Vliv zanášení svazku trubek v kotli na jeho životnost
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Zanášení trubkových svazků v kotlích na straně spalin, ovlivňuje nejen životnost, ale i tepelný výkon kotle a způsobuje růst nákladů na jeho údržbu a provoz. Je proto snaha tento proces minimalizovat nebo úplně odstranit. Tato práce se zaměřuje na porovnání životnosti a tepelného výkonu u nezaneseného a zaneseného trubkového svazku v kotli určeném na spalování černého uhlí. Jsou zde provedeny simulace proudění spalin v oblasti zaneseného a nezaneseného trubkového svazku kotle pomocí programu ANSYS Fluent, ze kterých vyplývá, že povrch trubkových svazků s nánosem je zahříván mnohem méně než povrch bez nánosu. Teplotní zatížení trubek získané z CFD analýzy, jsou následně aplikována na model vytvořený v programu ANSYS Mechanical, ve kterém je proveden výpočet teplotního pole na řezu jednotlivých trubek. Pomocí výsledků simulace je následně provedeno hodnocení vlivu zanášení na creepovou životnost a tepelný výkon. Z výsledků je patrné, že zanášení prodlužuje creepovou životnost, avšak rapidně sníží tepelný výkon silně zanesených trubek. Následně do dalších částí svazků proudí spaliny o vyšší teplotě a životnost trubek v dalších svazcích tak bude pravděpodobně snížena
Fouling of tube bundles in boilers on the flue gas side affects not only the service life, but also the boiler heat output and increases maintenance and operating costs. Therefore, it is necessary to minimize or completely eliminate this process. This thesis focuses on comparison of the service life and the heat output of the tube bundles with and without deposit in the coal fired boiler. Simulations of flue gas flow in area of tube bundles with and without deposit are performed using ANSYS Fluent software, which shows that the surface of tube bundles with deposit is much less heated than the surface without deposit. The thermal loads of tubes obtained by the CFD analysis are applied to the model, which is created in the program ANSYS Mechanical, where the calculation of the temperature field in the cross section of the pipe is realized. The effect of fouling on creep life and heat output is then evaluated based on simulation results. The results show that fouling increases creep life, but significantly reduces heat output of heavily fouled tubes. Hence the flue gas flows at a higher temperature to the rest of the tube bundle, and the service life of those tubes will therefore probably decrease.
Fouling of tube bundles in boilers on the flue gas side affects not only the service life, but also the boiler heat output and increases maintenance and operating costs. Therefore, it is necessary to minimize or completely eliminate this process. This thesis focuses on comparison of the service life and the heat output of the tube bundles with and without deposit in the coal fired boiler. Simulations of flue gas flow in area of tube bundles with and without deposit are performed using ANSYS Fluent software, which shows that the surface of tube bundles with deposit is much less heated than the surface without deposit. The thermal loads of tubes obtained by the CFD analysis are applied to the model, which is created in the program ANSYS Mechanical, where the calculation of the temperature field in the cross section of the pipe is realized. The effect of fouling on creep life and heat output is then evaluated based on simulation results. The results show that fouling increases creep life, but significantly reduces heat output of heavily fouled tubes. Hence the flue gas flows at a higher temperature to the rest of the tube bundle, and the service life of those tubes will therefore probably decrease.
Description
Citation
VOLNÁ, K. Vliv zanášení svazku trubek v kotli na jeho životnost [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Procesní inženýrství
Comittee
Ing. Jan Pokorný, CSc. (předseda)
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (místopředseda)
RNDr. Petr Žaloudík, CSc. (člen)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Piskovský, Ph.D. (člen)
Ing. Karel Mařík, Ph.D. (člen)
Ing. Dušan Hrabec, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-12
Defence
1. Studentka prezentovala svou diplomovou práci. Prezentace obsahovala následující body:
- Úvod do procesu zanášení
- Dosavadní poznatky analýz zanášení různých autorů
- Síť pro simulaci proudění
- Simulace proudění
- Výpočet creepového poškození dle normy EN 12952-4
- Porovnání tepelných výkonů
- Závěr
2. Tajemník přečetl posudek a dotazy oponenta.
3. Studentka uspokojivě odpověděl na dotazy oponenta.
4. Členové komise položili dotazy k diplomové práci:
V prezentaci jste mluvila o teplotním a tepelném zatížení, jaký je mezi tím rozdíl?
Studentka uspokojivě odpověděla na dotaz.
Máte navrhnout výměník tepla. Jakých parametrů se budete dožadovat a jaké parametry zjistíte?
Studentka uspokojivě odpověděla na dotaz.
Jak zabráníte korozi tepelného výměníku vůči poškození od koroze?
Studentka uspokojivě odpověděla na dotaz.
V názvu své práce máte uvedenou životnost trubek. Dokázala byste vysvětlit, jak byste zanesla cyklické zatěžování do creepového výpočtu?
Studentka uspokojivě odpověděla na dotaz.
5. Studentka uspokojivě odpověděl na dotazy komise.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení