V.L. Gudzyuk, P. Shomov, P.A. Perov, Zmanjšanje izgub pare pri odvajanju parovoda skozi zadrževalno podložko. O izgubah pare in vode v termoelektrarnah

dr. S.D. Sodnomova, izredna profesorica, Oddelek za oskrbo s toploto in plinom ter prezračevanje, Vzhodna Sibirija tehnološka univerza, Ulan-Ude, Republika Burjatija

Trenutno se bilanca dobave in porabe toplote v sistemih za oskrbo s paro določa z odčitki merilnih naprav na viru toplote in pri porabnikih. Razlika v odčitkih teh naprav se pripiše dejanskim toplotnim izgubam in se upošteva pri določanju tarif za toplotno energijo v obliki pare.

Prej, ko je parovod deloval blizu projektne obremenitve, so te izgube znašale 1015 % in o tem nihče ni imel vprašanj. V zadnjem desetletju je zaradi upada industrijske proizvodnje prišlo je do spremembe urnika dela in zmanjšanja porabe pare. Istočasno se je neravnovesje med porabo in dobavo toplote močno povečalo in je začelo znašati 50-70%.

V teh razmerah so se pojavile težave predvsem pri odjemalcih, ki se jim je zdelo nesmiselno vračunavanje tako velikih izgub toplotne energije v tarifo. Kakšna je struktura teh izgub? Kako se zavestno lotiti vprašanj povečanja učinkovitosti sistemov za oskrbo s paro? Za rešitev teh težav je potrebno ugotoviti strukturo neravnovesja in ovrednotiti standardne in presežne toplotne izgube.

Program je bil izboljšan za kvantificiranje neravnovesij hidravlični izračun parovod za pregreto paro, razvit na oddelku za izobraževalne namene. Razumevanje, da ko se poraba pare med potrošniki zmanjša, se zmanjšajo hitrosti hladilne tekočine in povečajo relativne toplotne izgube med transportom. To vodi do dejstva, da pregreta para preide v nasičeno stanje s tvorbo kondenzata. Zato je bil razvit podprogram, ki omogoča: določitev območja, kjer pregreta para prehaja v nasičeno stanje; določiti dolžino, na kateri začne para kondenzirati in nato izvesti hidravlični izračun parovoda nasičene pare; določite količino nastalega kondenzata in toplotne izgube med transportom. Za določitev gostote, izobarične toplotne kapacitete in latentne toplote uparjanja iz končnih parametrov pare (P, T) smo uporabili poenostavljene enačbe, pridobljene iz

na podlagi aproksimacije tabelarnih podatkov, ki opisujejo lastnosti vode in vodne pare v območju tlaka 0,002+4 MPa in temperaturah nasičenja do 660 °C.

Standardne toplotne izgube v okolju so bile določene po formuli:

kjer je q - specifična linearna toplotne izgube parne cevi; L je dolžina parovoda, m; β - lokalni koeficient toplotne izgube.

Toplotne izgube, povezane z uhajanjem pare, so bile določene z naslednjo metodo:

kjer je Gnn normalizirana izguba pare za obravnavano obdobje (mesec, leto), t; ί η - entalpija pare pri povprečnih tlakih in temperaturah pare vzdolž glavnega voda pri viru toplote in pri porabnikih, kJ/kg; ^ - entalpija hladno vodo, kJ/kg.

Standardizirane izgube pare za obravnavano obdobje:

kjer je V™ povprečna letna količina parna omrežja, m 3; p p - gostota pare pri povprečnem tlaku in temperaturi vzdolž vodov od vira toplote do potrošnika, kg / m 3; n je povprečno letno število obratovalnih ur parnih omrežij, ure.

Meroslovna komponenta podcenjevanja porabe pare je bila določena ob upoštevanju pravil RD-50-213-80. Če se meritev pretoka izvaja v pogojih, v katerih se parametri pare razlikujejo od parametrov, sprejetih za izračun omejevalnih naprav, je treba za določitev dejanskega pretoka iz odčitkov instrumenta ponovno izračunati po formuli:

kjer je Qm. a. - dejanska masna poraba pare, t/h; Q m - masni pretok para po odčitkih instrumentov, t/h; р А - dejanska gostota pare, kg / m3; ρ - ocenjena gostota pare, kg/m 3.

Za oceno toplotnih izgub v sistemu oskrbe s paro je bil upoštevan parovod POSH v Ulan-Udeju, za katerega so značilni naslednji kazalniki:

■ skupna poraba pare za februar - 34512 t/mesec;

■ povprečna urna poraba pare - 51,36 t/h;

■ povprečna temperatura para - 297 O C;

■ povprečni tlak pare - 8,8 kgf / cm2;

■ povprečna temperatura zunanjega zraka - -20,9 O C;

■ dolžina glavne proge - 6001 m (od tega premera 500 mm - 3289 m);

■ toplotno neravnovesje v parovodu - 60,3 %.

Kot rezultat hidravličnega izračuna so bili določeni parametri pare na začetku in koncu računskega odseka, hitrost hladilne tekočine ter identificirana območja nastajanja kondenzata in s tem povezanih toplotnih izgub. Preostale komponente smo določili z uporabo zgornje metode. Rezultati izračuna kažejo, da se pri povprečni urni dobavi pare iz termoelektrarne 51,35 t/h odjemalcem odda 29,62 t/h (57,67 %), izguba porabe pare znaša 21,74 t/h (42,33 %). . Od tega so izgube pare naslednje:

■ z nastalim kondenzatom - 11,78 t/h (22,936 %);

■ meroslovna zaradi dejstva, da potrošniki ne upoštevajo popravkov odčitkov instrumentov - 7,405 t/h (14,42 %);

■ neuračunane izgube pare - 2,555 t/h (4,98%). Neuračunane izgube pare je mogoče pojasniti

povprečenje parametrov pri prehodu iz povprečnega mesečnega stanja v povprečno urno stanje, nekateri približki v izračunih in poleg tega imajo instrumenti napako 2-5%.

Kar zadeva bilanco toplotne energije sproščene pare, so rezultati izračuna predstavljeni v tabeli. Iz tega izhaja, da so pri odstopu 60,3 % normirane toplotne izgube 51,785 %, presežne toplotne izgube, ki jih izračun ne upošteva, pa 8,514 %. Tako je bila določena struktura toplotnih izgub in razvita metoda za kvantificiranje neravnovesja porabe pare in toplotne energije.

Tabela. Rezultati izračunov izgub toplotne energije v parovodu POSH v Ulan-Udeju.

Ime količin	GJ/h	%
Splošni kazalniki
Povprečni urni oddaja toplote iz kolektorjev termoelektrarn	154,696	100
Koristna povprečna urna dobava toplote porabnikom	61,415	39,7
Dejanske toplotne izgube v parovodu POS	93,28	60,3
Standardne toplotne izgube	70,897	45,83
Operativno tehnološke izgube toplotne energije, od tega: Toplotne izgube v okolje Izgube toplotne energije pri standardnih uhajanjih pare Izguba toplote s kondenzatom	43,98	28,43
Meroslovne izgube zaradi podcenjevanja toplote brez uvedbe popravka	9,212	5,955
Skupaj
Standardne izgube toplotne energije	80,109	51,785
V izračunu niso upoštevane prevelike toplotne izgube	13,171	8,514

Literatura

1. Abramov S.R. Metodologija zmanjševanja toplotnih izgub v parovodih toplovodnih omrežij / Materiali konference " Toplotna omrežja. Sodobne rešitve", 17.-19. maj 2005. NP "Ruska oskrba s toploto".

2. Sodnomova S.D. O vprašanju določanja komponent neravnovesja v sistemih za oskrbo s paro / Materiali mednarodnega znanstveno-praktična konferenca"Gradbeni kompleks Rusije: znanost, izobraževanje, praksa." - Ulan-Ude: Založba Vseruske državne tehnične univerze, 2006.

3. Rivkin S.L., Aleksandrov A.A. Termofizične lastnosti vode in vodne pare. - M .: Energija 1980 - 424 str.

4. Določitev operativnih tehnoloških stroškov (izgub) virov, ki se upoštevajo pri izračunu storitev za prenos toplotne energije in hladilne tekočine. Resolucija Zvezne komisije za energijo Ruske federacije z dne 14. maja 2003 št. 37-3/1.

5. RD-50-213-80. Pravila za merjenje pretoka plinov in tekočin s standardnimi omejilnimi napravami. M.: Založba standardov 1982.

1 – električni generator; 2 – parna turbina; 3 – nadzorna plošča; 4 – odzračevalnik; 5 in 6 – bunkerji; 7 – separator; 8 – ciklon; 9 – kotel; 10 – grelna površina (toplotni izmenjevalnik); 11 – dimnik; 12 – drobilnica; 13 – rezervno skladišče goriva; 14 – voziček; 15 – razkladalna naprava; 16 – transporter; 17 – odvod dima; 18 – kanal; 19 – lovilec pepela; 20 – ventilator; 21 – kurišče; 22 – mlin; 23 – črpalna postaja; 24 – vodni vir; 25 – obtočna črpalka; 26 – regenerativni grelec visok pritisk; 27 – dovodna črpalka; 28 – kondenzator; 29 – namestitev kemično čiščenje voda; 30 – povečevalni transformator; 31 – regenerativni grelec nizek pritisk; 32 – črpalka kondenzata.

Spodnji diagram prikazuje sestavo glavne opreme termoelektrarne in medsebojno povezanost njenih sistemov. Iz tega diagrama lahko sledite splošno zaporedje tehnološki procesi, ki potekajo v termoelektrarnah.

Oznake na diagramu TPP:

1. ekonomičnost porabe goriva;
2. priprava goriva;
3. vmesni pregrevalec;
4. visokotlačni del (HPV ali CVP);
5. nizkotlačni del (LPP ali LPC);
6. električni generator;
7. pomožni transformator;
8. komunikacijski transformator;
9. Glavna stvar stikalne naprave;
10. črpalka kondenzata;
11. obtočna črpalka;
12. vir oskrbe z vodo (na primer reka);
13. (PND);
14. čistilna naprava (WPU);
15. porabnik toplotne energije;
16. črpalka povratnega kondenzata;
17. odzračevalnik;
18. dovodna črpalka;
19. (PVD);
20. odstranjevanje žlindre;
21. deponija pepela;
22. odvod dima (DS);
23. dimnik;
24. ventilator (DV);
25. lovilec pepela

Opis tehnološke sheme TPP:

Če povzamemo vse zgoraj navedeno, dobimo sestavo termoelektrarne:

• sistem za upravljanje goriva in pripravo goriva;
• kotlovska instalacija: kombinacija samega kotla in pomožne opreme;
• turbinska instalacija: parna turbina in njena pomožna oprema;
• naprave za pripravo vode in čiščenje kondenzata;
• sistem oskrba s tehnično vodo;
• sistem za odstranjevanje pepela (za termoelektrarne, ki delujejo na trdno gorivo);
• električna oprema in nadzorni sistem električne opreme.

Objekti za gorivo, odvisno od vrste goriva, ki se uporablja na postaji, vključujejo sprejemno in razkladalno napravo, transportne mehanizme, skladišča goriva za trdna in tekoča goriva, naprave za predhodno pripravo goriva (drobilnice za premog). V objektu za kurilno olje so tudi črpalke za črpanje kurilnega olja, grelniki kurilnega olja in filtri.

Priprava trdno gorivo za zgorevanje je sestavljeno iz mletja in sušenja v napravi za pripravo prahu, priprava kurilnega olja pa iz segrevanja, čiščenja mehanskih nečistoč in včasih obdelave s posebnimi dodatki. S plinskim gorivom je vse preprostejše. Priprava plinskega goriva se spušča predvsem v uravnavanje tlaka plina pred gorilniki kotla.

Zrak, potreben za zgorevanje goriva, dovajajo v zgorevalni prostor kotla puhala (AD). Produkte zgorevanja goriva - dimne pline - odsesavajo dimniki (DS) in odvajajo skozi dimnike v ozračje. Komplet kanalov (zračni kanali in plinski kanali) in različne elemente oprema, skozi katero prehajajo zrak in dimni plini, tvori plinsko-zračno pot termoelektrarne (toplarne). Dimniki, dimniki in puhala, ki so vključeni v to, predstavljajo vlečno napravo. V območju zgorevanja goriva se negorljive (mineralne) nečistoče, ki so vključene v njegovo sestavo, kemično in fizikalno transformirajo in se delno odstranijo iz kotla v obliki žlindre, velik del pa jih odnesejo dimni plini v obliki drobni delci pepel. Za zaščito atmosferski zrak pred izpustom pepela so pred dimniki nameščeni zbiralniki pepela (da preprečimo njihovo obrabo pepela).

Žlindra in zajeti pepel se običajno hidravlično odstranjujeta na deponije pepela.

Pri kurjenju s kurilnim oljem in plinom zbiralniki pepela niso nameščeni.

Pri zgorevanju goriva se kemično vezana energija pretvori v toplotno energijo. Posledično nastajajo produkti zgorevanja, ki na grelnih površinah kotla oddajajo toploto vodi in iz nje nastali pari.

Celotna oprema, njeni posamezni elementi in cevovodi, po katerih se premikata voda in para, tvorijo parno-vodno pot postaje.

V kotlu se voda segreje do temperature nasičenja, izhlapi, nasičena para, ki nastane iz vrele kotlovne vode, pa se pregreje. Iz kotla se pregreta para po cevovodih pošlje v turbino, kjer se toplotna energija spremeni v mehansko, ki se prenaša na gred turbine. Para, ki izhaja iz turbine, vstopi v kondenzator, prenese toploto na hladilno vodo in kondenzira.

V sodobnih termoelektrarnah in termoelektrarnah z enotami z enotsko močjo 200 MW in več se uporablja vmesno pregrevanje pare. V tem primeru ima turbina dva dela: visokotlačni del in nizkotlačni del. Para, izpuščena v visokotlačnem delu turbine, se pošlje v vmesni pregrevalnik, kjer se ji dovaja dodatna toplota. Nato se para vrne v turbino (v nizkotlačni del) in iz nje vstopi v kondenzator. Vmesno pregrevanje para poveča učinkovitost turbinske enote in poveča zanesljivost njenega delovanja.

Kondenzat se s kondenzacijsko črpalko črpa iz kondenzatorja in po prehodu skozi nizkotlačne grelnike (LPH) vstopi v odzračevalnik. Tu se s paro segreje do temperature nasičenja, medtem ko se iz njega sprostita kisik in ogljikov dioksid, ki se odstranita v ozračje, da preprečita korozijo opreme. Odzračena voda, imenovana napajalna voda, se skozi visokotlačne grelnike (HPH) črpa v kotel.

Kondenzat v HDPE in deaeratorju ter napajalno vodo v HDPE se segrevajo s paro, vzeto iz turbine. Ta način ogrevanja pomeni vračanje (regeneracijo) toplote v cikel in se imenuje regenerativno ogrevanje. Zahvaljujoč njej se zmanjša pretok pare v kondenzator in s tem količina toplote, ki se prenese na hladilno vodo, kar vodi do povečanje učinkovitosti parna turbina.

Niz elementov, ki zagotavljajo hladilno vodo kondenzatorjem, se imenuje sistem za oskrbo s tehnično vodo. To vključuje: vir oskrbe z vodo (reka, zbiralnik, hladilni stolp), obtočno črpalko, dovodne in odvodne cevi. V kondenzatorju se približno 55 % toplote pare, ki vstopa v turbino, prenese na ohlajeno vodo; ta del toplote se ne porabi za proizvodnjo električne energije in se neuporabno troši.

Te izgube se bistveno zmanjšajo, če se delno izčrpana para odvzame iz turbine in se njena toplota uporabi za tehnološke potrebe industrijskih podjetij ali za ogrevanje vode za ogrevanje in toplo vodo. Tako postane postaja soproizvodnja toplote in električne energije (SPTE), ki zagotavlja kombinirano proizvodnjo električne in toplotne energije. V termoelektrarnah so nameščene posebne turbine z odvzemom pare - tako imenovane kogeneracijske turbine. Parni kondenzat, doveden do porabnika toplote, se s povratno kondenzno črpalko vrača v termoelektrarno.

V termoelektrarnah so notranje izgube pare in kondenzata, zaradi nepopolne tesnosti parno-vodne poti, pa tudi nepovratne porabe pare in kondenzata za tehnične potrebe postaje. Predstavljajo približno 1 - 1,5 % celotne porabe pare za turbine.

V termoelektrarnah lahko pride tudi do zunanjih izgub pare in kondenzata, povezanih z dobavo toplote industrijskim porabnikom. V povprečju so 35 - 50%. Notranje in zunanje izgube pare in kondenzata se nadomestijo z dodatno vodo, predhodno obdelano v napravi za pripravo vode.

Tako je napajalna voda kotla mešanica turbinskega kondenzata in dopolnilne vode.

Električna oprema postaje vključuje električni generator, komunikacijski transformator, glavno stikalno napravo in sistem napajanja lastnih mehanizmov elektrarne preko pomožnega transformatorja.

Nadzorni sistem zbira in obdeluje informacije o napredku tehnološki proces in stanje opreme, avtomatsko in daljinsko vodenje mehanizmov ter regulacija osnovnih procesov, avtomatska zaščita opremo.

življenje sodobni človek na Zemlji brez uporabe energije nepredstavljivo
tako električni kot toplotni. Večina te energije v vsem
svet še vedno proizvaja termoelektrarne: Na svoj delež
predstavlja približno 75 % proizvedene električne energije na Zemlji in približno 80 %
proizvedene električne energije v Rusiji. Zato je vprašanje zmanjšanja
porabo energije za proizvodnjo toplote in električna energija ni daleč
mirovanje.

Vrste in sheme termoelektrarn

Glavni namen elektrarn je proizvodnja
elektrike za razsvetljavo, oskrbo industrijskih in
kmetijska proizvodnja, promet, komunalne storitve in
gospodinjske potrebe. Drugi nameni elektrarn (termalne)
je ponudba stanovanjske zgradbe, ustanove in podjetja s toploto za
ogrevanje pozimi in topla voda za komunalne in domače namene oz
para za proizvodnjo.

Toplotna elektrarne(TE) za kombinirano proizvodnjo
električna in toplotna energija (za daljinsko ogrevanje) imenujemo
elektrarne za soproizvodnjo toplote in električne energije (SPTE) ter termoelektrarne, namenjene le za
proizvodnjo električne energije imenujemo kondenzacija
elektrarne (PPS) (slika 1.1). IES so opremljeni parne turbine,
katere izpušna para vstopi v kondenzatorje, kjer se vzdržuje
globok vakuum za najboljša uporaba parna energija med proizvodnjo
električna energija (Rankinov cikel). Uporablja se para iz ekstrakcij takih turbin
samo za regenerativno ogrevanje kondenzata izpušne pare in
napajalna voda kotli

Slika 1. Shematski diagram IES:

1 - kotel (generator pare);
2 - gorivo;
3 - parna turbina;
4 - električni generator;

6 - črpalka kondenzata;

8 - dovodna črpalka parnega kotla

SPTE naprave so opremljene s parnimi turbinami z odvzemom pare za napajanje
industrijska podjetja (slika 1.2, a) ali za ogrevanje omrežne vode,
dobavljeni potrošnikom za ogrevanje in gospodinjske potrebe
(slika 1.2, b).

Slika 2. Načelo toplotni diagram SPTE

a- industrijska termoelektrarna;
b- ogrevanje SPTE;

1 - kotel (generator pare);
2 - gorivo;
3 - parna turbina;
4 - električni generator;
5 - kondenzator izpušne pare turbine;
6 - črpalka kondenzata;
7— regenerativni grelec;
8 - dovodna črpalka parnega kotla;
7-zbirna posoda za kondenzat;
9- porabnik toplote;
10—omrežni grelnik vode;
11-mrežna črpalka;
12-kondenzna črpalka za omrežni grelec.

Od približno 50. let prejšnjega stoletja se za pogon uporabljajo termoelektrarne
začeli uporabljati električne generatorje plinske turbine. Hkrati pa v
plinske turbine z zgorevanjem goriva so postale zelo razširjene
pri stalen pritisk z naknadno ekspanzijo produktov zgorevanja v
pretočna pot turbine (Braytonov cikel). Takšne instalacije se imenujejo
plinska turbina (GTU). Delajo lahko le za zemeljski plin ali na
tekoče visokokakovostno gorivo (sončno olje). Te energije
zahtevajo namestitve zračni kompresor, poraba energije
ki je dovolj velik.

