На правах рукописи ахметов эдуард адгамович

Комплексная методика расчета пневмогидравлических систем золошлакоудаления тепловых электрических станций

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

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Казань – 2001 г.

Диссертация выполнена на кафедре "Промышленная теплоэнергетика" Казанского государственного энергетического университета.

Научный руководитель член-корреспондент Российской

академии наук, доктор технических

наук, профессор Назмеев Ю.Г.

Официальные оппоненты

Ведущая организация:

Защита состоится " " 2001 г. в час. мин. в аудитории Б-214 на заседании Диссертационного совета Д312.082.02 в Казанском государственном энергетическом университете

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420066, Казань, ул. Красносельская д.51, Ученый совет КГЭУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГЭУ

Автореферат разослан "____" 2001 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета

Д312.082.02

к.т.н., доцент Конахина И.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

По прогнозам специалистов, потребление традиционных энергоносителей (главным образом угля) будет основным еще в течение многих десятилетий, а возобновляемые источники энергии в обозримом будущем будут играть второстепенную роль. Если говорить о ТЭС, то они будут использовать главным образом твердое топливо.

В любой отрасли промышленности сегодня важен экологический аспект, который не является исключением и в энергетике. Тепловые электрические станции, работающие на твёрдом топливе, часто используют низкосортное многозольное топливо, при сжигании которого образуется большое количество золошлаковых отходов. На сегодняшний день наиболее распространенный способ их удаления - гидравлический.

Места складирования золошлаковых материалов выбираются обычно вблизи тепловых электрических станций, причем для этой цели чаще всего используются бросовые, неудобные для сельского хозяйства земли. Если для районных электрических станций, построенных сравнительно далеко от населенных пунктов, вопрос о расположении золоотвалов решается относительно просто, то для электрических станций, построенных вблизи больших городов (а нередко и в их черте), проблема складирования шлаковых материалов приобретает большую остроту. В последнем случае, вследствие ограниченности площадей золоотвалов и значительной их приближенности к жилым микрорайонам, весьма остро встает вопрос о замене менее "экологичного" гидравлического способа транспортировки шлаков другими, более безопасными для окружающей среды и населения.

Вторая существенная проблема, которая возникает при использовании гидравлического способа золошлакоудаления – большое количество золошлаковых отходов (ЗШО), скопившихся на золоотвалах. Эта проблема возникает вследствие того, что при гидравлическом способе удаления золошлаковый материал теряет свои ценные качества, позволяющие их использовать в народном хозяйстве, в первую очередь – в строительстве. Поэтому использование ЗШО по-прежнему невелико и составило в 1998 году 1400 тыс. тонн, или 3,5% от общего выхода (в 1997 г. - 1850 тыс. тонн). В результате недостаточного использования продолжается накопление ЗШО в золошлакоотвалах, где уже находится около 1,3 млрд. тонн, а площадь земель, отведенных под золошлакоотвалы, составляет 22 тыс. гектаров.

Кроме того, некоторые операции шлакозолоудаления, если они выполняются вручную, опасны и вредны для обслуживающего персонала - нередки случаи внутрицехового травматизма.

Все это подтверждает актуальность существующих проблем на ТЭС и требует замены традиционных гидравлических способов ГЗУ механогидравлическими способами золошлакоудаления на базе винтовых конвейеров.

Целью работы является следующее:

1) Разработка механогидравлических систем совместного и раздельного золошлакоудаления на базе винтовых конвейеров для существующих и вновь проектируемых тепловых электростанций;

2) Разработка комплексной методики расчета механогидравлических систем золошлакоудаления.

Научная новизна состоит в разработке комплексной методики расчета предлагаемых механогидравлических систем совместного и раздельного золошлакоудаления на базе винтовых конвейеров, включающей в себя расчеты и анализы основного технологического оборудования и всей технологической схемы в целом. Методика расчета винтовых конвейеров, которая является составляющей комплексной методики, основана на математической модели движения сплошного потока сыпучих материалов в винтовых конвейерах с учетом пристенного скольжения. Разработанная математическая модель движения сыпучей среды (а именно золошлакового материала) в винтовых каналах, и составленная на ее основе программа, дает возможность с достаточной степенью точности рассчитывать винтовые конвейеры с различными конструктивными параметрами при транспортировании золошлакового материала с различными физико-механическими свойствами.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная комплексная методика позволяет определить оптимальные режимы работы основного технологического оборудования, что дает возможность использовать полученную методику при разработке систем золошлакоудаления тепловых электростанций. Кроме того, полученные результаты могут использоваться в учебном процессе при создании лабораторных работ по курсу "Системы золошлакоудаления ТЭС" и "Вспомогательное оборудование ТЭС".

Методика расчета использована при проектировании механогидравлической системы золошлакоудаления на базе винтовых конвейеров для Казанской ТЭЦ-2. Предложенная механогидравлическая система золошлакоудаления позволяет уменьшить долю затрат электроэнергии и водных ресурсов на собственные нужды станций, и снизить негативное воздействие системы золошлакоудаления на окружающую среду.

Автор защищает комплексную методику расчета механогидравлических систем золошлакоудаления тепловых электростанций на базе винтовых конвейеров; математическую модель и методику численного исследования движения сплошного потока золошлакового материала в винтовых каналах с учетом пристенного скольжения; результаты численного и экспериментального исследования режимов работы винтовых конвейеров при транспортировании золошлаковых материалов.

Личное участие. Все основные результаты работы получены лично автором под научным руководством член-корреспондента РАН Ю.Г. Назмеева.

Апробация работы. Основные положения работы были доложены на следующих конференциях:

Международная конференция “Проблемы промышленной теплотехники”, Киев, 1997;

Региональная научно-практическая конференция “Промышленная экология и проблемы безопасного будущего”, Бавлы, 1998;

2-ая Российская национальная конференция по теплообмену, Москва, 1998;

Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН В.Е. Алемасова, Казань, 1999.

Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН В.Е. Алемасова, Казань, 2000;

Научные конференции “Проблемы энергетики”, Казань, 1996-1998.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Объем работы. Диссертация изложена на 119 страницах и состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения, списка литературы из 135 наименований. Иллюстрационный материал содержит 42 рисунка и 27 таблиц.