К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов
Приводятся результаты исследований, направленных на интенсификацию теплообмена в топках котлов путём искусственного повышения поглощательной способности поверхности экранных труб....
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2008
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61154 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов / Г.П. Кучин, В.С. Пикашов, В.Я. Скрипко, Е.И. Быкорез // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61154 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-611542014-04-27T03:01:35Z К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов Кучин, Г.П. Пикашов, В.С. Скрипко, В.Я. Быкорез, Е.И. Использование и сжигание топлива Приводятся результаты исследований, направленных на интенсификацию теплообмена в топках котлов путём искусственного повышения поглощательной способности поверхности экранных труб. Наведено результати досліджень, спрямованих на інтенсифікацію теплообміну у топках котлів шляхом штучного підвищення поглинальної здатності поверхні екранних труб. In this article, results are presented of our investigations directed to the intensification of heat exchange in boiler furnaces by artificial rising the absorptive power of water-wall tube surface. 2008 Article К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов / Г.П. Кучин, В.С. Пикашов, В.Я. Скрипко, Е.И. Быкорез // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61154 621.18.045:662.951.2 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Использование и сжигание топлива Использование и сжигание топлива |
| spellingShingle |
Использование и сжигание топлива Использование и сжигание топлива Кучин, Г.П. Пикашов, В.С. Скрипко, В.Я. Быкорез, Е.И. К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов Промышленная теплотехника |
| description |
Приводятся результаты исследований, направленных на интенсификацию теплообмена в топках котлов путём искусственного повышения поглощательной способности поверхности экранных труб. |
| format |
Article |
| author |
Кучин, Г.П. Пикашов, В.С. Скрипко, В.Я. Быкорез, Е.И. |
| author_facet |
Кучин, Г.П. Пикашов, В.С. Скрипко, В.Я. Быкорез, Е.И. |
| author_sort |
Кучин, Г.П. |
| title |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| title_short |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| title_full |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| title_fullStr |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| title_full_unstemmed |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| title_sort |
к вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Использование и сжигание топлива |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61154 |
| citation_txt |
К вопросу об эффективности теплопоглощающего антикоррозионного покрытия для экранных труб топок котлов / Г.П. Кучин, В.С. Пикашов, В.Я. Скрипко, Е.И. Быкорез // Промышленная теплотехника. — 2008. — Т. 30, № 4. — С. 40-43. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT kučingp kvoprosuobéffektivnostiteplopogloŝaûŝegoantikorrozionnogopokrytiâdlâékrannyhtrubtopokkotlov AT pikašovvs kvoprosuobéffektivnostiteplopogloŝaûŝegoantikorrozionnogopokrytiâdlâékrannyhtrubtopokkotlov AT skripkovâ kvoprosuobéffektivnostiteplopogloŝaûŝegoantikorrozionnogopokrytiâdlâékrannyhtrubtopokkotlov AT bykorezei kvoprosuobéffektivnostiteplopogloŝaûŝegoantikorrozionnogopokrytiâdlâékrannyhtrubtopokkotlov |
| first_indexed |
2025-07-05T12:11:07Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:11:07Z |
| _version_ |
1836808895797919744 |
| fulltext |
Основным требованием при конструировании
и эксплуатации водогрейных и паровых котлов
является минимальные удельные расходы топли;
ва или максимальный КПД. Это достигается
хорошей изоляцией котлов, химической и ме;
ханической полнотой сгорания, снижением тем;
пературы уходящих газов. При эффективной
изоляции и одинаковой полноте сжигания топ;
лива понижение температуры уходящих газов, а
следовательно, и повышение КПД котла связано
с развитием поверхностей нагрева топки и кон;
вективной части или с интенсификацией тепло;
обмена между продуктами сгорания и поверхно;
стями нагрева. Второй путь более эффективен,
так как снижает металлоёмкость котла и удешев;
ляет капитальные затраты.
Ниже приводятся исследования, направлен;
ные на интенсификацию теплообмена в топках
котлов путём искусственного повышения погло;
щательной способности поверхности экранных
труб [1].
Как известно, основной вид переноса теплоты
в топке котла –радиационный. Теплота передаёт;
ся радиацией от высокотемпературных полу;
прозрачных продуктов сгорания, находящихся в
объёме топки, к экранным поверхностям нагре;
40 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Наведено результати досліджень,
спрямованих на інтенсифікацію тепло�
обміну у топках котлів шляхом штучного
підвищення поглинальної здатності по�
верхні екранних труб.
