Научная статья на тему 'Построение динамических характеристик процесса деаэрации по данным эксперимента'

Построение динамических характеристик процесса деаэрации по данным эксперимента Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
171
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Феткуллов Марат Рифатович, Шарапов Владимир Иванович

Разработаны принципиально новые способы комплексного регулирования процессов термической деаэрации воды по нескольким регулирующим и регулируемым параметрам. Произведена экспериментальная оценка динамических характеристик процесса термической деаэрации воды на Ульяновской ТЭЦ-3. Установлено, что усовершенствованные конструкции атмосферных деаэраторов могут обеспечивать нормативное качество подпиточной воды систем теплоснабжения при удельных расходах выпара, близких к теоретическим

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Феткуллов Марат Рифатович, Шарапов Владимир Иванович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Построение динамических характеристик процесса деаэрации по данным эксперимента»

УДК 621.187.12

М. Р. ФЕТКУЛЛОВ, В. И. ШАРАПОВ

ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ДЕАЭРАЦИИ ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТА

Разработаны принципиально новые способы комплексного регулирования процессов термической деаэрации воды по нескольким регулирующим и регулируемым параметрам. Произведена экспериментальная оценка динамических характеристик процесса термической деаэрации воды на Ульяновской ТЭЦ-3. Установлено, что усовершенствованные конструкции атмосферных деаэраторов могут обеспечивать нормативное качество подпиточной воды систем теплоснабжения при удельных расходах выпора, близких к теоретическим.

Рис. 1. Схема деазрационной установки с атмосферным деаэратором питательной воды: 1 - атмосферный деаэратор; 2 - подогреватель химически очищенной воды; 3 - поверхностный охладитель выпара; 4 - дренажный бак; 5 - насос дренажного бака; 6 - питательный насос; 7 - термометры; 8 - пробоотборник; 9 - автоматический кислородомер; 10 - расходомер; 11 - манометр; 12 - регулирующий клапан

© Феткуллов М. Р., Шарапов В. И., 2004

Разработанный в научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические схемы и установки» УлГТУ подход к управлению термическими деаэраторами, заключающийся в регулировании конечных показателей качества [1], явился основой для разработки способов комплексного регулирования процессов термической деаэрации воды [2,3]. Новый подход реализован в серия высокоэффективных энергосберегающих технологий комплексного регулирования процессом термической деаэрации воды, отличающихся друг от друга использованием в качестве регулирующих параметров процесса деаэрации различных режимных факторов, а в к качестве регулируемых параметров - различных конечных показателей эффективности процесса.

Комплексное управление работой деаэрационных установок возможно осуществить как по нескольким

регулируемым, так и по нескольким регулирующим параметрам. Сущность первого метода регулирования заключается в регулирование процесса деаэрации одновременно по двум заданным регулируемым параметрам - остаточному содержанию кислорода 02 и остаточному содержанию диоксида углерода С02 в деаэрированной воде, причем величину режимного параметра устанавливают исходя из необходимости достижения заданного содержания наиболее трудно-удаляемого газа. Особенностью второго метода комплексного регулирования является то, что управление осуществляется путём последовательного регулирования различных режимных параметров, в качестве которых могут выступать температуры исходной и перегретой воды (греющего агента), расход перегретой воды, расход выпара [4,5]. Последовательность и пределы регулирования параметров выбираются из

ВПУ

О 100 200 300 400 т, мин

0 100 200 300 400 г, мин

Рис. 2. Динамика изменения температуры деаэрируемой воды, подаваемой в атмосферный деаэратор ДА-25

условия максимальной экономичности конкретной теплогенерирующей установки.

Для эффективной промышленной реализации новых технологий необходимо знание динамических характеристик термического деаэратора как объекта регулирования, а также характера влияния на эффективность процесса основных параметров режима деаэрации. С целью получения динамических характеристик и данных о технологически необходимом температурном режиме деаэрации авторами совместно с научными сотрудниками НИЛ «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ Цюра Д. В., Макаровой Е. В. и Малининой О. В., проведено экспериментальное исследование атмосферных деаэраторов ДА-25.

Выходной функцией объекта регулирования при исследовании деаэрационной установки являлась остаточная концентрация кислорода 02 в деаэриро-ванной воде в мкг/дм\ а основным входным изменяемым аргументом - расход выпара, отводимого из исследуемого деаэратора в поверхностный охладитель выпара. Содержание кислорода в обработанной воде определялось с помощью автоматического малогаба-

Рис. 3. Динамика изменения расхода выпара, отводимого из атмосферного деаэратора ДА-25

ритного анализатора растворённого кислорода

«МАРК-3 01 Т».

