Влияние выходных параметров на степень улавливания золы экибастузского угля в инерционно-вакуумном золоуловителе Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 621.184.82 В. П. БЕЛОГЛАЗОВ

Л. В. БЕЛОГЛАЗОВА Е. В. НЕУПОКОЕВА

Омский государственный технический университет

ВЛИЯНИЕ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА СТЕПЕНЬ УЛАВЛИВАНИЯ ЗОЛЫ ЭКИБАСТУЗСКОГО УГЛЯ В ИНЕРЦИОННО-ВАКУУМНОМ ЗОЛОУЛОВИТЕЛЕ

В данной статье рассказывается об опыте, направленном на увеличение КПД инерционно-вакуумного золоуловителя. Целью данной работы было исследование влияния выходных параметров на степень улавливания золы. Эксперимент проводился при сужении пластинами выходного канала установки.

Ключевые слова: золоулавливатель, зола, скорость, аэродинамика, дисперсный поток.

Работающие на твёрдом топливе ТЭЦ выбрасывают в окружающую среду большое количество вредных и загрязняющих веществ, что заставляет стремиться к улучшению характеристик золоулавливающих устройств.

На сегодняшний день предложен и частично исследован новый метод очистки дымовых газов от золы экибастузского угля [1, 2]. На основе этого метода был изобретен инерционно-вакуумный пылеуловитель [3].

В предлагаемой статье представлены результаты исследования характеристик опытной установки, направленные на увеличение КПД инерционновакуумного золоуловителя. Опытная установка показывает принцип действия реальной установки (рис. 1).

Запыленный газ подается в разгонное сопло (стрелка А на рис. 1). При выходе из разгонного сопла через входной патрубок в силу его сужения скорость потока частиц газа возрастает. Запыленный поток, проходя через сечение (а), имеет скорость больше, чем поток в сечении (Ь).

Но большую скорость имеют и частицы в этом потоке, а значит, и большую кинетическую энергию, которая позволяет им преодолеть сечение (Ь) по касательной и устремиться вдоль образующей на выход из аппарата и здесь, попадая под влияние входной струи, вновь направляются в поворотную камеру системы. В середине камеры возникает аэродинамическая ловушка — малая часть не провалившихся частиц накапливается в ней и за счёт сил тяжести в итоге проваливается в бункер. Частицы имеют возможность попасть в поворотную камеру аппарата, но не могут выйти из нее и, в конце концов, полностью осаждаются в бункере. Таким образом, частицы могут войти в канал, а выйти — нет.

Используемая в исследовании зола экибастузского угля состоит из мелких частиц, дифференциальная кривая распределения частиц по размеру представлена на рис. 2 [4].

Целью данной работы было исследование влияния выходных параметров на степень улавливания

Рис. 1. Схема течения:

1 — разгонное сопло; 2 — входной патрубок;

3 — поворотная камера;

4 — осадительная решетка; 5 — бункер сбора пыли; 6 — выходной патрубок очищенного воздуха

'К ( '

I. 1,1 КІ.І

Рис. 2. Распределение частиц золы экибастузского угля по фракциям

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014

Рис. 3. Компоновка пластин в аппарате

Таблица 1

п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

П 97,896 97,986 97,644 98,076 98,328 97,804 98,168 97,904 98,068 97,972

Рис. 4

Таблица 2

п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

П 98,32 98,961 98,783 98,501 98,785 98,961 98,703 98,397 98,781 98,499

Рис. 5

п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

П 99,183 99,309 99,063 99,204 98,967 98,898 99,244 99,304 98,838 98,841

Рис. 6

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

97,8 98 98,2 98,4 98,6 98,8 99 99,2

Рис. 7

золы. Для этого на участке (поз. 6 на рис. 1) проведен ряд экспериментов. В сечение (Ь) вставлялись пластины разных размеров, которые позволяли варьировать скорость воздушного потока за счет изменения проходного сечения. После многочисленных опытов найдены оптимальное количество пластин и их компоновка (рис. 3). Также при входе потока в поворотную камеру небольшое количество частиц улетало с чистым воздухом (стрелка Б на рис. 1), но за счёт сужения сечения, частицы, приобретая дополнительную скорость, пролетают мимо выходного сечения и устремляются по направляющей поворотной камеры.

В итоге наиболее мелкие частицы (менее 5 мкм), но далеко не все покидают золоуловитель.

Степень улавливания определялась взвешиванием опытного количества золы перед подачей и количеством золы осажденным золоуловителем. Разница между ними в процентном соотношении и определялась как степень улавливания.

Для проведения опытов использовались электронные весы марки ОИаиБ Согр (гу 313) с точностью измерения 0,001 грамма.

Полученные в результате опытов данные были обработаны методом наименьших квадратов.

При использовании одной пластины, площадь сечения Б2 = 3276 мм2 (табл. 1, рис. 4).

п — номер опыта; ц — КПД установки; уравнение прямой: ц = 0,014п + 97,907.

При использовании двух пластин, площадь сечения Б2 = 2272 мм2 (табл. 2, рис. 5);

уравнение прямой: ц = —0,00652п + 98,677.