Shematski diagram plinskoturbinske enote je prikazan na sl. 1.3. hvala lepa
manevriranje ( hiter začetek v obratovanje in polnjenje) so bile uporabljene plinske turbinske enote
v energetskem sektorju kot konice naprav za kritje nenadnih
pomanjkanje električne energije v energetskem sistemu.

Slika 3. Shematski diagram obrata s kombiniranim ciklom

1-kompresor;
2-zgorevalna komora;
3-gorivo;
4-plinska turbina;
5-električni generator;
6-parna turbina;
7-rekuperacijski kotel;
8- kondenzator parne turbine;
9-kondenzatna črpalka;
10-regenerativni grelec v parnem ciklu;
11-dovodna črpalka kotla za odpadno toploto;
12-dimnik.

Težave SPTE

Skupaj z znanimi težavami visoka stopnja obraba opreme
in široka uporaba nezadostno učinkovitega plina
parne turbine v v zadnjem času Ruske termoelektrarne se soočajo z
še ena relativno nova grožnja neučinkovitosti. Karkoli že
Nenavadno je to povezano z naraščajočo aktivnostjo porabnikov toplote v regiji
varčevanje z energijo.

Danes številni porabniki toplote začenjajo izvajati ukrepe za
varčevanje s toplotno energijo. Ta dejanja povzročajo predvsem škodo
delovanje termoelektrarn, saj vodijo do zmanjšanja toplotne obremenitve postaje.
Ekonomičen način delovanja termoelektrarne - toplotni, z minimalno dovodom pare v
kondenzator. Z zmanjšanjem porabe izbrane pare je termoelektrarna prisiljena
za dokončanje naloge proizvodnje električne energije povečati dobavo
pare v kondenzator, kar vodi do povečanja stroškov
proizvedeno električno energijo. Tako neenakomerno delo vodi do
povečanje stroški na enoto goriva.

Poleg tega v primeru polne obremenitve pri proizvodnji električne energije
in nizko porabo izbrane pare se termoelektrarna prisilno razelektri
odvečne pare v ozračje, kar tudi poveča stroške
električna in toplotna energija. Z uporabo spodnjega
energetsko varčne tehnologije bodo privedle do zmanjšanja stroškov za lastne
potreb, kar pripomore k večji donosnosti termoelektrarn in povečanju
nadzor porabe toplotne energije za lastne potrebe.

Načini za izboljšanje energetske učinkovitosti

Razmislimo o glavnih delih termoelektrarne: tipične napake njihove organizacije in
delovanje in možnost znižanja stroškov energije za proizvodnjo toplote
in električna energija.

Objekti na kurilno olje termoelektrarne

Objekti za kurilno olje vključujejo: opremo za sprejem in razkladanje vagonov
s kurilnim oljem, skladišče oskrbe s kurilnim oljem, črpališče kurilnega olja z grelniki na kurilno olje,
parni sateliti, grelniki pare in vode.

Količina porabe pare in ogrevalne vode za vzdrževanje delovanja
ekonomičnost kurilnega olja je pomembna. V termoelektrarnah na plin in olje (pri uporabi
para za ogrevanje kurilnega olja brez povratka kondenzata) produktivnost
naprava za razsoljevanje se poveča za 0,15 t na 1 tono zgorevanja
kurilno olje.

Izgube pare in kondenzata v napravah za kurilno olje lahko razdelimo na dvoje
kategorije: vračljiva in nepovratna. Nepovratna para vključuje:
uporablja se za razkladanje avtomobilov pri segrevanju z mešanjem tokov, pare
za splakovanje parovodov in parovodov za kurilno olje. Skupna prostornina pare
uporablja se v parnih grelnikih, grelnikih na kurilno olje, grelnikih
črpalke v rezervoarjih za kurilno olje vrniti v cikel SPTE v obliki
kondenzat

Tipična napaka pri organizaciji obrata za kurilno olje v termoelektrarni je pomanjkanje
lovilci kondenzata na parnih satelitih. Razlike med parnimi sateliti v dolžini in
način delovanja povzročijo različno odvajanje toplote in nastanek
iz parnih satelitov mešanice pare in kondenzata. Prisotnost kondenzata v pari
lahko povzroči vodni udar in posledično okvaro
gradnja cevovodov in opreme. Brez nadzorovanega izhoda
kondenzat iz toplotnih izmenjevalnikov vodi tudi do prehoda pare v
vod kondenzata. Pri odvajanju kondenzata v rezervoar, onesnažen z oljem
kondenzata, pride do izgube pare v kondenzatnem vodu
vzdušje. Takšne izgube lahko znašajo do 50 % porabe pare za kurilno olje.
kmetovanje.

