WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Численные исследования аэродинамики дымовых труб с целью обеспечения достоверного контроля вредных выбросов тэс в атмосферу

На правах рукописи

Новожилова Людмила Леонидовна

ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ ДЫМОВЫХ ТРУБ С ЦЕЛЬЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНОГО КОНТРОЛЯ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ТЭС В АТМОСФЕРУ

Специальность 05.14.14 – Тепловые и электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2009

Работа выполнена в Московском энергетическом институте (техническом университете) на кафедре Парогенераторостроения

Научный руководитель: - доктор технический наук, профессор

Росляков Павел Васильевич

Официальные оппоненты: - доктор технический наук, профессор

Тумановский Анатолий Григорьевич

- кандидат технический наук, доцент

Прохоров Вадим Борисович

Ведущая организация: ОАО "ЭНИН им. Г.М. Кржижановского"

Защита состоится «___» _______________2009 года, в __ час. __мин. в МАЗе на заседании диссертационного совета Д 212.157.07 при Московском энергетическом институте (техническом университете) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзыв на реферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «___» ______________2009.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 212.157.07

к.т.н. профессор Лавыгин В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи с вводом современных, более жестких нормативов на вредные выбросы ТЭС в атмосферу в последние годы в разных странах все большее внимание уделяется контролю загрязнения атмосферного воздуха. При организации инструментальных измерений уровня выбросов вредных веществ в атмосферу на ТЭС от нескольких котельных установок, наиболее рациональным является размещение систем непрерывного мониторинга непосредственно на дымовой трубе. При этом для обеспечения достоверных результатов по массовым выбросам вредных веществ необходимо иметь в сечении контроля равномерное распределение полей скоростей и концентраций. Поскольку процесс перемешивания турбулентных потоков в дымовых трубах является не вполне изученной областью, принято считать, что выравнивание характеристик потока по сечению происходит на расстоянии не менее 6-8 диаметров газохода от места последнего возмущения. Данным утверждением руководствуются при установке измерительных систем, что, как показали исследования, не всегда обосновано. В настоящее время уровень развития вычислительной техники позволяет моделировать процессы различной степени сложности, в частности ответить на вопросы, связанные с особенностями аэродинамики сложных закрученных потоков в стволах дымовых труб ТЭС. Поскольку установить закономерности течения газов в стволе дымовой трубы экспериментально не представляется возможным, в данной работе основное внимание уделяется численному моделированию.

Цель работы. Проведение расчетно-теоретических исследований аэродинамики дымовых труб и разработка практических рекомендаций по организации достоверного непрерывного инструментального контроля вредных выбросов ТЭС в атмосферу.

Научная новизна полученных автором результатов заключается в следующем:

  • разработана компьютерная модель для исследования процессов смешения газовых потоков в дымовых трубах;
  • установлены основные закономерности взаимодействия и развития закрученных газовых потоков в стволе дымовых труб;
  • впервые определено влияние режимных и конструктивных факторов на развитие аэродинамической картины течения газов;
  • определены условия для выравнивания полей скоростей и концентраций в стволах дымовых труб ТЭС.

Достоверность и обоснованность результатов и выводов работы обеспечивается применением современных средств численного исследования на базе апробированных математических моделей, широко используемых в задачах вычислительной гидродинамики. Полученные результаты являются теоретически обоснованными.

Практическая значимость работы.

1. Результаты численных экспериментов позволили сформировать преставление об общих закономерностях и особенностях течения газов в дымовых трубах.

2. Проведено исследование влияния конструктивных и режимных факторов на условия перемешивания газовых потоков.

3. Разработаны практические рекомендаций по установке систем мониторинга на дымовых трубах.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на XII-XIV Международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиотехника, электротехника и энергетика» (МЭИ, Москва, 2006 - 2008 г.), научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» (МЭИ, Москва, 2006 г.), научной конференции «Инженерные системы – 2007» (МФТИ, Москва, 2007), третьей международной конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (МЭИ, Москва, 2008 г.), научных семинарах кафедры парогенераторостроения МЭИ (Москва, 2008, 2009 г.г.)

Личное участие автора в получении результатов заключается в разработке математической модели и проведении численных экспериментов по исследованию аэродинамики дымовых труб различных конструкций, анализе результатов и разработке практических рекомендации по установке измерительных систем для контроля вредных выбросов на дымовых трубах ТЭС.

Публикации по работе. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы. Основной материл изложен на 181 странице машинописного текста, включает 56 рисунков, 6 таблиц и 28 формул. Список литературы включает 66 наименований.

На защиту выносятся следующие результаты выполненной работы.

  1. Разработка математической модели течения дымовых газов в стволе дымовой трубы.
  2. Результаты численных экспериментов аэродинамики дымовых газов в стволах дымовых труб в зависимости от режимных и конструктивных условий, их анализ и обобщение.
  3. Рекомендации по установке измерительных систем на дымовых трубах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен обзор работ по разработке систем непрерывного мониторинга вредных выбросов ТЭС в атмосферу и постановка задачи исследования. Подчеркивается важная роль инструментального контроля массовых выбросов в решении экологических проблем. Кроме того, в условиях современных требований наиболее оправданным признается использование систем непрерывного мониторинга выбросов (СНМВ). Вместе с тем, внедрение СНМВ требует решения ряда проблем, таких как обеспечение достоверности измерений, во многом связанной с выбором контрольного сечения. Для измерения суммарных выбросов ТЭС системы контроля, как правило, устанавливают на дымовых трубах. При этом, в соответствии с действующими правилами, в сечении ствола, где организуется мониторинг, поля скоростей и концентраций должны иметь определенное выравнивание. Таким образом, в связи с необходимостью решения вопросов установки систем мониторинга, были проведены численные исследования аэродинамики дымовых труб ТЭС при помощи ПК Flow Vision.

Во второй главе дается описание математической модели, исходных данных и критериев оценки сечений с точки зрения выравнивания полей скоростей и концентраций. В качестве оптимальной математической модели была выбрана Модель Incompressible Fluid (Несжимаемая жидкость) предназначенная для моделирования течения газа (жидкости) при больших (турбулентных) числах Рейнольдса и малых изменения плотности.

Исследования аэродинамики продуктов сгорания проводились в объеме дымовых труб, заключенном между входными коробами и устьем. Компьютерные модели предварительно создавались с использова­нием программного пакета SolidWorks и затем импортировались в FlowVi­sion. Объемные расходы продуктов сгорания определялись из расчета, что скорость продуктов сгорания в устье на номинальной нагрузке равна 30 м/с. Число Re в зависимости от скоростей на входе и конструкции трубы составляло 106-107, автомодельность течения. Температура уходящих газов принималась равной 130°С. Для учета в математической модели изменения статического давления по высоте дымовой трубы, задавалась величина ускорения свободного падения и направление вектора. В расчетах были приняты следующие допущения: равномерное распределение скоростей на входе в дымовые трубы; неизменное атмосферное давление и постоянная температура газов по высоте трубы.

Конструктивные особенности исследованных в работе дымовых труб приведены на рис. 1. Типовая дымовая труба №1 высотой 230 м имеет конический ствол с 2-х сторонним подводом газо­ходов. В цокольной части трубы располо­жены наклонные пандусы и разделительная перегородка под углом 45о к оси подводящих коробов. Труба №2 Глазовской ТЭЦ имеет ствол с переменной конусностью от 0,04 до 0,015 и консольными выступами для крепления футеровки. Подводящие короба расположены на разной высоте перпендикулярно друг другу. Труба №3 Глазовской ТЭЦ имеет ступенчатый ствол с конусностью 0,025 и встречным расположением входных газоходов.

а) б) в)

Рис. 1. Варианты исследуемых дымовых труб: а) труба №1; б) труба №2; в) труба №3

В качестве средства иллюстрации расчетных данных были использованы функции визуализации, которые имеются в постпроцессоре ПК. Для описания характера течения среды был выбран слой «вектора» (рис. 2 а), а для полей скоростей и концентраций, как в абсолютных величинах (рис. 2 б), так и в процентных отклонениях от средних значений (рис. 2 в) использовался слой «заливка». Поскольку в численных экспериментах требовалось определить степень перемешивания газовых потоков по высоте ствола, в математической модели было принято, что с разных сторон дымовой трубы подводятся различные вещества: "0" и "1". Термодинамические свойства обоих веществ (в обоих случаях дымовые газы) одинаковы, и соответствуют среднему составу продуктов сгорания. Средняя концентрация Сср зависит от расходов и с учетом обозначений веществ ("0" и "1") определятся по выражению:

Сср = (0Q1 + 1Q2)/(Q1 + Q2 ) = (Q2)/(Q1 + Q2), (1)

где Q1,Q2 – объемные расходы дымовых газов соответственно через каналы №1, 2 (м3/с).

