РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И УЛУЧШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ

Авторы: 
Ершов Владимир Александрович
Говорков Алексей Сергеевич
Иванов Никита Николаевич
Дата поступления: 
28.05.2017
Рубрика: 
Машиностроение и машиноведение
Год: 
2017
Номер журнала (Том): 
№3(55)
УДК: 
622.23.05+67.05
DOI: 

10.26731/1813-9108.2017.3(55).36-43

Файл статьи: 
Иконка PDF 36-42.pdf
Страницы: 
36
42
Аннотация: 

В данной работе проведены инструментальные измерения и расчеты тепловых и аэродинамических параметров экспериментального теплообменника в различных режимах эксплуатации ГОУ – в межоперационном режиме и режиме моделирования операции замены анодов. Было определено, что падение температуры отходящих газов при межоперационном режиме эксплуатации ГОУ составило 83,7 °С и обеспечило снижение физического объема газов практически на 20 % (до 58732,5 м 3/ч), что является значением, удовлетворяющим требованиям Технического задания по обеспечению снижения температуры до уровня не более 140 °С при потоке газов через теплообменник до 75000 м3/ч. Скорость газового потока соответствует проектной величине (>10 м/с) для снижения массы пылевых отложений на элементах конструкции ЭТА. Следует предположить, что после монтажа оборудования автоматической системы, регулирующей подачу теплоносителя, появится возможность управления нагревом теплоносителя для использования воды на технологические нужды и, как следствие, увеличения охлаждения отходящих газов. По результатам проведения исследований по оптимизации функционирования экспериментального теплообменника в различных режимах работы, действующих на ОАО «РУСАЛ Саяногорск», подготовлен Акт корректировки ЭКД экспериментального теплообменного аппарата. Для получения более точных данных о тепловых и аэродинамических характеристиках экспериментального теплообменника и накопления статистических данных необходимо проведение повторных исследований после выхода всех 8 электролизеров на рабочий режим эксплуатации, после монтажа и введения в эксплуатацию всех элементов функциональной автоматики, а также в летний период года.

Ключевые слова: 
моделирование
теплообменник
электролизер
Финансирование: 

Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0181 «Разработка сверхмощной энергоэффективной технологии получения алюминия РА-550» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденной постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г.

