Повышение энергетической и технологической эффективности стекловаренной печи на основе совершенствования процессов охлаждения и кондиционирования стекломассы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.04, кандидат наук Абакин Дмитрий Александрович

• Абакин Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Абакин Дмитрий Александрович

Введение

Глава 1. Современные стекловаренные печи для производства тарного стекла и способы повышения их энергетической эффективности

1.1. Устройство стекловаренной печи

1.2. Устройство выработочного канала и каналов питателей

1.3. Способы повышения энергетической эффективности стекловаренных печей

1.3.1. Увеличение удельного съема стекломассы

1.3.2. Тепловая изоляция и использование потерь теплоты через принудительно охлаждаемые участки обмуровки

1.3.3. Подогрев воздуха и топлива

1.3.4. Подогрев шихты и стеклобоя

1.3.5. Использование кислорода для отопления печи

1.3.6. Термохимическая регенерация

1.3.7. Внешнее теплоиспользование

1.3.8. Использование теплоты стекломассы в выработочном канале

1.3.9. Повышение качества стекломассы

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Тепловые схемы стекловаренной печи с использованием теплоты стекломассы в выработочном канале

2.1. Базовая тепловая схема

2.1.1. Материальный баланс процесса стеклообразования

2.1.2. Материальный баланс горения природного газа

2.1.3. Тепловой баланс варочной части стекловаренной печи

2.1.4. Тепловой баланс подогревателя воздуха и подогревателя шихты

2.1.5. Расчет потерь теплоты через наружные ограждения выработочного канала

2.1.6. Тепловой баланс выработочного канала

2.2. Выбор и обоснование принципа использования теплоты стекломассы

2.3. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы для осуществления паровой конверсии природного газа

2.3.1. Материальный баланс процесса паровой конверсии природного газа

2.3.2. Тепловой баланс реактора паровой конверсии

2.3.3. Тепловой баланс подогревателя смеси и испарителя

2.3.4. Тепловой баланс выработочного канала

2.3.5. Тепловой баланс варочной части стекловаренной печи

2.4. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы для подогрева шихты

2.5. Тепловая схема с использованием теплоты стекломассы для получения пара и выработки электроэнергии

2.6. Выводы по главе

Глава 3. Расчет и моделирование теплообмена в выработочном канале

3.1. Расчет теплообмена между поверхностью стекломассы, обмуровки и дымовыми газами

3.2. Моделирование теплообмена в продольном сечении потока стекломассы

3.2.1. Теплофизические свойства стекломассы

3.2.2. Основные допущения

3.2.3. Постановки задачи и создание математической модели в ANSYS Fluent

3.2.4. Распределение температур по высоте слоя стекломассы при постоянной плотности теплового потока

3.2.5. Уменьшение температурной неоднородности по высоте слоя стекломассы на участке выдержки

3.2.6. Влияние потерь в окружающую среду через наружные ограждения на температурную однородность стекломассы

3.3. Моделирование теплообмена в потоке стекломассы

3.3.1. Постановка задачи и создание математической модели в ANSYS Fluent

3.3.2. Расчетные исследования

3.3.3. Выводы по результатам расчетных исследований

3.4. Моделирование сопряженного теплообмена в потоке стекломассы и в газовом объеме

3.4.1. Выбор модели турбулентности

3.4.2. Постановка задачи и создание математической модели в ANSYS Fluent

3.4.3. Расчетные исследования

3.4.4. Выводы по результатам расчетных исследований

3.5. Выводы по главе

Глава 4. Кондиционирование стекломассы на поверхности расплавленного металла

4.1. Исследование процесса кондиционирования стекломассы на поверхности расплавленного металла средствами вычислительной гидродинамики

4.1.1. Гидравлический расчет канала питателя

4.1.2. Выбор расплавленного металла

4.1.3. Моделирование свободной конвекции в слое

расплавленной меди

4.1.4. Моделирование теплообмена в канале питателя

4.2. Экспериментальное исследование взаимодействия расплавленного металла со стекломассой и газовой атмосферой каналов питателей

4.2.1. Описание методики экспериментов

4.2.2. Результаты экспериментов

4.3. Выводы по главе

Выводы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение энергетической и технологической эффективности стекловаренной печи на основе совершенствования процессов охлаждения и кондиционирования стекломассы»

Введение

Актуальность темы. Производство тарного стекла - крупнейшая подотрасль стекольной промышленности. Объем производства тарного стекла в России составляет около 7 млн. т в год при суммарном объеме производства стекла всех видов 13 млн. т в год. В России работают около 80 печей для выработки тарного стекла производительностью до 600 т/сутки.

На варку стекла в стекловаренных печах расходуется не менее 4,5 ГДж на тонну сваренной стекломассы, что составляет 60-80% от общей энергоемкости производства стекла. Теоретический минимум затрат на стекловарение составляет 2,1 ГДж на тонну стекломассы. Следовательно, потенциал энергосбережения составляет более 50%, или 0,57 млн. т у. т. в год для всей отрасли производства тарного стекла.

Большое количество работ посвящено разработке способов повышения энергетической эффективности стекловаренных печей. В данной работе рассмотрено использование теплоты, которая теряется при охлаждении стекломассы в выработочных каналах печи. Этот способ мало исследован, однако обеспечивает снижение затрат энергии на варку стекломассы на 5...7% при небольших капитальных затратах и обеспечении качества вырабатываемого стекла.

Объект исследования. Регенеративная пламенная стекловаренная печь для производства тарного стекла с выработочными каналами и каналами питателей.

Методы исследования. Расчеты гидродинамики и теплообмена в выработочных каналах производились средствами математического моделирования в программном комплексе ANSYS Fluent. Взаимодействие расплава стекла, меди и атмосферы исследовалось экспериментально, в лабораторной высокотемпературной печи.

Цель и задачи работы. Цель работы - разработка способов повышения энергетической и технологической эффективности производства стекла путем использования теплоты, которая теряется при охлаждении стекломассы в выработочных каналах печи, и повышения термической однородности стекломассы Реализация цели предусматривает решение следующих задач:

1. Разработка способов охлаждения стекломассы, которые позволяют использовать теплоту при обеспечении требуемого качества стекломассы.

2. Разработка и расчет тепловых схем с использованием теплоты стекломассы, определение ожидаемой экономии топлива.

3. Составление математических моделей и вывод формул для расчета гидродинамики и теплообмена в выработочных каналах и каналах питателей.

4. Разработка способов увеличения термической однородности стекломассы.

Научная новизна.

1. Разработан способ охлаждения стекломассы в выработочных каналах стекловаренной печи с помощью циркулирующих дымовых газов, который позволяет использовать теплоту стекломассы при высокой интенсивности теплообмена, простоте конструкции выработочного канала, возможности точного регулирования температуры стекломассы и достижения ее высокой термической однородности.

2. Предложен способ кондиционирования стекломассы на поверхности расплава меди или олова, позволяющий значительно повысить термическую однородность стекломассы при внесении минимальных изменений в конструкцию каналов питателей.

3. Разработана тепловая схема, позволяющая использовать теплоту стекломассы для паровой конверсии природного газа, используемого для отопления варочной части печи.

4. В результате обобщения результатов математического моделирования получены формулы для оценки термической неоднородности стекломассы в выработочном канале и каналах питателей.

Практическая ценность.

1. Разработанные тепловые схемы с использованием теплоты стекломассы в выработочном канале могут быть использованы при проектировании стекловаренных печей с целью снижения расхода топлива.

2. Принцип кондиционирования стекломассы на поверхности расплавленного металла может быть использован при конструировании каналов питателей и выработочных каналов стекловаренных печей с целью повышения термической однородности стекломассы.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Принцип организации охлаждения стекломассы и использования ее теплоты с помощью циркулирующих дымовых газов

2. Тепловые схемы с использованием теплоты стекломассы для проведения термохимической регенерации, подогрева топлива, шихты, стеклобоя, внешнего теплоиспользования.

3. Формулы для оценки термической неоднородности стекломассы в выработочном канале и методика их получения.

4. Математическая модель сопряженного теплообмена в выработочном канале.

5. Способы обеспечения термической однородности стекломассы.

6. Принцип кондиционирования стекломассы на поверхности расплава меди или олова и его основные преимущества.

7. Результаты эксперимента по исследованию взаимодействия расплавленного металла, стекломассы и атмосферы.

Достоверность научных положений обусловлена:

1. Использованием для математического моделирования современного программного обеспечения - ANSYS Fluent.

2. Использованием обычно применяемых для расчета стекловаренных печей моделей радиационного теплообмена - приближения Росселанда и модели дискретных ординат.

3. Выбором k-ю модели турбулентности путем сравнения результатов, полученных при использовании разных моделей турбулентности.

4. Сравнением значений термической однородности, полученных при использовании нескольких математических моделей одного объекта.

5. Сравнением результатов расчета термической однородности с показателями работы действующей печи.

6. Проверкой правильности методики расчета числа Нуссельта при ламинарном течении стекломассы в открытом канале путем ее использования для расчета числа Нуссельта в известном случае - при ламинарном течении в круглой трубе.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях: XX Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2014); Десятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2015» (Иваново, 2015); а также на научном семинаре кафедры «Атомная и тепловая энергетика» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.

Список публикаций. По материалам диссертации опубликовано три статьи в журналах, рекомендованных ВАК. Две статьи переведены на английский язык и изданы в журнале, который цитируется в международной базе цитирования Scopus .

Объем диссертации. Работа изложена на 121 странице, иллюстрирована 44 рисунками и 18 таблицами. Диссертация состоит из введения, четырех глав, включая литературный обзор, и заключения. Список литературы содержит 100 наименований.

Глава 1. Современные стекловаренные печи для производства тарного стекла и способы повышения их энергетической эффективности

1.1. Устройство стекловаренной печи

В настоящее время наиболее эффективными стекловаренными печами считаются ванные регенеративные печи с подковообразным направлением пламени и выделенной студочной частью, их доля в производстве тарного стекла составляет 95 % [10], поэтому в дальнейшем будут рассматриваться стекловаренные печи именно этого типа.

Устройство типовой стекловаренной печи показано на рис. 1.1. Шихта загружается в печь через загрузочные карманы 3. Переливной порог 4 разделяет печь на варочный 1 и осветлительный 2 бассейны. В варочном бассейне протекают стадии силикатообразования и стеклообразования, которые упрощенно можно описать как плавление шихты, сопровождающееся испарением влаги, эндотермическими химическими реакциями и выделением углекислого газа. В осветлительном бассейне протекают стадии осветления и гомогенизации - освобождения расплава стекломассы от пузырьков газа и выравнивания его химического состава. Из нижней части осветлительного бассейна через проток 5 стекломасса поступает в выработочный канал 6, в котором охлаждается до температуры выработки и распределяется по нескольким каналам питателей 7. В каналах питателей происходит кондиционирование стекломассы - подготовка к выработке путем регулирования температуры и выравнивания температурного поля.

Для отопления печи используется одна пара диффузионных газовых горелок 9, установленных на передней стенке. Горелки работают попеременно, сначала в одну горелку подается воздух из регенератора 10 и

Рис. 1.1. Регенеративная стекловаренная печь с подковообразным направлением пламени: 1 - варочный бассейн, 2 - осветлительный бассейн, 3 - загрузочный карман, 4 переливной порог, 5 - проток, 6 - выработочный канал, 7 - канал питателя, 8 - чаша питателя, 9 - диффузионная горелка, 10 - регенератор, 11 - дымовая труба.

природный газ, через влет второй горелки отводятся в регенератор продукты сгорания, затем наоборот. В регенераторе осуществляется охлаждение продуктов сгорания и нагрев воздуха за счет попеременного обтекания горячим и холодным потоком огнеупорной насадки.

Свод и боковые стены газового пространства выполняются из динаса. Внутренняя поверхность обмуровки печи, контактирующая со стекломассой, выполняется из бадделеито-корундовых огнеупорных блоков. На границе стекломассы и газового пространства печи наблюдается сильная коррозия огнеупоров, поэтому для увеличения срока службы печи этот участок обмуровки не изолируют и подвергают принудительному охлаждению [11]. Наиболее простой и распространенный способ - обдув наружной поверхности обмуровки атмосферным воздухом с помощью сопел, установленных по всему периметру печи [12, 13]. Остальные участки обмуровки печи, а также наружные ограждения регенераторов, подвергаются тщательной тепловой изоляции для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду.

1.2. Устройство выработочного канала и каналов

питателей

Помимо отмеченных выше функций охлаждения и кондиционирования стекломассы, выработочные каналы и каналы питателей выполняют еще одну функцию - распределительную: подводят стекломассу от стекловаренной печи к нескольким, от двух до семи, стеклоформующим машинам [14]. Эта функция определяет длину каналов и их сложную, с разветвлениями и поворотами, форму.

