональное использование природных ресурсов, и это настоящая проблема, которую необходимо решать, ведь природные ресурсы не безграничны.

В большинстве крупных отопительных котельных, введенных в эксплуатацию в 60-70-х годах, работают паровые котлы типа ДКВр. Все они проработали более 20 лет и выработали свой ресурс. По условиям надежности их работы в котлах снижено рабочее давление до 0,6-0,8 МПа, а реально при эксплуатации на многих котлах поддерживается давление 1-2 атм. Работа паровых котлов на таких низких давлениях отрицательно сказывается на устойчивости циркуляции, из-за снижения температуры насыщения и увеличения доли парообразования в экранных трубах наблюдается интенсивное накипеобразование и увеличивается вероятность пережога труб. Кроме того, при работе котла на давлении от 1 до 3 атм. из-за низкой температуры насыщения необходимо отключать чугунный водяной экономайзер, т.к. там может наблюдаться парообразование, что недопустимо по условиям надежной работы. Все это приводит к тому, что КПД этих паровых котлов не превышает 80-82%, а в не которых случаях, когда трубы сильно загрязнены, КПД котла уменьшается до 70-75%.

В связи с чем возникает вопрос: «Как оптимизировать их работу, получив при этом определенный экономический эффект?». Учитывая, что паровая нагрузка в данных котельных отсутствует, и они работают исключительно на теплоснабжение или горячее водоснабжение, одним из более выгодных мероприятий, на мой взгляд, повышающим экономичность и надежность работы котельных, является перевод паровых котлов в водогрейный режим.

Таким образом, оптимизация работы районных паровых котельных путем перевода режима их работы в водогрейный режим является актуальной научной и практической задачей. Грамотное решение этой задачи, позволяет не только значительно продлить срок службы котлов, но и существенно (на 20-25%) увеличить КПД котельных.

Степень разработанности проблемы.

В настоящее время вопрос о переводе паровых котельных в водогрейный режим широко распространен и активно разрабатывается. Данный вопрос был затронута в работах различных научных умов, в том числе Глущенко Л.Ф., Кузнецова В.В и Дубовского И.Е. На основании вариантных расчетов котла ДКВр-20-13, ими была выбрана наиболее оптимальная схема по переводу котла в водогрейный режим работы, в котором 7-13 % общего расхода сетевой воды подается в экономайзер, где она нагревается до расчетной температуры, а остальная часть последовательно проходит топочные экраны (ТЭ) и конвективный пучек (КП). За счет увеличения скорости циркуляции теплоносителя в трубах ТЭ и КП котла улучшился теплоотвод от металла поверхностей нагрева к рабочей среде. Температура уходящих газов на расчетный режим ожидается 105 °С (против 160 °С), что вызвало приращение КПД котла брутто на 2,7 %.

Кроме того, была обеспечена надежность работы системы циркуляции котла, за счет приблизительно одинаковых гидравлических сопротивлений параллельных потоков воды.

В соответствии с изложенным, целью диссертационной работы являетсяоценка эффективности перевода районных паровых котельных в водогрейный режим. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие задачи:

исследование работы паровых котлов до их перевода на водогрейный режим работы;

изучение и сравнение принципиальных схем перевода котлов на водогрейный режим работы;

выбор оптимальной схемы перевода котлов на водогрейный режим работы;

анализ работы существующего вспомогательного оборудования котельной;

подбор современного вспомогательного оборудования взамен устаревшему и изношенному для повышения КПД котельной.

внесение изменений в существующую технологическую схему;

анализ работы паровых котлов после их перевода на водогрейный режим работы;

оценка эффективности перевода котельной на водогрейный режим и ее технологического перевооружения.

Предметом исследования является оценка эффективности перевода районных паровых котельных в водогрейный режим.

Объектом исследования является районная котельная в г. Волгоград.

Теоретической и методологической базой исследования послужили схемы перевода паровых котлов в водогрейный режим работы, над которыми работали такие ученые как: Глущенко Л.Ф., Кузнецова В.В и Дубовский И.Е, Кунцевич, Б. А. Соколов. Классические методы анализа схем перевода паровых котлов в водогрейный режим работы, математическое описание режимов работы котлов, теоретический анализ и экспериментальное подтверждение данных с применением действующих установок и поверенных приборов измерения.

Информационной базой исследования послужили проанализированные результаты измерений, книги научных деятелей, учувствовавших в изучении вопроса перевода паровых котлов в водогрейный режим работы, действующие нормативные документы, справочники проектировщика, своды правил и межгосударственные стандарты, материалы научных конференций и научные публикации по исследуемой тематике.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

1. Изменена конструкция схемы Бийского котельного завода, по переводу парового котла ДКВр10/13 на водогрейный режим работы, благодаря чему увеличилась его теплопроизводительность.

2. Предложено усовершенствование схемы подогрева подпиточной воды путем добавления еще одного трубного ряда в экономайзер, это положительно повлияло на КПД котлоагрегата.

Практическая значимостьположений и рекомендаций исследуемых в данной диссертационнойработе состоит в том, что после внедрения новой технологической схемы на существующую районную котельную с переводом ее котлоагрегатов на водогрейный режим работы упростится эксплуатация котлов, работа котельной станет более безопасной и появится значительный экономический эффект, в том числе за счет снижения затрат на эксплуатацию устаревшего и изношенного оборудования. Это в конечном итоге скажется на потребителях, ведь они смогут получать более качественный теплоноситель за те же деньги.

Апробация работы.Основные положения диссертации были представлены на конференции «Поколение будущего: Взгляд молодых ученых – 2018».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 1 печатных работ, общим объемом 0,250 п. л., в том числе вклад диссертанта 0,150 п. л.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Гевак М.Е. Развитие газоснабжения в Ивановской области. / Корюкина Т.В., Рыбкина Г.В., Гевак М.Е. // Публикация в научном издании ИВГПУ: «Теория и практика технических, организационно-технологических и экономических решений: сб. науч. тр. – Иваново: ИВГПУ, 2018. – Вып. 5. – 113 – 117 с., 0,313 п. л. (автору принадлежит 0,105 п. л.)»