Выпуск №11 (Июль)

https://doi.org/10.25313/2520-2057-2019-11

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 29.08.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLIІI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.07.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.06.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XLI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.05.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XL Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 28.03.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

МНПК "Цифровая трансформация и инновации в экономике, праве, государственном управлении, науке и образовательных процессах", 18-21.03.2019

XXXIX Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 27.02.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XIII Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 31.01.2019 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXVIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.01.2019 (Совместная конференция с Международным научным центром развития науки и технологий)

XXXVІI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXXV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.10.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXXIV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.08.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 31.07.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XII Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХІ Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XXХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XXIХ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.04.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.03.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІІІ МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 19-22.03.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 28.02.2018 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХVІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХVІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2018 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XІІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.12.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.10.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

XІ Международная научно-практическая конференция «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 29.09.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХХIІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.09.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

X Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы экономики и финансов», 31.07.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХXII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХXI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция «Глобальные проблемы экономики и финансов», 31.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

"Тенденции развития национальных экономик: экономическое и правовое измерение" 18-19.05.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом и ККИБиП)

ХIX Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.04.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IX Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVIII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.03.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

МНПК "Экономика, финансы и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспективы развития", 20–23.03.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.02.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVII Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 27.02.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.01.2017 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХVI Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 30.01.2017 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ХV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.12.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VIII Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 28.12.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VII Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІV Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.11.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.10.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 28.10.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VII Международная научно-практическая конф. «Научный диспут: вопросы экономики и финансов», 30.09.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ХІІ Международная научно-практическая конференция: "Актуальные проблемы современной науки", 29.09.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

XI Международная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы современной науки», 30.08.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 29.07.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

X Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.07.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.06.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІX Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VI Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 31.05.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 30.05.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

V Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 29.04.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

VIІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 28.04.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

VІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 31.03.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІI Международная научно-практическая конф. "Экономика и управление в XXI веке: анализ тенденций и перспектив развития", 30.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 21-24.03.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

V Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 26.02.2016 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

II Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 20.02.2016 (Совместная конференция с Международным научным центром)

ІV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.12.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

IV Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.12.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 30.11.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

IV Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 29.10.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Международная научно-практическая конференция: "Научный диспут: актуальные вопросы медицины" 28.10.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

III Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 30.09.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

III Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы экономики и финансов", 31.08.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІІ Международная научно-практическая конференция "Научный диспут: вопросы экономики и финансов", 30.06.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

ІІ Международная научно-практическая конференция "Актуальные проблемы современной науки", 29.06.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

II Международная научно-практическая конференция "Глобальные проблемы экономики и финансов", 28.05.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы экономики и финансов, 29.04.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Научный диспут: вопросы экономики и финансов, 31.03.2015 (Совместная конференция с Финансово-экономическим научным советом)

Актуальные проблемы современной науки, 27.03.2015 (Совместная конференция с Международным научным центром)

Глобальные проблемы экономики и финансов, 27.02.2015 (Совместная конференция с финансово-экономическим научным советом)



Fialko N., Navrodska R., Shevchuk S., Presich G., Gnedash G. The use of thermal methods to protect the exhaust-channels of boilers equipped with heat-recovery units // International scientific journal "Internauka". — 2019. — №11. 


Отрасль науки: Технические науки
Скачать статью (pdf)

Технические науки

UDC 621.036.7

Fialko Nataliia

Doctor of Technical Sciences, Professor,

Corresponding Member of NAS of Ukraine,

Honored Worker of Science and Technology of Ukraine,

Department Head

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Navrodska Raisa

Candidate of Technical Sciences (PhD),

Senior Scientific Researcher, Leading Researcher

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Shevchuk Svitlana

Candidate of Technical Sciences (PhD), Senior Researcher of the

Department of Thermophysics of Energy Efficient Heat Technologies

 Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Presich Georgii

Candidate of Technical Sciences (PhD),

Senior Scientific Researcher, Senior Researcher

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

Gnedash Georgii

Candidate of Technical Sciences (PhD), Senior Researcher

Institute of Engineering Thermophysics of

National Academy of Sciences of Ukraine

THE USE OF THERMAL METHODS TO PROTECT THE EXHAUST-CHANNELS OF BOILERS EQUIPPED WITH HEAT-RECOVERY UNITS

Summary. Thermal methods for protecting the exhaust-ducts of boiler plants from corrosion damage due to the formation of condensate on their inner surface are considered. Methods such as are proposed and investigated: bypassing exhaust-gases, mixing with dry heated air, heating in a surface heat-exchanger - gas heater. The use of these methods will significantly improve the thermal and humidity condition of chimneys and increase their service life.

Key words: corrosion destruction, condensation mode, gas-exhaust ducts, gas preheater.

Condensation in the gas-exhaust ducts of boilers is a problem that hinders the widespread introduction of heat-recovery technologies with deep cooling of exhaust-gases. The condensation on the inner surface of gas-outlet channels causes them to corrode. This destruction leads to a significant reduction in the life time of this tract, especially chimneys [1].

The main parameters that determine the condensate formation in a chimney are: gas temperature tg, dew point td of water vapor in exhaust-gases and temperature of the inner surface of the gas-outlet channel ts. A decrease in the gas temperature tg, other things being equal, a decrease in the surface temperature ts and brings it closer to the dew point td.

