Development and Construction of Domestic High-Efficient Small-Capacity Power Equipmen
DOI:
https://doi.org/10.24160/1993-6982-2018-6-33-42Keywords:
fire-tube boiler, external economizer, low-emission burner, modular boiler house, nitrogen oxides, energy efficiencyAbstract
One possible way of achieving more efficient and environmentally friendly use of fuels is to develop domestic high-efficient low-emission power equipment, in particular, compact hot-water boilers in self-contained heat supply systems. Increasing the boiler efficiency entails the need to decrease the flue gas temperature, which, in turn, can be achieved by installing additional heating surfaces. The reliability and environmental safety of boiler operation depends in many respects on burner devices. The aim of this work is to determine the basic design solutions for a 3 MW high-efficient hot water boiler firing crude oil and to develop a modern low-emission burner for it. High-efficient performance of the boiler is achieved by using an external topping economizer, a solution that makes it possible to reduce the boiler sizes, to facilitate the equipment layout within the limited space of a modular boiler house, and almost completely eliminate low-temperature corrosion of the heat transfer surfaces. The study results were used as a basis for designing the structural components of an external economizer arranged above the boiler in a modular boiler house, and for designing a new combined low-emission burner. Both the newly designed economizer and burner have a number of advantages over their foreign analogs and have successfully passed factory tests.
References
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.
Downloads
Published
2018-12-01
Issue
Section
Power Engineering, Metallurgic and Chemical Machinery (05.04.00)
