Технологии атмосферной деаэрации добавочной питательной воды котлов ТЭЦ Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ХЛр) = Мр1 =

хЛр)

_ (SFp + \)Хх{р)

(10)

(ТгР + 1X^ + 1) В соответствии с (10) передаточная функция разомкнутой скорректированной системы принимает вид

1 5Рр + \

Щр) =

к.

X

Sp +1 (T,p + \)(KV + Y) KAKSV

X

(И)

ТзР + \ Ур2 + КлК6р + КАК$К7

Предположим, что КУ+1«V и 6 ~ 8шг, тогда после упрощения (11) принимает вид

TFp + \ К3КЛК5

(12)

X

УрЪ + К&р + К&К,

где Т'р =ТГ + Т3.

График О-разбиения для системы с коррекцией представлен на рис. 4. Видно, что область устойчивости позволяет работать при более высоких значениях

скорости V автомобиля по сравнению с предыдущем случаем.

Приведенные расчеты показывают, что предлагаемый узел коррекции не позволяет полностью решить задачу получения большого контурного коэффициента.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

¡.Литвинов A.C., Фаробин Я. Е. Автомобиль: Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989.-237 с.

2. Боровиков М. А., Доманов В. И., Доманов А. В. Вопросы построения автомобильного вентильного электропривода с микроконтроллерной системой управления // Вестник УлГТУ-2000- №1. - С. 66-70.

3. Доманов В. И., Доманов А. В. Разработка и исследование микропроцессорной системы управления моментного электропривода рулевого механизма // Электротехника. -2001. -№5 -С. 35-38.

Доманов Андрей Викторович, кандидат технических наук, ассистент кафедры «Электропривод и автоматизация промышленных установок» УлГГУ. Имеет статьи и доклады по исследованию вентильных двигателей и оптимальному управлению.

УДК 621.187.124

В. И. ШАРАПОВ, Е. В. МАКАРОВА

ТЕХНОЛОГИИ АТМОСФЕРНОЙ ДЕАЭРАЦИИ ДОБАВОЧНОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ КОТЛОВ ТЭЦ

Рассмотрены традиционные и новые технологии атмосферной деаэрации добавочной питательной воды котлов ТЭЦ. Выполнено расчетное исследование энергетической эффективности разработанных технологий. Показано, что новые схемы подогрева теплоносителей перед деаэратором атмосферного давления гораздо экономичнее традиционно применяемых.

Деаэрация воды является одним из основных способов предотвращения коррозии теплоэнергетического оборудования и трубопроводов на тепловых электростанциях. Противокоррозионная обработка добавочной питательной воды котлов ТЭЦ, как правило, осуществляется в атмосферных или вакуумных деаэраторах.

Преимущественное распространение получили атмосферные деаэраторы (ДА) добавочной питательной воды. Вакуумные дегазационные аппараты (ДВ) в связи с трудностями эксплуатации на первоначальном этапе их освоения (сложностью поддержания высокой вакуумной плотности) не сразу стали широко применяться для противокоррозионной обработки добавочной питательной воды.

Наиболее экономичным для ТЭЦ с ДА является подогрев потоков добавочной питательной воды паром теплофикационного отбора [1], обычно от турбин ПТ. Деаэрированная вода после атмосферного де-

аэратора поступает в тракт основного конденсата турбин после второго по ходу основного конденсата подогревателя низкого давления (ПНД). Греющей средой в ДА служит пар верхнего отопительного отбора. Этот пар является одним из самых низкопотенциальных источников теплоты на тепловой электростанции, поэтому для подогрева исходной добавочной питательной воды перед деаэрацией также целесообразно использовать пар верхнего отопительного отбора (вариант ДА-1).

Турбина типа ПТ-60-130/13 является одной из наиболее распространенных в стране, поэтому описанная технология дегазации воды широко используется на различных ТЭЦ. К сожалению, из-за снятия с производства турбин типа ПТ-60-130/13 и ее аналогов этот вариант неприменим на новых электростанциях. В настоящее время на серийно выпускаемых теплофикационных турбинах отсутствуют не связанные с сетевыми подогревателями отопительные отборы,

т. е. практически невозможно использовать пар этих отборов для подогрева различных низкотемпературных потоков.