Выработочные каналы имеют глубину 0,4..0,2 м; ширину 1,0.. 1,5 м. Стандартная глубина каналов питателей 0,153 м, ширина около 1,0 м. Эти размеры обусловлены стремлением уменьшить их размеры для снижения

капитальных затрат и увеличения термической однородности стекломассы с одной стороны, необходимостью обеспечить течение вязкой стекломассы при небольшом уклоне и необходимостью контролировать термическую однородность по ширине потока стекломассы, с другой стороны.

Нижнее строение выработочных каналов и каналов питателей выполняется из бадделеито-корундовых или глиноземистых электроплавленных блоков или лотков, верхнее строение - из силлиманита. Тепловая изоляция верхнего и нижнего строения каналов необходима для достижения высокой температурной однородности стекломассы [15]. Для выравнивания температурного поля стекломассы по ширине боковые стенки и прилегающие к ним участки дна изолируются сильнее, чем центральная часть дна канала. Для интенсификации охлаждения стекломассы верхнее строение выработочного канала часто не изолируется.

В выработочных каналах и каналах питателей используются методы радиационного [16, 17], прямого воздушного [18] и косвенного воздушного [19] охлаждения стекломассы (см. рис. 1.2). При радиационном охлаждении теплота излучается в окружающую среду через отверстия в своде. Этот метод обеспечивает наиболее интенсивное охлаждение стекломассы, теплоотдача регулируется с помощью шиберов, которые могут закрывать отверстия. При прямом воздушном охлаждении под сводом канала продувается атмосферный воздух, теплоотдача осуществляется преимущественно от стекломассы к своду излучением, от свода к воздуху конвекцией. При косвенном воздушном охлаждении атмосферный воздух продувается через каналы в своде, охлаждение стекломассы идет менее интенсивно по сравнению с другими двумя способами. Во всех случаях, теплота стекломассы полезно не используется и рассеивается в окружающей среде.

Вследствие потерь теплоты через наружные ограждения каналов и замедления пристеночных слоев стекломассы, края потока стекломассы охлаждаются сильнее его центра. Для подогрева краев и поддержания

топливно-воздушная смесь

Рис. 1.2. Способы охлаждения стекломассы: 1 - стекломасса, 2 - газовое пространство выработочного канала, 3 - обмуровка, 4 - газовая горелка, 5 -керамический шибер, 6 - отверстие в своде для радиационного охлаждения, 7 - вентилятор, 8 - отверстия для подачи воздуха, 9 - каналы для прохода охлаждающего воздуха.

термической однородности стекломассы, а также для точного регулирования ее температуры, используют газовый [20, 21] или электрический [22] подогрев. Газовый подогрев осуществляется с помощью небольших кинетических горелок с подачей газо-воздушной смеси от газосмесительной станции, установленных по периметру каналов. Электрический подогрев осуществляется с помощью погруженных в стекломассу или установленных над ее поверхностью электродов.

Важнейший показатель работы каналов питателей - термическая однородность стекломассы на выходе. Она показывает, насколько качественно проведено кондиционирование стекломассы, и значительно влияет на качество вырабатываемой продукции и количество брака. Термическая однородность стекломассы Ят, %, рассчитывается на основании показаний трех трехуровневых термопар , °С, установленных в конце канала, по формуле [23]:

Расположение трехуровневых термопар показано на рис. 1.3. При проектировании каналов питателей принимается, что для работы стеклоформующих машин необходимо Ят > 96% [23].

Кроме значения термической однородности, большое значение имеет также характер распределения температур в выходном сечении. При эксплуатации стекловаренной печи подбирается такое распределение температур, при котором брак минимален. Считается, что небольшой подогрев краев потока относительно центра благоприятно сказывается на работе стеклоформующих машин (рис. 1.4), даже если при этом происходит уменьшение значения Ят.

(1)

Рис. 1.3. Схема установки трехуровневых термопар в поперечном сечении канала питателя.

Рис. 1.4. Показания трехуровневых термопар, установленных в канале питателя печи Орехово-Зуевского стекольного завода. Термическая однородность стекломассы 90,2 %.

1.3. Способы повышения энергетической эффективности стекловаренных печей

1.3.1. Увеличение удельного съема стекломассы

Удельный съем стекломассы, т/(м2сутки) - отношение производительности печи, т/сутки, к площади варочного бассейна, м2. Удельный съем стекломассы показывает, насколько эффективно организованы процессы стекловарения в печи. Чем он выше, тем меньше площадь наружных ограждений, потери теплоты в окружающую среду, расход топлива, капитальные затраты на строительство печи.

Удельный съем стекломассы >3 т/(м2сутки) [2], характерный для лучших современных стекловаренных печей, достигается за счет применения следующих решений [3, 24]:

• повышение температуры варки до 1580-1600 °С, что соответствует условиям длительной эксплуатации современных огнеупорных и теплоизоляционных материалов;

• тепловая изоляция нижнего строения печи позволяет увеличить температуру придонных слоев стекломассы и интенсифицировать происходящие в них процессы;

• переливной порог разделяет зоны варки и осветления, увеличивает кратность циркуляции расплава в зоне варки, за счет этого интенсифицируется перенос теплоты к шихте, ускоряются процессы силикатообразования и стеклообразования;

• дополнительный электрический подогрев или барботаж стекломассы сжатыми газами используется для организации восходящего потока стекломассы перед переливным порогом, за счет этого увеличивается кратность циркуляции расплава в зоне варки и ускоряются процессы силикатообразования и стеклообразования;

• разделение осветлительного бассейна и выработочного канала с помощью низко расположенного протока позволяет организовать в осветлительном бассейне нисходящий поток стекломассы и поддерживать в нем высокую температуру, что интенсифицирует процесс осветления;

• правильный выбор основных геометрических размеров печи (соотношения ширины и длины, расположения и высоты переливного порога, глубины варочного и осветлительного бассейна, расположения и формы загрузочных карманов, места установки электродов и сопел для сжатого воздуха), длины факела, мощности дополнительного электрического подогрева, расхода сжатого газа

по результатам анализа литературных данных и математического моделирования;

• использование шихты определенного химического и гранулометрического состава, обеспечивающего ускорение процессов силикатообразования и стеклообразования;

• тщательное перемешивание шихты ускоряет процессы гомогенизации;

• увлажнение шихты перед загрузкой в печь ускоряет процессы силикатообразования.

