Изоляция бака питательной воды в схеме транспортабельной котельной установки с прямоточным паровым котлом

Транспортабельная котельная установка используется для оснащения потребителей паром высоких энергетических характеристик, а также позволяет экономить затраты на строительство стационарных котельных. Транспортабельная котельная установка может быть размещена в условиях Крайнего Севера на нефтепромысловой площадке. Поэтому необходимо организовать надёжную и безопасную эксплуатацию котельной, состоящую из парового прямоточного котла змеевикового типа, питательного насоса, бака питательной воды и других вспомогательных элементов тепловой схемы. Одним из важных элементов в тепловой схеме является бак питательной воды, в котором аккумулируется вода после химической очистки. В нем же вода и подогревается, повышая эффективность работы котла. Описаны методы расчёта диаметров магистральных паропроводов и трубопроводов питательной воды. Рассмотрены теоретические основы работы ёмкости для питательной воды, её использования на тепловых электростанциях, теплоэлектроцентралях, районных производственных и отопительных котельных при использовании различных тепловых схем работы вышеперечисленных предприятий. Исследована работа бака питательной воды в тепловой схеме паровой установки. Спроектирована тепловая схема производственной котельной для выработки насыщенного пара для потребителей с помощью прямоточных паровых котлов змеевикового типа. Выполнен расчёт диаметров входных и выходных трубопроводов накопительной ёмкости. Определена эффективная толщина тепловой изоляции, необходимая для минимизации тепловых потерь при эксплуатации транспортабельной котельной установки. Проведено моделирование конструкции бака питательной воды и тепловые потери через его поверхность. Представлена 3D модель проектируемой ёмкости, а также тепловые потери через поверхность стенок бака при использовании теплоизоляционного материала. Отмечена важность использования тепловой изоляции различных ёмкостей для хранения питательной воды, нефтепродуктов, углеводородов и других различных сред.

1. Распоряжение правительства Российской Федерации от 9 июня 2020 года N 1523-р «Об утверждении Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2035 года» Министерство энергетики РФ 2020; 93 с.

2. Intensification of heat-exchange of a direct-flow steam boiler of a coil type based on an educational laboratory stand. D. Bekhterev, Y. Shmatkov, S. Kuskarbekova, I. Karimov, D. Zulkarnaev. E3S Web Conf. 2023; 411: 01015. DOI: 10.1051/e3sconf/202341101015.

3. Умягчение воды натрий-катионированием. В. Э. Втюрина, В. В. Севастьянов, А. А. Сахарова Эффективные технологии в области водоподготовки и очистки в системах водоснабжения и водоотведения: материалы III Всероссийской студенческой научно-практической конференции, Волгоград, 16–17 марта 2023 года. Волгоградский государственный технический университет 2023; 20–22. EDN EZCPEY.

4. Опытное исследование работы парового котла змеевикового типа при эксплуатации на северном нефтяном месторождении. М. М. Дудкин, К. В. Осинцев, С. И. Кускарбекова Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика» 2019; 19(4): 14–25.

5. Опытное исследование аэро- и гидравлической систем прямоточного котла на лабораторном стенде путем внедрения автоматического управления устройствами и сбора данных. К. В. Осинцев, С. И. Кускарбекова, Н. В Савостеенко, Н. М. Максимов Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика» 2022; 22(2): 92–103.

6. Юркина М. Ю., Матухнов Т. А. Экспериментальное исследование влияния материала трубопровода на образование отложений Вестник МЭИ 2023; 5: 102–110. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-5-102-110.

7. Петросенко М. А. Оценка эффективности применения разных видов тепловой изоляции трубопроводов для повышения энергоэффективности и снижения тепловых потерь Студенческий вестник 2020; 27–3(125): 23–25. EDN NJUPHI.

8. Пашенцев А. И. Типизация повреждений конструкций тепловой изоляции тепловых сетей Экономика строительства и природопользования 2019; 1(70): 25–32. EDN GTLCQM.

9. Оценка экономического эффекта при замене котельных, работающих на мазуте, на газовое оборудование в блочно-модульном исполнении. Р. В. Муканов, Е. М. Дербасова, А. Н. Кузьмин, О. Р. Муканова Инновационное развитие регионов: потенциал науки и современного образования: Материалы III Национальной научно-практической конференции, Астрахань, 07 февраля 2020 года. Под общей редакцией Т. В. Золиной. Астраханский государственный архитектурно-строительный университет 2020; 263–268. EDN RDRHFW.

10. Сагадеева Л. А. Технические характеристики материалов тепловой изоляции трубопровода системы теплоснабжения XXV Всероссийский аспирантско-магистерский научный семинар, посвященный Дню энергетика: Материалы конференции. В 3-х томах, Казань, 07–08 декабря 2021 года. Под общей редакцией Э. Ю. Абдуллазянова. Том 2. – Казань: Казанский государственный энергетический университет 2022; 2: 164–166. EDN JHXWKB.

11. Тонкошкур А. Г. Моделирование процесса нестационарного теплопереноса для расчета толщины тепловой изоляции трубопроводов Научно-технические проблемы совершенствования и развития систем газоэнергоснабжения 2022; 1(9): 53–66. EDN MFKVOH.

12. Alyukov S, Osintsev K. V. Mathematical Modeling of Coal Dust Screening by Means of Sieve Analysis and Coal Dust Combustion Based on New Methods of Piece-Linear Function Approximation. Applied Sciences 2021; 11. 1609. DOI: 10.3390/app11041609.

13. Бут Г. С., Синицын С. В. Математическое моделирование процесса аккумулирования тепловой энергии в системах управления оборотным водоснабжением предприятий Известия Института инженерной физики 2021; 1(59): 48–52. EDN KJSCZZ.

14. Hameed, Vinous & J Hamad, Fatima. Investigation study of vertical helical coil heat exchanger. AIP Conference Proceedings 2020; 2213. 020093. DOI: 10.1063/5.0000219.

15. Two-Phase Flow Heat Transfer in Micro-Fin Tubes. Lin, Yuansheng & Li, Junye & Chen, Zengchao & Li, Wei & Ke, Zhiwu & Ke, Hanbing Heat Transfer Engineering 2019; 42: 1–18. DOI: 10.1080/01457632.2019.1703076.