На многих отечественных тепловых электростанциях в качестве греющего агента и для атмосферных деаэраторов, и для подогревателей исходной добавочной питательной воды применяется пар производственного отбора (вариант ДА-2). Использование пара столь высокого потенциала для подогрева теплоносителей водоподготовительной установки нельзя признать оправданным.

В научно-исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ разработаны технологии атмосферной дегазации добавочной питательной воды, основной особенностью которых является применение для нагрева исходной воды низкопотенциальных теплоносителей: конденсата пара регенеративного отбора (вариант ДА-3) [2, 3], конденсата сетевого подогревателя (вариант ДА-4) и пара нижнего отопительного отбора (вариант ДА-5). Пример реализации одного из предложенных решений представлен на рис. 1.

1

\

Рис. 1. Схема подготовки добавочной питательной воды в атмосферном деаэраторе: 1 - котел; 2 - турбина: 3 - подогреватели низкого давления; 4 - тракт основного конденсата; 5 - подогреватель исходной воды; 6 - обессоливаюшая установка; 7 -- атмосферный деаэратор

Влияние технологии дегазации воды на экономичность станции оказывает решающее значение при выборе той или иной схемы включения деаэратора.

Экономичность традиционных и разработанной технологий атмосферной деаэрации добавочной питательной воды целесообразно оценивать методом удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении [4]. Этот метод удобен и достаточно прост, т. к. требует минимум данных для расчета.

Критерием оценки экономичности сравниваемых технологий дегазации добавочной питательной воды выступают величины мощностей N т. ф и Ырег турбо-установки, развиваемых на тепловом потреблении за счет отборов пара на подогрев теплоносителей в де-аэрационных установках и теплообменниках перед ними и за счет отборов пара на условный эквивалентный регенеративный подогреватель, введенный для более полной оценки влияния схемы включения деаэратора на тепловую экономичность тепловой электростанции (учитывается подогрев охлажденного конденсата подогревателя исходной воды (ПИВ) 5 (рис. 1) в регенеративном цикле станции паром условного регенеративного отбора с энтальпией ).

Следует отметить, что значение мощности Ит.ф для разработанной схемы (рис. 1) подогрева исходной воды перед атмосферной деаэрацией равно нулю, т. к. непосредственный подогрев исходной добавочной питательной воды осуществляется не паром, а конденсатом пара верхнего отопительного отбора. Таким образом, тепловая экономичность новой технологии определяется только величиной мощности Ырег, развиваемой турбоустановкой за счет отборов пара на подогрев исходной добавочной питательной воды конденсатом второго ПНД

- пив

1 ПИВ I ^ к

N

раг ^ га.

1

-1

-I,

О О - 1\,сг =

= 0

О ПИВ 2

- ПИН

)

Ш -$2 -ПИВ

(/х- , )(/

И

раг

-е.2

)

где С™8- расход греющей среды на подогреватель

га Л

исходной воды, кг/с (определяется из теплового баланса для ПИВ); Сди6 - расход исходной добавочной

питательной воды, кг/с; 7]эм - электромеханический

КПД турбоустановки; \(> - энтальпия острого пара,

-ПИВ -6.2 г-гпъ

кДж/кг; , I* - энтальпии конденсата ПИВ и конденсата второго ПНД соответственно, кДж/кг;

(и.в, (пив - энтальпии исходной воды до и после подогревателя исходной воды соответственно, кДж/кг;

/«2 - энтальпия основного конденсата турбины после второго ПНД, кДж/кг.