На рис. 1 представлена установка, на которой проведён эксперимент, включающая в себя последовательно включённые водоподготовительную установку (ВПУ), подогреватель химически очищенной воды, поверхностный охладитель выпара и атмосферный деаэратор ДА-25 производительностью 25 т/ч. Установка входит в состав паровой котельной Ульяновской ТЭЦ-3 с котлами ДЕ - 10/14.

В ходе экспериментального исследования деаэрационной установки удалось оценить влияние основных режимных параметров на эффективность десорбции растворённого в подпиточной воде кислорода 02.

На рис. 2 и 3 показана динамика изменения температуры деаэрируемой воды, подаваемой в атмосферный деаэратор ДА-25, и удельного расхода выпара, отводимого из него. График, изображённый на рис. 2, позволяет судить о величине температуры воды, подаваемой в деаэрационную колонку в ходе эксперимента, которую изменяли в пределах от 35 до

Рис. 4. Динамическая характеристика остаточной концентрации растворённого кислорода в деаэрированной подпиточной воде

87° С. При достаточно стабильном температурном режиме деаэрации (участок от 20 до 280-й минуты) регулирование остаточной концентрации кислорода в деаэрируемой воде осуществлялось путём изменения величины расхода выпара, как это показано на рис. 3. Затем регулирование продолжали в основном изменением величины температуры деаэрируемой воды. Сначала её увеличили до 85-87°С и выдержали на этом уровне до 330 минут, а затем снизили до уровня 35-38°С.

Динамическая характеристика атмосферного деаэратора ДА-25 представлена на рис. 4 в виде кривой остаточной концентрации кислорода в обрабатываемой воде при различных изменениях расхода выпара и температуры деаэрируемой воды.

Из графика видно, что при максимальном расходе выпара атмосферного деаэратора остаточная концентрация кислорода в деаэрированной воде достаточно высока и превышает концентрацию, указанную в стандарте. Отмечено снижение расхода выпара при постоянной температуре подаваемой на деаэрацию воды, остаточная концентрация кислорода в деаэрированной воде вначале возрастает, а затем снижается до уровня 15-17 мкг/дм\ Это можно объяснить известной способностью процесса деаэрации к самовыравниванию. Дальнейшее снижение расхода выпара, примерно до уровня теоретически необходимого количества выпара, привело к тому, что остаточная концентрация кислорода установилась на уровне 10-12 мкг/дм .

Изменение температуры деаэрируемой воды также заметно повлияло на остаточное содержание кислорода. Её увеличение привело к ухудшению процесса деаэрации (увеличению С02 до величины 63-65 мкг/дм3), и напротив, уменьшение температуры деаэрированной воды позволило снизить остаточную концентрацию до уровня 6-7 мкг/дм'5. В целом полученная динамическая характеристика даёт возможность оценить влияние важнейших режимных параметров на эффективность процесса деаэрации и степень запаздывания определяемого показателя

эффективности по отношению к изменениям режимных параметров.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шарапов, В. И., Цюра, Д. В. О регулировании термических деаэраторов // Электрические станции. -2002.-№7.

2. Шарапов, В. И., Феткуллов, М. Р., Цюра, Д. В. Управление термическими деаэраторами по нескольким регулирующим параметрам// Материалы четвёртой Российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности». - Ульяновск: УлГТУ, 2003. -С.289-293.

3. Феткуллов, М. Р., Шарапов, В. И. Совершенствование технологий управления термическими деаэраторами// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. девятой Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. В 3 т. Т. 3. - М.: Издательство МЭИ, 2003.

4. Пат. 2220296 (Ш). МПК7 Р 01 К 17/02. Способ термической деаэрации воды / В. И. Шарапов, Д. В. Цюра.

М. А. Сивухина, М. Р. Феткуллов// БИ. - 2003. - № 36.

5. Пат. 2225570 (Щ). МПК7 ¥ 22 Б 1/50. Способ термической деаэрации воды / В. И. Шарапов, М. Р. Феткуллов, Д. В. Цюра // БИ. - 2004. - № 7.

Феткуллов Марат Рифатович, аспирант, научный сотрудник НИЛ «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ, сфера научных интересов -технологии управления теплоэнергетическими установками.

Шарапов Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель Российской Федерации, заведующий кафедрой «Теп-логазоснабжение и вентиляция», руководитель научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ, сфера научных интересов - тепловые электрические станции и системы теплоснабжения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.