Vezava zapore z zaporami kondenzata, montaža na
toplotni izmenjevalniki sistema za regulacijo izhodne temperature kurilnega olja
zagotavlja povečanje deleža vrnjenega kondenzata in zmanjšanje porabe
par naprej farma kurilnega olja do 30 %.

Iz osebne prakse lahko navedem primer pri uvajanju sistema
ureditev ogrevanja na kurilno olje v grelniki na kurilno olje v delovno stanje
stanje je omogočilo zmanjšanje porabe pare za kurilno olje črpališče na
20%.

Za zmanjšanje porabe pare in kurilnega olja
elektriko je mogoče preusmeriti v reciklažo kurilnega olja nazaj v
rezervoar za kurilno olje. Po tej shemi je mogoče črpati kurilno olje iz rezervoarja v
rezervoar in segrevanje kurilnega olja v rezervoarjih kurilnega olja brez vklopa dop
opreme, kar vodi do prihrankov toplotne in električne energije.

Kotlovska oprema

Kotlovska oprema vključuje energetski kotli, zrak
grelniki zraka, grelniki zraka, različne cevovode, ekspanderji
drenaže, drenažni rezervoarji.

Občutne izgube v termoelektrarnah so povezane z nenehnim pihanjem kotlovskih bobnov.
Da zmanjšate te izgube, namestite na napeljave za odzračevalno vodo
čistilni ekspanderji. Uporabljajo se sheme z eno in dvema stopnjama
razširitve.

V shemi izpihovanja kotla z enim parnim ekspanderjem od zadnjega
se običajno pošlje v odzračevalnik kondenzata glavne turbine. Prav tam
para prihaja iz prvega ekspanderja na dvostopenjska shema. Para iz
drugi ekspander se običajno pošlje v atmosferski ali vakuumski
odzračevalnik dopolnilne vode ogrevalnega omrežja ali v postajni kolektor
(0,12-0,25 MPa). Odtok ekspanderja za čiščenje se dovaja v hladilnik.
pihanje, kjer se ohladi z vodo, ki se pošlje v kemično delavnico (za
priprava dodatne in dopolnilne vode), nato pa se izpusti. torej
Tako izpihovalni ekspanderji zmanjšajo izgubo izpihovalne vode in
povečanje toplotne učinkovitosti instalacije zaradi dejstva, da je večja
Del toplote, ki jo vsebuje voda, se koristno uporabi. pri
namestitev regulatorja neprekinjeno pihanje do maksimuma
vsebnost soli poveča učinkovitost kotla, zmanjša količino porabljenega za
dopolnjevanje kemično prečiščene vode, s čimer dosežemo dodaten učinek
z varčevanjem reagentov in filtrov.

S povišanjem temperature dimnih plinov za 12-15 ⁰C pride do toplotnih izgub
povečati za 1 %. Uporaba krmilnega sistema grelnika
zraka kotlovskih enot glede na temperaturo zraka vodi do izključitve
vodno kladivo v cevovodu kondenzata, zmanjšanje temperature zraka na vstopu
regenerativni grelnik zraka, ki zmanjšuje temperaturo izpušnih plinov
plini

Po enačbi toplotne bilance:

Q p = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5

Q p - razpoložljiva toplota na 1 m3 plinastega goriva;
Q 1 - toplota, ki se uporablja za ustvarjanje pare;
Q 2 - toplotne izgube z izpušnimi plini;
Q 3 - izgube zaradi kemičnega pregorevanja;
Q 4 - izgube zaradi mehanskega podgorevanja;
Q 5 - izgube zaradi zunanjega hlajenja;
Q 6 - izgube s fizično toploto žlindre.

