Підвищення надійності теплоутилізаторів димових газів сміттєспалювальних установок
Показано, що виконані розрахункові дослідження свідчать про ефективність розробленого покриття для захисту робочих поверхонь запропонованого повітрогрійного теплоутилізатора панельного типу в умовах його використання для сміттєспалювальних установок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 20.12.2023 |
| Размер файла | 442,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Підвищення надійності теплоутилізаторів димових газів сміттєспалювальних установок
Фіалко Наталія Михайлівна
доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України, завідуюча відділу Інститут технічної теплофізики НАН України
Навродська Раїса Олександрівна
кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник Інститут технічної теплофізики НАН України
Шевчук Світлана Іванівна
кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Інститут технічної теплофізики НАН України
Щепетов Віталій Володимирович
доктор технічних наук, професор, провідний науковий співробітник Інститут технічної теплофізики НАН України
Сбродова Галина Олександрівна
кандидат фізико-математичних наук, доцент, старший науковий співробітник Інститут технічної теплофізики НАН України
Анотація
Розроблено захисне покриття від корозійного та ерозійного зношування робочих поверхонь теплоутилізаторів установок спалювання побутових відходів. Запропоноване покриття формується методом металізації. За результатами досліджень теплової ефективності повітрогрійного теплоутилізатора за умов застосування цього покриття встановлено його незначний (0,5 - 1,0 %) вплив на теплові показники теплоутилізатора.
Ключові слова: повітрогрійні теплоутилізатори, захисні зносо- і корозійностійкі покриття, теплова ефективність.
Summary
IMPROVING THE RELIABILITY OF FLUE GAS HEAT RECOVERY EXCHANGERS OF WASTE INCINERATION PLANTS
Fialko Nataliia
Doctor of Technical Sciences, Professor, Corresponding Member NAS of Ukraine, Head Department Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
Navrodska Raisa Candidate of Technical Sciences, Senior Scientific Researcher, Leading Researcher Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
Shevchuk Svitlana Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
Shchepetov Vitalii
Doctor of Technical Sciences, Professor, Leading Researcher Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
Sbrodova Galyna Candidate of Physic & Mathematic Sciences, Associate Professor, Senior Researcher Institute of Engineering Thermophysics of NAS of Ukraine
A protective coating against corrosion and erosion wear of the working surfaces of heat recovery exchangers of household waste incineration plants has been developed. The proposed coating is formed by metallization method. According to the research results of the air-heating heat recovery exchangers thermal efficiency under the conditions of using this coating, its insignificant (5 - 10 %) influence on the heat recovery exchanger's thermal indicators was established.
Key words: air-heating heat recovery exchangers, protective wear and corrosion-resistant coatings, thermal efficiency.
Термічне знешкодження (спалювання) твердих побутових відходів (ТПВ) є найефективнішим способом боротьби з їхніми екологічними загрозами [1; 2]. Будівництво і безпечна експлуатація сміттєспалювальних заводів (ССЗ), а також проблема енергетичної утилізації ТПВ є практично вирішеними [3]. Проте аналіз капітальних витрат на спорудження і утримування ССЗ показує, що вони є значно більшими у порівнянні із сміттєпереробними підприємствами і полігонами. Важливим напрямом скорочення витрат на експлуатацію ССЗ є підвищення енергетичної ефективності сміттєспалювальних установок (ССУ), яке реалізується, зокрема, і шляхом застосування технологій утилізації скидної теплоти димових газів. Однією з основних вимог під час створення відповідного теплоутилізаційного устаткування (теплоутилізаторів) є стійкість його робочих поверхонь до корозійної і ерозійної дії димових газів [4]. Інтенсивність цієї дії суттєво залежить від умов експлуатації теплоутилізаторів.
