Повышение энергоэффективности систем пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами при работе на непроектных углях

Ощепков, Василий Владимирович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение …………………………………………………………………………………………………………… 4

Глава 1. Анализ методов повышения энергоэффективности систем
пылеприготовления …………………………………………………………………………………………. 12

1.1. Особенности эксплуатации систем пылеприготовления с шаровыми
барабанными мельницами ……………………………………………………………………………. 12

1.2. Обзор результатов исследований энергоэффективности пылесистем ……… 16

1.3. Обзор работ по моделированию пневмотранспорта ……………………………….. 20

1.4. Постановка задач работы ………………………………………………………………………. 28

Глава 2. Моделирование течения газовзвеси в основных элементах систем
пылеприготовления …………………………………………………………………………………………. 29

2.1. Характеристика объекта исследования…………………………………………………… 29

2.2. Физико-математическая постановка задачи ……………………………………………. 31

2.3. Описание инструмента моделирования ………………………………………………….. 34

2.4. Исходные данные для расчета ……………………………………………………………….. 35

2.5. Численный эксперимент. Обработка результатов …………………………………… 38

2.6. Верификация результатов численного эксперимента ……………………………… 44

2.7. Выводы по главе 2 …………………………………………………………………………………. 46

Глава 3. Моделирование аэродинамического сопротивления основных элементов
пылесистем с учетом инжекции угольных частиц ……………………………………………. 48

3.1. Скорость витания и средний диаметр частиц угольной пыли …………………. 48

3.2. Аэродинамическое сопротивление, возникающее при инжекции угольных
частиц в ШБМ……………………………………………………………………………………………… 53

3.3. Аэродинамическое сопротивление, возникающее при инжекции частиц в
центробежных сепараторах пыли …………………………………………………………………. 57

3.4. Выводы по главе 3 …………………………………………………………………………………. 62
Глава 4. Анализ энергоэффективности шаровой барабанной мельницы ……………. 63

4.1. Сушильная производительность ШБМ…………………………………………………… 63

4.2. Расчет удельного расхода электроэнергии мельницы ШК-32 …………………. 65

4.3. Верификация полученных уравнений …………………………………………………….. 68

4.4. Анализ влияния режимных и внешних параметров на
энергоэффективность мельницы ШК-32 ………………………………………………………. 70

4.5. Определение оптимальной производительности мельницы ШК-32 при
размоле мугунского угля ……………………………………………………………………………… 73

4.6. Выводы по главе 4 …………………………………………………………………………………. 74

Заключение …………………………………………………………………………………………………….. 76

Список литературы …………………………………………………………………………………………. 79

Приложение А ………………………………………………………………………………………………… 93

Приложение Б …………………………………………………………………………………………………. 96

Приложение В ……………………………………………………………………………………………….. 101

Приложение Г ……………………………………………………………………………………………….. 111

Приложение Д ……………………………………………………………………………………………….. 117

Актуальность темы исследования. Экономия топливно-энергетических
ресурсов рассматривается в Федеральной программе «Энергетическая стратегия
России на период до 2030 года» [1] в качестве основного фактора повышения
конкурентоспособности отечественной продукции и минимизации техногенного
воздействия на окружающую среду. Значительные резервы экономии энергии
имеются в различных технологических процессах, в том числе в процессах размо-

Данная работа посвящена повышению энергоэффективности систем пыле-
приготовления с шаровыми барабанными мельницами при работе на непроектных
углях с использованием методов численного моделирования.
Основные выводы и результаты диссертационной работы:
1. Разработан подход к решению проблемы повышения энергоэффективно-
сти систем пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами при работе
на непроектных углях, основанный на моделировании пневмотранспорта уголь-
ной пыли.
2. Предложена математическая модель аэродинамического сопротивления
шаровых барабанных мельниц и центробежных сепараторов пыли, согласно кото-
рой полное аэродинамическое сопротивление складывается из ΔPгом – потерь дав-
ления гомогенного потока газовзвеси, вызванных трением и местными потерями,
и ΔPинж – потерь давления, обусловленных инжекцией угольных частиц в поток
воздуха.
Установлено, что аэродинамическое сопротивление шаровых барабанных
мельниц состоит на 80% из ΔPинж и на 20% из ΔPгом, аэродинамическое сопротив-
ление центробежных сепараторов – на 50% из ΔPинж и на 50% из ΔPгом.
3. Получены критериальные уравнения, описывающие зависимость аэроди-
намического сопротивления элементов пылесистем от средней скорости витания
и среднего диаметра частиц угольной пыли.
Коэффициент сопротивления гомогенного потока угольной газовзвеси для
шаровых барабанных мельниц

1   
0,6

 гом  1200 0,4
kL
Reв
Коэффициент сопротивления, вызванного инжекцией частиц, для шаровых
барабанных мельниц
инж  36,6(1   ) kвит
0,0216
kL ,
инж  36,6(1   ) kd0,0432kL .
Коэффициент сопротивления гомогенного потока угольной газовзвеси для
центробежных сепараторов пыли

 9,12  104  се 1   се 
0,343
 гом
се
Reв0,657 .

Коэффициент сопротивления, вызванного инжекцией частиц, для центро-
бежных сепараторов пыли

 инж
се
 16,7 се
1,5
(1   )k вит ,
0,16

инж
се
 16,7се
1,5
(1   )kd
0,317
.
Пределы применимости полученных уравнений:

Re в  3  105  2  106 ,
  0,16  0,76,
kв ит  0,6  6,8,
kd  0,8  2,6.
Полученные уравнения согласуются с известными формулами для опреде-
ления потерь давления и с экспериментальными данными.
4. Предложена формула, позволяющая найти минимальный удельный рас-
ход электроэнергии на пылесистему с мельницей ШК-32, исходя из режима ра-
венства сушильной и размольной производительностей
0.0746 Dб3 Lб nб ψб0.56 γ н.ш К бр К тл  1.86 Dб Lб nб Sб  ηэл ηпр N доп
ЭШБМ  
ηэл ηпр Bс


1  μ Vв  гом  инж  pв .
ηэл η мв Bс

Так минимальные затраты на размол азейского угля влажностью W р  25%

,опт  13.8 м /с (что соответствует
с шаровой загрузкой ψб = 0,2 достигаются при Vвнфу 3

производительности мельницы B = 57 т/ч) и составляют ЭШБМ = 18,9 кВт∙ч/т; при
размоле мугунского угля ( W р  22% , ψб = 0,2) минимум энергозатрат получается

,опт  12.9 м /с (B = 68 т/ч) и равен 15,8 кВт∙ч/т.
при Vвнфу 3
Средние отклонения результатов расчетов по предложенной формуле от
аналогичных экспериментальных данных находятся в диапазоне ±5%.
5. Полученные результаты внедрены в ПАО «Иркутскэнерго» для опреде-
ления энергозатрат пылесистемы с мельницей ШК-32 при размоле мугунского
бурого угля до тонины помола R90 = 35% (Приложение А).

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету