Теплоэнергетика. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика
Переходный процесс в широтно-импульсном преобразователе постоянного напряжения
Статья научная
Определены условия работы тиристоров для первого периода работы в схеме тиристорного преобразователя постоянного напряжения.
Бесплатно
Перспективы получения на ТЭС активных углей
Статья научная
В статье рассматриваются перспективные технологии производства активированного угля на тепловых электростанциях. Цикл первичной продукции остается неизменным. Технология сжигания угля используется для генерации тепла. Некоторые из угольных частиц проходят основные этапы активации и удаляются из парогенератора в ходе процесса. Материал используется для собственных нужд электростанции, например, в системах обработки воды или утилизации промышленных сточных вод. Активированный уголь имеет сорбционные свойства и очищает загрязненные воды.
Бесплатно
Повышение качества регулирования систем электроотопления
Статья научная
Рассмотрены недостатки традиционных систем электроотопления. Предложена система электроотопления с улучшенными динамическими характеристиками, оперативно реагирующая на дополнительные теплопоступления от прочих электроприемников, путем учета потребляемой ими активной мощности.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты численного и экспериментального исследований аппарата воздушного охлаждения масла газотурбинной установки. Экспериментальное исследование проведено в условиях эксплуатации на газокомпрессорной станции магистрального газопровода. Численное моделирование проведено методом конечных элементов в программе STAR-CCM+. В качестве объекта исследования выбран теплообменник венгерского производства, охлаждающий масло газоперекачивающих агрегатов на базе газотурбинной установки ГТН-16. Цель исследования - оценить количество теплоты, переданное в маслоохладителе до и после модернизации его воздушного такта. Модернизация заключалась в установке выравнивающего устройства, равномерно распределяющего поток воздуха перед трубным пучком. Проектирование и оптимизация конструкции направляющего устройства были проведены при помощи верифицированной численной конечно-элементной модели. Приведено описание принципа работы и конструкции аппарата, указаны недостатки конструкции, послужившие причиной для данного исследования. Описаны схема и методика проведения натурных испытаний. В качестве результатов исследования приведены примеры полей скоростей потока воздуха на входе в теплообменную секцию до и после модернизации. Показано повышение удельного теплосъема секции маслоохладителя после выравнивания поля скоростей воздуха.
Бесплатно
Повышение эффективности работы теплообменных аппаратов с внутритрубными отложениями
Статья научная
Статья посвящена исследованию влияния накипеобразования на эффективность работы теплообменных аппаратов применительно к конденсаторам паровых турбин, пароводяным подогревателям и бойлерам котельных установок. Цель исследования состояла в получении рекомендаций по повышению эффективности конденсаторов паротурбинных установок (ПТУ), для чего изучались химико-физические свойства слоя неорганических отложений и их структуры; были получены зависимости для расчета термического сопротивления слоя отложений на поверхностях гладких и профилированных труб; проводился анализ разнообразных способов очистки поверхностей и были разработаны рекомендации по периодичности чистки конденсаторов. Описаны результаты физико-химического анализа неорганических солеотложений. Термическое сопротивление отложений определялось по толщине слоя накипи и ее коэффициенту теплопроводности. Толщина слоя измерялась на шлифах микроскопом и профилографом-профилометром. Получена зависимость, устанавливающая взаимосвязь между интенсивностью солеотложений и основными определяющими процесс факторами: скоростью воды, ее средней температурой и жесткостью, геометрией канала, продолжительностью работы; на ее основе возможно прогнозирование снижения тепловой нагрузки теплообменника в эксплуатации. Получена зависимость влияния температуры теплоносителя и пористости накипи на теплопроводность. Показано, что в профилированных трубках интенсивность солеотложений ниже, чем в гладких. С уменьшением относительной глубины и шага накатки наблюдается рост неорганических отложений. Высота выступов накатки оказывает большее влияние, чем шаг между ними. Разработаны рекомендации к расчету относительной загрязняемости гладких и винтообразно профилированных трубок. Применение профилированных трубок вместо гладких в энергетических установках является эффективным средством повышения экономичности энергооборудования. Рассмотрены различные способы очистки поверхностей. Предложена методика оптимизации и выполнено технико-экономическое обоснование периодичности чисток теплообменных аппаратов. Для различного календарного времени начала эксплуатации теплообменника получены рациональные сроки проведения чисток.
Бесплатно
Повышение эффективности сжигания твердого топлива на котлах БКЗ-220 и БКЗ-160
Статья научная
Представлены мероприятия по повышению эффективности пылеугольного факельного сжигания на котлах ТЭЦ (г. Бишкек), в частности, по повышению устойчивости горения частиц угольной пыли и водоугольной суспензии в зоне активного горения и по снижению выхода оксидов азота за счет применения суспензионного факельного сжигания.
Бесплатно
Помехоустойчивость фазосдвигающих устройств с различным принципом построения
Статья научная
Рассматриваются принципы построения фазосдвигающих устройств (ФСУ) различных классов, применяемых в системах импульсно-фазового управления вентильными преобразователями. Приведены структурные схемы ФСУ, временные диаграммы их работы, а также сравнительный анализ их помехоустойчивости при воздействии гармонической помехи в широком частотном диапазоне на информационный вход устройства. Результаты получены на основе математического моделирования в среде MatLab v6.5 + Simulink v5.0.