Разработка новых способов повышения удельного съема стекломассы ведется и в настоящее время. В работе [25] рассматриваются способы интенсификации процессов стеклообразования и осветления за счет спирального движения потока стекломассы и более полного использования объема бассейна. В патенте [26] повышение удельного съема стекломассы предполагается достичь за счет ступенчатого дна и особого расположения переливного порога и зон дополнительного электрического подогрева. В работе [27] предлагается использовать покрытия с высокой поглощающей способностью для внутренней поверхности обмуровки верхнего строения печи. Это увеличивает интенсивность передачи теплоты между газами, обмуровкой и стекломассой, ускоряет нагрев куч шихты и протекание стадии силикатообразования.

К настоящему времени предложено несколько альтернативных способов, которые, по заявлению авторов, намного эффективнее традиционного способа варки стекломассы в бассейне (ванне). Стекловаренная печь с барботируемым слоем стекломассы [28] предполагает интенсивное перемешивание всего объема шихты и стекломассы на этапе силикатообразования и стеклообразования с помощью газов. Недостатки этого способа - большой унос компонентов шихты, сильный износ огнеупоров, различное время пребывания частиц стекломассы в зоне варки и,

как следствие, наличие не проваренных частиц шихты на выходе из барботируемого слоя.

В циклонной стекловаренной печи [29] шихта плавится сначала во взвешенном состоянии в закрученном газовом потоке, затем - в тонкой пленке, стекающей по стенке циклонной камеры. Циклонная камера характеризуется большими потерями теплоты через водоохлаждаемые стенки, высокой температурой отходящих газов, интенсивным уносом компонентов шихты, сложностью конструкции, наличием не растворившихся зерен кварца и пузырьков газа в стекломассе на выходе из камеры.

В прямоточной стекловаренной печи [30] все стадии стекловарения проходят при движении расплава по бассейну с небольшой глубиной, при которой не образуются циркуляционные потоки. Использование данных, полученных в [24], позволяет утверждать, что при небольшой глубине канала для растворения зерен кварца и осветления расплава потребуется большая длина бассейна, а значит большие капитальные затраты и большой расход топлива для компенсации потерь теплоты в окружающую среду.

1.3.2. Тепловая изоляция и использование потерь теплоты через принудительно охлаждаемые участки обмуровки

Тепловая изоляция необходима для снижения потерь теплоты в окружающую среду и снижения расхода топлива, улучшения условий труда обслуживающего персонала, защиты оборудования и опорных конструкций от высоких температур. Тепловая изоляция свода позволяет улучшить его работу за счет равномерного температурного расширения и защищает от коррозии, предотвращая конденсацию кислот на наружной поверхности огнеупора. Тепловая изоляция бассейна позволяет повысить температуру придонных слоев стекломассы и интенсифицировать процессы стекловарения.

Структура тепловой изоляции стекловаренных печей подробно рассмотрена в работах [31-33]. Для современных печей характерны плотность теплового потока через теплоизолированные поверхности ~1 кВт/м2, суммарные потери теплоты через обмуровку 400 - 800 кДж/кг стекломассы [34, 35].

Продолжается работа по совершенствованию тепловой изоляции стекловаренной печи. Например, в работе [36] предлагается конструкция свода, позволяющая снизить плотность теплового потока до 550 Вт/м2 при значительном снижении веса тепловой изоляции по сравнению с известными решениями.

Известны несколько способов принудительного охлаждения обмуровки стекловаренной печи. При воздушном охлаждении [37-40] обмуровка обдувается воздухом, подаваемым со скоростью 50-100 м/с через сопла, установленные по периметру печи. Резервирование источника питания, вентилятора и простота конструкции обеспечивают надежность охлаждения. Воздушная система охлаждения не может нарушить технологический процесс и оставляет обмуровку доступной для контроля и горячего ремонта, благодаря чему она широко применяется в настоящее время, а расчетный срок службы обмуровки может достигать 37 лет [12]. Вместе с тем, отбираемая от обмуровки теплота рассеивается в окружающей среде.

Другие известные способы охлаждения обмуровки - подача холодоносителя на поверхность стекломассы, подача воздуха во внутреннюю полость огнеупора, испарительное охлаждение [41-43]. В работе [44] предлагается использовать термоэлектрическую рекуперацию, при которой около 15% теплового потока преобразуется в электрическую энергию с помощью расположенных на наружной поверхности обмуровки термоэлектрических элементов, 85% теплового потока отводится охлаждающей водой.

Последние три способа охлаждения позволяют использовать потери теплоты через принудительно охлаждаемые участки обмуровки. Однако работы, в которых было бы рассмотрено влияние этих способов охлаждения на срок службы обмуровки и работу стекловаренной печи, предложены способы контроля за состоянием обмуровки и произведено сравнение с воздушным охлаждением, отсутствуют.

1.3.3. Подогрев воздуха и топлива

Большинство крупных стекловаренных печей оснащается регенеративным теплообменником для подогрева идущего на горение воздуха за счет теплоты отходящих газов. Современные регенераторы позволяют подогревать воздух от температуры окружающей среды до 1300 °С и охлаждать отходящие газы с 1400 °С до 400 °С [34, 45, 46]. Благодаря многослойной тепловой изоляции потери теплоты через наружные ограждения регенератора невелики и составляют ~80 кДж/кг стекломассы [35].

К достоинствам регенератора относится высокая температура подогрева воздуха, простота конструкции, возможность проведения горячих ремонтов и очистки регенератора без остановки печи. К недостаткам -невозможность полного использования теплоты отходящих газов за счет разницы теплоемкостей отходящих газов и воздуха, громоздкость конструкции, периодичность работы.

Альтернативой регенеративным являются рекуперативные теплообменники, которые менее громоздки и работают непрерывно, но не позволяют нагревать воздух выше 800 °С по причине ограниченной жаростойкости стали, из которой они сделаны. Снижение температуры подогрева воздуха с 1300 °С до 800 °С увеличивает расход топлива в печи на 35-40 %. Поэтому рекуперативные теплообменники целесообразно

использовать вместе с другими способами использования теплоты отходящих газов, например, при термохимической регенерации [47].

Подогрев природного газа ограничен температурой 400 °С, при которой начинается термическое разложение метана с образованием сажи, которая откладывается на поверхностях теплообмена. Расчеты теплового баланса показывают, что подогрев природного газа до этой температуры позволяет снизить температуру отходящих газов на 45 °С, расход топлива -на 2,5 %.

Незначительный энергосберегающий эффект приводит к тому, что подогрев топлива в стекловаренных печах не используется. Вместе с тем, подогрев топлива предлагается использовать в кислородных печах [48], снижение температуры отходящих газов в которых составит около 180 °С.

1.3.4. Подогрев шихты и стеклобоя

Задача подогрева шихты и стеклобоя может быть решена различными способами. Подробная классификация возможных способов приведена в [49].

При подогреве шихты следует учитывать, что она состоит из частиц размером 0,1-1,0 мм [50], вследствие чего подвержена расслоению и уносу части компонентов при пересыпании и продувании через нее газов. При подогреве шихты до 550-600 °С она начинает слипаться и прилипать к стенкам теплообменников [51], что ограничивает температуру ее нагрева. Размер частиц стеклобоя 5-30 мм, поэтому он не подвержен уносу. Температура начала плавления стеклобоя 800 °С.

При доле стеклобоя в шихте 50% и более, характерной для стран с налаженной системой сбора и повторного использования отходов, целесообразно применение прямого нагрева стеклобоя, при котором дымовые газы из печи либо после регенератора нагревают стеклобой в плотном фильтруемом слое. Преимуществами данного способа являются высокая интенсивность теплообмена, нагрев стеклобоя до высоких

температур, простота конструкции и компактность подогревателя. Такие системы разработаны и успешно применяются на заводах по производству стеклянной тары [52, 53].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Абакин Дмитрий Александрович, 2018 год

Список литературы

1. ИТС 5-2015. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство стекла. М.: Бюро НТД, 2015.

2. Дзюзер, В.Я. Актуальные проблемы стекловарения / В.Я.Дзюзер // Стекло и керамика. - 2013. - N 5. - C. 3-5.

3. Абакин, Д.А. Использование теплоты расплава для повышения энергетической эффективности стекловаренной печи / Д.А. Абакин, Б.А. Соколов // XX Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика»: Тез. докл. в 4-х т. Т.3. - М.: Издательский дом МЭИ, 2014. - С. 122.

4. Абакин, Д.А. Повышение энергетической эффективности производства стекла / Д.А. Абакин, Б.А. Соколов // Десятая международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Энергия-2015»: Тез. докл. в 7-и т. Т.1. - Иваново.: ИГЭУ, 2015. - С. 56-58.

5. Соколов, Б.А. Использование теплоты расплава стекломассы для повышения энергетической эффективности стекловаренной печи / Б.А. Соколов, Д.А. Абакин // Промышленная энергетика. - 2015. - N 8. - С. 14-17.

6. Соколов, Б.А. Кондиционирование стекла на поверхности расплава меди в канале питателя печи для производства стеклянной тары / Б.А. Соколов, Д.А. Абакин // Стекло и керамика. - 2017. - N 8. - С. 13-15.

7. Соколов, Б.А. Использование теплоты расплава стекломассы с помощью циркулирующих дымовых газов / Б.А. Соколов, Д.А. Абакин // Стекло и керамика. - 2017. - N 8. - С. 21-24.

8. Sokolov, B.A. Glass Conditioning on Copper Melt Surface in the Feeder Channel of a Container-Glass Furnace / B.A. Sokolov, D.A. Abakin // Glass and ceramics. - 2017. - Vol.74. - P. 82-84.

9. Sokolov, B.A. Use of the Heat of Molten Glass Aided by Circulating Furnace Gases / B.A. Sokolov, D.A. Abakin // Glass and ceramics. - 2017. -Vol.74. - P. 278-281.

10. Дзюзер, В.Я. Проектирование энергоэффективных стекловаренных печей / В.Я. Дзюзер, В.С. Швыдковский. - М.: Теплотехник, 2009. - 340 с.

11. Дзюзер, В.Я. Энергоэффективная тепловая изоляция бадделеитокорундовой кладки в стекловаренных печах / В.Я. Дзюзер // Новые огнеупоры. - 2013. - N 10. - С. 13-16.

12. Озеров, Н.А. Продление эксплуатационного ресурса стекловаренных печей на основе интенсификации теплообмена в системе регулируемого охлаждения огнеупорных стен варочного бассейна: дис. ... канд. тех. наук: 15.14.04 / Озеров Никита Алексеевич. - Саратов, 2013. - 199 с.

13. Дзюзер, В.Я. Эффективное охлаждение бадделеитокорунда в стекловаренных печах / В.Я.Дзюзер // Стекло и керамика. - 2015. - N 1. -С.25-28.

14. Симс, Р. Пять принципов кондиционирования стекломассы / Р.Симс // Стеклянная тара. - 2004. - N 3. - С.8-9.

15. Дзюзер, В.Я. Разработка энергоэффективной футеровки выработочного канала стекловаренной печи / В.Я.Дзюзер // Огнеупоры и техническая керамика. - 2011. - N 6. - С.21-24.

16. Стефенс, А. Проектирование в расчете на оптимальное кондиционирование / А.Стефенс // Стеклянная тара. - 2011. - N 9. - С. 17-19.

17. Дзюзер, В.Я. Расчет и конструирование выработочного канала стекловаренной печи / В.Я.Дзюзер // Огнеупоры и техническая керамика. -2009. - N 11-12. - C. 73-76.

18. Keshavarz, S. Glass Conditioning: a fine balance is required / S.Keshavarz // Glass International. - 2010. - N 7. - P. 85-86.

19. High-pull forehearths meet high expectations // Glass International. -2012. - N 4. - P.19-22.

20. Deblock, F. How much energy can be saved with air-fuel forehearths? / F.Deblock // Glass International. - 2014. - N 6. - P.29-30.

21. Barbe, M. Gas premix technology in the forehearth / M.Barbe // Glass International. - 2013. - N 7. - P.71-72.

22. Stuart, G. Saving energy is all-electric / G.Stuart // Glass International. - 2012. - N 3. - P.31-32.

23. Дзюзер, В.Я. Энергоэффективная футеровка канала питателя стеклоформующей машины / В.Я.Дзюзер // Огнеупоры и техническая керамика. - 2014. N 4 - 5. - С.51-54.

24. Дзюзер, В.Я. Теплофизические основы разработки энергоэффективных стекловаренных печей: дис. ... д-ра тех. наук: 05.17.08 / Дзюзер, Владимир Яковлевич. - Екатеринбург, 2009. - 352 с.

25. Mathematical modelling of bubble removal from a glass melting channel with defined melt flow and the relation between the optimal flow conditions of bubble removal and sand dissolution // Glass technology: European Journal of glass science and technology. Part A: Glass technology. - 2015. - N 2. -P.52-62.

26. Пат. 2467960 Российская федерация, МПК С 03 В 5/182. Стекловаренная печь и способ получения стеклянной продукции [Текст] / Фунакоси Х.; патентообладатель АСАХИ ГЛАСС КО., ЛТД. -2010103217/03; заявл. 01.07.08; опубл. 10.08.11.

27. Adams, B. Impact of high-emissivity coatings on process furnace heat transfer / B. Adams, M. Denison, J. Olver // Process Development Division 2015 -Core Programming Area at the 2015 AIChE Spring Meeting and 11th Global Congress on Process Safety. - 2015. - P. 158-168.

28. Пат. 2473474 Российская федерация, МПК C 03 B 5/193. Способ варки стекломассы и стекловаренная печь с барботированием слоя

стекломассы [Текст] / Сборщиков Г.С., Клегг Ю.Д., Гришаева С.В., Клегг Д.Ю.; патентообладатель ФГАОУ ВПО "НИТУ "МИСиС". - 2011149967/03; заявл. 08.12.11; опубл. 27.01.13.

29. Пат. 167692 Российская федерация, МПК С 03 В 5/00. Дисперсионно-пленочная стекловаренная печь [Текст] / Косяков А.В., Кулигин С.В, Ишков А.Д., Благов А.В., Сальников Е.П, Рововой В.В.; патентообладатель ООО «Сферастек». - N 2016126329; заявл. 30.06.16; опубл. 10.01.17.

30. Пат. 2133232 Российская федерация, МПК С 03 В 5/04. Прямоточная стекловаренная печь [Текст] / Иткин С.Г., Зайцев А.К., Шамова Н.А.; заявитель и патентообладатель АООТ «Термоприбор». - N 97103449/03; заявл. 25.02.97; опубл. 20.07.99.

31. Дзюзер, В.Я. Анализ конструктивных схем тепловой изоляции свода стекловаренной печи / В.Я. Дзюзер // Огнеупоры и техническая керамика. - 2010. - N 7/8. - С.76-79.

32. Дзюзер, В.Я. Энергоэффективные печные ограждения высокопроизводительной стекловаренной печи / В.Я. Дзюзер // Огнеупоры и техническая керамика. - 2009. - N 7. - С.48-54.

33. Дзюзер, В.Я. Расчет и конструирование варочного бассейна стекловаренных печей тарного стекла / В.Я. Дзюзер // Стекло и керамика. -2009. - N 11. - С.3-8.

34. Дзюзер, В. Я. Способы повышения энергоэффективности стекловаренных печей / В.Я. Дзюзер // Стекло и керамика. - 2012. - N 1. -С.11-14.

35. Сравнение энергетической эффективности печей Европы и Америки // Стеклянная тара. - 2006. - N 1. - С.2-3.

36. Дзюзер, В.Я. Разработка теплоизолированного свода высокопроизводительной стекловаренной печи. / В.Я. Дзюзер // Новые огнеупоры. - 2014. - N 7. - С.27-31.

37. Семенов, Б.А. Методика и результаты оптимизации параметров системы обдува ограждений варочного бассейна стекловаренных печей / Б.А. Семенов, Н.А. Озеров // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2011. - N 1. - С.210-217.

38. Семенов, Б.А. Минимизация удельных расходов воздуха в системах струйного охлаждения огнеупорных ограждений варочного бассейна стекловаренных печей / Б.А. Семенов, Н.А. Озеров // Стекло и керамика. - 2015. - N 10. С.21-26.

39. Попов, О.Н. Оценка эффективности воздушного охлаждения стекловаренных печей / О.Н. Попов, Р.З. Фридкин, З.Т. Мамедов // Стекло и керамика. - 1983. - N 2. - С.8.

40. Дзюзер, В.Я. Охлаждение окружки варочного бассейна стекловаренной печи / В.Я. Дзюзер // Стекло и керамика. - 2009. - N 8. -С.13-16.

41. Шляховецкий, В.М. Исследование факторов, определяющих эффективную работу воздушно-водоиспарительного охлаждения стекловаренных печей / В.М. Шляховецкий // Стекло и керамика. - 1966. - N 7. - С.5.

42. Зейботс, А.А. Испарительное охлаждение бассейна стекловаренной печи / А.А. Зейботс // Стекло и керамика. - 1974. - N 7. -С.28.

43. Рафалович, И.М. Теплопередача в расплавах, растворах и футеровке печей и аппаратов / И.М. Рафалович. - М.: Энергия, 1977. - 304 с.

44. Yazawa, K. Thermoelectric heat recovery from glass melt processes / K.Yazawa, A.Shakouri, A.T.J.Hendricks // Energy. - 2017. - N 1. - P. 1035-1043.

45. Сборщиков, Г.С. Выбор оптимальной температуры подогрева воздуха для ванных стекловаренных печей / Г.С. Сборщиков, А.Ю. Терехова // Стекло и керамика. - 2017. - N 1. - С. 20-21.

46. Дзюзер, В.Я. Эффективность регенерации теплоты дыма в высокопроизводительных стекловаренных печах / В.Я. Дзюзер, С.А. Минин, К.В. Аликина // Стекло и керамика. - 2017. - N 5. - С. 21-24.

47. Stadler, F. Saving energy by preheating gas / F.Stadler, J.Backhausen // Glass International. - 2015. - N 2. - P.44.

48. Popov, S.K. The use of thermochemical recuperation in an industrial plant / S.K. Popov, I.N. Svistunov, A.B. Garyaev, E.A. Serikov, E.K. Temyrkanova // Energy. - 2017. - T. 127. - P.44-45.

49. Попов, С.К. Энергосбережение в стекловаренных печах путем подогрева исходного материала / С.К.Попов, И.А.Тугучева // Энергосбережение и водоподготовка. - 2011. - N 6. - С.21-23.

50. Шелаева, Т.Б. Механохимическая активация стекольной шихты: дис. ... канд. тех. наук: 05.17.11 / Шелаева Татьяна Борисовна. - М., 2015. -133 с.

51. Панкова, Н.А. Стекольная шихта и практика ее приготовления / Н. А. Панкова, Н. Ю. Михайленко. - М.: РХТУ, 1997. - 80 с.