При использовании трёх пластин, площадь сечения Р2 = 2268 мм2 (табл. 3, рис. 6).

В результате проведенной работы выявлено, что с уменьшением площади сечения патрубка на выходе из камеры степень улавливания частиц золы увеличивается, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия установки.

При этом дальнейшее увеличение скорости за счет уменьшения проходного сечения на выходе аппарата вызывало повышенный расход электроэнергии на дутье и не приводило к росту степени улавливания (рис. 7).

Библиографический список

1. Пат. 92358 Российская Федерация, МПК7 В 01 Э 45/06. Инерционно-вакуумный пылеуловитель / Белоглазов В. П., Ченцов А. В. ; заявитель и патентообладатель ООО «Вихрь». — № 2009144229/22 ; заявл. 22.10.09 ; опубл. 20.11.09, Бюл. № 8 -6 с.

2. Пат. 93298 Российская Федерация, МПК7 В 01 Э 45/06. Пылеуловитель / Белоглазов В. П. ; заявитель и патентообладатель ООО «Вихрь». — № 2009144229/22 ; заявл. 30.11.09 ; опубл. 27.04.10, Бюл. № 12 — 6 с.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (127) 2014

3. Назмеев, Ю. Г. Системы золошлакоудаления ТЭС / Ю. Г. Назмеев. — М. : Издательство МЭИ, 2002. — 572 с. — БВК 5-7046-0747-0.

4. Соколов, Е. Я. Струйные аппараты / Е. Я. Соколов, Н. М. Зингер. — М. : Энергоатомиздат, 1986. — 352 с. — БВК 5-283-00079-6.

БЕЛОГЛАЗОВ Владимир Петрович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Теплоэнергетика».

Адрес для переписки: [email protected] БЕЛОГЛАЗОВА Любовь Владимировна, магистрант гр. ТПЭ-513.

Адрес для переписки: [email protected] НЕУПОКОЕВА Елена Владимировна, магистрант гр. ТПЭ-612.

Адрес для переписки: [email protected]

Статья поступила в редакцию 05.12.2013 г.

© В. П. Белоглазов, Л. В. Белоглазова, Е. В. Неупокоева

УДК 621311 Н. П. БАДАЛЯН

Ю. В. МОЛОКИН Е. А. ЧАЩИН

Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых

Ковровская государственная технологическая академия им. В. А. Дегтярева

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ КОРРЕКЦИИ УСТАНОВИВШЕГОСЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МЕТОДОМ ДЕКОМПОЗИЦИИ__________________________________

Описан метод расчета установившегося режима электроэнергетической системы, в котором для уменьшения затрат машинного времени на решение задачи коррекции установившегося режима, математическая модель реализуется сочетанием теоремы Телледжена и декомпозиции-диакоптики.

Ключевые слова: электроэнергетическая система, математическая модель, установившийся режим.

Введение. Теория расчетов установившихся режимов электрических сетей на ЭВМ и основные ее течения начали развиваться в конце 50-х — начале 60-х годов XX века. В конце 70-х — начале 80-х годов были успешно реализованы алгоритмы построения математических моделей в программных комплексах ЭВМ сначала серии ЕС, а затем, с переходом на 1ВМ-совместимые компьютеры, в известных программных комплексах типа ЯАБТЯ, ЕмгдуСБ и т.п. Однако и в настоящее время задача уменьшения затрат машинного времени на расчет большой электроэнергетической системы (ЭЭС) остается актуальной, что связано как с увеличением объемов моделирования и более глубокой детализацией моделируемых схем, так и с тем, что методы расчета и коррекции установившегося режима работы ЭЭС являются основой для решения множества эксплуатационных задач, таких как определение рациональных режимов эксплуатации и дальнейшего развития ЭЭС, получение достоверно-прогнозируемых оценок реального состояния ЭЭС и ряда других. В общем случае расчет установившегося режима ЭЭС сводится к решению системы нелинейных алгебраических уравнений итерационным методом [1 — 10], когда любое изменение начальных условий вызывает необходимость повторного решения системы нелинейных алгеб-

раических уравнений. Таким образом, при решении задачи коррекции установившегося режима ЭЭС известными методами каждая итерация изменения начальных условий рассматривается как самостоятельная задача анализа установившегося режима, что связано с большими затратами машинного времени.

Содержание и результаты исследования. В работе рассмотрен метод расчета установившегося режима ЭЭС, в котором для уменьшения затрат машинного времени на решении задачи коррекции установившегося режима, математическая модель реализуется сочетанием теоремы Телледжена и декомпо-зиции-диакоптики. Представим схему замещения ЭЭС, как совокупность подсистем, состоящую из М+1 узлов и N ветвей. Будем считать, что каждая подсистема соответственно состоит из М1, М2, ... , МN узлов и N1, N2, ... , NN ветвей, так что М+М+... ...+М=М (один узел выбираем базисным) и ^+ +N2+...+NN=N. Принимаем заданную схему в виде направленного графа. Тогда, согласно теореме Телледжена, сумма произведений мгновенных значений напряжений иь и токов гь, удовлетворяющих законам Кирхгофа, равна нулю:

пь1ь = 0 . Ц)

Ь=1