Файл: Ахмедов, Р. Б. Газ в народном хозяйстве Узбекистана.pdf

нических достижений в области повышения эффектив­ ности использования различных видов топлива и тепла, во всех отраслях народного хозяйства;

б) проведение единой технической политики в масш­ табах всей страны по вопросам совершенствования тех­ нологии использования топлива и тепла, плановой ре­ конструкции, модернизации, рационализации топливно-

как по всей стране и социалистическим странам, так и по отдельным экономическим районам вплоть до отдель­ ных предприятий;

г) осуществление на хозрасчетной основе наладоч­ ных мероприятий по рационализации использования топлива и тепла по единым техническим условиям, а также проведение представительных теплотехнических испытаний для разработки топливно-энергетического ба­ ланса по предприятиям независимо от их ведомствен­ ной подчиненности;

д) разработка и внедрение научно обоснованных прогрессивных норм расхода топлива и тепла во всех отраслях народного хозяйства;

е) научно обоснованное распределение топливноэнергетических ресурсов между отраслями народногохозяйства;

ж) осуществление научно обоснованной политики цен на топливо по территориально-отраслевому принципу.

з) разработка и осуществление мер по экономи­ ческому стимулированию повышения эффективности ис­ пользования всех видов топлива и тепловой энергии во

всех отраслях народного хозяйства; и) унификация, типизация и стандартизация топ­

ливно-энергетического и теплотехнического оборудо­ вания, в первую очередь наиболее распространенного или общего для всех или ряда отраслей народного хозяй­ ства;

к) организация серийного выпуска высокоэффектив­ ных промышленных печей, горелочных устройств, средств для утилизации тепла, приборов для контроля за эф­ фективностью процессов использования топлива и тепла! и другой технологической аппаратуры, производство ко­ торой не освоено в отраслевых ведомствах;

57

л) систематический контроль за состоянием исполь­ зования топлива и тепловой энергии во всех отраслях народного хозяйства.

Вместе с тем было бы нецелесообразно осуществ­ лять централизованное руководство всем комплексом за­ дач, связанных с использованием топлива. В ряде слу­ чаев необходимо не подменять, а активизировать дея­ тельность отраслевых министерств и ведомств в направ­ лениях, связанных с непосредственной эксплуатацией топливно-энергетического хозяйства, повышением куль­ туры эксплуатации, осуществлением мер по реконструк­ ции и модернизации устаревшего оборудования и внед­ рению новой техники.

Осуществление предлагаемых мер позволило бы на высоком организационном уровне решать весь комплекс вопросов, выдвигаемых топливной промышленностью во всех звеньях, начиная от разведки и разработки место­

хозяйства.

Ослабление внимания к любому из этих звеньев мо­ жет привести к серьезным нарушениям в развитии топ­ ливно-энергетического хозяйства страны.

Результаты выполненного обследования были пере­ даны в Совет Министров УзССР. В результате изучения указанных материалов Правительство Узбекской ССР приняло ряд важных постановлений направленных на упорядочение использования топливно-энергетических ресурсов. Эти постановления позволили устранить целый ряд недостатков, выявленных в процессе обследования промышленных предприятий. По нашему предложению Правительством УзССР впервые в СССР была органи­ зована республиканская инспекция по контролю за со­ стоянием использования топлива «Узгазнадзор» (1965 г.). Ряд вопросов, входящих в компетенцию Союзного Прави­ тельства, был поставлен перед Советом Министров СССР.

В 1967 г. Правительство Союза Советских Социали­ стических Республик наметило ряд организационных мер, направленных на рационализацию топливоиспользования. В частности, было принято решение об орга­ низации Государственного энергонадзора СССР, кото­ рый призван осуществлять контроль за состоянием использования топливно-энергетических ресурсов в

58

стране. Принятые в последние годы меры по упорядо­ чению топливоиспользования безусловно оказали по­ ложительное влияние. Однако из-за сложности и многогранности проблемы многие вопросы в этом нап­ равлении еще ждут своего решения.

