Использование вихревых труб в пылевоздушных узлах парогенераторов ТЭЦ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

50 Научный журнал Вестник Курганской ГСХА

1 - привод вращения вала; 2 - блок управления приводом; 3 - датчик кривизны детали; 4 - экстрематор; 5 - усилитель; 6 - нормализатор сигналов; 7 - блок определения отношения деформации и усилия изгиба вала Рисунок 2 - Схема системы управления агрегатом правки на операции обнаружения момента начала текучести различных материалов вала

Применение экстрематора с адаптацией к производным сигналов напряжений, получаемых от датчиков измерения изгиба валов и перемещения штока с рабочим инструментом, позволяет осуществлять адаптивное управление процессом правки деталей класса валов широкой номенклатуры.

Список литературы

1 Манило И. И. Параметры и критерии оптимизации процесса правки валов // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 1. - С. 48-51.

2 Манило И. И. Управление процессом правки валов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2005. - № 1. - С. 29-31.

3 Манило И. И. Компенсация упругой отдачи материала при автоматическом управлении процессом правки валов на прессах // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 2005. - № 2. - С. 48-50.

4 Манило Ив. Ив. Ориентация валов при их правке на прессе // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2005. - № 2. - С. 24.

УДК 621.64

В. И. Козлов, Ф. Х. Тулубаев

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИХРЕВЫХ ТРУБ В ПЫЛЕВОЗДУШНЫХ УЗЛАХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ ТЭЦ

КОСТАНАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ А. БАЙТУРСЫНОВА

V. I. Kozlov, F. H. Tulubayev USE OF VORTICAL PIPES IN THE DUST-AERIAL UNITS OF STEAM GENERATORS AT COMBINED HEAT AND POWER PLANT А. BAITURSYNOV KOSTANAY STATE UNIVERSITY

Рассмотрено два типа воздухоподогревателей, рекуперативные и регенеративные, проанализированы недостатки обоих типов. Предложен способ нагрева вторичного воздуха, использующий вихревую трубу. Предлагается схема узла пылепровода с вихревой трубой для нагрева вторичного воздуха, в котором при вихревом движении периферийная область потока нагревается и выходит через кольцевой зазор, отделяясь от холодного воздуха.

Ключевые слова: пылепровод, эффект нагрева, сжигание, теплообмен.

Two types of airheaters, recuperative and regenerative are considered, shortcomings of both types are analyzed. The way of heating the secondary air, using a vortical pipe is offered. The scheme of the dust flue unit with a vortical pipe for heating secondary air is offered in which during vortical movement the peripheral area of a stream is heated and gets out through a ring gap, separating from cold air.

Keywords: dust flue, effect of heating, burning, heat exchange.

Владимир Иванович Козлов

Vladimir Ivanovich Kozlov кандидат технических наук, старший преподаватель E-mail: kwi4@mail.ru

Фарит Харисович Тулубаев

Farit Harisovich Tulubayev старший преподаватель E-mail: tulubaev_farit17@mail.ru

В современных парогенераторах ТЭЦ применяют в качестве топлива угольную пыль. Угольная пыль для сжигания подается в топочную камеру котла воздухом.

Воздух, транспортирующий угольную пыль, называется первичным. Остальной воздух, необходимый для горения - вторичным.

Вестник Курганской ГСХА № 4, 2013

51

Время необходимое для воспламенения пылевоз-душной смеси зависит от многих факторов, одним из которых является начальная температура пылевоз-душной смеси. При её повышении воспламенение улучшается. Для этого вторичный воздух нагревают с помощью воздухоподогревателей. В котлах применяют два типа воздухоподогревателей: рекуперативные и регенеративные.

В рекуперативном воздухоподогревателе теплота продуктов сгорания передается непрерывно воздуху через стенку, разделяющую теплообменивающие-ся среды. В регенеративном воздухоподогревателе теплота передается металлической насадкой, которая периодически вращается, нагревается продуктами сгорания, а затем отдает аккумулированную в ней теплоту нагреваемому воздуху.

Недостатком первого типа является большой объем воздухоподогревателя. Недостатком второго типа является переток воздуха в газовую среду, что увеличивает потерю с уходящими газами, наличие вращающихся элементов и системы водяного охлаждения вала ротора и подшипников.

К общим недостаткам можно отнести:

- громоздкость и металлоемкость оборудования;

- загрязнение стенок воздухоподогревателей;

- низкотемпературная коррозия и абразивный износ стенок воздухоподогревателя.

Анализ перечисленных недостатков наводит на мысль замены способа нагрева вторичного воздуха с помощью воздухоподогревателей, использующих альтернативные способы. В качестве такой замены предлагается использование вихревой трубы.

Эффект нагрева воздуха в вихревой трубе при его вращательном движении запатентовал Ранке в 1934 году (патент США №> 19552281).

Принцип работы показан на рисунке 1 и состоит в следующем: при подаче воздуха под давлением в улитку 1 вихревой трубы воздух закручивается с большой скоростью и дальше по цилиндрической спирали движется в трубе 2 к выходу 3, частично закрытому регулировочным конусом 4.

При вихревом движении периферийная область потока нагревается и выходит через кольцевой зазор.

Центральная (холодная) область отделяется от периферийной регулировочным конусом и в противоположном направлении выходит через отверстие 5.

На рисунке 2 предлагается схема узла пылепро-вода с вихревой трубой.

Г

1л

I

1

1 - улитка; 2 - труба; 3 - выход горячего воздуха; 4 - регулировочный конус; 5 - выход холодного воздуха Рисунок 1 - Вихревая труба

1 - вихревая труба; 2 - пылепровод; 3 - топка — -»— холодный вторичный воздух;

-в- - нагретый вторичный воздух;

^^^ - угольная пыль;

—в- - пылевоздушная смесь

Рисунок 2 - Узел пылепровода с вихревой трубой

Узел работает следующим образом: вторичный воздух вентилятором нагнетается в улитку вихревой трубы, которая соединена с пылепроводом. Нагретый в вихревой трубе воздух подается в пылепровод, где он смешивается с угольной пылью, образуя пылевоз-душную смесь, поступающую в топку для сгорания.

Использование этих труб для нагрева вторичного воздуха предполагает следующие преимущества:

- уменьшение металлоемкости вследствие отказа от воздухоподогревателей,

- компактность,

- экономия электроэнергии.

В связи с вышеизложенным поставлена цель для дальнейших исследований: уменьшение энергозатрат на подготовку пылевоздушной смеси и уменьшение металлоемкости узла для ее подготовки.

Для достижения этой цели необходимо решить задачи:

1 обосновать параметры вихревой трубы,

2 разработать режимы работы узла пылеприго-товления с использованием вихревой трубы,

3 сделать предварительную экономическую оценку использования данного устройства.

Список литературы

1 Потапов Ю. С. Энергия вращения. - М.: Энергия, 2001

2 Сидельковский Л. Н., Юренев В. Н. Котельные установки промышленных предприятий. - М.: Энер-гоатомиздат, 1988.

3 Резников М. И., Липов Ю. М. Котельные установки электростанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987.