Аналіз тепловологісних режимів експлуатації запропонованого в [4] повітрогрійного теплоутилізатора для ССУ показує, що у разі охолодження димових газів не нижче 100 °С не відбувається конденсації вологи з димових газів, що сприяє відверненню корозії теплообмінних поверхонь за умов виготовлення їх із звичайної вуглецевої сталі. Проте, на деяких ділянках теплообмінної поверхні на вході повітря за низьких його температур імовірна локальна конденсація вологи. Випадення вологи може мати місце і в часи пуску та зупинення роботи теплоутилізатора. Тобто, у виробничому процесі сміттєспалювальної установки виявляється дещо проблемною надійна і прогнозована робота теплоутилізатора, ушкодження якого, головним чином, пов5язані з розвитком небезпечних умов зношування поверхонь у корозійному середовищі. Отже, для підвищення надійності експлуатації такого устаткування необхідний захист його робочих поверхонь.
Одним із потужних технічних рішень покращення ефективності використання і підвищення експлуатаційної надійності теплообмінних поверхонь утилізаторів може бути використання захисних зносо- та корозійностійких покриттів. З цією метою для покращення експлуатаційних можливостей і подовження робочого ресурсу теплообмінних поверхонь утилізаторів розроблено захисні зносо- і корозійностійкі покриття, що формуються методом металізації [5J.
Технологія металізації, як відомо, має визначені переваги перед іншими методами нанесення функціональних покриттів, а саме: значний термін використання, можливість нанесення матеріалів на будь-які вироби без обмежень за формами і габаритами.
Для умов застосування повітрогрійного теплоутилізатора відхідних газів ССУ, описаного в [4], розроблено захисне покриття. Теплообмінна поверхня вказаного теплоутилізатора компонується із сталевих панелей, утворених трубами з мембранами. Рух повітря - всередині труб, а димових газів - в міжпанельному просторі. Захисне покриття наноситься на зовнішню поверхню панелей і містить такі порошкові матеріали з їхніми частками: хром (15,0-19,0)%, нікель (12,0-14,0)%, молібден (2,5-3,0)%, алюмоборосилікатна склофаза (15,0-22,0)%, решта - залізо. Таке покриття найбільш придатне для захисту сталевих поверхонь. Основні характеристики покриття:
International Scientific Journal “Internauka” https://doi.org/10.25313/2520-2057-2023-17 -щільність 8,0 г\см3;
-теплопровідність 20 Вт/(м-°С);
-твердість 200 - 250;
-межа міцності 500 - 550 МПа;
-максимальна робоча температура 600 °С;
-товщина 0,5 - 2 мм.
Виконано розрахункові дослідження щодо впливу розробленого покриття на теплові показники запропонованого в [4] повітрогрійного теплоутилізатора панельного типу. В табл. 1, 2 наведено, до прикладу, температурні показники теплоносіїв на виході з теплоутилізатора для його конкретних режимних параметрів (температури димових газів на вході trBx =300°С і коефіцієнті надлишку повітря в них a = 2,0) та у разі експлуатації ССУ за температур навколишнього середовища в діапазоні від -20 до +20 °С. На рис. 1 наведено значення теплопродуктивності теплоутилізатора для двох досліджуваних граничних значень початкової температури димових газів ('гвх = 200°С та 'гвх = 300°С).
Таблиця 1
Температура димових газів ґгвих на виході з теплоутилізатора
|
Товщина ПОКРИТТЯ 5пок, мм |
Температура димових газів /гвих при різних значеннях температури навколишнього середовища &с |
|||||
|
-20 |
-10 |
0 |
10 |
20 |
||
|
0 |
195,3 |
199,0 |
202,5 |
206,0 |
209,5 |
|
|
1,0 |
194,6 |
198,2 |
201,7 |
205,2 |
208,7 |
|
|
1,5 |
194,4 |
197,9 |
201,5 |
205,0 |
208,6 |
|
|
2,0 |
194,1 |
197,7 |
201,3 |
204,8 |
208,4 |
Температура повітря Рвих на виході з теплоутилізатора
Таблиця 2
|
Товщина покриття 5пок, мм |
Температура повітря /пвих при різних значеннях температури навколишнього середовища &с |
|||||
|
-20 |
-10 |
0 |
10 |
20 |
||
|
0 |
209,1 |
211,2 |
213,3 |
215,5 |
217,8 |
|
|
1,0 |
209,9 |
212,0 |
214,0 |
216,2 |
218,4 |
|
|
1,5 |
210,5 |
212,5 |
214,6 |
216,7 |
218,9 |
|
|
2,0 |
211,1 |
213,1 |
215,1 |
217,3 |
219,4 |
Як видно з наведених даних, наявність покриття дещо (на 0,5 - 1,0 %) впливає на значення вихідних температур досліджуваних теплоносіїв (ввих та ^вих) та теплопродуктивності теплоутилізатора QyT.
Незначний вплив запропонованого покриття на теплові показники теплоутилізатора пояснюється тим, що це покриття має достатньо високу теплопровідність (20 Вт\(м-К)) та наноситься на розвинену теплообмінну поверхню з боку димових газів, де теплообмін є ефективнішим, ніж з боку нагріваного повітря.
Рис. 1. Залежність від температури навколишнього середовища ґнс теплопродуктивності теплоутилізатора QyT при коефіцієнті надлишку повітря а = 2,0 за різних температур димових газів на вході trBx та товщин покриття 5п©–к: 1 - 5п©–к = 2,0 мм; 2 - 1,5; 3 - 1,0; 4 - 0; а) tl = 300 °С; б) tl = 200 0С.
надійність теплоутилізатор сміттєспалювальна установка
Отже, виконані розрахункові дослідження свідчать про ефективність розробленого покриття для захисту робочих поверхонь запропонованого повітрогрійного теплоутилізатора панельного типу в умовах його використання для сміттєспалювальних установок.
Література
1. Козій О. І., Петрук М. П., Витринкуш Н. М. Знешкодження і використання твердих продуктів сміттєспалювання. Комунальне
International Scientific Journal “Internauka” https://doi.org/10.25313/2520-2057-2023-17 господарство міст. Серія: Технічні науки та архітектура. 2018. № 144. С. 51-56.
2. Крот О. П. Моделювання та оптимізація процесів термічного знешкодження побутових і промислових відходів у теплогенеруючих установках: дис. ... д-ра тех. наук: 05.23.03. Харків : Харківський нац. універ. буд. та архіт., 2019. 329 с.
3. Фоменко О. О., Маслова В. С. Аналіз технологій переробки твердих побутових відходів. Науковий вісник будівництва. 2016. №3. С. 267-270.
4. Фіалко Н. М., Навродська Р. О., Шевчук С. І., Гнєдаш Г. О. Утилізація
теплоти димових газів установок спалювання побутових відходів. Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". 2023. №15.
doi: https://doi.org/10.25313/2520-2057-2023-15-9282.
Кучеренко Ю. С., Матвійчук В. А. Основні технології та способи нанесення покриттів газотермічним напиленням. Вісник Хмельницького національного університету. 2021. № 6(303). С. 240¬242. doi: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2021-303-6-240-242
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Маршрутна схема поетапної механічної обробки поверхонь деталі. Розрахункові уточнення та послідовність обробки і технологічні допуски, використання типових планів обробки поверхонь. Технологічний процес за принципом концентрації та точність обробки.
практическая работа [200,2 K], добавлен 17.07.2011Монтаж холодильных установок: оборудования со встроенными герметическими машинами, малых установок с вынесенными агрегатами, установок средней и большой производительности. Техника безопасной работы при обслуживании и эксплуатации холодильных установок.
курсовая работа [228,7 K], добавлен 05.11.2009Класифікація фасонних поверхонь та методів їх обробки. Обробка фасонних поверхонь обертання. Гідрокопіювальні верстати та особливості їх практичного використання на сучасному етапі. Підвищення продуктивності та точності обточування фасонних поверхонь.
контрольная работа [388,5 K], добавлен 28.08.2011Конструктивні характеристики котельного агрегату. Кількість повітря необхідного для горіння палива, склад димових газів та їх ентальпія. Тепловий баланс котельного агрегату і витрати палива. Тепловий розрахунок топки та конвективних поверхонь нагріву.
курсовая работа [658,9 K], добавлен 18.04.2013- Характеристика і вибір вибійних двигунів та установок для проведення капітального ремонту свердловин
Методи підвищення продуктивності пластів, способи ізоляції і обмеження притоків пластових вод у свердловини. Аналіз конструкцій мобільних бурових установок для підземного ремонту свердловин. Експлуатаційна характеристика гвинтового вибійного двигуна.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 15.09.2013 Область применения холодильных установок. Обслуживание оборудования, холодильно-компрессорных машин и установок в соответствии с техническими чертежами и документацией. Требования к индивидуальным особенностям специалиста и профессиональной подготовке.
презентация [2,7 M], добавлен 10.01.2012Роль захисту деталей і металоконструкцій від корозії та зносу, підвищення довговічності машин та механізмів. Аналіз конструкції та умов роботи виробу, вибір методу, способу і обладнання для напилення, оптимізація технологічних параметрів покриття.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.02.2010Визначення типу ремонтного виробництва. Технологічний процес відновлення вала, розробка плану операцій. Переваги та недоліки основних методів нанесення покриття напиленням. Схема живильника шнекового типу. Плазмотрон, класифікація основних видів.
курсовая работа [303,1 K], добавлен 23.01.2012Характеристика об'єкта реконструкції. Побудова температурної діаграми процесу. Техніко-економічні показники роботи рекуперативного нагрівального колодязя з опаленням із центру поду. Розрахунок собівартості нагріву металу в термічній камерній печі.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.06.2014Основні напрямки модернізації вентиляційної системи механічного цеху. Розрахунок циклограми робочих органів, вибір елементів контролю та регулювання силового обладнання та захисту на базі ПК з використанням електронної бази даних, аналіз надійності.
курсовая работа [726,5 K], добавлен 09.05.2011Аналіз умов роботи валу рециркуляційного димотягу. Вибір газів для плазмового напилення. Попередня механічна обробка. Розробка конструкції та розрахунок товщини покриття. Технологія відновлення великогабаритних валів рециркуляційних вентиляторів ТЕС.
курсовая работа [955,6 K], добавлен 23.12.2014Класифікація, конструкція і принцип роботи сепараційних установок. Визначення кількості газу та його компонентного складу в процесах сепарації. Розрахунок сепараторів на пропускну здатність рідини. Напрями підвищення ефективності сепарації газу від нафти.
контрольная работа [99,9 K], добавлен 28.07.2013Хронология развития отечественных буровых установок. Классификация выпускаемого оборудования для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения по новому стандарту. Уход за бетоном. Устройство свайных фундаментов. Способы сборки вышек башенного типа.
книга [11,2 M], добавлен 19.11.2013Обоснование необходимости очистки сточных вод от остаточных нефтепродуктов и механических примесей. Три типоразмера автоматизированных блочных установок для очистки. Качество обработки воды флотационным методом. Схема очистки вод на УПН "Черновское".
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.04.2015Схемы, циклы и основные технико-экономические характеристики приводных и энергетических газотурбинных установок. Расчет зависимости КПД ГТУ от степени повышения давления при различных значениях начальных температур воздуха и газа турбинных установок.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 25.12.2013Характеристика оборудования для добычи и замера дебита нефти, газа, воды и капитального ремонта скважин. Конструкции установок штангового глубинного насоса. Схема и принцип работы автоматических групповых замерных установок. Дожимная насосная станция.
реферат [852,0 K], добавлен 11.11.2015Моделирование системы автоматического регулирования давления пара в пароводяном барабане судовых паротурбинных установок с пропорциональным гидравлическим регулятором. Построение диаграммы переходных процессов в зависимости от параметров регулятора.
курсовая работа [864,4 K], добавлен 12.03.2011Режимы работы и типы вентиляционных установок. Выбор типа, мощности их электропривода, регулирование подачи. Преимущества и недостатки приточной вентиляции с естественной тягой. Механическая характеристика вентилятора. Методика расчета напора вентилятора.
презентация [2,1 M], добавлен 08.10.2013Выбор типа и мощности водоснабжающей установки. Определение полезного объема водонапорного бака. Изучение режима работы привода. Расчет расхода воды при максимальной частоте включений двигателя. Автоматизация насосных установок для откачки дренажных вод.
презентация [2,5 M], добавлен 08.10.2013Расчет современных пусковых и защитных аппаратов производственных установок хозяйства. Выбор тепловых реле, магнитных пускателей, автоматических выключателей и проводниково-кабельной продукции. Составление расчетной схемы силового электрооборудования.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 11.07.2014