Значения аксиальных скоростей, м/с Величина отклонения локальных концентраций от среднего значения
а) б) в)

Рис. 2. Поля скоростей и концентраций по высоте дымовой трубы: а) векторный вид полей скоростей в продольном сечении трубы №2; б) распределение полей скоростей в абсолютных значениях в продольном сечении трубы №1; в) распределение полей концентраций в виде процентных отклонений от среднего значения в продольном сечении трубы №1

Учитывая Технические требования к автоматизированной системе контроля выбросов ТЭС, в сечении, где организуется мониторинг вредных выбросов отклонения локальных значений скоростей и концентраций не должны превышать ±10% от их среднеинтегральных величин. В исследованиях рассматривались варианты, как с максимальными значениями расходов, так и с пониженными при симметричной и несимметричной подаче (табл. 1).

Таблица 1

Варианты численных экспериментов для трубы №1

Вариант 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12
Высота раздели­тельной перего­родки 12,7 15 20 0
Величина шероховатости, мм 5 0
Консольные выступы + -
Отношение объемных расходов газов в каналах к расходам на номинальной нагрузке, % Канал №1 50 50 50 75 50 25 32,5 50 25 50 50 50
Канал №2 50 50 50 25 25 25 17,5 0 0 50 50 50

Содержание третьей главы посвящено описанию общих закономерностей течения в трубе №1 с равномерной подачей газов, а также сравнению распределения полей скоростей и концентраций в сечениях гладкого ствола с заданной шероховатостью и консольными выступами. Среди общих закономерностей течения среды в трубе для вариантов с симметричным подводом газов стоит отметить наличие зон обратных токов (рис. 3, а) в продольном сечении и трехвихревой структуры потока (рис. 3, б), которая затем по высоте трубы переходит в одновихревую (рис. 3, в) в поперечных сечениях.

а) б) в)

Рис. 3. Поля векторов скоро­стей при симметричном максимальном подводе дымовых газов (вариант 1.3): а) в продольном сечении нижней части дымовой трубы; б), в) в поперечных сечениях дымовой трубы на расстояниях 3,3 DЭКВ и 21 DЭКВ от верхней кромки разделительной перегородки

Было показано, что состояние поверхности ствола не оказывает существенного влияния на выравнивание полей аксиальных скоростей. При этом в вариантах с заданной шероховатостью и консольными выступами наблюдается пограничный слой с пониженными значениями аксиальных скоростей (рис. 4 а, б).

Отклонения локальных аксиальных скоростей от среднеинтегральной величины
а) б)

Рис. 4. Поля аксиальных скоро­стей при в поперечных сечениях ствола трубы на высоте 26 DЭКВ от верхней кромки разделительной перегородки для вариантов: а) № 1.2, с шероховатость 5 мм и б) №1.1, консольными выступами

Вместе с тем, следует отметить, что при данных условиях выравнивание полей концентраций не происходит ни в одном из сечений ствола по твысоте дымовой трубы (рис. 5). Наихудшее перемешивание наблюдается в варианте 1.3 (рис. 5, в). Не смотря на то, что неровности ствола (шероховатость и выступы) создают разность скоростей в поперечных сечениях, способствуя лучшему перемешиванию, по периферии поперечных сечений остаются большие зоны, в пределах которых потоки слабо перемешаны. Наилучшее выравнивание наблюдается в варианте 1.6, где на расстоянии 13 DЭКВ достигается удовлетворительное перемешивание благодаря взаимодействию потоков с меньшими объемами (рис. 5, г).

Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
а) б) в) г)

Рис. 5. Поля концентраций при симметричных расходах дымовых газов в поперечных сечениях ствола трубы на расстоянии 13 DЭКВ от кромки разделительной перегородки: а) вар. №1.1; б) вар. №1.2; в) вар. №1.3; г) вар. №1.6

Необходимо отметить, что во всех вариантах при анализе распределения полей концентраций рассматривался случай, при котором к трубе подводились дымовые газы, значительно отличающиеся по составу (вещества «0» и «1» с максимальным отклонением от средней концентрации 100%). На самом деле котлы одной станции как правило работают на топливах близких по составу. Так, например, если содержание вредного компонента в подводящих коробах 300 мг/м3 и 500 мг/м3 (в модели - 0,3 и 0,5), то максимальное отклонение от среднего ±25%.

Н, (DЭКВ)* 26 14 9 Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
а) б) в)

* - расстояние от верхней кромки разделительной перегородки (в эквивалентных диаметрах)

Рис.6. Поля концентраций в поперечных сечениях для варианта 1.3 при максимальных отклонениях концентраций в каналах: а) 43%; б) 20%; в) 12,5%

В ходе расчетов было получено, что при начальной неравномерности свыше 20% для варианта 1.3. полного выравнивания не достигается ни в одном сечении (рис. 6 а). При максимальном отклонении концентрации 20% от средней величины, на высоте от 14 DЭКВ поперечные сечения за исключением небольших участков по краям на имеют необходимое перемешивание (рис. 6 б), при меньших отклонениях (12,5 %) полное перемешивание достигается на расстоянии 9 DЭКВ (рис. 6 в).

В четвертой главе проводилось исследование влияние конструкции и несимметричности расходов на картины течения и выравнивание полей скоростей и концентраций по высоте дымовой трубы.

При изучении влияния высоты разделительной перегородки (hПЕР) на аэродинамику дымовых газов в трубе №1, в дополнение к вариантам, где высота принималась типовой (hПЕР=12,7 м), были проведены расчеты для высоты 15 м (вариант 1.10) и 20 м (вариант 1.11), а также при отсутствии перегородки (вариант 1.12). Было получено, что увеличение высоты разделительной перегородки отрицательно сказывается на процессе выравнивания полей аксиальных скоростей, т.к. в этом случае взаимодействие потоков наступает позже (рис. 7 а, б). В отсутствии разделительной перегородки между потоками (вариант 1.12) напротив, потоки взаимодействуют сразу на входе в трубу и выравнивание полей аксиальных скоростей обеспечивается уже на расстоянии 8 DЭКВ от подводящих коробов.


Отклонения локальных аксиальных скоростей от среднеинтегральной величины
а) б) в)

Рис. 7. Поля аксиальных скоростей в поперечных сечениях на расстоянии 8DЭКВ от кромки разделительной перегородки для вариантов с максимальными симметричными расходами при: а) hПЕР=15 м (вариант 1.10); б) hПЕР=20 м (вариант 1.11); в) hПЕР=0 (вариант 1.12)

Выравнивание полей концентраций также ухудшается с увеличением высоты разделительной перегородки (рис. 8 а-в). В отсутствии перегородки обеспечивается лучшее перемешивание (рис. 8 г). Тем не менее, окончательного выравнивания полей концентраций не наблюдается по всей высоте дымовой трубы.

Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
а) б) в) г)

Рис. 8. Поля концентраций в поперечных сечениях на расстоянии 26DЭКВ от кромки разделительной перегородки для вариантов с максимальными симметричными расходами газов в зависимости от высоты разделительной перегородки: а) hПЕР=12,7 м (вариант 1.13); б) hПЕР=15 м (вариант 1.10); в) hПЕР=20 м (вариант 1.11); г) hПЕР=0 (вариант 1.12)

Далее проводилось исследование влияния несимметричной подачи газов в дымовую трубу и пониженных расходов продуктов сгорания в подводящих каналах на выравнивание полей скоростей и концентраций. На рис. 9 для удобства сравнения полей концентраций при неравномерной подаче (варианты 1.4, 1.5, 1.7), представлен уже рассмотренный в третьей главе случай с максимальным расходом при симметричном подводе к коробам (вар. 1.3).

Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
Вар. 1.3 (50+50)* Вар. 1.4 (75+25)* Вар. 1.5 (50+25)* Вар. 1.7 (32,5+17,5)*

* - величина расходов газов в подводящих коробах в % от максимального суммарного расхода

Рис. 9. Поля концентраций в поперечных сечениях при максимальном суммарном расходе и симметричной подаче (вариант 1.3) и вариантах с несимметричной подачей на расстоянии 26 DЭКВ (вариант 1.4, 1.5, 1.7)

Результаты показали, что неравномерный подвод продуктов сгорания способствует лучшему перемешиванию потоков (рис. 9.). Тем не менее, даже при самых благоприятных условиях (вариант 1.5, расходы в каналах 1 и 2 - 50 и 25 %) необходимого перемешивания не обеспечивается.

На рис. 10 представлены поля аксиальных скоростей для вариантов с несимметричной подачей (1.4, 5, 7, 8), а также для варианта 1.3. с максимальным расходом при равномерном распределении газов по каналам.

Отклонения локальных аксиальных скоростей от среднеинтегрального значения
H, (DЭКВ)* Вариант 1.3 (50+50)** Вариант 1.4 (75+25)** Вариант 1.5 (50+25)** Вариант 1.7 (32,5+17,5)** Вариант 1.8 (50+0)**
8
10,5
13
15,3
20,2

Рис. 10. Поля аксиальных скоростей в поперечных сечениях при максимальном суммарном расходе и симметричной подаче (вариант 1.3) и вариантах с несимметричной подачей (вариант 1.4, 1.5, 1.7, 1.8)

* - расстояние от верхней кромки разделительной перегородки (в эквивалентных диаметрах)

** - величина расходов газов в подводящих коробах в % от максимального суммарного расхода

Как следует из расчетов, неравномерный подвод газов в дымовую трубу оказывает отрицательное влияние на выравнивание профиля аксиальных скоростей. Было также отмечено, что чем больше соотношение расходов в каналах и ниже суммарный расход дымовых газов, тем медленнее идет процесс выравнивания полей скоростей по высоте ствола.

На следующем этапе проводились исследования влияния конструктивных особенностей на распределение полей скоростей и концентраций. При этом в компьютерных моделях использовались конфигурации труб №2 и №3, которые установлены на ТЭЦ ЧМЗ (г. Глазов). Поскольку в представленных конструкциях не предусмотрена разделительная перегородка, место расположения рассматриваемых поперечных сечений считается от верхней кромки коробов.

На рис. 11 показано распределение полей аксиальных скоростей в поперечных сечениях ствола на различной высоте трубы №2 (вариант 2). Как следует из результатов, ни в одном из поперечных сечений не формируется равномерный профиль аксиальных скоростей. В данном случае сказывается влияние консольных выступов, соизмеримых с проходным сечением конического ствола.

Отклонения локальных значений аксиальных скоростей от среднеинтегрального значения
а) б) в)

Рис. 11 Поля аксиальных скоростей в поперечных сечениях для варианта 2 на расстояниях от верхней кромки второго короба: а)11,6DЭКВ ;б)14DЭКВ; в)16,6DЭКВ

На рис.12 представлены результаты по распределению полей концентраций в сечениях дымовой трубы №2 (вариант 2). Не смотря на интенсивное перемешивание потоков в нижней части ствола (рис. 12, а-в), среда не успевает полностью перемешаться и отклонение концентраций от среднеинтегрального значения в сечениях вблизи устья достигает 20 % (рис. 12, г-е).

Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
а) б) в) г) д) е)

Рис. 12. Поля концентраций в поперечных сечениях для варианта 2 на расстояниях от верхней кромки верхнего короба: а) 1,6 DЭКВ; б) 3,3 DЭКВ; в) 5 DЭКВ; г) 6,6 DЭКВ; д) 13,3 DЭКВ; е) 16,6 DЭКВ

Таким образом, численные эксперименты, проведенные на компьютерной модели дымовой трубы №2, показали, что рассредоточенный по высоте ствола трубы подвод дымовых газов не обеспечивает требуемого перемешивания потоков по высоте всего ствола, а консольные выступы не способствуют выравниванию полей аксиальных скоростей.

Для дымовой трубы №3 рассматривалось два варианта с симметричной и несимметричной подачей 3.1 и 3.2. На рис. 13 представлены результаты распределения полей концентраций в поперечных сечениях ствола. При подводе к трубе потоков имеющих равные импульсы (см. вар. 3.1) необходимого перемешивания не происходит (рис. 13 а, б), в отличие от варианта 3.2, где полное выравнивание наблюдается в сечениях расположенных на высоте 12,5 DЭКВ и выше (рис. 13 г, д).

Отклонения локальных концентраций от среднеинтегральной величины по сечению
а) б) г) д)

Рис. 13. Поля концентраций в поперечных сечениях на расстояниях от верхней кромки коробов: а) 1 DЭКВ (вариант 3.1); б) 21 DЭКВ (вариант 3.1); в) 1 DЭКВ (вариант 3.2); г) 12,5 DЭКВ (вариант 3.2)

Расчеты показали, что распределение полей аксиальных скоростей для данной конструкции в меньшей степени зависит от распределения газов по каналам, чем распределение полей концентраций (рис. 14.). Так, в районе консольных выступов была получена идентичная картина распределения аксиальных скоростей (рис. 14 а). В то же время, для варианта 3.1 с симметричной подачей выравнивание профиля скоростей наблюдалось несколько раньше, чем для варианта 3.2 (рис. 14 б, в).

Отклонения локальных значений аксиальных скоростей от среднеинтегрального значения
а) б) в)

Рис. 14. Поля аксиальных скоростей в поперечных сечениях на расстояниях от верхней кромки коробов: а) 6,7 DЭКВ (вариант 3.1); б) 15,3 DЭКВ (варианты 3.1 и 3.2); в) 9,6 DЭКВ (вариант 3.2)

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

  1. Проведено численное моделирование и исследование процессов перемешивания потоков продуктов сгорания, подводимых в дымовую трубу, с целью разработки практических рекомендаций по организации достоверного непрерывного инструментального контроля вредных выбросов ТЭС в атмосферу. Выявлены особенности аэродинамических течений в стволе дымовой трубы, определяющие процессы перемешивания потоков и выравнивания их аксиальных скоростей в поперечных сечениях по высоте дымовой трубы. Показано, что закрученные течения в дымовых трубах, как правило, не обеспечивают требуемого качества перемешивания на расстоянии 6–8 эквивалентных диаметров от места последнего возмущения, что входит в противоречие с общепринятыми представлениями.
  2. Показано, что для типовых дымовых труб с разделительной перегородкой и симметричным подводом дымовых газов неравномерность ввода продуктов сгорания в ствол дымовой трубы и высокие скорости газов способствуют более быстрому перемешиванию газовых потоков и выравниванию концентрационных полей в поперечных сечениях трубы. Наихудшие условия для выравнивания концентрационных полей по высоте дымовой трубы имеют место при одинаковых расходах подводимых газов по сторонам трубы независимо от их величины.
  3. В отличие от концентрационных полей симметричный по расходу подвод продуктов сгорания в дымовую трубу благоприятно влияет на выравнивание полей аксиальных скоростей. Наилучшие условия для выравнивания скоростных полей имеют место при максимальных расходах дымовых газов.
  4. Увеличение шероховатости отводящего ствола дымовой трубы и использование труб с консольными выступами за счет увеличения ширины пограничного слоя в целом благоприятно сказываются на перемешивании потоков. При этом, однако, не было отмечено их существенного влияния на выравнивание поля аксиальных скоростей и на принципиальную картину течения внутри трубы.
  5. Увеличение высоты разделительной перегородки сверх рекомендуемых значений негативно сказывается на интенсивности выравнивания полей аксиальных скоростей. Отсутствие разделительной перегородки способствует лучшему перемешиванию потоков, но существенно увеличивает аэродинамическое сопротивление дымовой трубы.
  6. При значительной разнице концентраций примесей в смешивающихся потоках, как правило, требуемое качество их перемешивания не достигается по всей высоте отводящего ствола, что делает нецелесообразным установку систем инструментального контроля на дымовых трубах. Однако, если начальное содержание примесей в потоках отличается от средней величины не более чем на 20 %, требуемое качество смешения потоков и выравнивание скоростных полей безусловно обеспечиваются на расстоянии 14 DЭКВ от разделительной перегородки вне зависимости от конструктивных и режимных факторов.
  7. Результаты численных экспериментов показали, что при подводе топлив близких по составу, для обеспечения требуемой достоверности контроля массовых выбросов вредных веществ измерительные системы на дымовой трубе должны быть установлены на расстоянии не менее 14 эквивалентных диаметров от верхней кромки разделительной перегородки. При этом следует использовать измерительные системы, позволяющие получить осредненные значения по диаметру дымовой трубы (ультразвуковые измерители скорости, оптоэлектронные газоанализаторы с установкой передатчика и приемника на противоположных сторонах газохода). В остальных случаях контроль вредных выбросов следует осуществлять в газоходах каждого отдельного котла
  8. Исследования показали, что в случае дымовых труб с нестандартными (нетиповыми) условиями подвода дымовых газов возможность установки измерительных систем на них должна предварительно оцениваться с помощью расчетов для конкретных конструктивных и режимных условий.