На предприятиях до сих пор не ликвидированы зна­ чительные потери топлива и тепловой энергии. Так, об­ следование 77 промышленных предприятий, выполненное инспекцией «Узгазнадзор», показало, что в республике еще не устранены потери топлива, достигающие в ряде случаев значительных размеров. Так, на Навоийском химическом комбинате резервы экономии природного газа достигали 29,1%, заводе пластмассовых изделий—■ 30,9%, «Таштекстилькомбинате»—24,7%, Ташкентском пивзаводе — 68,5%, Ташкентском экскаваторном заво­ де—24.1%, УзКТЖМ—29,1%, Алтын-Топканском свин­ цово-цинковом комбинате—26,7.%, Кокандском силикат­ ном заводе — 40%, Кокандском заводе стройматериа­ лов —55,6% и т. д.

Эти примеры показывают, что ослабление внимания к вопросам рационализации топливоиспользования пока совершенно недопустимо.

Ранее были рассмотрены некоторые организационные вопросы, способствующие упорядочению топливоисполь­ зования. Однако проблемы, связанные с повышением его эффективности не ограничиваются одними органи­ зационными вопросами. Необходим широкий круг иссле­ дований, направленных на совершенствование техноло­ гии использования топлива, разработку новых высоко­ эффективных технологических процессов и устройств. Выполненное обследование опыта по использованию га­ зообразного топлива в стране, позволило наметить нап­ равленность научно-исследовательских работ в области повышения эффективности использования природного газа.

При сжигании топлива важная роль принадлежит горелочным устройствам, которые обеспечивают обра­ зование топливно-воздушной смеси, воспламенение, го­ рение и теплоотдачу от факела. В настоящее время раз­ работано и широко применяется на практике множество конструкций горелочных устройств. Однако большинство их не отвечает технологическим требованиям огнетехни­ ческих процессов. Горелочные устройства не имеют до

59

сих пор четкой классификации по важнейшим опреде­ ляющим признакам. Не организовано серийное изготов­ ление горелочных устройств, особенно высокой произ­ водительности.

Эти недостатки объясняются прежде всего тем, что при всей кажущейся простоте конструкций горелочных устройств рабочие процессы, протекающие при горении, настолько сложны, что до сих пор изучены далеко не полностью. К сожалению, в настоящее время в подавля­ ющем большинстве случаев сначала разрабатываются конструкции горелочных устройств, а лишь затем изуча­ ются их характеристики.

Следует отметить, что при такой постановке вопроса многие типы горелочных устройств, широко применяю­ щиеся на практике, совершенно не изучены. До послед­ него времени отсутствовали какие бы то ни было мате­ риалы по таким распространенным типам дутьевых горелочных устройств, как с тангенциальным лопаточным и аксиально-тангенциальным подводам воздуха. Недо­ статочно изучены горелочные устройства и других типов (горелки с аксиальным улиточным и простым танген­ циальным подводом воздуха), хотя их исследованию уделялось определенное внимание со стороны ряда науч­ но-исследовательских организаций (ВТИ, ЦКТИ, Инсти­ тут газа АН УССР).

Наряду с подробным исследованием недостаточно изученных типов горелочных устройств, уже зарекомен­ довавших себя на практике, следует, по-видимому, обра­ тить особое внимание изучению рабочих процессов, свя­ занных с организацией процессов горения и теплообме­ на. Разработка конструкций горелочных устройств должна представлять собой лишь второй этап, свя­ занный с конструктивным оформлением изученных ра­ бочих процессов применительно к конкретным техно­ логическим условиям. Лишь такой подход позволяет наиболее полно использовать научные достижения в практике сжигания топлива.

С точки зрения правильного выбора перспективных конструкций, решения вопросов унификации и типиза­ ции, а также организации серийного производства го­ релочных устройств важная роль принадлежит теорети­ ческим основам их сравнительного анализа. До последнего времени такие основы отсутствовали прак­

60

тически для всех важнейших интегральных и локальных характеристик факела и проточной части горелочных устройств. Даже при определении таких распространен­ ных параметров, как коэффициент гидравлического соп­ ротивления или конструктивный параметр интенсивно­ сти крутки, полученные разными исследователями мате­ риалы нельзя было использовать для сопоставительной оценки горелочных устройств. Отмеченный факт в зна­ чительной мере препятствует решению вопросов, связан­ ных с ограничением числа типоразмеров, применяющихся на практике конструкций горелочных устройств, затруд­ няет работу проектно-наладочных организаций и откры­ вает простор для широкой эксплуатации неудачных ма­ лоэффективных конструкций.

Котельные агрегаты и многие технологические уста­ новки работают на переменных режимах. При этом резко меняются тепловые характеристики процессов. Между тем горелочные устройства обычно имеют жесткие нере­ гулируемые параметры и позволяют изменять только производительность или соотношение газа и воздуха. А такие важные средства активного воздействия на дина­ мику топочных газов и теплообменных характеристик факела, как регулирование аэродинамических и турбу­ лентных характеристик факела, процессов смесеобразова­ ния, взаимодействия соседних пламен, на практике не используются. Исследование этих вопросов и использо­ вание на практике активных методов регулирования то­ почных процессов способствовало бы сохранению опти­ мальных параметров работы технологических установок не только на расчетном, но и переменных режимах.

Следующий вопрос связан со спецификой использо­ вания газа в крупных энергетических установках в каче­ стве буферного сезонного топлива. Резкая разница в теплообменных характеристиках факела природного газа и резервных видов топлива (мазут, угольная пыль) при­ водит к тому, что основные параметры установок при пе­ реходе с одного вида топлива на другой претерпевают большие изменения, в ряде случаев не только резко сни­ жающие технико-экономические показатели работы уста­ новок, но и лимитирующие достижение номинальной производительности. В паровых котлах это обычно ска­ зывается на температуре перегретого пара. При переводе с мазуга на природный газ температура перегретого па­

61

ра обычно резко повышается. Зачастую это повышение бывает настолько большим, что температура металла труб конвективных пароперегревателей начинает пре­ вышать предельно допустимые значения. Это заставля­ ет снижать нагрузку котло-агрегата ниже проектной ве­ личины. При переводе с газа на угольную пыль темпера­ тура перегретого пара обычно снижается в ряде случаев настолько, что без специальных мер котлоагрегат вообще не может выдавать пар требуемых для турбин­ ных установок параметров.

В этих условиях важная роль принадлежит методам огневого регулирования факельного процесса сжигания, обеспечивающим сближение суммарных теплообменных характеристик факела при сжигании как газового, так и резервных видов топлива. Наряду с этим важная роль принадлежит устранению локальных тепловых перегру­ зок поверхностей нагрева, что может резко повысить сроки безаварийной работы огнетехнических установок. В условиях отсутствия инженерных методов расчета про­ цессов горения и теплообмена с определением не только интегральных, но и локальных характеристик процесса,, а также в условиях эксплуатации огнетехнических уста­ новок на различных видах топлива и на различных на­ грузках необходимо искать действенные пути повышения эффективности использования топлива и оборудования.

Ключевой путь к решению этой проблемы — регули­ рование топочных процессов. К сожалению, этой проб­ леме до последнего времени не уделялось достаточного внимания. Котельные агрегаты и промышленные печи оборудуются обычно горелочными устройствами с жест­ кими элементами, не позволяющими регулировать рабо­ чие процессы. Это не только чрезмерно осложняет нала­ дочные работы, но и приводит к снижению технико-эко­ номических показателей, а также надежности оборудования в процессе эксплуатации.

Неудовлетворительно обстоит дело на промышленных, предприятиях с полезным использованием энергии дав­ ления природного газа. Газ на промышленные предприя­ тия подается с давлением не ниже 3 ати. Однако перед, подачей газа на горелочные устройства давление дроссе­ лируется до 0,1—0,5 ати. В настоящее время энергия дав­ ления газа полезно используется лишь в инжекционных горелках. Известные конструкцииинжекционных

62

горелок имеют серьезные недостатки: крайне узкие пре­ делы регулирования производительности, ограничения по увеличению производительности (большие габариты и перегрев конфузорной части). Эти недостатки ограни­ чивают область их применения. Более широкое исполь­ зование бесполезно теряемой в настоящее время энергии давления природного газа может дать огромный техни­ ко-экономический эффект.

Крайне неудовлетворительно обстоит дело с утилиза­ цией физического тепла и углекислоты продуктов горе­ ния природного газа. По утилизации тепла уходящих газов с высокой температурой имеются в настоящее вре­ мя удовлетворительные технические решения в виде реку­ ператоров, регенераторов и котлов утилизаторов. По утилизации же тепла дымовых газов на выходе из ко­ тельных агрегатов, имеющих сравнительно низкую тем­ пературу, таких решений, которые могли бы найти ши­ рокое применение, недостаточно. По существу, единст­ венное предложение, имеющееся в этом направлении,— использование контактных экономайзеров. Более поло­ вины всего добываемого газа сжигается на тепловых электростанциях и в промышленных котельных. Поэто­ му поиски новых путей в эффективном использовании тепла продуктов горения газа — задача весьма актуаль­ ная. Поиски дешевых, доступных и эффективных мето­ дов полезного использования тепла уходящих газов со снижением их температуры до 30—40° с одновременным полезным использованием углекислоты может дать зна­ чительные выгоды народному хозяйству.

