Введение к работе
Актуальность темы. Дымовые трубы тепловых электростанций являются важной составляющей и наиболее сложной конструкцией основных сооружений ТЭС. Выход из строя одной дымовой трубы приводит к отключению значительных энергетических мощностей^
Обследование дымовых труб ТЭС показало, что основные разрушения строительных конструкций происходят из-за нарушения режимов их эксплуатации и недостатков, допущенньк в процессе проектирования и строительства.
При отводе уходящих газов на ТЭС с паротурбинными установками (ПТУ) газоотводящие стволы дымовых труб подвержены воздействию высоких температурных перепадов. Это приводит к образованию трещин и разрушению кирпичной футеровки. В ряде случаев наблюдается избыточное давление газов в газоотводящем стволе, что способствует проникновению агрессивных компонентов к несущему железобетонному стволу и его разрушению под воздействием низкотемпературной коррозии. При малых нагрузках блоков разрушается от коррозии цокольная часть металлических газоотводящих стволов. Наиболее интенсивно от низкотемпературной коррозии разрушается устье (выходная часть) дымовых труб в результате самоокутывания агрессивными уходящими газами.
Для удаления высокотемпературных (400+530 С) газов от газотурбинных установок (ГТУ) сооружены металлические газоотводящие стволы. При этом наблюдается термическое и коррозионное их разрушение. Применение теплоустойчивых марок сталей (например, 12МХ) затруднено из-за их дороговизны и сложности термообработки сварных швов на больших высотах (804-150 м). В практике строительства применяют более дешевые марки сталей (ВстЗсп, 09Г2С и др.), работающие до температур 425+450 С.
Все вышеизложенное свидетельствует об актуальности решения задач защиты не только газоотводящих, но и несущих стволов дымовых труб, как от термического, так и коррозионного воздействия уходящих газов ГТУ и ПТУ.
Цель работы: обследование существующих дымовых труб и анализ причин их разрушений, разработка новых методов расчетов и способов защиты от разрушений для повышения их надежности и долговечности, внедрение разработок в проектирование и эксплуатацию ТЭС.
Основные задачи исследования:
анализ причин разрушения существующих дымовых труб ТЭС с ПТУ и ГТУ;
разработка методики расчета аэродинамической защиты газоотводящих стволов дымовых труб от термического и коррозионного воздействия уходящих газов и ее проверка на экспериментальных моделях;
проведение натурных исследований для проверки эффективности новых способов защиты газоотводящих стволов дымовых труб;
разработка новых технических решений для проектирования дымо
вых труб ТЭС.
Методы исследования: Для решения задач в диссертационной работе использовались методы математического моделирования теории турбулентных струй Г.НЛбрамовича, пограничного слоя Г.Шлихтинга, теплообмена в турбулентном пограничном слое С.С.Кутателадзе и методы физического моделирования.
Научная новизна:
предложена методика расчета аэродинамической защиты газоотво-дящих стволов дымовых труб ТЭС от термического и коррозионного воздействия уходящих газов, обеспечивающая определение оптимальных параметров вдуваемого потока воздуха и конструктивных характеристик устройств вдува;
получены расчетные и экспериментальные данные способов повышения надежности различных конструкций дымовых труб в условиях переменных режимов их работы, позволившие сформулировать новые требования к их проектированию и эксплуатации.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
разработаны новые технические решения и. конструкции, которые нашли использование в рабочих проектах сооружаемых и реконструируемых дымовых труб, обеспечивающих повышение их надежности и долговечности.
разработаны режимы работы существующих дымовых труб с вентилируемым зазором между газоотводящим и несущим стволами с целью повышения их надежности в условиях переменных режимов эксплуатации ПТУ и ГТУ.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждаются соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований на моделях и дымовых трубах ТЭС с ПТУ и ГТУ.
Личный вклад автора определяется его непосредственным участием в выполнении теоретических, расчетных и экспериментальных исследований, проведением натурных испытаний дымовых труб, разработкой и изготовлением моделей, конструктивньж чертежей, внедрением разработок на действующих ТЭС.
Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы:
при сооружении дымовой трубы на ГРЭС № 3 им.Р.Э.Классона для защиты цокольной ее части от высоких температур уходящих газов после газотурбинных установок (авт.св. №1728453), а также для защиты металлического газоотводящего ствола (авт.св. № 1789635);
в рабочем проекте нового металлического газоотводящего ствола дымовой трубы № 1 ОАО «Костромская ГРЭС» и его цокольной части (свид. на полезную модель № 3451);
при разработке режимов эксплуатации дымовой трубы ТЭЦ-17 АО «Мосэнерго»;
при ремонте кирпичной дымовой трубы высотой 60 м котельной МК «Кранэкс» для защиты от высоких перепадов температур при работе пиковых котлов.
Апробация результатов работы: Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на НТК «V+IX Бенардосовские чтения» (1991, 1993, 1995, 1997, 1999 гг), на технических совещаниях ОАО «Костромская ГРЭС», ГРЭС № 3 и ТЭЦ-17 АО «Мосэнерго» (1991, 1996, 1998 гг), юбилейной НТК (г.Волгореченск, 1999), на научно-методических семинарах кафедры ТЭС ИГЭУ (1998, 1999 гг)
Публикации: Основные положения диссертационной работы опубликованы в 29 работах, в том числе 10 патентах, авторских свидетельствах на изобретения и полезные модели.
Объем работы: Диссертация включает введение, четыре главы, заключение, список литературы и приложения.
Основной материал изложен на. ҐІ9 .страницах машинописного текста, включает, рис., lY таблиц и УЗ стрднип приложений. Список использованной литературы содержит /^наименований,
