T. 329, №2 , 2018 г.

Динамическая модель твердотопливного отопительного котла

Актуальность работы обусловлена тем, что в настоящее время отсутствует достаточно работоспособный с инженерной точки зрения математический аппарат, позволяющий производить динамическое моделирование твердотопливного отопительного котла на временных интервалах большой длительности, например, для определения годовых расходов с учетом метеорологических и технологических особенностей расположения объекта проектирования. Кроме того, динамическая модель твердотопливного отопительного котла необходима для настройки автоматических систем регулирования и выявления опасных отклонений параметров на стадии проектирования. Цель исследования: разработать применимую на практике производительную модель твердотопливного отопительного котла с достаточным уровнем детализации. Методы. Записаны обыкновенные дифференциальные уравнения для динамических характеристик твердотопливного отопительного котла. Решение уравнений производилось методом Эйлера с последующей итерационной обработкой на базе специально разработанного программно-исследовательского комплекса. Результат. Представлена новая одномерная нестационарная физическая модель твердотопливного жаротрубного котла, которая не требует большого вычислительного времени для качественного моделирования его работы. Приведен алгоритм, используя который предложенная модель может быть легко реализована и применена в инженерной практике. Для апробации разработанной модели произведено численное исследование слоевого сжигания в котле КВр-0,8 твердого топлива двух марок: бурый уголь ирша-бородинский 2Б и каменный уголь Кузнецкого бассейна 1СС. По результатам численного эксперимента установлено, что среднеинтегральные значения производительности и КПД-брутто зависят от аэродинамической схемы в котле и времени между загрузками топлива. Размах вариации значений производительности составил 42 кВт для бурого угля и 75 кВт для каменного. Размах вариации КПД-брутто - 1,8 и 2,9 % для бурого и каменного углей соответственно.

Ключевые слова:

жаротрубные котлы, моделирование, теплопередача, динамические характеристики, твердое топливо, уголь, тренажеры, отопительные котлы, твердотопливные котлы, электронный ресурс, труды учёных ТПУ

Авторы:

Хаустов Сергей Александрович

Хаустова Ольга Владимировна

Ермолаев Антон Николаевич

Скачать PDF