При сжигании газа еще мало внимания уделяется использованию потенциальных возможностей при­ родного газа для улучшения технологических процессов, Так при обследовании ни на одном из предприятий рес­ публик Средней Азии не удалось обнаружить печей безокислительного нагрева металлов. Между тем, нередки попытки обеспечить безокислительный нагрев металла в кузнечных печах за счет сжигания газа с недостатком воздуха без последующего дожигания горючих компо­ нентов, что приводит к потерям тепла только от хими­ ческого недожога до 44—50% (заводы «Узбекхиммаш, «Чирчиксельмаш» и т. д.). Подобное положение объяс­ няется тем, что до сих пор не созданы надежно дейст­ вующие печи безокислительного нагрева.

63

Глава IV. ОРГАНИЗАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ

НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАЗА

В соответствии с решением директивных органов в 1961 г. в Ташкенте начато и в 1965 г. закончено строи­ тельство мощной опытно-экспериментальной базы для проведения исследований в области повышения эффек­ тивности использования газа в народном хозяйстве. За­ дачами экспериментальной базы являются: исследова­ ние и разработка новых технологических процессов, методов и устройств, связанных с использованием при­ родного газа в различных отраслях народного хозяйст­ ва, разработка рекомендаций для широкого промышлен­ ного освоения новой техники и технологии, обобщение научно-технических достижений и квалифицированная помощь предприятиям в повышении эффективности ис­ пользования газа. Исследуются также методы рацио­ нального сжигания природного, доменного и коксового газов, мазута, угольной пыли, а также газов подземной газификации углей.

На базе имеются лаборатории: процессов горения; использования газа в энергетике, металлургии, маши­ ностроении, промышленности строительных материалов, тепловых двигателях, сельскохозяйственном производст­ ве; сжигания резервных топлив; сжигания сернистых топлив; тепловых измерений; анализа продуктов горе­ ния; технико-экономических исследований в области использования газа и отдел проектно-конструкторских работ.

База располагает производственно-лабораторным, опытно-экспериментальным, теплотехническим корпуса­ ми и экспериментальной котельной.

Четырехэтажный производственно-лабораторный кор-

пу-с полезной площадью около 3000 м2 предназначен в основном для камеральной обработки опытных данных. Здесь изучают теплофизические свойства горючих ве­ ществ, методы тепловых измерений, проводят химические

изучению пламен на крупных огневых моделях, натурных опытно-промышленных образцах огнетехнического обо­ рудования. К корпусу подведены природный газ, вода, пар, сжатый воздух высокого и среднего давления, линии силовой электропередачи. В машинном отсеке корпуса расположены вентиляторы ВВД, воздуходувки (газодувки РГН), компрессоры ВУ-6/8. Под основанием всего корпуса проходит боров, соединенный с мощным дымо­ сосом и дымовой трубой для отвода продуктов горения. За каждой установкой разрежение может регулировать­ ся с помощью шиберных устройств.

В котельной площадью около 400 м2 установлены три котельные установки ДКВР—2,5X13 производитель­ ностью по 2,5 т/ч, предназначенные для исследований по сжиганию газа с помощью различных типов горелочных устройств и для первичного апробирования горелок мощных парогенераторов. На экспериментальной базе установлены следующие опытно-промышленные и стен­ довые установки.

К о м п л е к с о г н е в ы х э к с п е р и м е н т а л ь н ы х

воды, проходящее через каждую камеру, измеряется расходомерами и дроссельными устройствами.

С помощью термопар определяют температуру воды на входе и выходе из каждой камеры, что позволяет из­ мерять тепловосприятие каждой зоны камеры сгорания. Установки оснащены высокопроизводительным воздухо­ подогревателем. В зависимости от характера исследова­ ний воздух может подогреваться до 600°.

Вдоль всех камер сгорания на расстоянии 100 мм друг от друга установлены герметически запирающиеся

66