V.L. Gudzyuk, P. Shomov, P.A. Perov, Riduzione delle perdite di vapore durante lo scarico di una tubazione del vapore attraverso una rondella di ritenzione. Sulle perdite di vapore e acqua nelle centrali termoelettriche

Dottorato di ricerca SD Sodnomova, Professore associato, Dipartimento di fornitura e ventilazione di calore e gas, Stato della Siberia orientale università di tecnologia, Ulan-Ude, Repubblica di Buriazia

Attualmente, l'equilibrio tra fornitura di calore e consumo nei sistemi di fornitura di vapore è determinato dalle letture dei dispositivi di misurazione sulla fonte di calore e sui consumatori. La differenza nelle letture di questi dispositivi è attribuita alle effettive perdite di calore e viene presa in considerazione quando si fissano le tariffe per l'energia termica sotto forma di vapore.

In precedenza, quando il gasdotto funzionava vicino al carico di progetto, queste perdite ammontavano al 1015% e nessuno aveva dubbi al riguardo. Nell'ultimo decennio, a causa del declino produzione industriale si è verificata una modifica del programma di lavoro e una riduzione del consumo di vapore. Allo stesso tempo, lo squilibrio tra consumo e fornitura di calore è aumentato notevolmente e ha iniziato a raggiungere il 50-70%.

In queste condizioni sono sorti problemi, soprattutto da parte dei consumatori che ritenevano irragionevole includere nella tariffa perdite così grandi di energia termica. Qual è la struttura di queste perdite? Come affrontare consapevolmente i problemi relativi all'aumento dell'efficienza dei sistemi di fornitura di vapore? Per risolvere questi problemi è necessario identificare la struttura dello squilibrio e valutare le perdite di calore standard ed in eccesso.

Il programma è stato migliorato per quantificare gli squilibri calcolo idraulico conduttura del vapore surriscaldato, sviluppata presso il dipartimento per scopi didattici. Comprendere che quando il consumo di vapore tra i consumatori diminuisce, le velocità del refrigerante diminuiscono e le relative perdite di calore durante il trasporto aumentano. Ciò porta al fatto che il vapore surriscaldato passa allo stato saturo con la formazione di condensa. Pertanto è stata sviluppata una subroutine che permette di: determinare l'area in cui il vapore surriscaldato passa allo stato saturo; determinare la lunghezza alla quale il vapore inizia a condensare e quindi eseguire un calcolo idraulico della tubazione del vapore saturo; determinare la quantità di condensa formata e la perdita di calore durante il trasporto. Per determinare la densità, la capacità termica isobarica e il calore latente di vaporizzazione dai parametri finali del vapore (P, T), sono state utilizzate equazioni semplificate, ottenute da

basato sull'approssimazione di dati tabellari che descrivono le proprietà dell'acqua e del vapore acqueo nell'intervallo di pressione di 0,002+4 MPa e temperature di saturazione fino a 660 °C.

Perdite di calore standard in ambiente sono stati determinati dalla formula:

dove q - lineare specifico perdite di calore linee del vapore; L è la lunghezza del gasdotto, m; β - coefficiente di perdita di calore locale.

Le perdite di calore associate alle perdite di vapore sono state determinate utilizzando il seguente metodo:

dove Gnn è la perdita di vapore normalizzata per il periodo considerato (mese, anno), t; ί η - entalpia del vapore alle pressioni e temperature medie del vapore lungo la linea principale alla fonte di calore e ai consumatori, kJ/kg; ^ - entalpia acqua fredda,kJ/kg.

Perdite di vapore standardizzate per il periodo in esame:

dove V™ è il volume medio annuo reti a vapore, m3; p p - densità del vapore a pressione e temperatura medie lungo le linee dalla fonte di calore al consumatore, kg/m 3 ; n è il numero medio annuo di ore di funzionamento delle reti a vapore, ore.

La componente metrologica della sottostima del consumo di vapore è stata determinata tenendo conto delle regole RD-50-213-80. Se la portata viene misurata in condizioni in cui i parametri del vapore differiscono dai parametri adottati per il calcolo dei dispositivi di limitazione, per determinare le portate effettive dalle letture dello strumento è necessario ricalcolare utilizzando la formula:

dove Qm. UN. - consumo massico effettivo di vapore, t/h; Qm - flusso di massa vapore secondo le letture dello strumento, t/h; р А - densità effettiva del vapore, kg/m3; ρ - densità di vapore calcolata, kg/m 3.

Per valutare le perdite di calore nel sistema di alimentazione del vapore, è stato considerato il gasdotto POSH a Ulan-Ude, caratterizzato dai seguenti indicatori:

■ consumo totale di vapore nel mese di febbraio - 34512 t/mese;

■ consumo medio orario di vapore - 51,36 t/h;

■ temperatura media vapore - 297 O C;

■ pressione media del vapore - 8,8 kgf/cm2;

■ temperatura media dell'aria esterna - -20,9 O C;

■ lunghezza della linea principale - 6001 m (di cui 500 mm di diametro - 3289 m);

■ squilibrio termico nel gasdotto - 60,3%.

Come risultato del calcolo idraulico, sono stati determinati i parametri del vapore all'inizio e alla fine della sezione di calcolo, la velocità del refrigerante e sono state identificate le aree in cui si verificano la formazione di condensa e le relative perdite di calore. I restanti componenti sono stati determinati utilizzando il metodo sopra descritto. I risultati del calcolo mostrano che con una fornitura media oraria di vapore dalla centrale termoelettrica di 51,35 t/h, alle utenze vengono consegnate 29,62 t/h (57,67%), la perdita di consumo di vapore è di 21,74 t/h (42,33%) . Di queste, le perdite di vapore sono le seguenti:

■ con condensa formatasi - 11,78 t/h (22,936%);

■ metrologico dovuto al fatto che i consumatori non tengono conto delle correzioni alle letture degli strumenti - 7.405 t/h (14,42%);

■ perdite di vapore non contabilizzate - 2.555 t/h (4,98%). Le perdite di vapore non contabilizzate possono essere spiegate

media dei parametri durante il passaggio dal saldo medio mensile al saldo medio orario, alcune approssimazioni nei calcoli e, inoltre, gli strumenti presentano un errore del 2-5%.

Per quanto riguarda il bilancio dell'energia termica del vapore rilasciato, i risultati del calcolo sono presentati nella tabella. Ciò dimostra che con uno sbilanciamento del 60,3%, le perdite di calore standard sono del 51,785%, e le perdite di calore in eccesso non prese in considerazione dal calcolo sono dell'8,514%. Pertanto, è stata determinata la struttura delle perdite di calore ed è stato sviluppato un metodo per quantificare lo squilibrio tra il consumo di vapore e di energia termica.

Tavolo. Risultati dei calcoli delle perdite di energia termica nel gasdotto POSH a Ulan-Ude.

Nome delle quantità	GJ/h	%
Indicatori generali
Calore rilasciato medio orario dai collettori della centrale termoelettrica	154,696	100
Fornitura di calore netta media oraria ai consumatori	61,415	39,7
Perdite di calore effettive nella tubazione del vapore POS	93,28	60,3
Perdite di calore standard	70,897	45,83
Operativo perdite tecnologiche energia termica, di cui: Perdite di calore nell'ambiente Perdite di energia termica con perdite di vapore standard Perdita di calore con condensa	43,98	28,43
Perdite metrologiche dovute a sottostima del calore senza introdurre una correzione	9,212	5,955
Totale
Perdite standard di energia termica	80,109	51,785
Perdite di calore eccessive non prese in considerazione nel calcolo	13,171	8,514

Letteratura

1. Abramov S.R. Metodologia per ridurre le perdite di calore nelle condotte del vapore delle reti di riscaldamento / Materiali della conferenza " Reti di calore. Soluzioni moderne", 17-19 maggio 2005. NP "Fornitura di calore russa".

2. Sodnomova S.D. Sulla questione della determinazione dei componenti di squilibrio nei sistemi di fornitura di vapore / Materiali dell'internazionale convegno scientifico-pratico"Complesso edilizio della Russia: scienza, istruzione, pratica." - Ulan-Ude: Casa editrice dell'Università tecnica statale panrussa, 2006.

3. Rivkin S.L., Aleksandrov A.A. Proprietà termofisiche dell'acqua e del vapore acqueo. - M.: Energia 1980 - 424 p.

4. Determinazione dei costi tecnologici operativi (perdite) delle risorse prese in considerazione nel calcolo dei servizi per il trasferimento di energia termica e refrigerante. Risoluzione della Commissione Federale per l'Energia della Federazione Russa del 14 maggio 2003 n. 37-3/1.

5.RD-50-213-80. Regole per misurare il flusso di gas e liquidi utilizzando dispositivi di restrizione standard. M.: Casa editrice degli standard 1982.

1 – generatore elettrico; 2 – turbina a vapore; 3 – pannello di controllo; 4 – disaeratore; 5 e 6 – bunker; 7 – separatore; 8 – ciclone; 9 – caldaia; 10 – superficie riscaldante (scambiatore di calore); 11 – camino; 12 – locale di frantumazione; 13 – magazzino carburante di riserva; 14 – carrozza; 15 – dispositivo di scarico; 16 – trasportatore; 17 – aspiratore fumi; 18 – canale; 19 – raccoglicenere; 20 – ventilatore; 21 – focolare; 22 – mulino; 23 – stazione di pompaggio; 24 – fonte d'acqua; 25 – pompa di circolazione; 26 – riscaldatore rigenerativo alta pressione; 27 – pompa di alimentazione; 28 – condensatore; 29 – installazione pulizia chimica acqua; 30 – trasformatore elevatore; 31 – riscaldatore rigenerativo bassa pressione; 32 – pompa condensa.

Lo schema seguente mostra la composizione delle principali apparecchiature di una centrale termoelettrica e l'interconnessione dei suoi sistemi. Da questo diagramma puoi risalire sequenza generale processi tecnologici che si verificano nelle centrali termoelettriche.

Designazioni sul diagramma TPP:

1. Risparmio di carburante;
2. preparazione del carburante;
3. surriscaldatore intermedio;
4. parte ad alta pressione (HPV o CVP);
5. parte a bassa pressione (LPP o LPC);
6. generatore elettrico;
7. trasformatore ausiliario;
8. trasformatore di comunicazione;
9. La cosa principale quadri;
10. pompa per condensa;
11. pompa di circolazione;
12. fonte di approvvigionamento idrico (ad esempio fiume);
13. (PND);
14. impianto di trattamento acque (WPU);
15. consumatore di energia termica;
16. pompa ritorno condensa;
17. disaeratore;
18. pompa di alimentazione;
19. (PVD);
20. rimozione delle scorie;
21. discarica di cenere;
22. aspiratore fumi (DS);
23. camino;
24. ventilatore (DV);
25. raccoglitore di cenere

Descrizione dello schema tecnologico TPP:

Riassumendo tutto quanto sopra, otteniamo la composizione di una centrale termoelettrica:

• sistema di gestione e preparazione del carburante;
• installazione della caldaia: una combinazione della caldaia stessa e delle apparecchiature ausiliarie;
• installazione della turbina: turbina a vapore e sue apparecchiature ausiliarie;
• impianti di trattamento acque e depurazione condense;
• sistema approvvigionamento idrico tecnico;
• sistema di rimozione ceneri (per centrali termoelettriche funzionanti a combustibile solido);
• apparecchiature elettriche e sistema di controllo delle apparecchiature elettriche.

Gli impianti di carburante, a seconda del tipo di carburante utilizzato nella stazione, comprendono un dispositivo di ricezione e scarico, meccanismi di trasporto, strutture di stoccaggio del carburante per combustibili solidi e liquidi, dispositivi per la preparazione preliminare del carburante (impianti di frantumazione del carbone). L'impianto di olio combustibile comprende anche pompe per il pompaggio di olio combustibile, riscaldatori di olio combustibile e filtri.

Preparazione combustibile solido per la combustione consiste nel macinarlo ed essiccarlo in un impianto di preparazione delle polveri, mentre la preparazione dell'olio combustibile consiste nel riscaldarlo, pulirlo dalle impurità meccaniche e talvolta trattarlo con speciali additivi. Con il carburante gas tutto è più semplice. La preparazione del gas combustibile si riduce principalmente alla regolazione della pressione del gas davanti ai bruciatori della caldaia.

L'aria necessaria per la combustione del combustibile viene fornita all'interno della camera di combustione della caldaia tramite ventilatori (AD). I prodotti della combustione dei combustibili - gas di scarico - vengono aspirati dagli aspiratori di fumo (DS) e scaricati in atmosfera attraverso camini. Una serie di canali (condotti dell'aria e condotti del gas) e vari elementi le apparecchiature attraverso le quali passano l'aria e i fumi costituiscono il percorso gas-aria di una centrale termoelettrica (centrale termica). Gli aspiratori di fumo, il camino e i ventilatori in esso contenuti costituiscono un impianto a tiraggio. Nella zona di combustione del combustibile, le impurità non combustibili (minerali) incluse nella sua composizione subiscono trasformazioni chimiche e fisiche e vengono parzialmente rimosse dalla caldaia sotto forma di scorie, e una parte significativa di esse viene trasportata dai gas di combustione nel modulo particelle fini cenere. Per protezione aria atmosferica dalle emissioni di cenere, i collettori di cenere sono installati davanti agli aspiratori di fumo (per prevenire l'usura delle ceneri).

Le scorie e le ceneri catturate vengono solitamente rimosse idraulicamente in discariche di ceneri.

Quando si brucia olio combustibile e gas, i raccoglitori di cenere non sono installati.

Quando il combustibile viene bruciato, l'energia legata chimicamente viene convertita in energia termica. Di conseguenza si formano prodotti della combustione che nelle superfici riscaldanti della caldaia cedono calore all'acqua e al vapore da essa generato.

L’insieme delle attrezzature, dei suoi singoli elementi e delle condutture attraverso le quali si muovono l’acqua e il vapore costituiscono il percorso vapore-acqua della stazione.

Nella caldaia, l'acqua viene riscaldata alla temperatura di saturazione, evapora e il vapore saturo formato dall'acqua bollente della caldaia si surriscalda. Dalla caldaia, il vapore surriscaldato viene inviato attraverso le tubazioni alla turbina, dove si trova energia termica si trasforma in meccanico, trasmesso all'albero della turbina. Il vapore scaricato nella turbina entra nel condensatore, cede calore all'acqua di raffreddamento e si condensa.

Nelle moderne centrali termoelettriche e nelle centrali di cogenerazione con unità con una capacità unitaria di 200 MW e superiore, viene utilizzato il surriscaldamento intermedio del vapore. In questo caso la turbina è composta da due parti: una parte ad alta pressione e una parte a bassa pressione. Il vapore scaricato nella sezione ad alta pressione della turbina viene inviato al surriscaldatore intermedio, dove gli viene fornito ulteriore calore. Successivamente, il vapore ritorna alla turbina (nella parte a bassa pressione) e da essa entra nel condensatore. Surriscaldamento intermedio il vapore aumenta l'efficienza dell'unità turbina e aumenta l'affidabilità del suo funzionamento.

La condensa viene pompata fuori dal condensatore mediante una pompa di condensa e, dopo aver attraversato riscaldatori a bassa pressione (LPH), entra nel disaeratore. Qui viene riscaldato dal vapore fino a una temperatura di saturazione, mentre l'ossigeno e l'anidride carbonica vengono rilasciati e rimossi nell'atmosfera per prevenire la corrosione delle apparecchiature. L'acqua disaerata, chiamata acqua di alimentazione, viene pompata nella caldaia attraverso riscaldatori ad alta pressione (HPH).

La condensa nell'HDPE e nel disaeratore, così come l'acqua di alimentazione nell'HDPE, vengono riscaldate dal vapore prelevato dalla turbina. Questo metodo di riscaldamento implica restituire (rigenerare) il calore al ciclo ed è chiamato riscaldamento rigenerativo. Grazie ad esso si riduce il flusso di vapore nel condensatore e quindi la quantità di calore ceduto all'acqua di raffreddamento, con conseguente aumentando l’efficienza impianto di turbine a vapore.

L'insieme degli elementi che forniscono acqua di raffreddamento ai condensatori è chiamato sistema di alimentazione idrica tecnica. Ciò include: una fonte di approvvigionamento idrico (fiume, bacino idrico, torre di raffreddamento), pompa di circolazione, tubi di ingresso e uscita dell'acqua. Nel condensatore circa il 55% del calore del vapore in ingresso nella turbina viene ceduto all'acqua raffreddata; questa parte del calore non viene utilizzata per generare energia elettrica e viene sprecata inutilmente.

Queste perdite si riducono significativamente se il vapore parzialmente esaurito viene prelevato dalla turbina e il suo calore viene utilizzato per le esigenze tecnologiche delle imprese industriali o per riscaldare l'acqua per il riscaldamento e la fornitura di acqua calda. Pertanto, la stazione diventa una centrale combinata di calore ed elettricità (CHP), fornendo la generazione combinata di energia elettrica e termica. Nelle centrali termoelettriche sono installate turbine speciali con estrazione del vapore, le cosiddette turbine di cogenerazione. Il vapore condensato consegnato all'utenza termica viene restituito alla centrale termica tramite una pompa di ritorno condensa.

Nelle centrali termoelettriche ci sono perdite interne vapore e condensa, a causa della tenuta incompleta del percorso vapore-acqua, nonché del consumo irrecuperabile di vapore e condensa per le esigenze tecniche della stazione. Costituiscono circa l'1 - 1,5% del consumo totale di vapore delle turbine.

Nelle centrali termoelettriche possono verificarsi anche perdite esterne di vapore e condensa associate alla fornitura di calore ai consumatori industriali. In media sono il 35 - 50%. Le perdite interne ed esterne di vapore e condensa vengono compensate con ulteriore acqua pretrattata nell'unità di trattamento dell'acqua.

Pertanto, l'acqua di alimentazione della caldaia è una miscela di condensa della turbina e acqua di reintegro.

L'equipaggiamento elettrico della stazione comprende un generatore elettrico, un trasformatore di comunicazione, un quadro principale e un sistema di alimentazione per i meccanismi propri della centrale attraverso un trasformatore ausiliario.

Il sistema di controllo raccoglie ed elabora informazioni sullo stato di avanzamento processo tecnologico e condizioni delle apparecchiature, controllo automatico e remoto dei meccanismi e regolazione dei processi di base, protezione automatica attrezzatura.

Vita uomo moderno sulla Terra è impensabile senza l’uso dell’energia
sia elettrici che termici. La maggior parte di questa energia è in ogni cosa
il mondo continua a produrre centrali termoelettriche: Alla loro parte
rappresenta circa il 75% dell’elettricità generata sulla Terra e circa l’80%
ha prodotto elettricità in Russia. Pertanto, la questione della riduzione
consumo energetico per la produzione di calore e energia elettrica non lontano
oziare.

Tipologie e schemi schematici delle centrali termoelettriche

Lo scopo principale delle centrali elettriche è generare
elettricità per illuminazione, fornitura industriale e
produzione agricola, trasporti, servizi pubblici e
esigenze domestiche. Altri scopi delle centrali elettriche (termiche)
è fornitura edifici residenziali, istituzioni e imprese con calore per
riscaldamento in inverno e acqua calda per scopi comunali e domestici o
vapore per la produzione.

Termico centrali elettriche(TPP) per la generazione combinata
vengono chiamate energia elettrica e termica (per il teleriscaldamento).
centrali di cogenerazione (CHP) e centrali termoelettriche destinate esclusivamente a
produzione di energia elettrica sono dette a condensazione
centrali elettriche (PPS) (Fig. 1.1). Gli IES sono attrezzati turbine a vapore,
il cui vapore di scarico entra nei condensatori, dove viene mantenuto
vuoto profondo per miglior utilizzo energia del vapore durante la produzione
elettricità (ciclo Rankine). Viene utilizzato il vapore proveniente dalle estrazioni di tali turbine
solo per il riscaldamento rigenerativo della condensa del vapore di scarico e
alimentare l'acqua caldaie

Figura 1. Diagramma schematico IES:

1 - caldaia (generatore di vapore);
2 - carburante;
3 - turbina a vapore;
4 - generatore elettrico;

6 - pompa della condensa;

8 - pompa di alimentazione caldaia vapore

Gli impianti di cogenerazione sono dotati di turbine a vapore con estrazione del vapore per l'alimentazione
imprese industriali (Fig. 1.2, a) o per il riscaldamento dell'acqua di rete,
forniti ai consumatori per il riscaldamento e le esigenze domestiche
(Fig. 1.2, b).

Figura 2. Principio diagramma termico CHP

a- centrale termoelettrica industriale;
b- riscaldamento cogenerativo;

1 - caldaia (generatore di vapore);
2 - carburante;
3 - turbina a vapore;
4 - generatore elettrico;
5 - condensatore di vapore di scarico della turbina;
6 - pompa della condensa;
7— riscaldatore rigenerativo;
8 - pompa di alimentazione della caldaia a vapore;
Serbatoio condensa a 7 raccolte;
9- consumatore di calore;
10—scaldabagno di rete;
Pompa a 11 reti;
Pompa a 12 condensa per riscaldatore di rete.

A partire dagli anni '50 circa del secolo scorso, le centrali termoelettriche sono state utilizzate per l'azionamento
iniziarono ad essere utilizzati generatori elettrici turbine a gas. Allo stesso tempo, dentro
le turbine a gas a combustione di carburante sono diventate molto diffuse
A pressione costante con successiva espansione dei prodotti della combustione in
percorso del flusso della turbina (ciclo di Brayton). Tali installazioni sono chiamate
turbina a gas (GTU). Possono lavorare solo per gas naturale o su
combustibile liquido di alta qualità (olio solare). Queste energie
le installazioni richiedono compressore d'aria, consumo energetico
che è abbastanza grande.

Lo schema schematico della turbina a gas è mostrato in Fig. 1.3. Molte grazie
manovrabilità ( inizio veloce in esercizio e carico) sono state utilizzate turbine a gas
nel settore energetico come installazioni di punta per coprire improvvise
carenza di energia nel sistema energetico.

Figura 3. Schema schematico di un impianto a ciclo combinato

1 compressore;
2 camere di combustione;
3-carburante;
turbina a 4 gas;
generatore elettrico a 5;
Turbina a 6 vapori;
Caldaia a 7 recuperi;
8- condensatore turbina a vapore;
Pompa a 9 condensatori;
10 resistenze rigenerative nel ciclo vapore;
Pompa a 11 alimentazioni della caldaia a recupero di calore;
12-camino.

Problemi di cogenerazione

Insieme ai problemi ben noti alto grado usura dell'attrezzatura
e un uso diffuso di gas non sufficientemente efficiente
turbine a vapore in ultimamente Si trovano ad affrontare le centrali termoelettriche russe
un’altra minaccia relativamente nuova all’inefficienza. Qualunque cosa
curiosamente, ciò è legato alla crescente attività dei consumatori di calore nella regione
risparmio energetico.

Oggi molti consumatori di calore stanno iniziando ad attuare misure per
risparmio di energia termica. Queste azioni causano principalmente danni
esercizio delle centrali termoelettriche, in quanto comportano una riduzione del carico termico della centrale.
Modalità di funzionamento economica della centrale termoelettrica - termica, con una fornitura minima di vapore
condensatore. Con una diminuzione del consumo di vapore selezionato, la centrale termica è costretta a farlo
per completare il compito di generare energia elettrica, aumentare l'offerta
vapore nel condensatore, con conseguente aumento dei costi
elettricità generata. Un lavoro così irregolare porta a
aumento costi specifici carburante.

Inoltre, in caso di pieno carico sulla generazione di energia elettrica
e basso consumo di vapore selezionato, la centrale termica è costretta a scaricare
vapore in eccesso nell'atmosfera, che aumenta anche i costi
elettrica ed energia termica. Utilizzando quanto riportato di seguito
le tecnologie di risparmio energetico porteranno ad una riduzione dei costi per conto proprio
esigenze, che contribuisce ad aumentare la redditività delle centrali termoelettriche e ad aumentare
controllare il consumo di energia termica per il proprio fabbisogno.

Modi per migliorare l’efficienza energetica

Consideriamo le sezioni principali della centrale termoelettrica: errori tipici le loro organizzazioni e
funzionamento e la possibilità di ridurre i costi energetici per la generazione di calore
ed energia elettrica.

Impianti di olio combustibile della centrale termoelettrica

Le strutture per l'olio combustibile includono: attrezzature per la ricezione e lo scarico dei vagoni
con olio combustibile, magazzino di rifornimento olio combustibile, stazione di pompaggio olio combustibile con riscaldatori di olio combustibile,
satelliti a vapore, scaldacqua a vapore e ad acqua.

Volume di vapore e consumo di acqua di riscaldamento per mantenere il funzionamento
il risparmio di olio combustibile è significativo. Nelle centrali termoelettriche a gas e petrolio (quando si utilizza
vapore per il riscaldamento dell'olio combustibile senza ritorno di condensa) produttività
l'impianto di dissalazione aumenta di 0,15 t per 1 tonnellata di combustione
olio combustibile.

Le perdite di vapore e condensa negli impianti di olio combustibile possono essere divise in due
categorie: restituibili e non rimborsabili. Il vapore a perdere include:
utilizzato per lo scarico delle auto quando riscaldato mediante flussi di miscelazione, vapore
per lo spurgo di condotte del vapore e la vaporizzazione di oleodotti combustibili. Volume totale di vapore
utilizzato in riscaldatori a vapore, riscaldatori a olio combustibile, riscaldatori
le pompe nei serbatoi dell'olio combustibile devono essere restituite al ciclo di cogenerazione sotto forma di modulo
condensa

Un tipico errore nell'organizzazione di un impianto di olio combustibile in una centrale termoelettrica è la mancanza di
trappole di condensa sui satelliti a vapore. Differenze tra i satelliti a vapore in lunghezza e
modalità di funzionamento comportano una diversa rimozione del calore e la formazione di
dai satelliti di vapore della miscela vapore-condensa. La presenza di condensa nel vapore
può portare a colpi d'ariete e, di conseguenza, a guasti
costruzione di condotte e attrezzature. Nessuna presa controllata
la condensa proveniente dagli scambiatori di calore, comporta anche il passaggio di vapore all'interno
linea della condensa. Quando si scarica la condensa in un serbatoio contaminato da olio
condensa, si verifica una perdita di vapore nella linea della condensa in ingresso
atmosfera. Tali perdite possono ammontare fino al 50% del consumo di vapore per l'olio combustibile.
agricoltura.

Scaricatori di condensa a legante con scaricatori di condensa, installazione su
scambiatori di calore del sistema di controllo della temperatura di uscita dell'olio combustibile
garantisce un aumento della percentuale di condensa restituita e una riduzione dei consumi
coppia su azienda agricola ad olio combustibile fino al 30%.

Dalla pratica personale posso dare un esempio quando porto il sistema
regolazione del riscaldamento dell'olio combustibile in riscaldatori a gasolio in condizioni di lavoro
condizione ha permesso di ridurre il consumo di vapore per l'olio combustibile stazione di pompaggio SU
20%.

Per ridurre il consumo di vapore e il consumo di olio combustibile
l'elettricità può essere trasferita al riciclaggio dell'olio combustibile
serbatoio dell'olio combustibile. Secondo questo schema, è possibile pompare l'olio combustibile da un serbatoio a
serbatoio e riscaldamento dell'olio combustibile nei serbatoi dell'olio combustibile senza accensione aggiuntiva
attrezzature, che porta ad un risparmio di energia termica ed elettrica.

Attrezzatura della caldaia

L'attrezzatura della caldaia include caldaie energetiche, aria
aerotermi, aerotermi, varie condutture, espansori
drenaggi, vasche di drenaggio.

Perdite notevoli nelle centrali termoelettriche sono associate al continuo soffiaggio dei cilindri delle caldaie.
Per ridurre queste perdite, installare sulle linee dell'acqua di spurgo
espansori di spurgo. Vengono utilizzati schemi con una e due fasi
estensioni.

In uno schema di scarico della caldaia con un espansore di vapore dall'ultimo
viene solitamente inviato al disaeratore della condensa della turbina principale. Proprio lì
il vapore arriva dal primo espansore a schema a due fasi. Vapore da
il secondo espansore viene solitamente inviato in atmosfera o vuoto
disaeratore dell'acqua di reintegro di una rete di riscaldamento o in un collettore di stazione
(0,12-0,25 MPa). Lo scarico dell'espansore di spurgo viene immesso nel raffreddatore.
soffiaggio, dove viene raffreddato con acqua inviata al negozio chimico (ad
preparazione dell'acqua aggiuntiva e di reintegro) e quindi scaricata. COSÌ
Pertanto, gli espansori di scarico riducono la perdita di acqua di scarico e
aumentare l'efficienza termica dell'impianto grazie al fatto che maggiore
Parte del calore contenuto nell'acqua viene utilmente utilizzata. A
installazione del regolatore soffio continuo al massimo
il contenuto di sale aumenta l'efficienza della caldaia, riduce il volume consumato
rifornimento di acqua purificata chimicamente, ottenendo così un effetto aggiuntivo
salvando reagenti e filtri.

Con un aumento della temperatura dei fumi di 12-15 ⁰C, perdita di calore
aumento dell'1%. Utilizzando il sistema di controllo del riscaldatore
dell'aria dei gruppi caldaia in base alla temperatura dell'aria comporta l'esclusione
colpo d'ariete nella tubazione della condensa, riducendo la temperatura dell'aria in ingresso
riscaldatore d'aria rigenerativo, riducendo la temperatura dei gas di scarico
gas

Secondo l’equazione del bilancio termico:

Qp =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5

Q p - calore disponibile per 1 m3 di combustibile gassoso;
Q 1 - calore utilizzato per generare vapore;
Q 2 - perdita di calore con i gas di scarico;
Q 3 - perdite dovute alla sottocombustione chimica;
Q 4 - perdite dovute a underburning meccanico;
Q 5 - perdite da raffreddamento esterno;
Q 6 - perdite con calore fisico delle scorie.

Al diminuire del valore di Q 2 e all’aumentare di Q 1 aumenta il rendimento della caldaia:
Efficienza = Q 1 /Q p

Nelle centrali termoelettriche con collegamenti in parallelo si verificano situazioni in cui è necessario
disconnessione di tratti di condotte del vapore con apertura di scarichi in vicoli ciechi
aree. Per visualizzare l'assenza di condensa sulla linea del vapore
le revisioni vengono leggermente aperte, il che porta alla perdita di vapore. In caso di installazione
trappole per condensa su tratti senza uscita di condotte di vapore, condensa,
generato nelle linee del vapore viene smaltito in modo organizzato in vasche di drenaggio
o espansori di drenaggio, con conseguente possibilità di innescamento
risparmio di vapore nell'impianto della turbina con la generazione di energia elettrica
energia.

Quindi, quando si ripristina il trasferimento 140 ati dopo una revisione, e a condizione che
la miscela vapore-condensa entra attraverso il drenaggio, la dimensione della campata e
le perdite connesse a ciò, si aspettano gli esperti di Spirax Sarco,
utilizzando una tecnica basata sull'equazione di Napier o sul deflusso di un mezzo
attraverso un foro con bordi taglienti.

Quando si lavora con una revisione aperta per una settimana, la perdita di vapore sarà 938
kg/h*24h*7= 157,6 tonnellate, le perdite di gas saranno di circa 15 mila nm³, ovvero
sottoproduzione di energia elettrica pari a 30 MW.

Attrezzatura per turbine

L'attrezzatura della turbina include turbine a vapore, riscaldatori
riscaldatori ad alta pressione e bassa pressione, riscaldatori
rete, locali caldaie, disaeratori, attrezzature di pompaggio, espansori
scarichi, serbatoi a basso punto.

porterà a una riduzione del numero di violazioni degli orari di funzionamento della rete di riscaldamento e
malfunzionamento del sistema per la preparazione dell'acqua chimicamente purificata (chimicamente dissalata).
La violazione del programma di funzionamento della rete di riscaldamento comporta perdite dovute al surriscaldamento
il calore e il surriscaldamento comportano una perdita di profitto (vendita di meno calore,
del possibile). Deviazione della temperatura acqua grezza presso l'officina chimica, dirige:
quando la temperatura diminuisce, le prestazioni dei chiarificatori peggiorano quando la temperatura aumenta,
temperature - ad un aumento delle perdite del filtro. Per ridurre i consumi
il vapore per gli scaldacqua grezzi utilizza l'acqua proveniente dallo scarico
condensatore, a causa del quale il calore viene perso con l'acqua circolante all'interno
l'atmosfera viene utilizzata nell'acqua fornita al negozio chimico.

Il sistema di espansione del drenaggio può essere a uno o due stadi.
Con un sistema monostadio, entra il vapore dall'espansore di scarico
collettore di vapore ausiliario e viene utilizzato nei disaeratori e
In vari riscaldatori, la condensa viene solitamente scaricata in un serbatoio di scarico
o punti bassi del serbatoio. Se la centrale termoelettrica dispone di vapore per il proprio fabbisogno, due
pressioni diverse, utilizzo sistema a due fasi espansori
drenaggio. In assenza di regolatori di livello negli espansori di scarico
perdite di vapore con condensa dagli espansori ad alto drenaggio
pressione nell'espansore a bassa pressione e poi attraverso il serbatoio di scarico
atmosfera. Installazione di espansori di scarico con contenitore per il controllo del livello
portano ad un risparmio di vapore e ad una riduzione delle perdite di condensa fino al 40% del volume
miscela vapore-condensa del drenaggio della tubazione del vapore.

Durante le operazioni di avviamento delle turbine è necessario aprire gli scarichi e
estrazioni a turbina. Durante il funzionamento della turbina gli scarichi sono chiusi. Tuttavia
la chiusura completa di tutti i drenaggi non è praticabile, poiché a causa di
la presenza nella turbina di stadi in cui il vapore è al punto di ebollizione, e
pertanto, potrebbe condensarsi. Con scarichi costantemente aperti
il vapore viene scaricato attraverso l'espansore nel condensatore, che influisce sulla pressione
in esso. E quando la pressione nel condensatore cambia di ±0,01 a
A flusso di vapore costante, la variazione della potenza della turbina è ±2%.
Regolazione manuale sistema di drenaggio aumenta anche la probabilità
errori.

Darò un esempio tratto dalla pratica personale che conferma la necessità di reggiatura
sistema di drenaggio a turbina con scaricatori di condensa: dopo l'eliminazione
difetto che portò allo spegnimento della turbina, la centrale termica cominciò a ripararla
lancio. Sapendo che la turbina era calda, il personale operativo si è dimenticato di aprirla
drenaggio e quando è stata attivata l'estrazione si è verificato un colpo d'ariete con la distruzione di una parte
linea vapore di estrazione turbina. Di conseguenza, sono state necessarie riparazioni di emergenza
turbine. Nel caso di tubazione del sistema di drenaggio con sifoni per condensa,
questo problema avrebbe potuto essere evitato.

Durante il funzionamento delle centrali termoelettriche, a volte sorgono problemi con le violazioni
modalità di funzionamento della chimica dell'acqua delle caldaie a causa dell'aumento del contenuto
ossigeno nell'acqua di alimentazione. Uno dei motivi della violazione della chimica dell'acqua
La modalità è una diminuzione della pressione nei disaeratori dovuta alla mancanza
sistema automatico di mantenimento della pressione. Violazione della chimica dell'acqua
la modalità porta all'usura delle tubazioni, all'aumento della corrosione delle superfici
riscaldamento e di conseguenza costi aggiuntivi per la riparazione delle apparecchiature.

Inoltre, in molte stazioni, le unità sono installate sull'apparecchiatura principale
misurazione basata sui diaframmi. I diaframmi hanno una dinamica normale
campo di misura 1:4, il che causa il problema della determinazione dei carichi
durante le operazioni di avviamento e carichi minimi. Operazione errata
flussometri porta ad una mancanza di controllo sulla correttezza e
efficienza del funzionamento delle apparecchiature. Oggi Spirax LLC
Sarco Engineering" è pronta a presentare diverse tipologie di misuratori di portata
campo di misura fino a 100:1.

In conclusione, riassumiamo quanto sopra ed elenchiamo ancora una volta principali misure per ridurre i costi energetici delle centrali termoelettriche:

• Collegamento di scaricatori di vapore con scaricatori di condensa
• Installazione di un sistema di controllo della temperatura di uscita dell'olio combustibile sugli scambiatori di calore
• Trasferimento del ricircolo dell'olio combustibile al serbatoio dell'olio combustibile
• Collegamento con un sistema di controllo per scaldabagni di rete e acqua grezza
• Installazione di espansori di drenaggio con controllo di livello
• Tubazione del sistema di drenaggio della turbina con trappole di condensa
• Installazione di unità di misurazione

Puoi sempre trovare informazioni più interessanti sul nostro sito web nella sezione

V.L. Gudzyuk, specialista leader;
Dottorato di ricerca PA Shomov, direttore;
PA Perov, ingegnere del riscaldamento,
Centro scientifico e tecnico "Energia industriale" LLC, Ivanovo

I calcoli e l'esperienza esistente mostrano che è anche semplice e relativamente economico eventi tecnici migliorare la gestione del calore nelle imprese industriali porta ad un effetto economico significativo.

Le indagini sui sistemi vapore-condensa di molte aziende hanno dimostrato che le condutture del vapore spesso mancano di tasche di drenaggio per la raccolta della condensa e di trappole per condensa. Per questo motivo si verificano spesso maggiori perdite di vapore. Simulazione del deflusso del vapore basata su prodotto software ha permesso di determinare che le perdite di vapore attraverso gli scarichi delle linee del vapore possono aumentare fino al 30% se una miscela vapore-condensa passa attraverso lo scarico, rispetto alla rimozione della sola condensa.

I dati di misurazione sui gasdotti di una delle imprese (tabella), i cui scarichi non hanno tasche per la raccolta della condensa o trappole per condensa e sono parzialmente aperti durante tutto l'anno, hanno mostrato che le perdite di energia termica e fondi possono essere piuttosto elevate . La tabella mostra che le perdite di drenaggio di una linea del vapore DN 400 possono essere anche inferiori rispetto a quelle di una linea del vapore DN 150.

Tavolo. I risultati delle misurazioni sulle condotte del vapore dell'impresa industriale esaminata, i cui scarichi non dispongono di tasche per la raccolta della condensa e trappole per condensa.

Prestando una certa attenzione al lavoro per ridurre questo tipo di perdite a basso costo, si può ottenere un risultato significativo, quindi è stata testata la possibilità di utilizzare il dispositivo, visione generale che è mostrato in Fig. 1. È installato sul tubo di scarico del tubo del vapore esistente. Questo può essere fatto con la linea del vapore in funzione senza spegnerla.

Riso. 1. Dispositivo per il drenaggio della linea del vapore.

Va notato che per una conduttura del vapore non è adatto un qualsiasi separatore di condensa e il costo per dotare uno scarico di un separatore di condensa varia da 50 a 70 mila rubli. Di solito ci sono molti drenaggi. Si trovano ad una distanza di 30-50 m l'uno dall'altro, davanti a colonne montanti, valvole di regolazione, collettori, ecc. Lo scaricatore di condensa richiede una manutenzione qualificata, soprattutto in periodo invernale. A differenza di scambiatore di calore, la quantità di condensa scaricata e, inoltre, utilizzata, in relazione al flusso di vapore attraverso la tubazione del vapore, è insignificante. Molto spesso, la miscela vapore-condensa proveniente dalla tubazione del vapore viene scaricata nell'atmosfera attraverso il drenaggio. La sua quantità è regolata dalla valvola di intercettazione “a occhio”. Pertanto, ridurre le perdite di vapore dalla tubazione del vapore insieme alla condensa può dare risultati positivi effetto economico a meno che non sia correlato a a caro prezzo fondi e manodopera. Questa situazione si verifica in molte imprese e rappresenta la regola piuttosto che l'eccezione.

Questa circostanza ci ha spinto a verificare la possibilità di ridurre le perdite di vapore dalla conduttura del vapore, in assenza, per qualche motivo, della possibilità di dotare gli scarichi della conduttura del vapore di trappole di condensa secondo lo schema di progettazione standard. Il compito era quello costi minimi tempo e mezzi per organizzare la rimozione della condensa dalla tubazione del vapore quando perdita minima paio.

Come il più facilmente implementabile e modo poco costoso Per risolvere questo problema è stata presa in considerazione la possibilità di utilizzare una rondella di ritegno. Il diametro del foro nella rondella di fissaggio può essere determinato mediante un nomogramma o mediante calcolo. Il principio di funzionamento si basa su condizioni diverse fuoriuscita di condensa e vapore attraverso il foro. Larghezza di banda la rondella di ritegno per la condensa è 30-40 volte più grande di quella per il vapore. Ciò consente lo scarico continuo della condensa con una quantità minima di vapore in passaggio.

Innanzitutto, era necessario assicurarsi che fosse possibile ridurre la quantità di vapore scaricato attraverso il drenaggio della linea del vapore insieme alla condensa in assenza di una tasca di raccolta e di una tenuta idraulica, ad es. in condizioni, purtroppo, spesso riscontrate nelle imprese con condotte di vapore a bassa pressione.

Mostrato nella fig. 1 dispositivo ha un foro di ingresso e due fori di uscita di identiche dimensioni. La fotografia mostra che una miscela vapore-condensa fuoriesce da un foro con direzione del getto orizzontale. Questo foro può essere chiuso con un rubinetto ed utilizzato periodicamente quando è necessario sfiatare il dispositivo. Se il rubinetto davanti a questo foro è chiuso, la condensa fuoriesce dalla linea del vapore attraverso il secondo foro con direzione del flusso verticale: questa è la modalità operativa. Nella fig. 1 si vede che quando il rubinetto è aperto ed esce dal foro laterale, la condensa viene spruzzata di vapore, e all'uscita dal foro inferiore non c'è praticamente vapore.

Riso. 2. Modalità operativa del dispositivo di drenaggio della linea del vapore.

Nella fig. 2 mostra la modalità operativa del dispositivo. L'uscita è principalmente un flusso di condensa. Ciò dimostra chiaramente che è possibile ridurre il flusso di vapore attraverso la rondella di ritegno senza una tenuta idraulica, la cui necessità è la ragione principale che ne limita l'uso per il drenaggio della linea del vapore, soprattutto in orario invernale. In questo dispositivo, la fuoriuscita di vapore dalla linea del vapore insieme alla condensa è impedita non solo da rondella dell'acceleratore, ma anche uno speciale filtro che limita l'uscita del vapore dalla linea vapore.

L'efficacia di diversi è stata testata opzioni di progettazione un tale dispositivo per rimuovere la condensa da una linea di vapore con un contenuto minimo di vapore. Possono essere realizzati sia da componenti acquistati che in un'officina meccanica del locale caldaia, tenendo conto delle condizioni operative di una particolare conduttura del vapore. Con piccole modifiche è possibile utilizzare anche un filtro dell'acqua disponibile in commercio in grado di funzionare alla temperatura del vapore nella linea del vapore.

Il costo di produzione o di acquisto di componenti per un discensore non supera diverse migliaia di rubli. L'implementazione della misura può essere effettuata a scapito dei costi di esercizio ed è almeno 10 volte più economica rispetto all'utilizzo di uno scaricatore di condensa, soprattutto nei casi in cui non vi è ritorno di condensa nel locale caldaia.

L’entità dell’effetto economico dipende da condizione tecnica, modalità operativa e condizioni operative di un particolare gasdotto. Più lunga è la linea del vapore e numero maggiore punti di drenaggio e allo stesso tempo il drenaggio viene effettuato nell'atmosfera, maggiore è l'effetto economico. Pertanto, in ciascun caso specifico, è necessaria una considerazione preliminare della questione della fattibilità. utilizzo pratico la soluzione presa in esame. Non vi è alcun effetto negativo in relazione al drenaggio della tubazione del vapore con il rilascio della miscela vapore-condensa nell'atmosfera attraverso la valvola, come spesso accade. Riteniamo che per ulteriori studi e accumulo di esperienza sia consigliabile continuare a lavorare sui gasdotti a bassa pressione esistenti.

Letteratura

1. Elin N.N., Shomov P.A., Perov P.A., Golybin M.A. Modellazione e ottimizzazione delle reti di condotte per condotte a vapore delle imprese industriali // Bollettino dell'ISEU. 2015. T. 200, n. 2. pp. 63-66.

2. Baklastov A.M., Brodyansky V.M., Golubev B.P., Grigoriev V.A., Zorina V.M. Ingegneria dell'energia termica industriale e ingegneria del riscaldamento: manuale. M.: Energoatomizdat, 1983. P.132. Riso. 2.26.

Le perdite di vapore e condensa dalle centrali elettriche sono suddivise in interni ed esterni. Le perdite interne comprendono le perdite dovute a perdite di vapore e condensa nel sistema di apparecchiature e condutture della centrale elettrica stessa, nonché le perdite di acqua di scarico dai generatori di vapore.

Per semplificare il calcolo, le perdite per perdite sono convenzionalmente concentrate nella linea del vapore fresco

Lo spurgo continuo viene effettuato per garantire un funzionamento affidabile del generatore di vapore e ottenere vapore della purezza richiesta.

Dpr =(0,3-0,5)% D 0

D pr =(0,5-5)% D 0 - per acqua purificata chimicamente

Per ridurre lo scarico, è necessario aumentare la quantità di flusso d'aria e ridurre le perdite.

La presenza di perdite di vapore e condensa porta ad una diminuzione dell'efficienza termica dell'ES. Per compensare la perdita di ulteriori fabbisogni idrici, la cui preparazione richiede costi aggiuntivi. Pertanto è necessario ridurre le perdite di vapore e condensa.

Ad esempio, le perdite dovute all'acqua di scarico devono essere ridotte dall'espansore completo del separatore d'acqua di scarico.

Perdite interne: Dw =D ut +D pr

D ut: perdite dovute a perdite

D pr - perdite da acqua di spurgo

A IES: Dw ≤1%D 0

Riscaldamento CHP: Dw ≤1,2%D 0

Ballo studentesco. Cogenerazione: Dw ≤1,6%D 0

Oltre alla D TV nelle centrali termoelettriche, quando il vapore proveniente dalle turbine viene diretto direttamente proporzionalmente ai consumatori industriali.

D in =(15-70)%D 0

Negli impianti di cogenerazione, il calore viene fornito al consumatore in un circuito chiuso rispetto a quello industriale. Vapore. Scambio di calore

Il vapore proveniente dall'uscita della turbina viene condensato in uno scambiatore di calore di tipo industriale e la condensa GP viene restituita all'impianto elettrico. Stazioni.

Il liquido di raffreddamento secondario viene riscaldato e inviato al consumatore di calore

In questo schema non ci sono perdite di condensa esterne

Nel caso generale: D sudore = D W + D in - CHP

IES e CHP con circuito chiuso D cat = D mar

Le perdite di calore Dpr sono ridotte nei refrigeratori d'acqua con scarico. L'acqua di spurgo viene raffreddata per alimentare la rete di riscaldamento e l'impianto di alimentazione.

20 Bilancio del vapore e dell'acqua nella centrale.

Per calcolare lo schema termico, determinare il flusso di vapore alle turbine, la produttività dei generatori di vapore, gli indicatori energetici, ecc., è necessario stabilire, in particolare, le relazioni fondamentali del bilancio materiale del vapore e dell'acqua della centrale elettrica

Bilancio materiale del generatore di vapore: D SG = D O + D UT oppure D PV = D SG + D PR.

bilancio materiale dell'unità turbina: D O = D K + D r + D P.

Bilancio materiale consumatore di calore: D P = D OK + D VN.

Perdite interne di vapore e condensa: D IN = D UT + D" PR.

Bilancio materiale per l'acqua di alimentazione: D PV = D K + D r + D OK +D" P + D DW.

L’acqua aggiuntiva deve coprire le perdite interne ed esterne:

D DV = D IN + D HV = D UT + D" PR + D HV

Prendi in considerazione un separatore-espansore per l'acqua di spurgo

r s<р пг

hpr =h / (p pg)

h // p =h // (p s)

h / pr =h / (p s)

Viene compilato il bilancio termico e materiale del separatore

Termico: D pr h pr =D / ph // p +D / pr h / pr

D / pr =D pr (h pr -h / pr)/ h // p -h / pr

D/n = β/n Dpr; β/p ≈0,3

D / pr =(1-β / n) D pr

La portata calcolata dell'acqua di spurgo viene determinata dal bilancio materiale delle applicazioni. C PV (kg/t) - concentrazione di impurità nel PV

C pg - concentrazione ammissibile di impurità nell'acqua della caldaia

C n - concentrazione di impurità nel vapore

D PV = D PG + D PR – bilancio materiale

D PV S p = D PR - S pg + D PG S p

D PR = D PG *;

D PR = ;

αpr =D pr /D 0 =

Maggiore è la quantità di PV, quindi C pg / C uv →∞ e quindi α pr →0