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих работах:

  1. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. и др. Исследование полей скоростей и концентраций продуктов сгорания в дымовой трубе ТЭС// Теплоэнергетика, 2006, № 5 с. 17-25.
  2. Росляков П.В., Егорова Л.Е., Новожилова Л.Л. Организация мониторинга вредных выбросов из дымовых труб ТЭС на основе численных исследований// Вестник МЭИ, 2008, №4.
  3. Росляков П.В., Ионкин И.Л., Новожилова Л.Л. Влияние аэродинамики дымовой трубы на достоверность контроля вредных выбросов ТЭС. Материалы докладов национальной конференции по теплоэнергетике НКТЭ-2006./ Казань: Иссл.центр пробл. энерг. Каз НЦ РАН, 2006. – Т.II. с. 259-262.
  4. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Исследование аэродинамики потоков в дымовых трубах ТЭС для оптимизации контроля вредных выбросов в атмосферу. Радиотехника, электротехника и энергетика. Двенадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. В 3-х томах. Том 3 – М.: Изд-во МЭИ, 2006 – 480 с. с. 261-262.
  5. Росляков П.В., Ионкин И.Л., Новожилова Л.Л. Влияние условий организации движения газовых потоков на концентрационные и скоростные поля в дымовой трубе. Труды международной научно-технической конференции «Информационные средства и технологии» 17-19 октября 2006 г., т. 2. – М.:Изд-во «Янус-К», 2006. С. 25-29
  6. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Численное исследование распределения полей скоростей и концентраций потоков продуктов сгорания в стволе дымовой трубы ТЭС. Радиотехника, электротехника и энергетика. Тринадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. В 3-х томах. Том 3 – М.: Изд-во МЭИ, 2007 – 428 с. с. 228-230
  7. Росляков П.В., Ионкин И.Л., Новожилова Л.Л. Численное исследование аэродинамики закрученных потоков в трубах и газоходах. Прикладные исследования в механике. Труды V научной конференции «Инженерные системы – 2007». С. 33-42
  8. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Проблемы организации непрерывного контроля вредных выбросов ТЭС в атмосферу. XXXV Неделя науки СПб ГПУ: Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов. 4. II.CПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. с. 116-117.
  9. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Исследование картин течения продуктов сгорания в дымовых трубах ТЭЦ различных конфигураций. Радиотехника, электротехника и энергетика. Четырнадцатая международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов. Тезисы докладов. В 3-х томах. Том 3 – М.: Изд-во МЭИ, 2008 – 384 с. с. 200-201
  10. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Исследование вопроса размещения приборов непрерывного мониторинга вредных выбросов на дымовых трубах ТЭЦ. Сборник докладов IV Школы-семинара молодых ученых и специалистов. Казань, 2008.
  11. Росляков П.В., Новожилова Л.Л. Исследование закрученных потоков в дымовых трубах ТЭЦ для определения оптимальных мест установки приборов непрерывного мониторинга. Теплообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов Третьей Международной конференции.- М.: Издательство МЭИ, 2008. – 264 с.

Подписано к печати Л-

Печ. Л. Тираж Заказ____________

Типография МЭИ, Красноказарменная, 13



 
Похожие работы:

«БУШУЕВ Евгений Николаевич ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВОДООБРАБОТКИ НА ТЭС Специальность: 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Иваново 2010 Работа выполнена на кафедре Химия и химические технологии в энергетике Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ивановский...»

«УДК 621.039.5 Насонов Владимир Андреевич СОЗДАНИЕ РАСЧЕТНЫХ МЕТОДОВ ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИР И РАЗРАБОТКА ТВС ТИПА ИРТ- M С НИЗКООБОГАЩЕННЫМ ТОПЛИВОМ Специальность: 05.14.03. Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2008 Работа выполнена в Р оссийском научном центре “К урчатовский...»

«СКЛАДЧИКОВ Александр Александрович ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ И УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ НА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЯХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Чебоксары – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Самарском государственном техническом...»

«УДК 621.039.5 Федосов Александр Михайлович ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УРАН-ЭРБИЕВОГО ТОПЛИВА РБМК И СОПРОВОЖДЕНИЕ ЕГО ВНЕДРЕНИЯ НА АЭС Специальность 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук МОСКВА-2008 Работа выполнена в Институте ядерных реакторов Российского Научного Центра Курчатовский...»

«Дерий Владимир Петрович ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЕСУРСА И НАДЕЖНОСТИ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Специальности: 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты 05.14.03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Иваново 2008 Работа выполнена на кафедре атомных электрических станций ГОУВПО...»

«Тутундаева Дарья Викторовна МОНИТОРИНГ ДОПУСТИМОСТИ ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ РЕЖИМОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет

«ЛАТЫПОВ ДАМИР ДАМИРОВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ И УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ УПРАВЛЯЕМУЮ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧУ 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре Электроэнергетические системы Государственно образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский энергетический институт (Технический университет)...»

«МИХАЙЛЕНКО ЕКАТЕРИНА ВИКТОРОВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРЯМОТОЧНОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ МОБИЛЬНЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ Специальность 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 год Работа выполнена на кафедре Теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции Ухтинского государственного технического университета Научный руководитель: доктор технических наук,...»

«Буваков Константин Владимирович СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТЕХНОЛОГИЯМ ТОПЛИВОСЖИГАНИЯ 05.14.14. – тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – 2007 Работа выполнена в ГОУ ВПО Томский политехнический университет Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Заворин А.С. Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор...»

«БУРТАСЕНКОВ Дмитрий Геннадьевич ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПУТЁМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ Специальность: 05.14.04 – Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар – 2006 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете Научный руководитель: канд. техн. наук, доц. Шерстобитов И.В. Официальные оппоненты: д-р техн. наук, проф. Амерханов Р.А.; д-р...»

«Репин Александр Львович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПАРОВЫХ КОТЕЛЬНЫХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОГЕНЕРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК С ВИНТОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Специальность 05.14.04- Промышленная теплоэнергетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар-2006 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете. Научный руководитель: д-р техн. наук, профессор Гапоненко Александр Макарович Официальные оппоненты: д-р техн. наук,...»

«ВАСИЛЬЕВ Владимир Владимирович разработка автоматики комплексного аварийного управления нагрузкой Специальность 05.14.02 – Электрические станции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный руководитель:...»

«НИКОЛАЕВВладимир Геннадьевич МЕТОДОЛОГИЯРЕСУРСНОГО ИТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯИСПОЛЬЗОВАНИЯВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Специальность 05.14.08– энергоустановки наоснове возобновляемых видов энергии АВТОРЕФЕРАТ диссертациина соискание ученой степени докторатехнических наук Москва– 2011 Работавыполнена в...»

«АЮЕВ БОРИС ИЛЬИЧ МЕТОДЫ И МОДЕЛИ ЭФФЕКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЕДИНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Новосибирск – 2008 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина Научный консультант: доктор технических наук, профессор Бартоломей Петр...»

«Тамбовский А лексей А лексеевич Разработка и исследование устройств, снижающих энергетические затраты при поддержании теплогидравлического режима тепловых сетей Специальность: 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж 2011 Работа выполнена в ГОУВПО Липецкий государственный технический университет Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Губарев Василий Яковлевич Официальные...»

«Малков Андрей Павлович Обеспечение ядерной безопасности водоохлаждаемых исследовательских реакторов Специальность: 05.14.03. Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Димитровград 2012 Работа выполнена в Государственном научном центре Научно-исследовательском институте атомных реакторов Научный консультант: доктор технических наук, профессор...»

«РЫЖКИНА Александра Юрьевна АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО МАСЛОНАПОЛНЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Специальность 05.14.12 – Техника высоких напряжений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2012 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный...»

«Волков Борис Юрьевич ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ТОПЛИВА ВВЭР И PWR ПРИ СОВМЕСТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ В РЕАКТОРЕ HBWR Специальность 05.14.03 Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2012 Работа выполнена в Национальном Исследовательском Центре Курчатовский институт в рамках международной кооперации с исследовательским центром Халденский Реакторный...»

«Губский Сергей Олегович КРАТКОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ В ОПЕРАЦИОННОЙ ЗОНЕ РЕГИОНАЛЬНОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ ФАКТОРА ОСВЕЩЕННОСТИ Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новочеркасск – 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасский политехнический институт) на кафедре...»

«БОРУШ Олеся Владимировна Эффективность применения парогазовых установок в условиях топливно-энергетического баланса реги о на Специальность 05.14.14 – тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Новосибирск – 2008 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Научный...»








 
2014 www.avtoreferat.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.