52. Glüsing, A.-K. Preheating devices for future glass making, a 2-nd generation approach / A.-K.Glüsing // Ceramic Engineering and Science Proceedings. - 2007. - N 1. - P.149-164.

53. Dolianitis, I. Waste heat recovery at the glass industry with the intervention of batch and cullet preheating / I.Dolianitis, D.Giannakopoulos, C.-S.Hatzilau, S.Karellas, E.Kakaras, E.Nikolova, G.Skarpetis, N.Christodoulou, N.Giannoulas, T.Zitounis // Thermal Science. - 2016. - N 4. - P. 1245-1258.

54. Тугучева, И.А. Разработка перспективной модели энергоэффективной плавильной установки на основе регенерации тепловых отходов: дис. ... канд. тех. наук: 15.14.04 / Тугучева Ирина Александровна. -М., 2012. - 141 с.

55. Lindig-Nikolaus, M. Energy savings and furnace design / M.Lindig-Nikolaus // Ceramic Engineering and Science Proceedings. - 2013. - N 1. - P. 177181.

56. Kim, H. Heat oxy-combustion: An innovative energy saving solution for glass industry / H.Kim, T.Kang, K.Kaiser, S.Liedel, L.Jarry, X.Paubel, Y.Jumani, L.Kaya // Ceramic Engineering and Science Proceedings. - 2016. - N 1. P.149-155.

57. Wu, K.-K. High-efficiency combustion of natural gas with 21-30% oxygen-enriched air / K.-K.Wu, Y.-C.Chang, C.-H.Chen, Y.-D.Chen // Fuel. -2010. - N 9. - P.2455-2462.

58. Jenkins, S. Thermochemical regenerator system demonstrated in glass facility / S. Jenkins // Chemical Engineering. - 2015. - Vol. 12. - N 12.

59. Van Limpt, H. Energy recovery from waste heat in the glass industry and thermochemical recuperator / H. Van Limpt, R. Beerkens // Ceramic Engineering and Science Proceedings. - 2013. - Vol.34. - P.3-15.

60. Пащенко, Д.И. Повышение энергетической эффективности высокотемпературных теплотехнологических установок за счет термохимической регенерации теплоты: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.14.04 /Пащенко Дмитрий Иванович. - Саратов, 2011. - 20 с.

61. Попов, С.К. Анализ эффективности термохимической регенерации в высокотемпературных установках / С.К. Попов, И.Н. Свистунов, Е.Д. Конопелько // Энергосбережение и водоподготовка. - 2014. -№3. - С. 52-56.

62. Пащенко, Д.И. Термохимическая регенерация тепла дымовых газов путем конверсии биоэтанола / Д. И. Пащенко // Теплоэнергетика. -2013. —№6. — С. 59—64.

63. Попов, С.К. Энергосбережение при утилизации тепловых отходов промышленных печей на основе конверсии природного газа / С.К. Попов,

И.Н. Свистунов, В.А. Ипполитов // Тепловые процессы в технике. - 2015. - Т. 7. - № 2. - С. 80—86.

64. Barelli, L. Solid oxide fuel cell technology coupled with methane dry reforming: A viable option for high efficiency plant with reduced CO2 emissions / L. Barelli, A. Ottaviano // Energy. - 2014. - Vol.71. - P.118.

65. Gonzalez, A. Regenerative Thermo-Chemical Heat Recovery for Oxy-Fuel Glass Furnaces / А. Gonzalez, E.Solorzano // 75rd Conference on Glass Problems: Ceramic Engineering and Science Proceedings. Vol. 36, I.1. - 2015. - Р. 113-120.

66. Beerkens, R. Comparative Study on Energy-Saving Technologies for Glass Furnaces / R. Beerkens, H. Muysendberg // Glastech. Ber. - 1992. - Vol. 65. (8). - P. 216.

67. Sikirica, S. Thermo-Chemical Recuperation improves furnace thermal efficiency / S. Sikirica, H. Kurek, A. Kozlov, M. Khinkis // Heat Treating Progress.

- 2007. - Vol. 7(5). - P. 28.

68. Ситников, М.В. Исследование паровой некаталитической конверсии метана в теплообменнике регенеративного типа: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 01.14.04 / Ситников Михаил Васильевич. - М., 1983. - 21 с.

69. Крылов, А.Н. Повышение эффективности стекловаренных печей на основе комплексной регенерации тепловых отходов: дис. ... канд. тех. наук: 15.14.04 / Крылов Андрей Николаевич. - М., 2007. - 130 с.

70. Li, Z. Design of a flat glass furnace waste heat power generation system / Z. Li, X. He, Y. Wang, B. Zhang, H. He // Applied Thermal Engineering.

- 2014. - Vol.63. - P.290-296.

71. Ву Ван Чьен. Использование труб Фильда в аппаратах системы комплексной утилизации тепловых отходов высокотемпературных установок: дис. ... канд. тех. наук: 15.14.04 / Ву Ван Чьен. - М., 2012. - 189 с.

72. Хоанг Хак Хоанг. Исследование сложного теплообмена в трубах Фильда и их использование в энергосберегающей схеме стекловаренной

установки: дис. ... канд. тех. наук: 15.14.04 / Хоанг Хак Хоанг. - М., 2010. -143 с.

73. Kunz, M. Forehead conditioning technologies to reduce bottle weight / M. Kunz // Glass International. - 2013. - Vol.36. - P.68-70.

74. Ключников, А.Д. Диагноз энергетической эффективности и прогноз резерва интенсивного энергосбережения теплотехнологической системы: методическое пособие / А. Д. Ключников, С. К. Попов. - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 70 с.

75. Солинов, Ф.Г. Производство листового стекла / Ф.Г. Солинов. -М.: Стройиздат, 1976. - 288 с.

76. ГОСТ 22551-77. Песок кварцевый, молотые песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1997. - 12 с.

77. ГОСТ-23672-79. Доломит для стекольной промышленности. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 12 с.

78. ГОСТ 23671-79. Известняк кусковой для стекольной промышленности. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 4 с.

79. ГОСТ-13451-77. Материалы полевошпатовые и кварц-полевошпатовые для стекольной промышленности. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1999. - 5 с.

80. Г0СТ-5100-85. Сода кальцинированная техническая. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1997 - 25 с..

81. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод). Издание третье, переработанное и дополненное. - СПб.: Издательство НПО ЦКТИ, 1998. -256 с.

82. Левченко, П.В. Расчет печей и сушил силикатной промышленности: учебное пособие для вузов / П.В. Левченко. - М.: Высшая школа, 1968. - 367 с.

83. Александров, А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара / А.А. Александров, Б.А. Григорьев - М.: Изд-во МЭИ, 1999. - 158 с.

84. Александров, А.А. Теплофизические свойства рабочих веществ теплоэнергетики: справочник / А.А. Александров, К.А. Орлов, В.Ф. Очков. -М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 223 с.

85. Энергопотребление в стеклотарном производстве Великобритании // Стеклянная тара. - 2006. - N 2. - С. 1-4.

86. Гурина, В.Н. Расчеты печей силикатной промышленности: учебное пособие / В.Н. Гурина, И.Б. Ревва. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 178 с.

87. ГОСТ 5040-96. Изделия огнеупорные и высокоогнеупорные легковесные теплоизоляционные. Технические условия. Минск: Изд-во стандартов, 2000 - 7 с.

88. ГОСТ 2694-78. Изделия пенодиатомитовые и диатомитовые теплоизоляционные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1984 - 6 с.

89. Перелетов, И.И. Высокотемпературные теплотехнологические процессы и установки: Учеб. для вузов / И. И. Перелетов, Л. А. Бровкин, Ю. И. Розенгарт и др.; под редакцией А. Д. Ключникова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 336 с.

90. Суржиков, С.Т. Тепловое излучение газов и плазмы / С.Т. Суржиков. - М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 554 с.

91. Исаченко, В.П. Теплопередача: учебник для вузов. / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. - М.: Энергия, 1975. - 486 с.

92. Константинова, Н.Ю. Вязкость расплавов медь-алюминий и влияние их гомогенизирующей термообработки на структуру после кристаллизации: автореферат дис. ... канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Константинова Наталья Юрьевна. - Екатеринбург, 2009. - 23 с.

93. Зиновьев, В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах / В.Е. Зиновьев. - М.: Металлургия, 1989. - 382 c.

94. Чиркин, В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники / В.С. Чиркин. - М.: Атомиздат, 1967. - 474 с.

95. Lankhorst, A.M. Proper modeling of radiative heat transfer in clear glass melts / A.M. Lankhorst, L. Thielen, P.J.P.M. Simons, A.F.J.A. Habraken // Ceramic Engineering and Science Proceeding. - 2013. - Vol.34. - P.249.

96. Посуда и оборудование лабораторные. Технические условия. Методы анализа: Сб. ГОСТов. - М.: Стандартинформ, 2011.

97. Полляк, В.В. Технология строительного и технического стекла и шлакоситаллов / В.В. Полляк, П.Д. Саркисов, В.Ф. Солинов, М.А. Царицин. -М.: Стройиздат, 1983. - 432 с.

98. ГОСТ 16539-79 Реактивы. Меди (II) оксид. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2007.

99. Майнулов, Л.А. Физическая химия и химия кремния. Издание третье / Л.А. Майнулов, Г.И. Клюковский. - М.: Издательство «Высшая школа», 1962.

100. Сергеев, Ю.П. Выполнение художественных изделий из стекла / Ю.П. Сергеев. - М.: Издательство «Высшая школа», 1984.

Выписка

из протокола научного семинара кафедры «Атомная и тепловая энергетика»

Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого на тему «Тепловые схемы стекловаренной печи с использованием теплоты расплава в выработочном канале» от 14 февраля 2018 года

Присутствовали:

Профессор каф. АиТЭ, д.т.н. Киселев В.Г., доцент каф. АиТЭ, к.т.н. Амосов Н.Т., доцент каф. АиТЭ, к.т.н. Тринченко A.A., доцент каф. АиТЭ, к.т.н. Агафонова Н.Д., доцент каф. АиТЭ, к.т.н. Парамонова И.Л., доцент каф. АиТЭ, к.т.н. Егоров М.Ю.

Слушали: доклад Абакина Дмитрия Александровича по материалам 1 и 2 главы диссертации на тему «Тепловые схемы стекловаренной печи с использованием теплоты расплава в выработочном канале»

В ходе обсуждения по теме диссертации были заданы вопросы: Амосов Н.Т.: Какая из перечисленных тепловых потерь в стекловаренной печи имеет максимальное значение, а какая минимальное? Амосов Н.Т.: Как определялся КПД печи?

Амосов Н.Т.: Теплота расплава в выработочном канале, на мой взгляд, не очень значительна, по сравнению с остальными потерями теплоты. Насколько экономически обоснована утилизация этой теплоты.

Тринченко A.A.: Состав дымовых газов, наличие загрязнений? Как влияет загрязнение дымовых газов на работу регенератора? Как выполняется очистка регенератора?

Тринченко A.A.: Как влияют загрязнения дымовых газов на работу котла-утилизатора?

Егоров М.Ю.: Расскажите подробнее, как рассчитывались тепловые схемы. Егоров М.Ю.: Какие программные инструменты применялись для расчета гидродинамики и теплообмена?

Егоров М.Ю.: Каков уровень точности энергетических показателей тепловых схем, полученных в исследовании?

Амосов Н.Т.: Как изменяется КПД стекловаренной печи при внедрении предлагаемых вами мероприятий?

Киселев В.Г.: По каким показателям, как правило, оценивается энергетическая

эффективность стекловаренных печей?

Тринченко A.A.: Производился ли экономический расчет?

Киселев В.Г.: Указанная на диаграмме теплота эндотермических реакций поглощается при нагреве стекломассы в варочном бассейне или при охлаждении стекломассы в выработочном канале?

Киселев В.Г.: При нагревании стекломассы протекают эндотермические реакции. В соответствии с принципом Ле Шателье, происходят ли экзотермические реакции при охлаждении стекломассы в выработочном канале? Амосов Н.Т.: В докладе представлены 3 тепловые схемы. Какая схема предпочтительнее и почему?

Отмечая актуальность темы и большой объем работ, выполненных Д.А. Абакиным, участники семинара сделали следующие выводы:

1. Отметить достаточно высокий квалификационный уровень докладчика и уровень проведенных им исследований.

2. Доработать представленный материал в соответствии с указанными замечаниями.

Постановили: Рекомендовать завершить исследовательскую часть и оформить полученные результаты в соответствии с требованиями, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Зав. кафедрой "Атомная и тепловая энергетика СПбПУ Петра Великого

Ученый секретарь научного семинара

С.В. Скулкин