Wymiana ciepła w przegrzewaczu grodziowym z uwzględnieniem zanieczyszczeń popiołowych

• Autorzy: Trojan M.

Warianty tytułu

EN

Heat exchange in a platen superheater with regard to ash fouling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowany został model matematyczny kotła parowego, pokazujący wpływ żużlowania ścian komory paleniskowej oraz zanieczyszczenia przegrzewaczy pary na pracę kotła. W przypadku stosowania metod tradycyjnych, operatorzy kotłów często nie są w stanie wykryć krytycznych narostów osadów na określonych powierzchniach ogrzewalnych kotła. Opracowany model matematyczny może zostać użyty jako symulator pracy kotła parowego umożliwiający monitorowanie wpływu osadów popiołowych i żużla na jego działanie. W artykule przedstawiony zostanie numeryczny model przegrzewacza grodziowego, w którym po stronie spalin uwzględniona została wymiana ciepła przez konwekcję i promieniowanie. Przegrzewacz grodziowy jest wymiennikiem krzyżowo-współprądowym. Modelowanie wymiany ciepła przeprowadzone zostało z uwzględnieniem rzeczywistego schematu przepływowego przegrzewacza, bez wprowadzania założeń upraszczających, że jest to np. wymiennik współprądowy. Opracowany model pozwoli wyznaczyć rozkład temperatur: pary, ścianki oraz spalin. Wyznaczany będzie również rozkład temperatury na grubości ścianki oraz w warstwie zanieczyszczeń przylegającej do powierzchni zewnętrznej rur. Przedstawione zostanie porównanie wyników pomiarów i obliczeń przegrzewacza grodziowego w kotle z obiegiem naturalnym.

EN

Elaborated is mathematical model of a steam boiler showing the influence of water-wall slagging and superheater ash fouling on a boiler performance. With traditional methods, operators are often not able to detect the critical build-up of deposits on specific heating surfaces of the boiler. The elaborated model can be used as a simulator of processes occurring during a steam boiler work, enabling to monitor the influence of slagging and ash fouling on its performance. Presented is a numerical model of a platen superheater that is modelled as the cross-parallel-flow heat exchanger. The process of heat exchange is modelled basing on the real diagram of a flow superheater, with no simplifying assumptions that it is, for instance, a parallel flow exchanger. The elaborated model will allow to determine temperature distribution for steam, wall and flue gases as well as the distribution inside the wall and in the fouling layer adjacent to external surface of the tubes. Transfer coefficient of a tube material depends on temperature. Presented is a comparison of computation and measurement results of a platen superheater in a natural circulation boiler.

Słowa kluczowe

PL

kocioł parowy; żużlowanie ścian komory paleniskowej; model matematyczny kotła

EN

steam boiler; wall slagging in a combustion chamber; mathematical model of a boiler

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 7
• Strony: 419--423
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Trojan M.

• Politechnika Krakowska, Wydział Mechaniczny, Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych

Bibliografia

• [1] Wessel B., Rüsenberg D., Schlenkert J.U., Thiele I., Karkowski G., Betriebserfahrungen mit dem Block Niederaußem K., VGB PowerTech 2006, No. 11, 47 - 51.
• [2] Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych. Modelowanie i monitoring, praca zbiorowa pod redakcją naukową J. Talera, PWN, Warszawa 2010
• [3] Taler J., Węglowski B., Cebula A., An assessment of Polish power, Modern Power Systems 2007, No. 5, 13 - 17
• [4] Taler J., Duda P., Rozwiązywanie prostych i odwrotnych zagadnień przewodzenia ciepła, WNT, Warszawa 2003
• [5] Kuznetsov N.V., Mitor V.V., Dubovskij I.E., Karasina E.S., Editors, 1973, Standard Methods of Thermal Design for Power Boilers, Central Boiler and Turbine Institute, Energija, Moscow
• [6] Taler D., Taler J., 2009, Simplified analysis of radiation heat exchange in boiler superheaters, Heat Transfer Engineering, Vol. 30, No. 8, pp. 661 - 669
• [7] Taler D., 2002, Theoretical end Experimental Analysis of Heat Exchangers with Extended Surfaces, Polish Academy of Sciences, Cracow Branch, Vol. 25, Monograph 3, Cracow