Градиентная теплометрия при мониторинге топочных процессов


Авторы

Митяков В. Ю.*, Проскурин В. М., Сапожников С. З., Павлов А. В., Бобылев П. Г.**

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ул. Политехническая, 29, Санкт-Петербург, 195251, Россия

*e-mail: mitvlad@mail.ru
**e-mail: pavel_b.g.97@mail.ru

Аннотация

В работе представлены два способа применения градиентной теплометрии для мониторинга топочных процессов, позволяющих без врезки в контур высокого давления в режиме реального времени определять плотность теплового потока на поверхностях экранных труб и в топочном пространстве котла. Эксперименты на действующем котле ДКВр-10-13 проводились как с монтажом гетерогенных градиентных датчиков теплового потока на экранных трубах, так и с использованием трубчатого водоохлаждаемого зонда с гетерогенным градиентным датчиком теплового потока. Рассмотрены преимущества и недостатки представленных подходов и сделаны выводы об их применимости. Градиентная теплометрия как новый метод мониторинга топочных процессов позволит диагностировать неисправности горелочного аппарата, определить наиболее теплонапряженные зоны топки и оптимизировать работу котла.

Ключевые слова:

градиентная теплометрия; плотность теплового потока; топка котла, трубчатый зонд, временная теплограмма

Библиографический список

  1. Taler J., Duda P., Wegloski B., Zima W., Gradziel S., Sobota T., Taler D. Identification of local heat flux to membrane water-walls in steam boilers // Fuel. 2009. Vol. 88, no. 2, pp. 305–311. URL: https://doi.org/10.1016/j.fuel. 2008.08.011

  2. Беляков И.И. Опыт работы барабанного котла давлением 18,5 МПа // Теплоэнергетика. 2007. No 7. С. 61–66.

  3. Прутковский Е.Н., Балдина О.М., Демирчан X.Г., Черкун Ю.П., Озеров В.И., Комиссарчик И.Н., Анисимова О.Л., Конторович Л.Е., Абашкин Г.В. РТМ 24.020.30-75. Методика испытаний парогазовых установок. Санкт-Петербург: Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский котлотурбинный институт им. И.И. Ползунова, 1975. 45 с. URL: https://library-full.nadzor-info.ru/doc/68579

  4. Бажайкин А.Н., Баев В.К., Гуляев И.П. Измерение температуры пламени при горении встречных струй // Вестник Югорского государственного университета. 2015. Т. 2 (37). С. 7–13.

  5. Sankar G., Kartikeyan V.R., Chandrasekhara R.A., Seshadri P.S., Balasubramanian K.R. A New Method for Prediction of Local Heat Flux on Membrane Waterwall with Rifled Tubes of Subcritical Boilers // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. No. 2. P. 1273–1281.

  6. Taler J., Taler D., Ludowski P. Measurements of local heat flux to membrane water walls of combustion chambers // Fuel. 2014. Vol. 115. P. 70–83. URL: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.06.033

  7. Gulyaev I.P., Ermakov K.A., Gulyaev P.Yu. New high-speed combination of spectroscopic and brightnespyrometry for studying particles temperature distribution in plasma jets // European Researcher. 2014. Vol. 71No. 3–2. P. 564–570. DOI: 10.13187/issn.2219-8229

  8. Carlos T. Salinas, Yang Pu, Chun Lou, Débora Bdos Santos. Experiments for combustion temperature measurements in a sugarcane bagasse large-scale boilefurnace // Applied Thermal Engineering. 2020. Vol. 175Article number 115433. URL: https://doi.org/10.1016j.applthermaleng.2020.115433

  9. Санатуллов Р.Р., Ксенофонтов С.И. Степень черноты диффузионного пламени углеводородного топлива // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И.Я. Яковлева. 2012. No 4 (76). C. 159–163.

  10. Martucci A., De Gregorio F., Musto M., Petrella O.Marciano L., Rotondo G., Gaudino E. Innovative calibration methodology for gardon gauge heat flux meter // Proceedings of the IEEE 7th International Workshop on Metrology for AeroSpace, MetroAeroSpace (22–24 June 2020, Pisa). IEEE International Worksh on Metrology for AeroSpace. Pisa, 2020. P. 288–293. DOI10.1109/MetroAeroSpace48742.2020.9160133

  11. Sapozhnikov S.Z., Mityakov V.Yu. Heatmetry. The Science and Practice of Heat Flux Measurement. Springer International Publishing, 2020, 209 p.

  12. Zhang D., Shi H. Meng C., Wu Y., Zhang H.Zhou W., Ran S. Measurements on Heat Flux Distribution in a Supercritical Arch-Fired Boiler // Clean CoaTechnology and Sustainable Development. Ed by G. Yue, S. Li. Springer: Singapore, 2016. P. 207–212.

  13. Sapozhnikov S.Z., Mityakov V.Y., Seroshtanov V.V.Gusakov A.A. The combination of PIV and heat flux measurement in study of flow and heat transfer near circular finned cylinder // Journal of Physics: ConferencSeries: 15th International Conference on Optical Methods of Flow Investigation (June 24–28, 2019, Moscow). Vol. 1421. IOP Publishing Ltd., 2019. Article number 012064. DOI: 10.1088/1742-6596/1421/1/012064

  14. Павлов А.В., Бобылев П.Г., Сапожников С.З. Градиентная теплометрия в исследовании теплообмена при кипении в большом объеме недогретой воды и жидкости с добавлением микрочастиц Al2O3 /Теплоэнергетика. 2023. No 3. С. 40–48. DOI10.56304/ S0040363623030062

  15. Sapozhnikov S.Z., Mityakov V.Y., Babich A.Y., Zainullina E.R. Study of condensation at the surfaces otube with gradient heat flux measurement // MATEC Web of Conferences. Saint Petersburg. 2018. Vol. 245DOI: 10.1051/matecconf/201824506010.

  16. Митяков В.Ю., Павлов А.В., Бобылев П.Г. Создание и градуировка первичных преобразователей на основе композиции медь-никель // XXIX Всеросcийская конференция «Неделя науки СПбПУ» (18–23 ноября 2019 г., Санкт-Петербург). Санкт-Петербург: Политехпресс, 2020. С. 164–166.

  17. Bobylev P.G., Pavlov A.V., Proskurin V.M., Andreyev Y.V., Mityakov V.Y., Sapozhnikov S.Z. Gradient Heatmetry in a Burners Adjustment // Inventions. 2022. Vol. 7. Iss. 4. DOI: 10.3390/inventions7040122




mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024