КОТЛЫ-УТИЛИЗАТОРЫ САЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 621.432.3

Хисматуллин Р. Ф. лаборант научно-исслед. лаборатории «СТиВПС» Казанский государственный энергетический университет

Россия, г. Казань КОТЛЫ-УТИЛИЗАТОРЫ САЖЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Аннотация: В статье рассматривается пакетно-конвективный котел-утилизатор ПКК-75/24-150-5 предназначен для сжигания отбросных газов сажевого производства и получения пара энергетических и технологических параметров.

Ключевые слова: Котел-утилизатор, ПКК-75/24-150-5, пар, экономайзер, однобарабанный, воздухоподогреватель.

Hismatullin R.F., laborant laboratory "STiVPS" Kazan State Power Engineering University

Russia, Kazan

WASTE HEAT RECOVERY BOILERS DIESEL PARTICULATE

PRODUCTION

Annotation: The article examines the packet-convective heat recovery boiler PAC-75 / 24-150-5 designed to burn waste gases soot production and produce steam energy and technological parameters.

Keywords: HRSG, the PAC-75 / 24-150-5, couples Saver, single drum, air heater.

Образцы загрязняющих отложений поверхностей нагрева были взяты из котла-утилизатора ПКК-75/24-150-5, установленного на Омском заводе технического углерода.

Схема котла-утилизатора ПКК-75/24-150-5 приведена на рис.1.

8

9

10 11

Рис. 1. Схема продольного разреза унифицированного котла-утилизатора типа ПКК-75/24-150-5: 1 - газомазутная горелка; 2 - предтопок; 3 -подъемный газоход; 4 - пароперегреватель; 5 - длинные ширмы испарительной поверхности; 6 - короткие ширмы испарительной поверхности; 7 - дробеструйная установка; 8 - опускной газоход; 9 - воздухоподогреватель; 10 - экономайзер; 11 - бункер для сбора пылевидных загрязнений; 12 - сажистый газ, 13 - мазут; 14 ~ воздух

Пакетно-конвективный котел-утилизатор ПКК-75/24-150-5 (рис.1) предназначен для сжигания отбросных газов сажевого производства и получения пара энергетических и технологических параметров.

Максимальная паропроизводительность котла - 20,6 кг/с (~ 75 т/ч), расчетная паропроизводителъностъ - 15,7 кг/с, давление перегретого пара 2,4 МПа, температура перегретого пара 540 К.

Котел однобарабанный, конвективного типа, с естественной циркуляцией, выполнен в П-образной компоновке.

Отбросные газы вместе с высококалорийным топливом - мазутом сжигаются при помощи специального газогорелочного устройства 1 в неэкранированном горизонтальном предтопке 2.

Из предтопка продукты сгорания поступают в подъемный газоход 3, в котором размещены длинные ширмы 5 и короткие ширмы 6 испарительной поверхности, выполненной в виде конвективного пучка.

Секции конвективного пучка образованы из труб диаметром 38х3 мм

(Сталъ 20), имеют волнистую, изогнутую форму и объ-единены индивидуальными входными и выходными коллекторами. Испарение двухступенчатое.

В пространстве, образованном изгибом длинных испарительных. секций, расположен пароперегреватель 4, выполненный одноступенчатым с прямоточным направлением движения сред.

Тепловоспринимающая поверхность пароперегревателя изго-товлена из труб 38х3 мм, из стали 20.

В опускном газоходе 8 находится воздухоподогревателъ 9 и водяной экономайзер 10. Воздухоподогреватель трубчатый, вертикальный, выполнен из труб диаметром 40х1,6 мм (материал - сталь Ст. 3).

Экономайзер изготовлен гладкотрубным в виде трех пакетов из труб диаметром 28х3 (Сталь 20) с шахматным расположением.

Для очистки поверхностей нагрева в подъемном газоходе предусмотрены обдувочные приборы типа ОГ, а в опускном -дробеструйная установка 7.

Сбор и удаление эагрязняющих отложений производится в опускном газоходе при помощи бункера 11.

Химический состав отложений с поверхностей нагрева эконо-майзера следующий (в %): Si02 = 17Д, Fе203 = 16,8, Са0 = 4,0, Mg0 = 3Д, остальное -связанная сера. Плотность образцов загрязнений, взятых с экономайзера, составила 2,96 г/см3.

Параметры шероховатости образцов отложений имели значения:

для экономайзера: Ra = 44 мкм, Sm = 0,30 мм; для испарительной поверхности: Ra = 13 мкм, Sm = 0,08 мм.

Результаты измерений нормальной интегральной излучательной способности в« образцов загрязнений, проведенные при нагреве со скоростью 0,14 град/с показывают, что температурная зависимость в« у загрязнений отсутствует.

По ходу движения газа наблюдается возрастание излучательной способности загрязнений на 0,05, что можно объяснить условиями образования загрязнений. В первую очередь необходимо отметить перепад температур, составляющий 910 ^

Таблица 1

Значения интегральной нормальной излучательной способности в« загрязняющих отложений поверхностей нагрева при температурах Т (при нагреве со скоростью 0,14 град/с) в сравнении с данными для стали 20

Т, К 500 600 700 800 900 950

Экономайзер [75] 0,57 0,58 0,58 0,58 0,58 0,58

Испаритель [75] 0,53 0,53 0,53 0,53 0,53 -

Сталь 20 0,79 0,87 0,92 0,94 - -

Нормативы. метод [2] 0,80 0,80 0,80 0,80 - -

Получающееся при этом различие в химических составах образцов сказывается на значениях оптических констант веществ отложений и, в конечном итоге, на величинах излучательной способности.

Распределение излучения в зависимости от угла 0 для загрязняющего отложения с экономайзера котла ПКК-75/24-150-5 можно принимать практически как диффузное.

Таблица 2

Отношение в(0)/вп при углах 0 для температуры Т = 680 К для

загрязнений с экономайзера

Угол в 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 75° 80° 85°

£(в)/ £п 1,00 1,00 1,00 1,00 0.98 0,96 0,95 1,00 1,08 1,06

Данные по в(0)/в« показывают, что излучение загрязняющих отложений поверхностей нагрева экономайзера является диффузным.

Данные по спектральной излучательной способности вХ о бразцов отло-жений (Ra = 7 мкм, Sm = 0,l мм) с экономайзера (рис. 5.4) показывают, что наибольшие значения вХ = 0,85-0,95 наблюдаются в области длин волн X = 6-11 мкм, наименьшие 0,45-0,65 - в области X = 2-4 мкм.

Влияние температуры на значение спектральной излучательной способ-ности загрязняющих отложений невелико.

Использованные источники:

1. Мисбахов Р.Ш., Мизонов В.Е., Ветренко Т.Г. Ячеечная модель теплопроводностив среде с эндотермической реакцией.// Информационная среда вуза. 2015. № 1. С. 688-691.

2. Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И., Ермаков А.М., Гуреев В.М. Интенсификация теплообмена в теплообменном аппарате с помощью луночных интенсификаторов.// Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2014. № 9-10. С. 31-37.

3. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками. // Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 1316.

4. Yaroslavsky D.A., Ivanov D.A., Sadykov M.F., Goryachev M.P., Savelyev O.G., Misbakhov R.S. Real-time operating systems for wireless modules. // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Т. 11. № 6. С. 1168-1171.