Зменшення втрат тепла з поверхні водогрійних котлів в навколишнє середовище під час їх експлуатації.
Автор: Березовий Ярослав Богданович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Березовий Я.Б., Кравець Т.Ю. (керівник). Зменшення втрат тепла з поверхні водогрійних котлів в навколишнє середовище під час їх експлуатації. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2023. Розширена анотація. На сьогоднішній день в системі Мінпаливенерго України в експлуатації знаходиться близько 1000 водогрійних котлів великої теплової продуктивності понад 100 Гкал/год. Крім того, є велика кількість котлів типу ПТВМ і КВГМ тепловою продуктивністю від 30 Гкал/год до 50 Гкал/год. Через специфіку використання вони експлуатуються не більше 3 - 5 тис. год в рік [1, 2]. Протягом року, особливо у літній період, частина цих котлів перебуває у резерві, а інші працюють у піковому режимі з періодичним простоюванням. У зв’язку з цим виникає проблема ефективності зберігання водогрійних котлів у резерві, що пов’язано із захистом від корозії зовнішніх і внутрішніх поверхонь нагрівання і з відповідними втратами тепла. Вирішення цієї проблеми вимагає урахування конструктивних особливостей і режимів експлуатації водогрійних котлів. В Україні склався важкий стан з придбанням, модернізацією і ремонтом вищевказаних типів котлів. В цей же час будівництво нових теплоелектроцентралей, виробничо-опалювальних і районних опалювальних котелень вимагає тривалого часу і великих капітальних вкладень. Тому дуже важливо підвищити ефективність вироблення тепла реконструкцією і модернізацією установлених котлів. Найбільш економічна модернізація шляхом переведення парових котлів з природною циркуляцією на прямотечійний водогрійний режим роботи. У теперішній час велика частина виробничих котелень, в тому числі і опалювальних, обладнані паровими котлами, і теплопостачання здійснюється через бойлерні установки. Модернізація цих котлів значно підвищить економічність установки в цілому. Відпаде потреба в дорогій бойлерній установці, а також живильних помпах, знизяться затрати електроенергії на власні потреби, оскільки вимоги до мережевої води нижчі, ніж до живильної, значно спроститься схема хімічної водопідготовки. Найбільш доцільно і економічно вигідно проводити реконструкцію котлів для роботи у водогрійному режимі в котельних, де не потрібна пара для технологічних потреб, а використовується гаряча мережева вода [3, 4]. Об’єкт дослідження – процеси теплообміну поверхні водогрійних котлів з навколишнім середовищем під час їх експлуатації (КВГМ-4, КВГМ-6,5, КВГМ-10, КВГМ-50, КВГ-4, ТВГ-8М тощо). Предмет дослідження – закономірності та параметри втрат тепла з поверхні водогрійних котлів в навколишнє середовище, які впливають на енергоефективність їх роботи. Метою дослідження є аналіз втрат тепла в навколишнє середовище водогрійними котлами різних типів та потужностей під час їх експлуатації. У першому розділі проведено аналіз літературних джерел та встановлено, що водогрійні котли потребують майбутнього вдосконалення з економічності роботи та екологічно безпечної експлуатації. Здійснено аналіз конструкцій водогрійних котлів та їх теплові втрати з поверхні каркасу та встановлено те, що втрати тепла в навколишнє середовище водогрійними котлами є значними і їх необхідно зменшувати. У другому розділі наведено аналітичні дослідження визначення втрат тепла з поверхні водогрійних котлів у навколишнє середовище. Розроблена математична модель процесу теплопередачі через теплоізоляційні поверхні водогрійного котла в навколишнє середовище. Представлено методики та результати розрахунків з визначення дійсної втрати тепла в залежності від реальної величини теплового потоку. У третьому розділі представлено результати експериментальних досліджень визначення втрат тепла з каркасів водогрійних котлів у навколишнє середовище. Виконано аналіз реального стану теплозахисного огородження водогрійних котлів. Проведені в розділі економіки розрахунки підтвердили, що із впровадженням реконструкції водогрійних котлів суттєво зменшується вартість річної витрати палива із річним економічним ефектом. У розділі «Автоматизація» розглянуто об’єм технологічних вимірів, сигналізації, автоматичного регулювання, а також захистів і блокувань котла типу Е-50-22ГМ. Наведено опис контурів схеми автоматизації вказаного котла та представлено специфікацію приладів та засобів для її здійснення [5]. Ключові слова: теплоелектроцентраль, котельня, водогрійний котел, втрати тепла в навколишнє середовище, реконструкція. Перелік використаних літературних джерел: 1. Омеляновський П., Мисак Й. Теплова енергетика - нові виклики часу. Львів. НВФ «Українські технології».2009р.- 660 с. 2. Марчак І., Мисак Й. Визначення втрат тепла в навколишнє середовище водогрійними котлами // Вісник Національного університету “Львівська політехніка”. Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація. –2002. -№452. –С.178-181. 3. Марчак І.І., Голишев Л.В., Мисак Й.С. (2000). Результати досліджень з визначення втрат тепла в навколишнє середовище водогрійними котлами. Москва. 4. Марчак І.І., Голишев Л.В., Мисак Й.С. (2000). Метод контролю втрати тепла технологічним устаткуванням котельні // Енергетика і Електрификация. №5. 5. Витальев В.П., Фаліков В.С. (1997) Прилади і засоби автоматизації,- Москва: Стройіздат, - 174с.