CC BY
110
УДК 621.65
ПОСТРОЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПАРОСТРУЙНОГО ЭЖЕКТОРА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТЫ КОНДЕНСАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ ТЭЦ
Т.А. Барбасова, И.Е. Вахромеев, П.Н. Дивнич, Д.А. Шнайдер
В настоящее время поддержание вакуума в конденсаторах паровых турбин на тепловых электростанциях осуществляется пароструйными и водоструйными эжекторами, конструкции которых были разработаны более 20-25 лет назад.
Как известно, вакуум в конденсаторе турбины зависит от
• расхода пара в конденсатор (нагрузки турбины);
• температуры и расхода циркуляционной воды;
• наличия отложений на теплообменной поверхности.
Ещё одним фактором, который влияет на вакуум в конденсаторе, являются неконденсирующиеся газы, поступающие в конденсатор с паром (в основном, присосы воздуха). Однако, когда их расход не превышает нормированного значения, при правильно подобранном эжекторе, влияние газов на работе конденсатора практически не сказывается.
Давление среды в конденсаторе должно быть равно значению, определяемому его расчётной характеристикой при фактических: паровой нагрузке, температуре и расходе циркуляционной воды, а также состоянии поверхности трубок.
Однако такие режимы работы конденсатора возможны только тогда, когда эжектор способен поддерживать давление, равное давлению среды в конденсаторе, соответствующее его характеристике.
К сожалению, существующие эжекторы не могут обеспечить поддержание давления среды в конденсаторе, отвечающего его характеристике во всём диапазоне изменения температуры циркуляционной воды в течение года.
Во всех режимах работы конденсационной установки, в которых температура циркуляционной воды не равна её среднегодовому значению, в конденсаторе устанавливается давление, превышающее то, которое мог бы обеспечить конденсатор согласно его характеристике.
Рассмотренная проблема в настоящее время решается нерационально и не полностью. Турбоустановки комплектуются двумя эжекторами, каждый из которых может поддерживать расчётный вакуум при среднегодовой температуре циркуляционной воды.
Поэтому разработка схемных и конструктивных решений введения дополнительного пароструйного эжектора позволит удовлетворить требованиям работы конденсационной установки при переменной температуре циркуляционной воды [1].
1. Построение рабочей характеристики пароструйного эжектора
Наибольшее распространение пароструйные эжекторы с большими степенями расширения получили в паротурбинных конденсационных установках.
В условиях эксплуатации основными причинами, вызывающими изменение давления всасывания эжектора, являются изменения расхода и температуры отсасываемой паровоздушной смеси.
Характеристика эжектора при отсасывании паровоздушной смеси определенной температуры состоит из различных участков. Два участка характеристики эжектора соответствуют двум различным режимам работы: предельному и допредельному.
Рабочий участок характеристики работы пароструйного эжектора рИ =Дм) в диапазоне давлений всасывания от ря, соответствующего и = 0, до Ра =Рр\ описывается уравнением:
. _ .. _____________Пн» ^р* Рп
ПР ^ г и гт ’
^ /р* *?рн ) р р* ¿V Рр где рс - давление сжатого потока на выходе эжектора, Па; рк - давление инжектируемого пара, Па; р9 - давление рабочего пара, Па.
Для построения рабочего участка характеристики определяется давление всасывания ря, при котором и = 0.
Из предыдущего уравнения:
4рн=/р*/М-
По найденному значению приведенной массовой скорости ¡7Р„ из газодинамических таблиц определяем относительное давление Прн и искомое р„.
Затем, задаваясь различными значениями Ри ■? Ря < РРь определяем соответствующие Прн и qpи и по уравнению находим коэффициент эжек-ции при заданном ря.
Таким путем строим рабочий участок характеристики работы эжекторарк=Ли) илирн=/&’„).
В качестве примера приведен расчет пароструйного эжектора станции БТ-З ОАО «ММК». Для рассчитанного пароструйного эжектора с исследуемыми параметрами для первого режима работы пароструйного компрессора (рР = 8 Бар,
Тя- 55,6 °С, = 1500 кг/ч, г/* = 21,6 мм, сірі =
= 61,1 мм, = 111,4 мм, ¿/2= 140,5 мм) рабочие характеристики эжектора имеют вид, представленный на рис. 1, 2. Расчетные значения характеристики работы эжектора при данном режиме работы приведены в таблице.
Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника», выпуск 6
63
Т.А. Барбасова, И.Е. Вахромеев, П.Н. Дивнич, Д.А. Шнайдер
Характеристики работы эжектора
Ра, Па При пх ?рн и св, кг/с
2820,2 0,004 0,578 0,030 0 0
5820,2 0,007 0,578 0,055 0,086 0,036
8820,2 0,011 0,578 0,077 0,192 0,080
11820,2 0,015 0,578 0,097 0,319 0,133
14820,2 0,018 0,578 0,116 0,484 0,201
15320,2 0,019 0,578 0,119 0,595 0,248
15820,2 0,019 0,578 0,122 0,771 0,321
16320,2 0,020 0,578 0,125 1,086 0,453
16820,2 0,021 0,578 0,128 1,785 0,744
Рис. 1. Зависимость давления в конденсаторе от расхода инжектируемой паровоздушной смеси
Рис. 2. Зависимость вакуума в конденсаторе от расхода инжектируемой паровоздушной смеси
Выводы
1. Для подготовки технической документации на изготовление пароструйного эжектора необходимо проведение обследования условий работы конденсатора конкретной выбранной турбоустановки для определения диапазона изменения параметров, влияющих на вакуум в конденсаторе (по оперативным данным электростанции). После этого провести выбор конструктивного варианта пароструйного эжектора.
2. Разработанные схемные и конструктивные решения пароструйного эжектора для определенного рабочего режима позволят удовлетворить требованиям работы конденсационной установки при переменной температуре циркуляционной воды.
3. Произведены расчеты 6 вариантов режимов работы дополнительного пароструйного эжектора при изменении расхода рабочего пара на эжектор от 1500 кг/ч до 500 кг/ч и изменении параметров инжектируемого пара.
4. Рассчитанные варианты режимов работы эжектора показывают, что все аппараты работают в необходимом диапазоне изменения давления в конденсаторе и расхода отсасываемого пара.
5. Для повышения эффективности работы системы охлаждения турбин, рекомендуется проведение дополнительных исследований режимов работы градирни с целью увеличения перепада температуры охлаждающей воды при возможном снижении расхода охлаждающей воды до рабочего значения для конденсатора.
Литература
1. Соколов, Е. Я. Струйные аппараты / Е. Я. Соколов, Н. М. Зингер. - М.: Энергоатомиз-дат, 1989. - 352 с.
64
Вестник ЮУрГУ, № 23, 2007