To prevent condensation in the chimney without changing its design is possible in two ways. The first method increases the temperature tg, and the second reduces the dew point td, which depends on the moisture content of exhaust-gases. Consequently, the prevention of condensate formation can be provided by heat and humidity treatment of exhaust-gases. This treatment reduces the relative or absolute humidity of the gases. This treatment is carried out with the use of thermal methods to protect the gas-exhaust ducts [2]. This is the partial bypassing method (passing a part of χ gases from the boiler past heat recovery exchange), the air method (mixing a part γ of the heated air to the exhaust-gases after the heat-recovery exchanger) and the method of heating exhaust-gases in the surface heat-exchanger – gas-heater.

To determine the effectiveness of the described methods, computational studies of the heat and humidity state in the gas-outlet channels in typical heating boilers are carried out. The performance characteristics of the boilers changed according to order. The design parameters of chimneys corresponded by those existing in boiler plants: height H = 45 m, internal diameter D = 0.8 m. In fig. 1, 2 presents typical results of performed studies. Herewith the working conditions of boiler houses are considered according to the regulations, when the boilers are loaded close to 50% of the nominal (at environmental temperature tenv ≈ 0°C), some boilers are transferred to the nominal mode while the total number of boilers are reduced.

а) the bypassing method at different parts χ:Fig. 1. Thermal characteristics of methods to prevent condensate formation in a metal chimney at the nominal temperature of exhaust-gases (after the boiler) tgn = 200 ° C in different modes of operation of the boiler equipment

1– ts at χ = 0 %; 2 – χ = 10 %; 3 – χ = 20 %; 4 – χ = 40 %; 5 – td.

b) the air method at different parts γ of air with temperature tdha = 250 °С:

6 – ts at γ = 0 %; 7 – γ = 8 %; 8 – γ = 12 %; 9 – γ = 20 %; 5 – td.

c) the method of heating at different level Δt of exhaust-gases:

10 – ts at Δt = 10 °С; 11 – Δt = 20 °С; 12 – Δt = 40 °С; 13 – Δt = 50 °С; 5 – td.

Research results show that due to the increase in gas temperature tg, the partial bypassing method provides the absence of condensation formation in the brick chimney of a heating boiler plant if part of χ gases from the boiler past the heat-recovery exchanger is 5 - 10% of the total exhaust-gases consumption. For a metallic chimney this method has positive results at a high temperature of exhaust-gases (> 180 ºС) and at boiler operation in modes approximately equal to the nominal one. For other mode, bypassing hot gases χ exceeds 50%.

The air method is designed to increase the temperature and reduce the humidity of a mixture of gases and air. This provides an increase in the internal surface temperature ts and a decrease in the dew point td. In the studies the temperature of the mixed hot air changed in the range of 150 - 250 ° C. The absolute humidity of the air was about 0.1 kg / kg d.a. (dry air).

а) the bypassing method at different parts of χ:Fig. 2. Thermal characteristics of methods to prevent condensate formation in a brick chimney at the nominal temperature of exhaust-gases (after the boiler) tgn = 160 ° C in different modes of operation of the boiler equipment

1– ts at χ = 0 %; 2 – χ = 10 %; 3 – χ = 20 %; 4 – χ = 40 %; 5 – td.

b) the air method at different parts of γ of air with temperature tdha = 250 °С:

6 – ts at γ = 0 %; 7 – γ = 8 %; 8 – γ = 12 %; 9 – γ = 20 %; 5 – td.

c) the method of heating at different level Δt of exhaust-gases:

10 – ts at Δt = 10 °С; 11 – Δt = 20 °С; 12 – Δt = 40 °С; 13 – Δt = 50 °С; 5 – td.

The performed computational studies have shown: the implementation of the air method ensures the absence of condensate formation in the chimney in case of a part of hot air in the total consumption of exhaust-gases equal to 3-25%. Smaller values correspond to brick chimneys and large values - to metal ones. It should be said that the application of the air method is implemented in boilers that have air heaters.

The method of heating cooled flue gases is the most versatile for use. It provides the absence of condensation formation during the preheating of exhaust-gases by the amount of Dt in the gas-heater installed after the heat-recovery exchanger. For preheating of gases heat-transfer agents such as water heated in a boiler with a temperature of 95–155 ºС or hot exhaust-gases with a temperature of 300 to 350 ºC, which are sent from the convective part of the boiler, are used.

The results of calculated research show; that the level of gas heating Dt required for the absence of condensation formation in the chimney varies in a range of 10 – 50 °C depending on the characteristics of the mode of the boiler plant and the type of chimneys.

The use of these thermal methods will contribute to a significant improvement in the heat and humidity state in chimneys and increase their durability.

References

  1. Dolinskiy A.A. Basic principles of heat recovery technologies for boilers of the low thermal power / A.A. Dolinskiy, N.M. Fialko, R.A. Navrodskaya, G.A. Gnedash // Industrial heat Engineering. 2014. № 4. P. 27-36. (in Russia)
  2. Fialko N.M. Heat methods of the gas-escape channels of boiler installations by heat-utilization technologies application / N.M. Fialko, R.A. Navrodskaya, S.I. Shevchuk, G.A. Presich, G.A. Gnedash // Scientific Bulletin of UNFU. 2017. Vol. 27, № 6. P. 125-130. (in Ukrainian)