Разработка и создание отечественного высокоэффективного энергетического оборудования малой мощности
Ключевые слова:
жаротрубный котел, выносной экономайзер, малоэмиссионное горелочное устройство, блочно-модульная котельная, оксиды азота, энергоэффективность
Аннотация
Один из путей повышения эффективности и экологически чистого использования топлив — создание высокоэффективного малоэмиссионного отечественного энергетического оборудования, в частности, малогабаритных водогрейных котлов в системах автономного теплоснабжения. Повышение коэффициента полезного действия (КПД) котла требует снижения температуры уходящих дымовых газов, что, в свою очередь, можно обеспечить за счет установки дополнительных поверхностей нагрева. Надежность и экологическая безопасность работы котлов во многом определяются горелочными устройствами. Цель настоящей работы — определение принципиальных конструктивных решений для водогрейного котла повышенной эффективности мощностью 3 МВт, сжигающего сырую нефть, и разработка для него современного малоэмиссионного горелочного устройства. Обеспечение высокого КПД котла реализуется благодаря предвключенному выносному экономайзеру, что позволяет уменьшить габариты котла, облегчить компоновку оборудования в ограниченных размерах блочно-модульной котельной и практически исключить низкотемпературную коррозию поверхностей теплообмена. По результатам проведенных исследований разработаны конструкции выносного экономайзера с расположением над котлом в блочно-модульной котельной и нового комбинированного малоэмиссионного горелочного устройства, имеющие ряд преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами. Они успешно прошли заводские испытания.
Литература
1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года [Электрон. ресурс] http://minenergo.gov.ru/ node/1026 (дата обращения 06.02.2018).
2. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Ионкин И.Л., Стерхов К.В. Разработка энергоэффективных решений для малогабаритного водогрейного котла // Промышленная энергетика. 2017. № 3. С. 25—32.
3. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Плешанов К.А., Ионкин И.Л. Технические решения для малогабаритного водогрейного котла // Промышленная энергетика. 2017. № 8. С. 44—51.
4. Плешанов К.А., Палагин Г.В. Тепловой расчет жаротрубного котла // Информатизация инженерного образования: Труды Междунар. науч.-практ. конф. М.: Издат. дом МЭИ, 2016. С. 394—398.
5. Хаустов С.А., Заворин А.С. Дальнобойность факела в жаровых трубах котлов // Промышленная энергетика. 2014. № 10. C. 16—20.
6. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Хохлов Д.А. Разработка комбинированного малоэмиссионного горелочного устройства для котлов малой мощности // Теплоэнергетика. 2017. № 8. С. 31—42.
7. ГОСТ 30735—2001. Котлы отопительные водогрейные теплопроизводительностью от 0,1 до 4,0 МВт. Общие технические условия.
8. Плешанов К.А., Стерхов К.В. Расчет циркуляции котла-утилизатора ПР-76-3.3-415 // Boiler Designer-2014: Труды Междунар. науч.-практ. конф. М.: Торус Пресс, 2014. С. 77—82.
9. Росляков П.В. Современные воздухоохранные технологии на тепловых электростанциях // Теплоэнергетика. 2017. № 10. С. 46—62.
10. Launder B.E., Spalding D.B. The Numerical Computation of Turbulent Flow // Computer Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974. No. 3. Pp. 269—289.
11. Carvalho M.G., Farias T., Fontes P. Predicting Radiative Heat Transfer in Absorbing, Emitting, andScattering Media Using the Discrete Transfer Method // ASME HTD. Fundamentals of Radiation Heat Transfer. 1991. No. 160. Pp. 17—26.
12. Chui E.H., Raithby G.D., Chui E.H. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non-orthogonal Mesh Using the Finite-volume Method // Numerical Heat Transfer. 1993. V. 3. No. 23. Pp. 269—288.
13. Schmidt D.P. e. a. Pressure-swirl Atomization in the Near Field // Proc. Intern. Congress and Exposition. Detroit, 1999. Pp. 1—17.
14. Хаустов С.А., Заворин А.С. Аэродинамическая структура топочной среды в жаровых трубах с реверсивным факелом // Энергосбережение и водоподготовка. 2014. Т. 92. № 6. С. 63—67.
15. Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. Новосибирск: Изд-во Инс-та теплофизики СО РАН, 2003.
16. Хаустов С.А., Заворин А.С., Фисенко Р.Н. Численное исследование процессов в жаротрубной топке с реверсивным факелом // Известия Томского политехн. ун-та. 2013. Т. 322. № 4. C. 43—47.
---
Для цитирования: Росляков П.В., Гриша Б.Г., Ионкин И.Л., Зайченко М.Н. Разработка и создание отечественного высокоэффективного энергетического оборудования малой мощности // Вестник МЭИ. 2018. № 6. С. 33—42. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-33-42.
#
1. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2030 Goda [Elektron. Resurs] http://minenergo.gov.ru/ node/1026 (Data Obrashcheniya 06.02.2018). (in Russian).
2. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Ionkin I.L., Sterhov K.V. Razrabotka Energoeffektivnyh Resheniy dlya Malogabaritnogo Vodogreynogo Kotla. Promyshlennaya Energetika. 2017;3:25—32. (in Russian).
3. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Pleshanov K.A., Ionkin I.L. Tekhnicheskie Resheniya dlya Malogabaritnogo Vodogreynogo Kotla. Promyshlennaya Energetika. 2017;8: 44—51. (in Russian).
4. Pleshanov K.A., Palagin G.V. Teplovoy Raschet Zharotrubnogo Kotla. Informatizatsiya Inzhenernogo Obrazovaniya: Trudy Mezhdunar. Nauch.-Prakt. Konf. M.: Izdat. Dom MPEI, 2016:394—398. (in Russian).
5. Haustov S.A., Zavorin A.S. Dal'noboynost' Fakela v Zharovyh Trubah Kotlov. Promyshlennaya Energetika. 2014;10:16—20. (in Russian).
6. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Khohlov D.A. Razrabotka Kombinirovannogo Maloemissionnogo Gorelochnogo Ustroystva Dlya Kotlov Maloy Moshchnosti. Teploenergetika. 2017;8:31—42. (in Russian).
7. GOST 30735—2001. Kotly Otopitel'nye Vodogreynye Teploproizvoditel'nost'yu ot 0,1 do 4,0 MVt. Obshchie Tekhnicheskie Usloviya. (in Russian).
8. Pleshanov K.A., Sterhov K.V. Raschet Tsirkulyatsii Kotla-utilizatora PR-76-3.3-415. Boiler Designer-2014: Trudy Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. M.: Torus Press, 2014:77—82. (in Russian).
9. Roslyakov P.V. Sovremennye Vozduhoohrannye Tekhnologii na Teplovyh Elektrostantsiyah. Teploenergetika. 2017;10:46—62. (in Russian).
10. Launder B.E., Spalding D.B. The Numerical Computation of Turbulent Flow. Computer Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974;3:269—289.
11. Carvalho M.G., Farias T., Fontes P. Predicting Radiative Heat Transfer in Absorbing, Emitting, and ScatteringMedia Using the Discrete Transfer Method. ASME HTD. Fundamentals of Radiation Heat Transfer. 1991;160:17—26.
12. Chui E.H., Raithby G.D., Chui E.H. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non-orthogonal Mesh Using the Finite-volume Method. Numerical Heat Transfer. 1993;3;23: 269—288.
13. Schmidt D.P. e. a. Pressure-swirl Atomization in the Near Field. Proc. Intern. Congress and Exposition. Detroit, 1999:1—17.
14. Haustov S.A., Zavorin A.S. Aerodinamicheskaya Struktura Topochnoy Sredy v Zharovyh Trubah s Reversivnym Fakelom. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2014;92;6:63—67. (in Russian).