Список цитируемой литературы: 
  1. Лабораторные испытания кожухотрубчатого теплообменного устройства / И.А. Сысоев и др. // Вестник ИрГТУ. 2016. Т. 20. № 12 (119). С. 155–164.
  2. Кондратьев В.В., Николаев В.Н., Карлина А.И. Моделирование и лабораторные испытания высокоэффективного теплообменника с низким статистическим сопротивлением // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 2 (46). С. 80–83.
  3. Description of the heat exchanger unit construction, created in IRNITU / V. Kondrat'ev et al. // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Т. 11. № 19. С. 9979–9983.
  4. Разработка способа управления энергетическим режимом электролизеров для производства алюминия / И.А. Сысоев и др. // Цветные металлы. 2016. № 5 (881). С. 38–43.
  5. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В. Энерго- и ресурсосбережение в производстве алюминия. Иркутск : Издательство ИрГТУ. 2014. 146 с.
  6. Исследования параметров термоэлектрических генераторов изготовленных по толстопленочной технологии / И.Ю. Шелехов и др. // Металлургия: технологии, инновации, качество / под общ. ред. Е.В. Протопопова. 2015. С. 373–377.
  7. Кондратьев В.В., Ржечицкий Э.П. Пути решения проблемы отложений в аппаратах глиноземного производства // Вестник ИрГТУ. 2011. № 5 (52). С. 120–125.
  8. Охлаждение анодных газов алюминиевых электролизеров в теплообменниках нагрева глинозема / С.Г Шахрай и др. // Металлург. 2015. № 2. С. 29–32.
  9. Дошлов О.И., Кондратьев В.В., Угапьев А.А. Применение тяжелой смолы пиролиза в качестве компонента связующего для производства анодной массы // Металлург. 2015. № 5. С. 72–77.
  10. Предварительный нагрев обожженного анода / В.В. Кондратьев и др. // Цветные металлы. 2015. № 1 (865). С. 54–56.
  11. Снижение энергозатрат в системах газоудаления и газоочистки алюминиевых электролизеров с обожженными анодами / В.В. Кондратьев и др. // Современное состояние и перспективы улучшения экологии и безопасности жизнедеятельности Байкальского региона «Белые ночи-2016». Иркутск, 2016. Т. 1. С. 209–218.
  12. Белянин А.В., Карлина А.И. Некоторые прикладные аспекты повышения энергетической эффективности алюминиевых электролизеров // Проспект Свободный-2016. Красноярск, 2016. С. 4–9.
  13. Разработка мероприятий охлаждения газоходных сетей корпусов электролиза / А.В. Белянин и др. // Проспект Свободный-2016. Красноярск, 2016. С. 10–14.
  14. Компаундирование как перспективная технология производства альтернативных связующих материалов для производства анодной массы / О.И. Дошлов и др. // Кокс и химия. 2015. № 1. С. 34–41.
  15. Повышение энергетической эффективности производства алюминия снижением газонапыленности электролита / С.Г. Шахрай и др. // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 1 (25). С. 103–107.
  16.  Повышение эффективности газоулавливания в рабочей зоне электролизеров с предварительно обожженными анодами с силой тока свыше 300 КА / С.Г. Шахрай и др. // Экология и промышленность России. 2012. № 7. С. 8–11.
  17. Formation and utilization of nanostructures based on carbon during primary aluminum production / V.V. Kondrat'ev et al. // Metallurgist. 2016. Т. 60, № 7-8. С. 877–882.
  18. Исследование проблемы образования отложений в аппаратах глиноземного производства и пути ее решения / М.Д. Николаев и др. // Транспортная инфраструктура Сибирского региона. 2015. Т. 1. С. 198–208.
  19. Оптимизация конструкции теплообменных элементов при проектировании теплообменного устройства / И.А. Сысоев и др. // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4 (32). С. 118–124.
  20. Кузьмин М.П., Кузьмина М.Ю. Повышение эффективности деятельности Иркутского алюминиевого завода за счёт увеличения производства ронделей // Вестник ИрГТУ. 2013. № 2 (73). С. 193–197.
  21.  Кузьмин М.П. Определение устойчивости интерметаллидов в техническом алюминии // Вестник ИрГТУ. 2013. № 8 (79). С. 138–143.
  22.  Kuz’min M.P., Begunov A.I. Thermodynamic stability of intermetallic compounds in technical aluminum // Zhurnal SFU. Tekhnika i tekhnologii 2014. Т. 7. № 2. Р. 132–137.
  23. Инновационное развитие металлургического комплекса Иркутской области / М.П. Кузьмин и др. // Вестник ИрГТУ. 2015. № 5 (100). С. 236–240.
  24.  Николаев В.Н., Кондратьев В.В. Технологическое решение интенсификации процессов газоудаления и газоочистки алюминиевого производства // Вестник ИрГТУ. 2012. № 7 (66). С. 142–147.
  25. Утилизация теплоты анодных газов алюминиевого электролизера / С.Г. Шахрай и др. // Цветные металлы. 2016. № 2 (878). С. 52–56.
  26. Анализ влияния повышения силы и плотности анодного тока на показатели работы электролизера Содерберга / В.В. Кондратьев и др. // Цветные металлы -2011. Красноярск, 2011. С. 185–192.
  27.  Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия. Иркутск : Издательство ИрГТУ. 2013. 159 с.
  28.  Шахрай С.Г., Коростовенко В.В., Ребрик И.И. Совершенствование систем колокольного газоотсоса на мощных электролизерах Содерберга // Красноярск : ИПК СФУ, 2010. 146 с.
  29. Технико-экологические и правовые аспекты производства алюминия / В.В. Кондратьев и др. СПб. : Изд-во МАНЭБ, 2011. 224 с.
  30. Влияние коэффициентов фильтрации на достоверность прогноза изменения напряжения алюминиевого электролизера / В.А. Ершов и др. // Вестник ИрГТУ. 2010. № 5 (45). С. 184–187.
  31.  Сысоев И.А. Опыт управления энергетическим режимом электролизеров с обожженными анодами (ОД) На силу тока ЗОО КА // Вестник ИрГТУ. 2007. Т. 2, № 2 (30). С. 23–26.
  32.  Сысоев И.А. Исследование энергетического состояния и разработка способа управления тепловым режимом электролизеров большой единичной мощности : дис. … канд. техн. наук / И.А. Сысоев ; Иркутский национальный исследовательский технический университет. Иркутск, 2007.
  33. Справочник металлурга. Производство алюминия и сплавов на его основе / Б.И. Зельберг и др. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 764 с.
  34.  Наноструктуры и алюминиевая промышленность / В.В. Кондратьев и др. // Вестник ИрГТУ. 2015. № 8. С. 77–85.
  35. Обоснование возможности нагрева глинозема теплом анодных газов алюминиевого электролизера / С.Г. Шахрай и др. // Вестник ИрГТУ. 2016. № 3 (110). С. 131–138.
  36.  Сысоев И.А., Николаев В.Н. Моделирование и оценка эффективности двухконтурной системы газоотвода // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 3 (47). С. 104–110.
  37.  Сысоев И.А. Управление и контроль энергорежима электролизеров для производства алюминия // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 4 (24). С. 84–87.
  38. Управление тепловым процессом электролиза посредством определения химического состава электролита / И.А. Сысоев и др. // III Респ. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов алюминиевой и электродной промышленности : тезисы докл. Иркутск, 2005. С. 54–55.
  39.  Сысоев И.А., Пинаев А.А., Николаев В.Н. Аппаратурно-технологическая схема и автоматизированный контроль параметров процесса эвакуации газов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 1 (49). С. 98–103.