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!

    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 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
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 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
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 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

    Другие учебные работы по предмету