dr.sc. S.D. Sodnomova, vanredni profesor, Katedra za snabdevanje toplotom i gasom i ventilaciju, Istočnosibirska država Tehnološki univerzitet, Ulan-Ude, Republika Burjatija

Trenutno se ravnoteža snabdijevanja i potrošnje topline u sistemima opskrbe parom utvrđuje očitanjima mjernih uređaja na izvoru topline i kod potrošača. Razlika u očitavanju ovih uređaja pripisuje se stvarnom gubitku topline i uzima se u obzir pri određivanju tarifa za toplotnu energiju u obliku pare.

Ranije, kada je parovod radio blizu projektovanog opterećenja, ovi gubici su bili 1015% i niko nije imao pitanja o tome. U posljednjoj deceniji, zbog pada industrijska proizvodnja došlo je do promjene rasporeda rada i smanjenja potrošnje pare. Istovremeno, neravnoteža između potrošnje i opskrbe toplinom naglo se povećala i počela iznositi 50-70%.

U ovakvim uslovima, problemi su nastajali, pre svega od potrošača koji su smatrali da je nerazumno uračunavanje tako velikih gubitaka toplotne energije u tarifu. Kakva je struktura ovih gubitaka? Kako svjesno riješiti pitanja povećanja efikasnosti sistema za opskrbu parom? Za rješavanje ovih pitanja potrebno je identificirati strukturu neravnoteže, procijeniti normativno i višak gubitaka toplotnu energiju.

Program je poboljšan kako bi se kvantificirala neravnoteža hidraulički proračun cevovod pregrejane pare, razvijen na katedri u obrazovne svrhe. Shvativši da se sa smanjenjem potrošnje pare kod potrošača smanjuju brzine rashladnog sredstva, a povećavaju se relativni gubici topline tokom transporta. To dovodi do činjenice da pregrijana para prelazi u zasićeno stanje sa stvaranjem kondenzata. Stoga je razvijen potprogram koji omogućava: određivanje područja u kojem pregrijana para prelazi u zasićeno stanje; odrediti dužinu na kojoj para počinje kondenzirati i zatim napraviti hidraulički proračun cjevovoda za zasićenu paru; Odrediti količinu nastalog kondenzata i gubitak toplote tokom transporta. Za određivanje gustine, izobarnog toplotnog kapaciteta i latentne toplote isparavanja iz konačnih parametara pare (P, T), koristili smo pojednostavljene jednadžbe dobijene na

na osnovu aproksimacije tabelarnih podataka koji opisuju svojstva vode i vodene pare u opsegu pritiska od 0,002 + 4 MPa i temperaturama zasićenja do 660°C.

Normativni gubici toplote u okruženje određene su formulom:

gde je q - specifični linearni toplotni gubici parovoda; L je dužina parovoda, m; β - koeficijent lokalnih toplotnih gubitaka.

Toplotni gubici povezani s curenjem pare određeni su metodom:

gdje je Gnn - normalizirani gubici pare za razmatrani period (mjesec, godina), t; ί η je entalpija pare pri srednjim pritiscima i temperaturama pare duž magistrale kod izvora toplote i kod potrošača, kJ/kg; ^ - entalpija hladnom vodom, kJ/kg.

Normalizovani gubici pare za period koji se razmatra:

gdje je V™ prosječna godišnja zapremina parnih mreža, m 3; r p - gustina pare pri srednjem pritisku i temperaturi duž linija od izvora toplote do potrošača, kg / m 3; n je prosječan godišnji broj radnih sati parnih mreža, h.

Metrološka komponenta potcjenjivanja potrošnje pare određena je uzimajući u obzir pravila RD-50-213-80. Ako se brzina protoka mjeri u uvjetima pod kojima se parametri pare razlikuju od parametara usvojenih za proračun uređaja za sužavanje, tada je za određivanje stvarnih brzina protoka prema očitanjima instrumenta potrebno ponovno izračunati prema formuli:

gdje je Q m . a. - masa stvarne potrošnje pare, t/h; Qm - protok mase para prema očitanjima instrumenta, t/h; p A - stvarna gustina pare, kg / m 3; ρ - izračunata gustina pare, kg/m 3 .

Za procjenu gubitaka topline u sistemu za dovod pare, uzet je u obzir parovod Ulan-Ude POSH, koji se odlikuje sledeće indikatore:

■ ukupna potrošnja pare za februar - 34512 tona/mjesečno;

■ prosječna satna potrošnja pare - 51,36 t/h;

■ prosječna temperatura para - 297 O C;

■ prosječni pritisak pare - 8,8 kgf/cm 2 ;

■ prosječna vanjska temperatura -20,9 °C;

■ dužina magistralnog voda - 6001 m (od toga prečnik 500 mm - 3289 m);

■ neravnoteža toplote u parovodu - 60,3%.

Kao rezultat hidrauličkog proračuna, utvrđeni su parametri pare na početku i na kraju izračunate dionice, brzina rashladne tekućine, identificirani su dijelovi na kojima nastaje kondenzat i s tim povezani gubici topline. Preostale komponente su određene gornjom metodom. Rezultati proračuna pokazuju da je uz prosječnu satnu isporuku pare iz TE od 51,35 t/h potrošačima isporučeno 29,62 t/h (57,67%), gubici u potrošnji pare iznose 21,74 t/h (42,33%). Od toga, gubici pare su sljedeći:

■ sa formiranim kondenzatom - 11,78 t/h (22,936%);

■ metrološki zbog činjenice da potrošači ne uzimaju u obzir korekcije očitavanja instrumenata - 7.405 t/h (14,42%);

■ neobračunati gubici pare - 2.555 t/h (4,98%). Neobračunati gubici pare se mogu objasniti

usrednjavanje parametara pri prelasku sa prosečnog mesečnog stanja na prosečno satno stanje, neke aproksimacije u proračunima, i pored toga, instrumenti imaju grešku od 2-5%.

Što se tiče bilansa u smislu toplotne energije oslobođene pare, rezultati proračuna su prikazani u tabeli. Odatle se vidi da sa disbalansom od 60,3% standardni gubici toplote iznose 51,785%, višak toplotnih gubitaka koji nisu uzeti u obzir proračunom - 8,514%. Tako je utvrđena struktura toplinskih gubitaka i razvijena metoda za kvantificiranje neravnoteže u potrošnji pare i toplinske energije.

Table. Rezultati proračuna gubitaka toplotne energije u parovodu Ulan-Ude POSH.

Naziv količina	GJ/h	%
Opšti pokazatelji
Prosječna satna opskrba toplinom iz kolektora za kogeneraciju	154,696	100
Korisna prosječna satna opskrba potrošača toplinom	61,415	39,7
Stvarni gubici toplote u POSH parovodu	93,28	60,3
Normativni gubici toplote	70,897	45,83
Operativni tehnološki gubici toplotne energije, od kojih su: Gubitak topline u okoliš Gubici toplotne energije sa normativnim curenjem pare Gubitak toplote sa kondenzatom	43,98	28,43
Metrološki gubici zbog podcjenjivanja topline bez korekcije	9,212	5,955
Ukupno
Regulatorni gubici toplotne energije	80,109	51,785
Prekomjerni gubici topline koji se ne računaju proračunom	13,171	8,514

Književnost

1. Abramov S.R. Metode za smanjenje gubitaka toplote u parovodima toplovodnih mreža / Zbornik radova " Mreža grijanja. Moderna rješenja“, 17-19. maj 2005, NP „Rusko snabdevanje toplotom“.

2. Sodnomova S.D. O pitanju utvrđivanja komponenti neravnoteže u sistemima snabdevanja parom / Zbornik radova međunarodne naučno-praktične konferencije „Građevinski kompleks Rusije: nauka, obrazovanje, praksa“. - Ulan-Ude: Izdavačka kuća ESGTU, 2006

3. Rivkin S.L., Aleksandrov A.A. Toplotna svojstva vode i pare. - M.: Energy 1980 - 424 str.

4. Određivanje operativnih tehnoloških troškova (gubitaka) resursa koji se uzimaju u obzir pri obračunu usluga za prenos toplotne energije i rashladne tečnosti. Uredba FEC-a Ruske Federacije od 14. maja 2003. br. 37-3/1.

5. RD-50-213-80. Pravila za mjerenje protoka plinova i tekućina sa standardnim otvornim uređajima. M.: Izdavačka kuća standarda, 1982

Gubici CHP pare i kondenzata dijele se na interne DBT, gubitke proizvoda

bubnjevi kotla, vanjski £> ekst i tehnološki DTexH. Na internu

gubici uključuju curenje u elementima opreme, paru i vodu

vodovi elektrane.

Nadoknada gubitaka u TE se vrši demineralizovanom vodom, dok

ravnomjeran kapacitet postrojenja za desalinizaciju ili isparavanje za

kondenzacione elektrane a grijanje CHP postrojenja treba uzeti jednakim

2% izlazne pare instaliranih kotlova. Performanse

postrojenje za isparavanje u cijeloj tvornici ili dodatni proizvođač

Kapacitet postrojenja za desalinizaciju (preko 2%) se uzima:

za elektrane sa jednokratni kotlovi- 25 t/h sa blokovima kapaciteta

200, 250, 300 MW, 50 t/h za jedinice od 500 MW, 75 t/h za jedinice od 500 MW

kapacitet 800 MW;

za elektrane sa doboš kotlovima - 25 t/h.

U termoelektranama na plin-ulje (kada se para koristi za zagrijavanje lož ulja bez povratnog kondenzata) povećava se učinak postrojenja za hemijsku desalinizaciju

za 0,15 tona po 1 toni sagorenog lož ulja.

Curenja uzrokuju gubitak pare i vode i smanjuju termičku efikasnost

elektrane. Postoje na svim linijama parovodnog puta, međutim, kada

proračuni pretpostavljaju da su koncentrisani u cjevovodu žive pare (prije obilaska

binoy). Ovo pojednostavljuje proračune i dovodi do činjenice da je

Pokazatelji toplinske efikasnosti su, međutim, nešto potcijenjeni

blago.

Primjetne vrijednosti gubitaka na TE su povezane sa kontinuiranim duvanjem bubnjeva

kotlovi. Da biste smanjili ove gubitke na vodovima za pročišćavanje, instalirajte

ekspanderi za čišćenje. Prijave se nalaze u shemama s jednom i dvije faze

Potrošnja vode za vrijeme neprekidnog ispuštanja kotla mora se mjeriti mjeračem protoka

i za stabilno stanje kada se gubici nadoknađuju demineraliziranom vodom ili

destilat isparivača ne smije biti veći od 1 i ne manji od 0,5% proizvodnje

efikasnost kotla, a pri nadoknađivanju gubitaka hemijski tretiranom vodom - ne

više od 3 i ne manje od 0,5% produktivnosti; pri pokretanju kotla nakon instalacije, re

ugradnju ili iz rezerve, dozvoljeno je povećanje kontinuirano čišćenje do 2-5%

performanse kotla.

Sprečavanje vanjskih gubitaka pare i kondenzata pri korištenju pare

obrazovno okruženje(PPU) je povezan sa nedostatkom snage turbine

zbog potrebe za dovodom pare u PPU sa većim potencijalom od potrebnog

koristi se u tehnološke svrhe. Ova nedovoljna proizvodnja snage mora se uzeti u obzir

pri proračunu termičke šeme TE. Unutrašnji gubici i gubici,

povezane sa pročišćavanjem bubnjeva kotla, dopunjuju se dodatnom vodom,

zalemljen u kondenzator turbine, gdje se podvrgava prethodnom odzračivanju.

Vanjski gubici se kompenziraju dodatnom vodom koja se šalje u odzračivač

glavni kondenzat turbine.

U TE sa vanjskim gubicima radnog fluida, dodatno dopunjavanje vode

ih, prije nego što ga isporuče u odzračivač glavnog kondenzata turbine, mora se zagrijati

ventilirati i prethodno odzračiti atmosferski deaerator. Šema

bučanje i prethodno odzračivanje dodatne vode koja se koristi za dopunu

vanjski gubici, prikazan je na sl. 5.3.

Pored navedenih gubitaka pare i kondenzata u TE postoje

koji se nazivaju tehnološki gubici (ili gubici za sopstvene potrebe). Oni su povezani

zano sa radom mlaznica, uduvavanjem i pranjem grejnih površina, održavanjem

ugradnja postrojenja za obradu kondenzata, odzračivanje dopunske vode iz sistema grijanja,

istovar mazuta, uzorkovanje rashladne tečnosti za hemijsku analizu, itd.

Norme tehnoloških gubitaka pare i kondenzata su razvijene

stanica za svaku tehnološku operaciju, uzimajući u obzir moguće ponovljene

korišćenje gubitaka. Tehnološki gubici se ne uzimaju u obzir prilikom izračunavanja

dijagram pogona, ali se mora uzeti u obzir kada

izbor podešenog kapaciteta uređaja za prečišćavanje vode.

Odvodnjavanje opreme i parovoda kao trajna (na primjer, od brtve

pumpe) i periodične (najtipičnije za start-stop

režimi) se sakupljaju u drenažni rezervoar i povremeno vraćaju u ciklus.

Na moderne termoelektrane kontaminirani kondenzat se obično sakuplja u rezervoaru

kondenzata i nakon čišćenja na ionizmjenjivačkim filterima i odzračivanju zraka

rotira u ciklusu. Ako TE ima isparivače, kontaminirani kondenzat,

voda za uduvavanje bubnjastih kotlova se takođe može usmjeriti na ove aparate. At

U takvim shemama, ukupni gubici vode u termoelektranama se naglo smanjuju.

Popunjavanje gubitaka pare i vode u TE

U TE sa Po ≥ 8,8 MPa (90 Atm), gubici se nadoknađuju potpuno demineralizovanom vodom za nadopunjavanje.

U TE sa Ro ≤ 8,8 MPa koristi se hemijska obrada vode za nadopunu - uklanjanje katjona tvrdoće, njihova zamjena katjonima natrijuma, uz očuvanje kiselih ostataka (aniona).

Demineralizovana voda se priprema na tri načina:

1. hemijska metoda

2. Termička metoda

3. Kombinovane fizičke i hemijske metode (upotreba elemenata hemijsko čišćenje, dijaliza, membrana)

Hemijska metoda tretmana vode za dopunu

AT površinske vode postoje grube, koloidne i istinski otopljene nečistoće.

Ceo sistem hemijske obrade vode podeljen je u dve faze:

1) Predtretman vode

2) Prečišćavanje od istinski rastvorenih nečistoća

1. Predtretman se vrši u bistrijelima vode. Time se uklanjaju grubo raspršene koloidne nečistoće. Magnezijska tvrdoća se zamjenjuje tvrdoćom kalcijuma i vrši se magnezijska desilikonizacija vode.

Al 2 (SO 4) 3 ili Fe (SO 4) - koagulansi

MgO + H 2 SiO 3 → MgSiO 3 ↓ + H 2 O

Nakon prethodnog tretmana, voda sadrži samo istinski otopljene nečistoće.

2. Prečišćavanje od istinski rastvorenih nečistoća vrši se pomoću jono-izmjenjivačkih filtera.

1) H - kationitni filter

Voda je kao dva stepena H - filtera za izmjenu katjona, zatim jedan stupanj filtera za izmjenu anjona.

Kalciner - hvatanje CO 2. Nakon H - katjonske izmjene i OH - anionske izmjene u vodi, slabe kiseline H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 SiO 3 istovremeno CO 2 prelazi u slobodni oblik i tada voda odlazi u kalciner, u koji se CO 2 uklanja na fizički način.

Henry–Daltonov zakon

Količina datog gasa otopljenog u vodi je direktno proporcionalna parcijalni pritisak ovaj gas iznad vode.

U kalcinatoru, budući da je koncentracija CO 2 u zraku približno nula, CO 2 se oslobađa iz vode u kalcinatoru.

Ostaci slabih kiselina (PO 4 , CO 2 , SiO 3 ) su zarobljeni na jakom anjonskom filteru.

Termička metoda desalinizacije dopunske vode

Zasniva se na fenomenu da je rastvorljivost soli u pari pri niskim pritiscima veoma mala.

Termička priprema dodatne vode vrši se u isparivačima.

Količina pare koja ide u jednostepenom krugu približno je jednaka onoj pročišćenoj.

Fundamentalno termičke šeme oslobađanje pare i toplote iz CHP.

Izlaz topline iz CHP.

Svi potrošači topline mogu se podijeliti u 2 kategorije:

1. Potrošnja (potrošnja) topline ovisi o klimatskim uslovima(grijanje i ventilacija);

2. potrošnja toplote ne zavisi od klimatskih uslova (topla voda).

Toplota se može oslobađati u obliku pare ili tople vode. Voda kao nosač topline za grijanje ima prednosti u odnosu na paru (potreban je manji promjer cijevi + manji gubici). Voda se priprema u mrežnim grijačima (glavni i vršni). Steam se pušta samo za tehnološke potrebe. Može se osloboditi direktno iz turbinske ekstrakcije ili preko parnog pretvarača.

Prilikom izračunavanja potrošnje topline za grijanje uzima se u obzir sljedeće:

- površina stana

- temperaturna razlika između ulice i kuće

– karakteristika grijanja zgrada

Q = V æ (t unutra - t spolja)

[kcal / h] \u003d [m 3] * [kcal / m 3 h ºS] * [ºS]

gdje je Q potrošnja topline po jedinici vremena Gcal/h ili kcal/h

æ (kappa) - koliko topline gubi 1 m 3 zgrade u jedinici vremena sa promjenom topline za 1 stepen. Mijenja se sa 0,45 na 0,75

Grijanje

Ventilacija

18 +8-10 -26 t pare, o C

Slika 55.

Godišnja opskrba toplinom za grijanje .

vršni dio

Grijanje

Glavni dio

Vruća voda

0 550 5500 8760 n

broj sati u kojima je vršno opterećenje

Slika 56.

Za izračunavanje topline iz stanice za grijanje koriste se koeficijenti opskrbe toplinom:

α CHP = Q povlačenje / Q mreža

gdje je Q ekstrakcija količina topline koju izvlačimo iz ekstrakcije turbine

Q mreže je količina topline koju moramo prijaviti mrežnoj vodi na stanici

Šema opskrbe toplinom iz CHP

Sistemi za pripremu toplote (TPS):

Toplana (TU)

Instalacija opće stanice (OU)

Postoje 2 vrste TPS-a:

1) za TE sa turbinama snage 25 MW ili manje, kao i državnu regionalnu elektranu velike snage. Za ovu vrstu TPS toplana turbina se sastoji od glavnog i vršnog grijača, i opšta podešavanja stanice uključuju: mrežne pumpe, omekšivači vode za dopunsku vodu, pumpe za dopunsku vodu i deaeratori

2) za CHP postrojenja sa turbinama snage veće od 50 MW. Za ovu vrstu toplane turbine se sastoje od 2 glavna grijača povezana u seriju (gornji i donji) i pumpe mrežna voda sa 2-satnim pumpanjem: 1 pumpa je ispred donjeg glavnog grijača, a pumpa 2. stupnja je iza gornjeg glavnog grijača. Opšte postavke stanice sastoje se od vršnog toplovodnog bojlera (PVK), omekšivača dopunske vode, deaeratora i pumpi za dopunsku vodu.

Shema toplane prvog tipa.

Slika 57.

ROU - redukciono-rashladna jedinica

Temperatura dovodne vode ovisi o vanjskoj temperaturi. Ako je vanjska temperatura zraka = 26 stepeni, tada bi na izlazu iz vršnog grijača temperatura vode u mreži trebala biti približno 135-150 ºS

Temperatura vode u mreži na ulazu u glavni grijač ≈ 70 ºS

Kondenzat reducirane pare iz vršnog grijača se odvodi u glavni grijač i zatim prolazi putem zajedno sa kondenzatom grijaće pare.

14. Koeficijent opskrbe toplinom α CHP. Načini pokrivanja vršnog toplotnog opterećenja u CHP.

Gubitak pare i kondenzata, njihovo nadopunjavanje.

Gubici pare se uočavaju u parnim osiguračima, zbog različitih negustina u tokovima pare visokog pritiska. Ovi gubici se nazivaju unutrašnjim. Osim gubitaka pare, uočavaju se i gubici kondenzata, koji se dijele na unutrašnje i vanjske.

Unutrašnji gubici su moguće zagađenje parni kondenzat koji se isporučuje za grijanje na lož ulje. Kontaminirani kondenzat se ne vraća u odjeljak turbine.

Eksterni gubici kondenzata se uočavaju u kogeneracijama koje isporučuju paru potrošačima. Količina kondenzata koji se vraća iz preduzeća je manja od pare koja se tamo isporučuje. Za nadoknadu gubitaka koristi se hemijski pročišćena voda koja se dovodi u isparivače na dodatno prečišćavanje. Gubici napojne vode se uočavaju u parogeneratoru tokom propuštanja kotla, koje se vrši radi smanjenja sadržaja soli u kotlovskoj vodi.

Isparivači.

Isparivači stalno sadrže kemijski pročišćenu vodu. Isparivač je površinski izmjenjivač topline. Dolazeća hemijski pročišćena voda pretvara se u paru zbog topline pare koja dolazi iz ekstrakcije turbine. Para iz hemijski tretirane vode naziva se sekundarna, koja ulazi u kondenzator isparivača. Kada hemijski obrađena voda ispari, povećava se koncentracija soli, koje se uklanjaju puhanjem. Da biste poboljšali kvalitetu obrade vode, možete koristiti dvostepena šema, u ovom slučaju, sekundarna para ulazi u sljedeću fazu isparivača.

Predavanje br. 10

UREĐAJI ZA KONDENZACIJU PARNIH TURBINA

Drugi zakon termodinamike. izvor hladnoće.

Šema uređaja za kondenzaciju

Elementi uređaja za kondenzaciju.

1. stvarni kondenzator

2. cirkulacioni sistem;

3. uređaji za uklanjanje vazduha (ejektori);

uređaj za odzračivanje

5. uređaj za redukciju i hlađenje

6. startni izbacivač

7. rashladni uređaji za mešavinu para-vazduh

8. kolektor kondenzata

9. sistem automatizacije

Izduvna para iz turbine ulazi u površinski kondenzator1. Kondenzator - površinski grijač gdje se para kondenzira na hladnoj površini cijevi, zagrijavajući vodu pumpanu kroz cijevni snop cirkulacijska pumpa. Nastali kondenzat teče sa površine cijevi u kondenzatorski hvatač kondenzata 8, odakle se kondenzatnom pumpom 2 dovodi preko ejektorskih hladnjaka 9 do zaptivnih hladnjaka, a zatim do HDPE i deaeratora.

Za održavanje što nižeg mogućeg pritiska u kondenzatoru koriste se parni mlazni ejektori 3. Ejektori usisavaju parno-vazdušnu mešavinu koja se formira u kondenzatoru kao rezultat usisavanja vazduha. Da bi se povećala efikasnost rada, koristi se višestepeni (dvostepeni) sistem za kompresiju mešavine pare i vazduha. Toplina kondenzacije pare sadržane u parno-vazdušnoj mešavini koju usisavaju ejektori koristi se u hladnjacima ejektora za zagrevanje glavnog kondenzata.

Ponekad se mešavina para-vazduh usisana iz kondenzatora prethodno ohladi u uzvodnom hladnjaku.

U kondenzator je ugrađen poseban uređaj za odzračivanje 4 za uklanjanje kisika iz kondenzata.

Cirkulirajuća voda koja se koristi za kondenzaciju pare u kondenzatoru se hladi u posebnim rashladnim bazenima ili rashladnim tornjevima. Takve rashladni krug cirkulirajuća voda zove promet.