Приводятся результаты исследова�
ний, направленных на интенсификацию
теплообмена в топках котлов путём искус�
ственного повышения поглощательной
способности поверхности экранных труб.
In this article, results are presented of
our investigations directed to the intensifi�
cation of heat exchange in boiler furnaces
by artificial rising the absorptive power of
water�wall tube surface.
УДК 621.18.045:662.951.2
КУЧИН Г.П.1, ПИКАШОВ В.С.2,
СКРИПКО В.Я.1, БЫКОРЕЗ Е.И.1
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Институт газа НАН Украины
К ВОПРОСУ ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕПЛОПОГЛОЩАЮЩЕГО АНТИКОРРОЗИОННОГО
ПОКРЫТИЯ ДЛЯ ЭКРАННЫХ ТРУБ ТОПОК КОТЛОВ
а – поглощательная способность;
q – плотность теплового потока;
Т – температура;
ΔТ – разность температур;
α – коэффициент теплоотдачи;
δ – толщина;
εг – степень черноты газов;
η – КПД котла;
λ – коэффициент теплопроводности;
σв – коэффициент, определяемый степенью
черноты газов εг, поглощательной
способностью чистой стальной трубы аст и
угловыми коэффициентами между объемом
продуктов сгорания, огнеупорными
поверхностями и экранными трубами.
Индексы нижние:
г – газ;
ст – стенка стальной трубы;
пок – теплопоглощающее покрытие;
р – радиационный тепловой поток;
в – направление теплового потока от стенки к
воде;
эф – эффективная температура продуктов
сгорания в топке;
н – наружная поверхность.
Индексы верхние:
′ – наружная поверхность стенки трубы;
′′ – внутренняя поверхность стенки трубы.
ва. Плотность результирующего теплового ради;
ационного потока от продуктов сгорания, усво;
енного стальными трубами топочного объёма,
определяется из уравнения
. (1)
Для анализа влияния поглощательной способнос;
ти поверхности экранных труб на процесс теплообме;
на в топке выделяем аст из σв в уравнении (1). Учиты;
вая также, что , уравнение (1) с достаточной
для практических целей точностью можно записать:
, (2)
где .
Плотности тепловых потоков: переданного че;
рез стенку трубы (теплопроводностью) к пере;
данному конвекцией от стенки теплоносителю
(вода) равны:
, (3)
или
; (4)
. (5)
Учитывая, что в реальных условиях
последним в расчётах можно пре;
небречь, тогда и формула (5) упростится:
. (6)
В случае нанесения на трубы покрытия с вы;
сокой поглощательной способностью aпок с тол;
щиной δпок и теплопроводностью λпок уравнения
(2) и (6) запишутся следующим образом:
, (7)
. (8)
Поскольку тепловой поток, поглощенный
трубами от излучения топочных газов, равен по;
току, усвоенному водой, то из (2), (6) и (7), (8) по;
лучим:
, (9)
, (10)
где .
Для того чтобы получить положительный эф;
фект от применения покрытия с высокой погло;
щательной способностью, необходимо выполне;
ние условия
, (11)
или, как следует из формул (9), (10) и (11),
. (12)
Из анализа формул (9), (10) и (11) видно, что
нанесенное покрытие с большей поглощатель;
ной способностью, чем у исходной поверхности,
по разному может влиять на радиационный теп;
ловой поток. Слой покрытия на стальной по;
верхности увеличивает суммарное термическое
сопротивление и тем самым снижает эффект от
увеличения поглощательной способности, при;
чём, чем больше толщина покрытия и меньше
коэффициент теплопроводности, тем сильнее
снижение эффективности. При определенных
соотношениях параметров нанесенное покрытие
может уменьшить воспринятый тепловой поток
по сравнению с исходной поверхностью, поэто;
му при разработке покрытия необходимо стре;
миться к тому, чтобы оно имело максимальную
поглощательную способность и минимальное
термическое сопротивление, т.е. максимальный
пок ст
пок ст
пок cт
ст
пок ст
1 /
T T
a а
T
′′Δ + Δ
>
δ δ⎛ ⎞′′Δ +⎜ ⎟λ λ⎝ ⎠
q q′′ ′>
ст ст.пок в пок пок ст.пок
;T T T T T T′′ ′ ′Δ = − Δ = −
пок ст
cт пок
ст пок
1
( )T T ′′= Δ + Δ
δ δ+λ λ
4
р в пок г эф
q q q а T′′ ′′ ′′= = = σ =
4
р в ст г эф ст
cт
ст
1
q q q а T T′ ′ ′ ′= = = σ = Δ
δ
λ
в пок в
cт пок
ст пок
1
( )q T T′′ = −
δ δ+λ λ
4
р пок г эф
q а T′ = σ
в ст.н в
cт
ст
1
( )q T T′ ′= −
δ
λ
cт
ст в
1σ ≥λ α
в ст.н в
ст
ст ст
1
( )
1
q T T′ ′= −
δ +λ α
в в ст в
( )q T T′ ′′= α −
ст
в ст.н ст
ст
( )q T T
λ′ ′ ′′= −
δ
в ст г
aσ = σ
4
р г эф
q T′ = σ
4 4
эф ст
T T≥
4 4
в эф ст
( )q T T= σ −
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4 41
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
коэффициент теплопроводности и минималь;
ную рабочую толщину.
На рис. 1 представлена графическая интерпре;
тация распределения температур по толщине
стенки при различных вариантах, которые могут
встретиться на практике. Если соблюдается усло;
вие (12), то в случае использования покрытия пе;
репад температур по толщине стальной стенки
под покрытием ΔТст будет выше, чем у такой же
стенки без покрытия, т.е.
. (13)
Для случая, когда ΔТст не изменяется при на;
несении покрытия,
, (14)
и обе части в формуле (12) равны, усвоенный
тепловой поток не изменится (нулевой эффект),
рис. 1. При знаке неравенства в (12) в противопо;
ложную сторону – эффект будет отрицательным
и ΔТст понизится по сравнению с первоначаль;
ным значением, т.е.
. (15)
На рис. 2 приведена расчетная зависимость ве;
личины КПД котла от толщины покрытия эк;
ранных труб. При проведении расчетов прини;
малось, что поглощательная способность покры;
тия апок. = 0,98. Как видно из рис. 2, с увеличени;
ем толщины покрытия от 0 до 0,38 мм КПД кот;
ла возрастает от 0,82 до 0,847, а затем при
дальнейшем увеличении толщины покрытия до
2 мм составляет 0,838.
Необходимо отметить, что в существующих кот;
лах обычные стальные трубы не защищены от кор;
розии. Можно предположить, что стальные трубы,
покрытые слоем окалины или ржавчины, хотя и
имеют поглощательную способность более высо;
кую, чем у неокисленной стальной поверхности,
однако при определенной толщине этого слоя воз;
никает отрицательный эффект, который может
сильнее сказываться со временем при увеличении
толщины слоя ржавчины. К тому же из;за коррозии
уменьшается срок службы котла. Поэтому покры;
тие должно защищать трубы котла от коррозии,
быть достаточно теплостойким при температурах
работы труб котла, иметь хорошую адгезию, влаго;
устойчивость, механическую прочность.
Эффективность использования теплопогло;
щающего покрытия проверена на действующих
котлах ПТВМ;30 и НИИСТУ;5. Покрытия изго;
тавливались на основе пентофталиевого лака или
кремнесернистого лака. В состав пигментов по;
крытия входили газовая канальная сажа КТО;250,
окись железа с размером частиц 10…63 мкм, алю;
ст.пок в ст.н в
T T T T′− < −
ст.пок в ст.н в
T T T T′− = −
ст.пок в ст.н в
T T T T′− > −
42 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 1. Распределение температур в стенке экранной трубы при различном соотношении параметров
аст, апок, δпок, λпок (1 – без покрытия; 2,3,4 – с покрытием)
–––––––– – перепад температур по толщине стенки и покрытия;
" " " " " " " – начальный перепад температур.
1 2 3 4
миниевая пудра марки ПАП;1. Пигменты и свя;
зующие смешивались до получения однородной
массы и наносились на экранную поверхность
труб котла. Через 24 часа покрытие было готово
к эксплуатации.
Выводы
1. Проведен анализ оптимальности геомет;
рии и состава поглощающего покрытия в усло;
виях высокотемпературного прогрева экран;
ных труб топок котлов, что позволило
применить и испытать в эксплуатации трубы с
покрытием в действующих котлах ПТВМ;30 и
НИИСТУ;5.
2. Испытания показали увеличение КПД
котлов от применения покрытия на 1 и 1,8% со;
ответственно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Власюк А.В. Підвищення ефективності ви;
користання палива в опалюваль;них котлах ма;
ловї теплопродуктивності та бітумних агрегатах:
Дис. канд.техн.наук: – К.: – 2002. – 172 с.
Получено 07.07.2008 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2008, т. 30, № 4 43
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Рис. 2. Зависимость η котла НИИСТУ"5 от толщины покрытия δпок стальных труб при апок = 0,98.
|