Для схемы подогрева исходной воды перед атмосферной деаэрацией паром нижнего отопительного отбора (вариант ДА-5) тепловую экономичность можно оценить по следующим выражениям

^ тф.2 ~ >

- ПИВ

2 ^ 1 н е I к у. .2 ч

~~ ^пег эм >

^ ргг .2

1рег

где Ои в2 - расход пара на ПИВ, кг/с; - энтальпия пара нижнего отопительного отбора, кДж/кг; 1п.в -энтальпия питательной воды, кДж/кг.

Аналогичным образом выполняется расчет для остальных схем (варианты ДЛ-1, ДА-2, ДА-4). При расчете схемы ДА-4 Ит.ф=0, т. к. исходная вода перед деаэрацией нагревается конденсатом пара, подаваемого на сетевой подогреватель.

Величина удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении \'тф , кВт-ч/м3, определяется следующим образом:

тф у 'и*» с. и

V . ~

нн/>

С

где А7;- мощность, затрачиваемая на привод насосов, перекачивающих в котуре установки потоки греющей среды ПИВ, кВт.

На рис. 2 представлены полученные значения удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении для рассмотренных схем.

Результаты расчета тепловой экономичности вариантов ДА-1 - ДА-5 позволяют сделать вывод, что самой экономичной технологией является использование для подогрева исходной добавочной питательной воды перед атмосферным деаэратором пара ниж-

^ тф * кВтч/м3-| /I •

25

20-

15-

10- <

5- /

0- /

126.1

Ш

. 4

23Т

15

.ж ■

-Л +2

$

21,2

«

'/•У''

• :-•

•I✓

¿ш

'ЯП

17 ч

•г.

,уч

Рис. 2. Результаты расчета тепловой экономичности схем подогрева исходной добавочной питательной воды перед атмосферной деаэрацией (варианты ДА-1 - ДА-5)

него отопительного отбора (вариант ДА-5).

На ТЭЦ с турбинами, у которых невозможно подключение к отопительным отборам, целесообразно применять новую технологию подогрева исходной добавочной питательной воды конденсатом сетевого подогревателя (вариант ДА-4). На установках с расходом добавочной питательной воды 200 т/ч применение этой технологии, при сравнении с вариантом ДА-2, обеспечивает годовую экономию условного топлива более 4000 тонн.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

КОликер И.И. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях / И. И. Оликер, В. А. Пермяков. - Л.: Энергия, 1971. - 185 с.

2. Патент № 2211339 (Яи). МПК7 Р01 К 17/2. Способ работы тепловой электрической станции/ В. И. Шарапов, Е. В. Макарова // Б.И. - 2003. - № 24.

3. Патент № 2211340 (ЯУ). МПК7 Р01 К 17/2. Тепловая электрическая станция/ В. И. Шарапов, Е.В.Макарова// Б.И. - 2003. - № 24.

4. Шарапов В. И. Подготовка подпитом ной воды систем теплоснабжения с применением вакуумных деаэраторов / В. И. Шарапов. - М.: Энергоатомиздат, 1996.- 176 с.

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» УлГТУсфера научных интересов - тепловые электрические станции и системы теплоснабжения.

Макарова Елена Владимировна, инженер, научный сотрудник НИЛ «Теплоэнергетические системы и установки» УлГГУ, сфера научных интересов -энергосбережение в теплоэнергетических установках.

УДК 533.697.03+ 621.438.016.4

А. А. ЦЫНАЕВА, Н. Н. КОВАЛЬНОГОВ, Д. Л. ЖУХОВИЦКИЙ

МОДЕЛИРОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН С ВИХРЕВЫМ ЭНЕРГОРАЗДЕЛИТЕЛЕМ

Предпринят анализ теплового состояния лопатки турбины с комбинированной схемой охлаждения на основе вихревого энергоразделителя. Показано, что использование предложенной схемы охлаждения на основе вихревого энергоразделителя позволяет увеличить ресурс лопатки в 1,2... 1,8 раза.

*

ВВЕДЕНИЕ двигателях (ГТД) достигает значения 37. При этом

Суммарная степень повышения давления тг* воз- температура воздуха, отбираемого от компрессора духа в современных авиационных газотурбинных Для охлаждения турбины, может достигать