О ВОЗМОЖНОСТЯХ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫХ РЕЖИМОВ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЫМОВЫХ ТРУБ ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК Хворенков Д. А., старший преподаватель, Варфоломеева О. И., канд. техн. наук, доцент ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»

2 Методика расчета температурно- влажностного режима Этап 1. Сбор исходных данных Этап 2. Математическое моделирование гидрогазодинамических и тепломассообменных процессов в дымовой трубе Этап 3. Определение зон конденсатообразования

3 Обрушение кирпичной дымовой трубы в г. Вятские Поляны (март 2010 г.) Год ввода в эксплуатацию г. Высота – 43,0 м. Диаметр устья - 1,93 м. Диаметр основания - 5,96 м. Ствол и футеровка кирпичные с воздушным невентилируемым зазором (толщина зазора 50 мм).

4 Геометрическая модель кирпичной дымовой трубы Расчетные области дымовой трубы: I - «Газовое пространство»; II - «Стенка трубы»; 1 – газовое пространство; 2 – воздушное пространство; 3 – футеровка; 4 – несущий ствол; 5 – отверстие от пальцев рештовки.

5 Поле скоростей и температур в месте нарушения газоплотности футеровки I - расчетная область «Газовое пространство»; II - расчетная область «Стенка трубы»; 1 – газовое пространство; 2 – воздушное пространство; 3 – футеровка; 4 – несущий ствол; 5 - отверстие от пальцев рештовки.

6 Поле температур замкнутых областей воздушного пространства дымовой трубы I – нижняя замкнутая область воздушного пространства; II - верхняя замкнутая область воздушного пространства.

7 Результаты исследования: отверстия в футеровке трубы от пальцев рештовки вносят существенные возмущения в поток дымовых газов; негазоплотность футеровки трубы приводит к снижению температуры дымовых газов в газовом пространстве дымовой трубы; конденсатообразование происходит в воздушном пространстве дымовой трубы с нижней отметки воздушного пространства до отметки +18,19 м, а также с отметки +41,36 м до верхней отметки воздушного пространства трубы.

8 Определение минимально допустимой температуры продуктов сгорания на входе в дымовую трубу Расчет выполнен для отопительной котельной установки мощностью 3,4 МВт. Климатические параметры для г. Ижевск. Дымовая труба: материал сталь; диаметр 400 мм; высота 31,815 м. Расчет выполнен для нетеплоизолированной и теплоизолированной (δ т/и =60 мм; λ т/и =0,07 Вт/(м*К)) стальной дымовой трубы.

9 Схема утилизации теплоты продуктов сгорания

10 Температуры дымовых газов на входе в теплоизолированную и нетеплоизолированную дымовую трубу Температура дымовых газов на входе в дымовую трубу, °С Температуры наружного воздуха, °С начала и конца отопитель -ного периода в точке излома темпера- турного графика средняя за отопитель -ный период средняя наиболее холодного месяца расчетная на отоплени е +8,0+1,4-5,6-14,6-34,0 по режимной карте котла расчетная минимально допустимая без теплоизоляции трубы расчетная минимально допустимая с теплоизоляцией трубы

11 Возможный эффект от внедрения схемы утилизации теплоты продуктов сгорания Для рассмотренной котельной при нетеплоизолированной дымовой трубе за отопительный период величина сэкономленного за счет утилизации тепла в экономайзере топлива составляет 79,0 т.у.т. КПД котельной при этом возрастает на 3,5 %. За отопительный период величина сэкономленного за счет утилизации тепла топлива при теплоизолированной дымовой трубе составляет 22,1 т.у.т., что в процентном отношении позволяет повысить КПД теплоисточника дополнительно на величину до 0,9 %.

12 Благодарю за внимание! Авторы: Хворенков Д. А., старший преподаватель кафедры «Теплоэнергетика», Варфоломеева О. И., заведующая кафедрой «Теплоэнергетика», канд. техн. наук, доцент ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет»