ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.04.2021
Просмотров: 1392
Скачиваний: 4
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Отже
,
бачимо
,
що
лінії
1
та
2
співпадають
(
див
.
також
рис
. 1).
Це
має
місце
тому
,
що
при
даних
умовах
тариф
на
природний
газ
не
змінюється
.
При
цьому
,
відхилення
реальних
значень
грошових
потоків
від
розрахункових
не
перевищує
5 %.
Абсциси
точок
перетину
горизонталі
,
що
відповідає
значенню
капітальних
затрат
на
влаштування
теплової
ізоляції
огороджувальної
конструкції
,
з
графіком
грошових
потоків
відповідають
дисконтованому
терміну
окупності
даного
енергозберігаючого
західу
.
Із
рис
. 3
бачимо
,
що
за
рахунок
сезонної
змінності
кількості
градусо
-
діб
даний
термін
окупності
коливається
в
межах
4,5…5,5
роки
,
тобто
має
певну
невизначеність
.
На
рис
. 4
показані
графіки
зміни
грошових
потоків
у
часі
при
площі
огороджувальної
конструкції
220
м
2
та
загальному
термічному
опорі
(
)
Вт
град
м
2,5
2
⋅
=
∑
R
,
розраховані
за
існуючим
підходом
(
лінія
1
),
та
згідно
із
запропонованим
методом
(
лінія
2
).
Знову
ж
таки
,
на
рис
. 4
спеціальними
точками
,
сполученими
ломаними
лініями
,
показані
грошові
потоки
по
рокам
,
що
визначені
по
реальним
даним
показника
D
для
метеостанції
Дубно
.
Рис
. 3.
Грошові
потоки
при
влаштуванні
теплової
ізоляції
в
огороджувальній
конструкції
площею
300
м
2
та
загальному
термічному
опорі
R
Σ
= 2,5 (
м
2
⋅
град
)/
Вт
:
1
–
розраховані
за
існуючим
методом
;
2
–
розраховані
за
запропонованим
методом
;
3
–
капітальні
затрати
Отже
,
бачимо
,
що
лінія
2
проходить
нижче
ніж
лінія
1
(
див
.
також
рис
. 1).
Значення
грошових
потоків
,
визначені
по
фактичним
метеорологічним
даним
,
розміщуються
навколо
лінії
1
,
яка
побудована
за
запропонованим
підходом
,
і
характеризує
середні
статистичні
значення
грошових
потоків
для
даних
погодно
-
кліматичних
умов
.
Разом
з
тим
,
необхідно
відмітити
досить
суттєвий
розкид
значень
грошових
потоків
,
що
визначені
із
урахуванням
фактичних
метеорологічних
даних
від
лінії
2
.
Як
показав
аналіз
,
такий
розкид
обумовлений
переходом
на
інший
тариф
оплати
за
природній
газ
за
рахунок
зміни
кількості
градусо
-
діб
.
При
цьому
,
відхилення
реальних
значень
грошових
потоків
від
розрахованих
за
запропонованим
підходом
(
лінія
2
)
сягає
40…50 %.
А
відхилення
реальних
значень
чистого
дисконтованого
доходу
від
його
середньостатистичного
значення
становить
25 %.
Лінія
1
на
рис
. 4
знаходиться
вище
від
лінії
2
і
практично
осторонь
від
значень
грошових
потоків
,
визначених
для
фактичних
погодно
-
кліматичних
умов
.
8’2012
175
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Із
рис
. 4
бачимо
,
що
дисконтований
термін
окупності
,
визначений
згідно
запропонованого
методу
становить
5,8
роки
(
середньостатистичне
значення
),
що
може
бути
економічно
доцільним
[2].
Хоча
тут
спостерігається
досить
суттєва
невизначеність
цього
показника
–
дійсні
значення
дисконтованого
терміну
окупності
змінюються
в
межах
4,5…8
років
.
Рис
. 4.
Грошові
потоки
при
влаштуванні
теплової
ізоляції
в
огороджувальній
конструкції
площею
220
м
2
та
загальному
термічному
опорі
R
Σ
= 2,5 (
м
2
⋅
град
)/
Вт
:
1
–
розраховані
за
існуючим
методом
;
2
–
розраховані
за
запропонованим
методом
;
3
–
капітальні
затрати
На
рис
. 5
наведені
графіки
зміни
коефіцієнта
варіації
ЧДД
та
коефіцієнта
варіації
терміну
окупності
в
залежності
від
загального
опору
теплопередачі
.
ЧДД
σ
ок
T
σ
а
)
б
)
Рис
. 5.
Зміни
коефіцієнта
варіації
ЧДД
σ
ЧДД
(
а
)
та
коефіцієнта
варіації
терміну
окупності
σ
Т
ок
(
б
)
при
влаштуванні
теплової
ізоляції
в
залежності
від
загального
опору
теплопередачі
огороджувальної
конструкції
R
Σ
:
1
–
при
площі
огороджувальної
конструкції
300
м
2
;
2
–
при
площі
огороджувальної
конструкції
220
м
2
Отже
,
для
площі
огороджувальної
конструкції
300
м
2
коефіцієнт
незначний
і
змінюється
в
межах
0,2…0,35 (
рис
. 5
а
).
ЧДД
σ
8’2012
176
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
Для
площі
огороджувальної
конструкції
220
м
2
коефіцієнт
варіації
ЧДД
є
вищим
ніж
при
площі
300
м
2
(
рис
. 5
а
).
Так
при
зміні
від
1,5 (
м
∑
R
2
·
град
)/
Вт
до
2,5 (
м
2
·
град
)/
Вт
коефіцієнт
варіації
ЧДД
збільшується
від
0,45
до
0,60,
що
є
достатньо
високим
.
Значенню
6
відповідає
відхилення
реальних
значень
чистого
дисконтованого
доходу
від
його
середньостатистичного
значення
до
25 %.
Необхідно
зазначити
,
що
в
даному
випадку
показник
сягає
іще
більших
значень
при
R
0
ЧДД
,
=
σ
ЧДД
σ
Σ
< 1,5 (
м
2
·
град
)/
Вт
.
Для
площі
огороджувальної
конструкції
300
м
2
коефіцієнт
ок
T
σ
також
незначний
і
змінюється
в
межах
0,2…0,35 (
рис
. 5
б
).
Для
площі
огородження
220
м
2
коефіцієнт
варіації
дисконтованого
терміну
окупності
є
значно
вищим
ніж
при
площі
300
м
2
(
рис
. 5
б
).
Так
при
зміні
від
1,75 (
м
∑
R
2
·
град
)/
Вт
до
2,5 (
м
2
·
град
)/
Вт
коефіцієнт
варіації
ок
T
σ
збільшується
від
1,1
до
1,8.
Значенню
5
відповідає
зміна
дійсних
значень
дисконтованого
терміну
окупності
в
межах
4,5…8
років
(
див
.
рис
. 4),
тобто
в
даному
випадку
має
місце
досить
висока
міра
невизначеності
.
,
1
ок
=
σ
Т
Таким
чином
,
наведені
матеріали
свідчать
про
необхідність
подальшого
уточнення
методів
з
обґрунтування
опору
теплопередачі
при
влаштуванні
теплової
ізоляції
будинків
оскільки
при
цьому
однією
з
обов
’
язкових
умов
є
врахування
всього
спектру
зміни
кількості
градусо
-
діб
,
що
відображає
реалізацію
погодно
-
кліматичних
умов
на
території
розміщення
об
’
єкта
.
Виходячи
з
вищенаведеного
можна
зробити
такі
висновки
:
1
В
роботі
запропонований
метод
визначення
впливу
природної
сезонної
мінливості
погодно
-
кліматичних
чинників
у
багаторічному
перерізі
на
значення
параметрів
вибору
термічного
опору
огороджувальної
конструкції
та
їх
невизначеність
.
2
Проведені
за
цим
підходом
розрахунки
деяких
економічних
показників
показали
про
їх
можливе
суттєве
відхилення
від
показників
,
розрахованих
за
існуючим
підходом
,
де
кількість
градусо
-
діб
приймається
постійною
,
що
,
у
свою
чергу
,
суттєво
впливає
на
вибір
термічного
опору
огороджувальної
конструкції
.
3
Показано
,
що
зміна
кількості
градусо
-
діб
у
багаторічному
перерізі
може
суттєво
вплинути
на
невизначеність
показників
,
за
допомогою
яких
здійснюють
вибір
раціонального
теплозахисту
огороджувальних
конструкцій
.
Список
літератури
: 1.
Руководство
по
оценке
эффективности
инвестиций
в
энергосберегающие
мероприятия
[
Текст
] /
А
.
Н
.
Дмитриев
,
И
.
Н
.
Ковалев
,
Ю
.
А
.
Табунщиков
,
Н
.
В
.
Шилкин
. –
М
.:
АВОК
-
ПРЕСС
, 2005. – 120
с
. – ISBN 5-98267-016-2.
2.
Теплова
ізоляція
будівель
:
ДБН
В
.2.6-31:2006. – [
Чинній
від
2007.04.01]. –
К
.:
Мінбуд
України
, 2006. – 80
с
.
3.
Строительная
климатология
и
геофизика
:
СНиП
2.01.01-82. – [
Дата
введения
1984.01.01]. –
М
.:
Стройиздат
, 1983. – 137
с
.
4.
Жуковский
,
Е
.
Е
.
Метеорологичесая
информация
и
экономические
решения
[
Текст
] /
Е
.
Е
.
Жуковский
. –
Л
.:
Гидрометеоиздат
, 1981. – 303
с
.
5.
Волощук
,
В
.
А
.
Визначення
кліматологічно
-
оптимального
опору
теплопередачі
огороджувальних
конструкцій
будинків
при
улаштуванні
теплової
ізоляції
/
В
.
А
.
Волощук
,
Н
.
А
.
Фроленкова
,
А
.
М
.
Рокочинський
[
Текст
] //
Енергетика
та
електрифікація
. – 2011. –
№
5. –
С
. 54-60.
©
Волощук
В
.
А
., 2012
Надійшла
до
редколегії
15.02.12
8’2012
177
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
УДК
666.1:66.012.2
В
.
М
.
КОШЕЛЬНИК
,
д
-
р
техн
.
наук
;
проф
.
НТУ
«
ХПИ
»;
Д
.
В
.
БЕКНАЗАРЯН
,
ассистент
НТУ
«
ХПИ
»;
Е
.
В
.
ХАВИН
,
канд
.
техн
.
наук
;
м
.
н
.
с
.
НТУ
«
ХПИ
»
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
ТЕМПЕРАТУРНОГО
СОСТОЯНИЯ
И
СРОКА
СЛУЖБЫ
ОГРАЖДЕНИЯ
ВАННОЙ
СТЕКЛОВАРЕННОЙ
ПЕЧИ
Для
определения
периода
стойкости
огнеупорных
материалов
варочного
бассейна
стекловаренных
печей
разработана
методика
и
составлена
программа
по
расчёту
скорости
физико
-
химической
коррозии
огнеупорного
бруса
.
Выполненные
расчёты
показали
результаты
,
сопоставимые
с
данными
натурного
эксперимента
,
что
позволяет
использовать
предложенную
методику
для
прогнозирования
срока
службы
стенового
бруса
варочного
бассейна
на
действующих
печах
.
Для
визначення
періоду
стійкості
вогнетривких
матеріалів
варильного
басейну
скловарних
печей
розроблена
методика
та
складена
програма
розрахунків
швидкості
фізико
-
хімічної
корозії
вогнетривкого
бруса
.
Виконані
розрахунки
показали
результати
,
що
співпадають
з
даними
натурного
експерименту
,
що
дозволяє
використовувати
запропоновану
методику
для
прогнозування
строку
служби
стінового
брусу
варильного
басейну
на
працюючих
печах
.
To determine the period of resistance of glass furnaces digester basin refractory materials the method and the
program was devised. The calculations showed results comparable with those of a full-scale investigation that
allows using the proposed method for predicting at existing furnaces the life of the glass-melting tank wall beam.
Введение
.
Постановка
задачи
в
общем
виде
.
В
настоящее
время
большое
внимание
уделяется
повышению
стойкости
огнеупорных
брусьев
боковых
ограждений
стекловаренных
печей
[1–5].
Это
связано
с
необходимостью
увеличения
кампании
печи
,
уменьшения
продолжительности
холодных
ремонтов
,
которые
ухудшают
технико
-
экономические
показатели
агрегатов
и
производства
стеклоизделий
.
Основным
фактором
,
определяющим
длительность
кампании
стекловаренной
печи
,
является
стойкость
огнеупорных
материалов
ограждения
варочной
зоны
,
которые
подвергаются
интенсивному
разрушению
на
уровне
зеркала
стекломассы
в
зоне
влётов
горелок
,
в
районе
протока
и
т
.
д
. (
см
.
рис
. 1).
Для
увеличения
срока
службы
огнеупоров
на
данных
участках
рекомендуется
ряд
мероприятий
,
однако
в
большинстве
случаев
они
сводятся
к
использованию
дорогостоящих
высокостойких
огнеупоров
или
локальному
охлаждению
наиболее
подверженных
разрушению
зон
огнеупоров
.
Цель
исследования
заключается
в
разработке
методики
прогнозирования
температурного
состояния
и
диагностики
срока
службы
ограждения
в
безаварийном
режиме
путём
расчёта
скорости
коррозии
огнеупорного
бруса
по
глубине
бассейна
варочной
зоны
печи
.
Изложение
основного
материала
.
В
связи
с
тем
,
что
длительность
кампании
печи
для
варки
листового
стекла
,
с
использованием
бакоровых
брусьев
в
качестве
основного
огнеупорного
материала
ограждения
составляет
более
1500
суток
,
полагаем
теплофизические
свойства
стекломассы
и
огнеупора
в
течение
отдельно
взятых
суток
постоянными
.
Таким
образом
,
задача
по
определению
необходимых
величин
может
рассматриваться
как
стационарная
.
Объектом
исследования
выбрана
стекловаренная
печь
с
глубиной
бассейна
1350
мм
,
высота
зоны
пламенного
пространства
1200
мм
,
толщиной
бруса
250
мм
.
Минимальное
остаточное
значение
толщины
огнеупорного
бруса
при
котором
8’2012
178
ЕНЕРГЕТИЧНІ
ТА
ТЕПЛОТЕХНІЧНІ
ПРОЦЕСИ
Й
УСТАТКУВАННЯ
заканчивается
расчёт
принято
равным
30
мм
.
В
процессе
эксплуатации
агрегатов
чаще
всего
применяется
воздушное
охлаждение
огнеупоров
на
уровне
зеркала
стекломассы
.
Определены
теплофизические
свойства
стенового
бруса
,
изготовленного
из
огнеупорного
материала
Бакор
-33,
свойства
стекломассы
приняты
по
данным
[6].
При
этом
температура
воздуха
,
который
охлаждает
наружную
поверхность
огнеупорного
материала
принята
30
°
С
.
Высота
зоны
обдува
огнеупора
– 200
мм
.
Охлаждающая
система
,
в
виде
цепочки
плоских
сопел
,
расположена
на
уровне
зеркала
стекломассы
.
Средний
расход
воздуха
на
охлаждение
стеновых
брусьев
в
первые
тридцать
месяцев
работы
печи
составлял
0,9
м
3
/
с
(
интенсивность
теплообмена
α
= 250
Вт
/(
м
2
·
К
))
на
1
погонный
метр
,
при
давлении
800
Па
,
а
затем
был
увеличен
до
1,2
м
3
/
с
(
α
= 300
Вт
/(
м
2
·
К
)) [4, 7].
Участки
наружной
поверхности
ограждения
,
которые
не
подвержены
принудительному
обдуву
,
охлаждаются
естественной
конвекцией
,
величина
коэффициента
теплоотдачи
составляет
от
25
до
30
Вт
/(
м
2
·
К
).
Считаем
,
что
торцы
стенового
бруса
покрыты
идеальной
тепловой
изоляцией
(
тепловой
поток
равен
нулю
),
т
.
е
.
q
= 0.
Температура
газового
пространства
задана
равной
1535
°
С
.
Температуру
поверхностного
слоя
стекломассы
задаём
равной
1450
°
С
,
перепад
температуры
по
глубине
бассейна
составляет
400
°
С
.
Толщину
пристенного
слоя
стекломассы
,
примыкающего
к
огнеупорному
брусу
принимаем
равной
5
мм
.
В
рассматриваемом
случае
коэффициент
теплопроводности
огнеупорного
материала
λ
,
линейно
зависит
от
температуры
и
имеет
вид
λ
=
λ
0
(1 +
b
·
t
) [8].
Характер
зависимости
коэффициента
теплопроводности
стекломассы
от
температуры
носит
нелинейный
характер
и
представлен
на
рис
. 2
а
.
Ввиду
симметричности
задачи
,
рассматривается
левая
сторона
сечения
варочного
бассейна
стекловаренной
печи
по
ходу
движения
стекломассы
,
представляющая
собой
прямоугольник
.
Принимая
во
внимание
,
что
высокий
уровень
температуры
продуктов
сгорания
в
пламенном
пространстве
(1535–1595 °
С
),
конвективной
составляющей
суммарного
коэффициента
теплоотдачи
пренебрегаем
.
а
)
б
)
Рис
. 1.
Стеновой
брус
ограждения
варочной
зоны
стекловаренной
печи
:
5
–
начальная
конфигурация
огнеупора
;
а
–
общий
вид
характера
разъедания
бакорового
стенового
бруса
варочного
бассейна
;
б
–
расчётная
схема
фрагмента
ограждения
варочного
бассейна
стекловаренной
печи
с
воздушной
системой
охлаждения
:
1
–
элемент
системы
воздушного
охлаждения
–
щелевидное
сопло
;
2
–
огнеупорный
брус
;
3
–
конфигурация
коррозии
огнеупора
;
4
–
слой
захоложенной
стекломассы
;
8’2012
179