Введение к работе
Актуальность темы. Важнейшей составляющей инфраструктуры и жизнеобеспечения промышленных и гражданских объектов является централизованное водяное теплоснабжение. В настоящее время на нужды теплоснабжения в стране расходуется более трети всего добываемого топлива. Вследствие смены экономической модели развития в 90-е годы и нарастающей изношенности оборудования, около 50% объектов коммунального теплоснабжения и инженерных сетей требует замены, при этом потери теплоты в отдельных сетях достигают 30%. В сложившихся условиях системы теплоснабжения и методы регулирования отпуска теплоты зачастую не обеспечивают потребителей необходимым количеством тепловой энергии, приводя к нарушениям гидравлического режима тепловой сети (ТС). В связи с этим актуальным становится поиск и разработка новых систем снабжения теплотой и методов регулирования ее отпуска на основе комплекса технических, организационных и технологических решений.
Работа выполнялась в рамках научного направления «Исследование кавитационных течений жидкостей и характеристик кавитационных ограничителей расхода в системах транспорта и распределения энергоносителей металлургического производства и функциональных характеристик систем», номер государственной регистрации НИР: 1.1.07.
Целью работы является разработка системы теплоснабжения промышленных объектов, позволяющей отпускать тепловую энергию в течение отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие задачи:
-
Анализ методов регулирования и отпуска тепловой энергии, в действующих системах водяного теплоснабжения при пониженных параметрах теплоносителя.
-
Исследование поступления теплоты в помещения от стальных трубных регистров в условиях снижения расчетных параметров теплоносителя.
-
Разработка и обоснование методики расчета аккумулирующей способности зданий и сооружений.
-
Разработка и обоснование системы снабжения теплотой промышленных объектов с учетом аккумулирующей способности зданий при постоянном расходе сетевой воды.
5. Разработка инженерной методики расчета регулирования отпуска теп
лоты.
Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:
- на основе анализа теплового баланса здания и режимов передачи теплоты промышленным объектам в периоды «натопа» и «недотопа» установлена возможность в течение отопительного сезона обеспечения зданий требуемым количеством теплоты с учетом их аккумулирующей способности;
4 PDF created with pdfFactory Pro trial version
проведены экспериментальные исследования теплопередачи в трубных отопительных регистрах производственных помещений, учитывающие влияние на теплоперенос ламинарного режима течения на участке термической стабилизации;
предложена теоретическая зависимость для определения коэффициента аккумуляции зданий в зависимости от площади теплоотдающих поверхностей и параметров основного теплозащитного слоя.
Практическая значимость работы. Проведенные исследования отклонений текущих температур сетевой воды от расчетных параметров и их влияние на отпуск тепловой энергии потребителям в водяных системах теплоснабжения с центральным качественным регулированием позволили разработать систему теплоснабжения потребителей с учетом аккумулирующей способности зданий. На основе научно-технических решений диссертационной работы разработан «Способ снабжения тепловой энергией потребителей в централизованных системах» и защищен патентом РФ № 2334173.
Внедрение результатов работы
-
Результаты исследований внедрены в ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный Сокол».
-
Результаты по теме диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении студентами специальности «Промышленная теплоэнергетика» дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий».
Автор защищает:
-
Результаты анализа подачи тепловой энергии в действующих водяных системах теплоснабжения при снижении расчетных параметров теплоносителя.
-
Методику определения аккумулирующей способности зданий.
-
Инженерную методику расчета регулирования отпуска теплоты для обеспечения промышленных объектов требуемым количеством тепловой энергии в течение всего отопительного сезона с учетом аккумулирующей способности зданий.
Апробация работы.
Основные результаты работы доложены на: -международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», Часть 1. г.Липецк, 2006г.; международной научно-технической конференции «Энергетика и энергоэффективные технологии», г.Липецк, октябрь, 2007.; третьей международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», Москва, ноябрь, 2009г.; научно-технических семинарах кафедр «Промышленная теплоэнергетика», а также «Теплофизика и автоматизация металлургических печей» Липецкого государственного технического университета.
5 PDF created with pdfFactory Pro trial version
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 12 научных и научно-технических работ, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата лично соискателю принадлежат: [1, 7] - исследования конвективного теплообмена на начальном участке трубы при ламинарном режиме течения жидкости на экспериментальном стенде; [1, 2, 7] - анализ и выбор зависимости при расчете локальной теплоотдачи и значений коэффициентов теплопередачи отопительных регистров; [3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12] - схема системы снабжения теплотой и расчеты отпуска теплоты с учетом аккумулирующей способности здания на примере труболитейного цеха.
Объем и структура диссертационной работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, основных выводов, списка использованной литературы (135 наименований) и приложений, содержащих рабочие материалы в форме расчетов, документов, отражающих производственное внедрение. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 29 таблиц, 57 рисунков.