Бесплатно
Применение вейвлет-анализа для идентификации строения газовых факелов
Статья научная
Изучалась эффективность применения разных методов обработки оптической информации: получены результаты по прямым и закрученным высокотемпературным струям с химическими реакциями. Для создания прямоточных факелов применялась классическая эжекционная горелка с круглым смесительным каналом. Для создания закрученных струй в том же канале размещались специальные аксиальные завихрители с плоскими лопатками. Рассматривались обычно применяемые способы, а также новый подход - применение вейвлет-анализа. Выявлены различия в структуре упомянутых потоков и особенности термомеханики газовых факелов, установленные с помощью разных методик. Делается вывод о том, что не существует какого-либо предпочтительного метода компьютерной идентификации турбулентных структур: каждый из апробированных методов давал новую оригинальную информацию о структурообразовании в факеле.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается состояние топочного оборудования котлов Челябинской ТЭЦ-2. Дается анализ работы топок на газе и угольной пыли при различной степени модификации горелочных устройств. Оцениваются перспективы перехода к системе сжигания топлива с рассредоточенным вводом в топку реагентных потоков
Бесплатно
Статья научная
Разработка технологий ресурсосбережения существующих источников энергии является одной из приоритетных задач Энергетической стратегии России, которая предусматривает сокращение потерь и снижение затрат на всех стадиях технологического процесса при добыче, подготовке и транспорте природного газа. На сегодняшний день весьма перспективной является утилизация энергии избыточного давления природного газа на газораспределительных станциях (ГРС) с помощью детандерных установок. Решением проблемы отсутствия подогрева газа в детандер-генераторном агрегате (ДГА) может стать схема установки с подогревом за счет применения системы подогрева газа тепловой насосной станции.
Бесплатно
Статья научная
Предложена обобщённая схема взаимодействия произвольного цилиндра паровой турбины, соответствующего корпуса подшипника и фундамента турбоагрегата (продольных шпонок). На основе схемы разработана упрощенная аналитическая модель, использующая методы теоретической механики и сопротивления материалов, позволяющая определить величину силы трения возникающей на продольных шпонках при разности температур фланца горизонтального разъёма цилиндра турбины слева и справа (температурном перекосе). Для проверки принятых в аналитической модели допущений была разработана модель взаимодействия цилиндра, корпуса подшипника и продольных шпонок на основе метода конечных элементов. По результатам сравнительных расчётов по обеим моделям показано, что величины сил трения, возникающих в паре «продольная шпонка - корпус подшипника» при наличии температурного перекоса на фланцах горизонтального разъёма цилиндра высокого давления турбины, для реально встречающегося в эксплуатации диапазона температурного перекоса, практически совпадают. Аналитическая модель даёт несколько завышенные результаты. Результаты моделирования могут использоваться для оценки величин сил трения, возникающих на продольных шпонках переднего корпуса подшипника при температурном перекосе на фланцах сопряжённого с ним цилиндра высокого давления паровой турбины. Предложенные модели позволяют при проектировании многоцилиндровых паровых турбин принимать обоснованные решения при назначении зазоров в паре «продольная шпонка - корпус подшипника».
Бесплатно
Разработка системы глубокой сероочистки синтез-газов
Статья научная
В ходе экспериментов на термогравиметрическом анализаторе были определены кинетические характеристики чистой окиси цинка ГОСТ 10262-73 и динамические характеристики сорбента Katalco 32-4 Johnson Matthey. Полученные данные позволили рассчитать объем сорбента, достаточный для полной очистки газа от сероводорода; длительность рабочего цикла сорбента; степень конверсии сорбента, а так же основные кинетические характеристики реакции поглощения сероводорода оксидом цинка. Моделирование химических процессов с учетом нестационарной гидродинамики позволило спрогнозировать степень конверсии оксида цинка марки Zn2OSC на разных изотермах, а так же параметры процесса с чистой окисью цинка и с сорбентом Katalco в диапазоне температур 250-950 °C. Расчеты проводились в пакете ANSYS Fluent.
Бесплатно
Статья научная
Течение воздуха в каналах оросителя вентиляторной градирни при определенных начальных условиях может характеризоваться наличием участка насыщенного влажного воздуха. В этом случае расчет массообмена по полученному из аналогии процессов теплообмена и массообмена критериальному уравнению массоотдачи дает завышенный результат значения массового потока. Для участка насыщенного воздуха интенсивность процесса массообмена рассчитывается с помошью функции изменения плотности насыщенного пара от температуры воздуха. В трудах, посвященных исследованию процессов охлаждения воды в каналах оросителей вентиляторных градирен, отсутствует оценка влияния наличия насыщенного воздуха на интенсивность охлаждения воды. Предложена методика расчета процессов теплообмена и массообмена в каналах градирни при наличии участка течения насыщенного воздуха, учитывающая особенности расчета массообмена между водой и насыщенным воздухом. Приведены значения расхождения конечной температуры воды при расчетах по предложенной методике и методике для ненасыщенного воздуха. Показано, что наличие участка насыщенного воздуха приводит к увеличению конечной температуры воды по сравнению с расчетами по формулам для ненасыщенного воздуха. Выявлено, что расхождение температур воды при расчете по разным методикам увеличивается с ростом длины канала, величины начальной относительной влажности воздуха и падает с увеличением начальной температуры воздуха. Предложенную методику и полученные результаты можно использовать при разработке режимных карт и на этапе проектирования вентиляторных градирен.
Бесплатно
Расчетная модель топочного устройства с различными компоновками горелочных устройств
Статья научная
Предложенная ранее расчетная модель топочного устройства с фронтальной компоновкой горелок, включающая зоны активного горения и охлаждения с дополнительным разделением зоны активного горении на участки воспламенения и горения при уравновешенном теплоотводе с условно постоянной температурой факела, нашла применение при разработке и наладке новых, а также реконструкции существующих систем топливного сжигания. Рассмотрена модель топочного устройства с твердым шлакоудалением и различными схемами настенной компоновки горелок, используемая для оценки тепловых характеристик факела при ведении проектно-конструкторских работ, наладке и исследованиях котлов. Предложена методика пользования моделью. Вносимые предложения позволяют повысить надежность системы ввода в топку реагентных и регулируемых инертных потоков, минимизировать шлакование при сжигании шлакующих твердых топлив, увеличить межремонтный срок службы котельного оборудования. Использование разработанных модели и методики расчета тепловых характеристик факела позволяет задавать эффективные эксплуатационные режимные и конструктивные параметры системы ввода в топку реагентных и регулируемых инертных потоков, дополнительно обеспечивать повышенную надежность котловых элементов при переводе агрегатов с одного вида топлива на другой. Методика оценки температурных характеристик факела с использованием двухзонной модели топки не претендует на завершенность с полным охватом возможных технических вариантов схем компоновки и конструкций горелок. Вместе с тем методика позволяет использовать ее в качестве базовой при отработке новых типов топок и горелок, пополнять расчетную базу опытными данными, с учетом которых осуществлять последующую проектную оценку надежности элементов подобных устройств.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена схема и принцип действия автономной термосифонной системы пассивного отвода остаточного тепловыделения (СПОТ) от первого контура реакторной установки АЭС с ВВЭР в условиях запроектной аварии с полным длительным обесточиванием, потерей питательной воды и течами первого контура. Приведены особенности организации отвода остаточного тепловыделения РУ к воде или к атмосферному воздуху с помощью автономной термосифонной СПОТ. Представлены результаты расчетной оценки продолжительности эффективной работы автономной СПОТ при теплоотводе к воде и к атмосферному воздуху, при которой обеспечивается автономность реакторной установки и ее безопасное состояние. Результаты получены методом расчетного моделирования с использованием теплогидравлического кода RELAP5/MOD3.4. Дана сравнительная оценка полученных результатов. Проанализированы преимущества и недостатки использования воды и воздуха в качестве конечного поглотителя автономной термосифонной СПОТ.
Бесплатно
Регулирование максимума нагрузки в электрических сетях жилых домов с электротеплоснабжением
Краткое сообщение
Рассмотрены способы регулирования максимума нагрузки квартирных электрических сетей при электротеплоснабжении домов, позволяющие одновременно с оптимизацией систем электроснабжения решать вопросы оптимизации температурных режимов помещений.
Бесплатно
Решение задачи расчета реактивности ядерного реактора с учетом ее некорректности
Статья научная
Предлагается метод обработки результатов измерений плотности нейтронов, позволяющей на каждом шаге определить реактивность реактора с точностью, согласованной с погрешность измерений.
Бесплатно
Решение задачи структурной идентификации математической модели отопительной установки
Статья научная
Рассматриваются варианты структуры математической модели отопительного прибора. Оценено качественное и количественное различие моделей. Отмечены специфические особенности моделей, позволяющие улучшить управление процессами системы теплоснабжения.
Бесплатно
Связь состава продуктов сгорания с аэро-термохимическими процессами в топке
Краткое сообщение
Рассматриваются положения, позволяющие формализовать систему воздействий на процесс сжигания топлива по анализу продуктов сгорания и повысить эффективность использования топлива в тепловых агрегатах.
Бесплатно
Сжигание различного по теплофизическим характеристикам твердого топлива в низкотемпературном факеле
Статья научная
Рассмотрены актуальные вопросы управления тепловой структурой и газодинамикой факела котлов с фронтальным расположением горелок, оснащенных многофункциональными горелками при изменении вида поставляемого для сжигания топлива. Выбор рабочих характеристик топливоподачи и пылеприготовления при подаче на котел нового вида топлива осуществляется по предварительной расчетной оценке степени выгорания и нормативным параметрам факела с последующим опытным сжиганием, наладкой и режимными испытаниями котла.
Бесплатно