15. Alekseenko S.V., Kuybin P.A., Okulov V.L. Vvedenie v Teoriyu Kontsentrirovannyh Vihrey. Novosibirsk: Izd-vo Ins-ta Teplofiziki SO RAN, 2003. (in Russian).
16. Haustov S.A., Zavorin A.S., Fisenko R.N. Chislennoe Issledovanie Protsessov v Zharotrubnoy Topke s Reversivnym Fakelom. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. 2013;322;4:43—47. (in Russian).
---
For citation: Roslyakov P.V., Grisha B.G., Ionkin I.L., Zaichenko M.N. Development and Construction of Domestic High-Efficient Small Capacity Power Equipment. MPEI Vestnik. 2018;6:33—42. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-33-42.
2. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Ионкин И.Л., Стерхов К.В. Разработка энергоэффективных решений для малогабаритного водогрейного котла // Промышленная энергетика. 2017. № 3. С. 25—32.
3. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Плешанов К.А., Ионкин И.Л. Технические решения для малогабаритного водогрейного котла // Промышленная энергетика. 2017. № 8. С. 44—51.
4. Плешанов К.А., Палагин Г.В. Тепловой расчет жаротрубного котла // Информатизация инженерного образования: Труды Междунар. науч.-практ. конф. М.: Издат. дом МЭИ, 2016. С. 394—398.
5. Хаустов С.А., Заворин А.С. Дальнобойность факела в жаровых трубах котлов // Промышленная энергетика. 2014. № 10. C. 16—20.
6. Росляков П.В., Проскурин Ю.В., Хохлов Д.А. Разработка комбинированного малоэмиссионного горелочного устройства для котлов малой мощности // Теплоэнергетика. 2017. № 8. С. 31—42.
7. ГОСТ 30735—2001. Котлы отопительные водогрейные теплопроизводительностью от 0,1 до 4,0 МВт. Общие технические условия.
8. Плешанов К.А., Стерхов К.В. Расчет циркуляции котла-утилизатора ПР-76-3.3-415 // Boiler Designer-2014: Труды Междунар. науч.-практ. конф. М.: Торус Пресс, 2014. С. 77—82.
9. Росляков П.В. Современные воздухоохранные технологии на тепловых электростанциях // Теплоэнергетика. 2017. № 10. С. 46—62.
10. Launder B.E., Spalding D.B. The Numerical Computation of Turbulent Flow // Computer Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974. No. 3. Pp. 269—289.
11. Carvalho M.G., Farias T., Fontes P. Predicting Radiative Heat Transfer in Absorbing, Emitting, andScattering Media Using the Discrete Transfer Method // ASME HTD. Fundamentals of Radiation Heat Transfer. 1991. No. 160. Pp. 17—26.
12. Chui E.H., Raithby G.D., Chui E.H. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non-orthogonal Mesh Using the Finite-volume Method // Numerical Heat Transfer. 1993. V. 3. No. 23. Pp. 269—288.
13. Schmidt D.P. e. a. Pressure-swirl Atomization in the Near Field // Proc. Intern. Congress and Exposition. Detroit, 1999. Pp. 1—17.
14. Хаустов С.А., Заворин А.С. Аэродинамическая структура топочной среды в жаровых трубах с реверсивным факелом // Энергосбережение и водоподготовка. 2014. Т. 92. № 6. С. 63—67.
15. Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. Новосибирск: Изд-во Инс-та теплофизики СО РАН, 2003.
16. Хаустов С.А., Заворин А.С., Фисенко Р.Н. Численное исследование процессов в жаротрубной топке с реверсивным факелом // Известия Томского политехн. ун-та. 2013. Т. 322. № 4. C. 43—47.
---
Для цитирования: Росляков П.В., Гриша Б.Г., Ионкин И.Л., Зайченко М.Н. Разработка и создание отечественного высокоэффективного энергетического оборудования малой мощности // Вестник МЭИ. 2018. № 6. С. 33—42. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-33-42.
#
1. Energeticheskaya Strategiya Rossii na Period do 2030 Goda [Elektron. Resurs] http://minenergo.gov.ru/ node/1026 (Data Obrashcheniya 06.02.2018). (in Russian).
2. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Ionkin I.L., Sterhov K.V. Razrabotka Energoeffektivnyh Resheniy dlya Malogabaritnogo Vodogreynogo Kotla. Promyshlennaya Energetika. 2017;3:25—32. (in Russian).
3. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Pleshanov K.A., Ionkin I.L. Tekhnicheskie Resheniya dlya Malogabaritnogo Vodogreynogo Kotla. Promyshlennaya Energetika. 2017;8: 44—51. (in Russian).
4. Pleshanov K.A., Palagin G.V. Teplovoy Raschet Zharotrubnogo Kotla. Informatizatsiya Inzhenernogo Obrazovaniya: Trudy Mezhdunar. Nauch.-Prakt. Konf. M.: Izdat. Dom MPEI, 2016:394—398. (in Russian).
5. Haustov S.A., Zavorin A.S. Dal'noboynost' Fakela v Zharovyh Trubah Kotlov. Promyshlennaya Energetika. 2014;10:16—20. (in Russian).
6. Roslyakov P.V., Proskurin Yu.V., Khohlov D.A. Razrabotka Kombinirovannogo Maloemissionnogo Gorelochnogo Ustroystva Dlya Kotlov Maloy Moshchnosti. Teploenergetika. 2017;8:31—42. (in Russian).
7. GOST 30735—2001. Kotly Otopitel'nye Vodogreynye Teploproizvoditel'nost'yu ot 0,1 do 4,0 MVt. Obshchie Tekhnicheskie Usloviya. (in Russian).
8. Pleshanov K.A., Sterhov K.V. Raschet Tsirkulyatsii Kotla-utilizatora PR-76-3.3-415. Boiler Designer-2014: Trudy Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. M.: Torus Press, 2014:77—82. (in Russian).
9. Roslyakov P.V. Sovremennye Vozduhoohrannye Tekhnologii na Teplovyh Elektrostantsiyah. Teploenergetika. 2017;10:46—62. (in Russian).
10. Launder B.E., Spalding D.B. The Numerical Computation of Turbulent Flow. Computer Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974;3:269—289.
11. Carvalho M.G., Farias T., Fontes P. Predicting Radiative Heat Transfer in Absorbing, Emitting, and ScatteringMedia Using the Discrete Transfer Method. ASME HTD. Fundamentals of Radiation Heat Transfer. 1991;160:17—26.
12. Chui E.H., Raithby G.D., Chui E.H. Computation of Radiant Heat Transfer on a Non-orthogonal Mesh Using the Finite-volume Method. Numerical Heat Transfer. 1993;3;23: 269—288.
13. Schmidt D.P. e. a. Pressure-swirl Atomization in the Near Field. Proc. Intern. Congress and Exposition. Detroit, 1999:1—17.
14. Haustov S.A., Zavorin A.S. Aerodinamicheskaya Struktura Topochnoy Sredy v Zharovyh Trubah s Reversivnym Fakelom. Energosberezhenie i Vodopodgotovka. 2014;92;6:63—67. (in Russian).
15. Alekseenko S.V., Kuybin P.A., Okulov V.L. Vvedenie v Teoriyu Kontsentrirovannyh Vihrey. Novosibirsk: Izd-vo Ins-ta Teplofiziki SO RAN, 2003. (in Russian).
16. Haustov S.A., Zavorin A.S., Fisenko R.N. Chislennoe Issledovanie Protsessov v Zharotrubnoy Topke s Reversivnym Fakelom. Izvestiya Tomskogo Politekhn. Un-ta. 2013;322;4:43—47. (in Russian).
---
For citation: Roslyakov P.V., Grisha B.G., Ionkin I.L., Zaichenko M.N. Development and Construction of Domestic High-Efficient Small Capacity Power Equipment. MPEI Vestnik. 2018;6:33—42. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-6-33-42.
Опубликован
2018-12-01
Выпуск
Раздел
Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение (05.04.00)
