CC BY
4УДК 62-7
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЭЦ ЗА СЧЕТ ПРЕЖДЕВРЕМЕННОГО УСТРАНЕНИЯ КОРРОЗИИ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Есов И.Е., студент группы 13ТТ(б)ЭОП, Оренбургский государственный университет, Оренбург
е-шаП: esov-islam@mail.ru
Соколов В.Ю., канд. техн. наук, доцент кафедры электро- и теплоэнергетики, Оренбургский государственный университет, Оренбург е-шаП: epp@unpk.osu.ru
В статье рассматриваются проблемы рационального использования природных ресурсов, проблемы энергосбережения, приоритетные направления по их решению, а также важность энергосбережения на сегодняшний день.
Ключевые слова: электрогидравлический эффект, коррозия, ТЭЦ, энергосбережение.
Повышение эффективности работы ТЭЦ, а вместе с тем, рациональное использование энергетических ресурсов является одним из приоритетных направлений в энергетике. Актуальность исследования объясняется «Энергетической стратегией на период до 2030 года», предусматривающая минимизацию использования природных ресурсов. Эффективность работы ТЭЦ, зависит от удельного расхода топлива на выработанную электрическую энергию; удельного расхода топлива на выработанную (отпущенную) тепловую энергию; суммарного удельного расхода топлива на выработанную энергию; топливного КПД. Отсюда следует, что снижение удельных расходов топлив при той же выработанной энергией является эффективной работой ТЭЦ. Помимо этого, эффективность работы энергоснабжения города заключается в бесперебойном, надежном тепло- и электроснабжении как существующих, так и вводящихся в эксплуатацию дополнительных нагрузок. Мероприятия, направленные на увеличение численных значений в области энергосбережения, имеют большую рентабельность по сравнению с вводом новых генерирующих мощностей. Следовательно, на пути всей последовательности использования энергии первичного топлива от генерации до потребления, необходимо обеспечить рациональное и экономное потребление ограниченных природных ресурсов. Одной из основных причин увеличения удельного расхода топлива на единицу выработанной энергии является старение и образование коррозии на поверхностях основного и вспомогательного оборудование ТЭЦ.
Основной причиной повреждаемости трубопроводов тепловой сети является образование коррозии. Отказы по причине коррозии составляет большую часть от всех отказов. Прогнозирование и устранение коррозии трубопроводов являются важнейшей задачей, решив которые можно продлить срок службы оборудования, снизить затраты на их обслуживание и обеспечить надежное и бесперебойное теплоснабжение. Существуют несколько методов решения данной проблемы. Один из них это замена старого, морально изношенного оборудования на новое. Этот метод действительно имеет место быть, однако, он требует комплексного подхода и крупных капиталовложений. Замена оборудования полностью не решает проблему, оно также будет нуждаться в обслуживании, в частности, в преждевременном устранении отложений на рабочих поверхностях. Гидравлические испытания трубопроводов на сегодняшний день является основным методом определения остаточного ресурса теплосетей. У данного метода проверки трубопроводов имеются ряд недостатков. Одновременно с разрывами в каналах появляется размыв или намыв грунта, при сварных работах одного участка соседние участки начинают интенсивнее
корродировать. Эффект Юткина применяется в различных областях промышленности, в таких как технология машиностроения и металлообработка, горное дело и промышленность строительных материалов, химическая промышленность, агропромышленная отрасль, но нас интересует очистка внутренних поверхностей трубопроводов. Мы совершенно упускаем из внимания способ очистки трубопроводов электрогидравлическими устройствами. С нашей точки зрения возможно использование двух направлений разработок Л.А.Юткина: использование электрогидравлического насоса, создающего постоянную или пульсирующую промывочную струю и электрогидравлическая дробильная установка, обеспечивающая разрушение накипи за счет образования ударной волны от пропускного искрового разряда [4, с. 45-47].
Электрогидравлический объемный насос [3] - одно из первых устройств, принцип работы которого основан на электрогидравлическом эффекте. Используется для производства резки, наклепа, полирования, шлифования, сверления и тому подобных операций воздействие на материал осуществляют как пульсирующей, так и непрерывной струёй высокого и сверхвысокого давления. Высокое и сверхвысокое давление получают в электрогидравлических насосах, из узкого отверстия которых происходит истечение жидкости под высоким и сверхвысоким давлением. Данный насос может применяться для создания напорной струи, которая будет вымывать загрязнения и шлам. Электрогидравлические насосы любой конструкции отличаются простотой и компактностью, отсутствием движущихся частей, легкостью управления и регулирования, большим диапазоном действия.
Электрогидравлические (ЭГ) дробилки [3]. Ударные деформирующие усилия, полученные посредством электрогидравлических ударов, возникающих в заполненных жидкостью трубопроводах, воспринимаются обрабатываемым материалом непосредственно или через связанный с ним рабочий инструмент. Электрогидравлические дробилки могут быть применены в ограниченном пространстве трубопроводов. Электрогидравлическое дробление обеспечивает заданную степень измельчения при определенном гранулометрическом составе продукта, обладает высокой избирательностью дробления. ЭГ дробилки не имеют движущихся частей, не образуют пыли при работе, позволяют совмещать процесс дробления, смешивания и флотации материалов, легко поддаются автоматизации.
Творческим коллективом студентов и сотрудников кафедры электро- и теплоэнергетики электроэнергетического факультета Оренбургского государственного университета предложено устройство эффективно решающих задачи очистки внутренних поверхностей трубопроводов от отложений.
Принцип работы, предлагаемого нами устройства основан на электрогидравлическом эффекте Л.А.Юткина (рисунок 1). Данное устройство включает в себя коаксиальный кабель 8, который снабжен очистным инструментом (рисунок 2), в виде жесткого электрода единой каплевидной формы 3. Концы электрода 3 соединены с токопроводящей оплеткой 7 коаксиального кабеля 8 с помощью байонетного соединения 6. Вершины каждого электрода 3 расположены соосно с центральной жилой, выполненной в виде торсионного вала 5. Совокупность вершин жестких электродов, единой каплевидной формы 3, образует с центральной жилой 5 коаксиального кабеля 8 рабочий искровой промежуток 4. Приводной механизм электрогидравлического устройства для очистки труб состоит из корпуса 10, в верхней части которого закреплена ручка 11 для транспортировки; зажимного механизма 13 (рисунок 3), выполненного в виде втулки для поддержания коаксиального кабеля 18, состоящая из зажимной цанги 19, патрона зажимной цанги 20 и рычага управления зажимным механизмом 14; блока генерации импульсов (блока Юткина) 12, снабженный гибким электродом, расположенного внутри коаксиального кабеля 16 и кабелем электропитания 15, для подключения к электросети. На передней части корпуса приводного механизма установлена вторая втулка для поддержания коаксиального кабеля 9,
расположенная соосно по отношению к зажимному механизму 13. Устройство снабжено катушкой с механизмом размотки коаксиального кабеля 17 [4, с. 45-47].
Устройство работает следующим образом.
Рабочий конец коаксиального кабеля 8 помещают в трубопровод 2, внутри которого внутритрубные отложения 1. Положительный полюс блока генерации импульсов (блока Юткина) 12 соединяют с центральной жилой 5, а отрицательный - с токопроводящей оплеткой 7. При подаче импульсов тока через гибкий электрод, расположенного внутри коаксиального кабеля 16, между концами центральной жилы 5 и вершинами жестких электродов единой каплевидной формы 3 происходят «осевые» искровые разряды и возникают электрогидравлические удары, действием которых осуществляется ударное возбуждение и очистка трубопровода 2 от внутритрубных отложений 1. Вода, подаваемая в трубопровод, удаляет загрязнения, отделенные со стенок. Передвижение очистного инструмента внутри трубопровода осуществляют механически при помощи зажимного механизма 13 и рычага для управления зажимным механизмом 14.. [4, с. 45-47]. Продвигая кабель вперед по трубе, например, вручную, осуществляют непрерывную очистку стенок трубы. Поскольку петли данного устройства, практически не экранируют действие электрогидравлических ударов ни в стороны, ни вперед, устройство энергично очищает себе путь для свободного продвижения по трубе.
Предлагаемая установка позволяет интенсифицировать процесс очистки и повысить его качество за счет простоты, надежности и эффективности конструкции.
Рисунок 1 - Электрогидравлическое устройство для очистки труб (Примечание: 1-Внутритрубные отложения; 2-Трубопровод; 3-Жесткий электрод каплевидной формы; 4-Рабочий искровой промежуток из электродов каплевидной формы; 5-Центральная жила; 6-Байонетное соединение; 7-Токопроводящая оплетка; 8-Коаксиальный кабель; 9-Втулка для поддержания коаксиального кабеля; 10-Корпус; 11-Ручка; 12- Блок генерации импульсов (Блок Юткина); 13-Зажимной механизм; 14-Рычаг управления зажимным механизмом; 15-кабель электропитания; 16-Гибкий электрод, расположенный внутри коаксиального кабеля; 17-Катушка с механизмом размотки коаксиального кабеля)
Рисунок 2 - Очистной инструмент (Примечание: 3-Жесткий электрод каплевидной формы; 4-Рабочий искровой промежуток из электродов каплевидной формы; 5-Центральная жила; 6-Байонетное соединение; 7-Токопроводящая оплетка; 8-Коаксиальный кабель)
//
шj Iii го!
Рисунок 3 - Зажимной механизм (Примечание: 18-Втулка для поддержания коаксиального кабеля; 19-Зажимная цанга; 20-Патрон зажимной цанги)
Литература
1. Болотов, А.В. Электротехнологические установки: учебник / А.В.Болотов, Г.А.Шепель. - М.: Высш. Шк., 1988. - 336 с.
2. Есов, И.Е. Электрогидравлическое устройство для очистки труб. Национальная ассоциация ученых / И.Е.Есов, В.Ю.Соколов // Сборник тезисов XVIII международной научно-практической конференции «Роль науки в развитии социума: теоретические и практические аспекты». - Екатеринбург: Изд-во: ООО «Евразийское Научное Содружество». 2016. - С. 45-47.
3. Пат. на полезную модель 72308 Российская Федерация, МПК F24H3/02. Электрогидроударный теплогенератор / Дудышев В.Д.; заявитель и пантентообладатель Дудышев В.Д., Афанасьева Л.В. - заявл. 12.11.07; опубл. 10.04.08. - 3 с.
4. Хаванов, П.А. Автономная система теплоснабжения - альтернатива или шаг назад?/ П.А.Хаванов // АВОК. - 2004. - № 1. - С. 34-38.
5. Юткин, Л.А.. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности / Л.А.Юткин - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение. 1986. - 253 с.