Z zmanjšanjem vrednosti Q 2 in povečanjem Q 1 se učinkovitost kotlovske enote poveča:
Učinkovitost = Q 1 /Q str

Pri termoelektrarnah z vzporednimi povezavami pride do situacij, ko je to potrebno
odklop odsekov parovodov z odpiranjem odtokov v slepi ulici
področja. Za vizualizacijo odsotnosti kondenzacije parnega voda
revizije so rahlo odprte, kar vodi do izgube pare. V primeru namestitve
lovilci kondenzata na slepih odsekih parovodov, kondenzat,
nastalo v parovodih organizirano odlagamo v drenažne rezervoarje
ali odtočnih ekspanderjev, kar povzroči možnost proženja
prihranek pare na turbinski napravi s proizvodnjo električne energije
energije.

Torej pri ponastavitvi prenosa 140 ati po eni reviziji in pod pogojem, da
mešanica parnega kondenzata vstopa skozi drenažo, velikost razpona in
s tem povezane izgube, Spirax Sarco specialisti pričakujejo,
z uporabo tehnike, ki temelji na Napierjevi enačbi ali pretoku medija
skozi luknjo z ostrimi robovi.

Pri delu z odprto revizijo en teden bo izguba pare 938
kg/h*24h*7= 157,6 ton bodo izgube plinov okoli 15 tisoč nm³ oz.
premajhna proizvodnja električne energije v območju 30 MW.

Turbinska oprema

Turbinska oprema vključuje parne turbine, grelniki
visokotlačni, nizkotlačni grelci, grelniki
omrežje, kotlovnice, odzračevalniki, črpalna oprema, ekspanderji
odtoki, rezervoarji z nizko točko.

bo zmanjšalo število kršitev voznih redov ogrevalnega omrežja in
okvara sistema za pripravo kemično prečiščene (kemično razsoljene) vode.
Kršitev urnika obratovanja ogrevalnega omrežja vodi do izgub zaradi pregrevanja
toplote in premajhnega ogrevanja vodi do izgube dobička (prodaja manj toplote,
kot je mogoče). Temperaturno odstopanje surovo vodo pri kemijski delavnici vodi:
ko se temperatura zniža, se učinkovitost bistrilnikov poslabša, ko se temperatura poveča,
temperature - do povečanja izgub filtra. Za zmanjšanje porabe
para za grelnike surove vode uporablja vodo iz izpusta
kondenzator, zaradi česar se toplota izgubi s krožečo vodo v
atmosfera se uporablja za vodo, ki se dovaja v kemično delavnico.

Drenažni ekspander sistem je lahko eno- ali dvostopenjski.
Pri enostopenjskem sistemu vstopi para iz ekspanderja odtoka
pomožni zbiralnik pare, uporablja pa se v odzračevalnikih in
V različnih grelnikih se kondenzat običajno odvaja v odtočno posodo
ali nizke točke rezervoarja. Če ima termoelektrarna paro za lastne potrebe, dva
različne pritiske, uporabo dvostopenjski sistem ekspanderji
drenaža. V odsotnosti regulatorjev nivoja v odtočnih ekspanderjih
puščanje pare s kondenzatom iz ekspanderjev visoke drenaže
tlaka v nizkotlačni ekspander in nato skozi odtočno posodo v
vzdušje. Namestitev odtočnih ekspanderjev z nadzorom nivoja lahko
privede do prihranka pare in zmanjšanja izgub kondenzata do 40 % prostornine
parno-kondenzatna mešanica drenaže parovoda.

Med zagonom turbin je potrebno odpreti odtoke in
turbinske ekstrakcije. Med delovanjem turbine so odtoki zaprti. Vendar
popolno zaprtje vseh drenaž je neizvedljivo, saj zaradi
prisotnost stopenj v turbini, kjer je para pri vrelišču, in
zato lahko kondenzira. S stalno odprtimi odtoki
para se skozi ekspander odvaja v kondenzator, kar vpliva na tlak
v njej. In ko se tlak v kondenzatorju spremeni za ±0,01 at
Pri konstantnem pretoku pare je sprememba moči turbine ±2 %.
Ročna regulacija drenažni sistem povečuje tudi verjetnost
napake.

Navedel bom primer iz osebne prakse, ki potrjuje potrebo po povezovanju
turbinski drenažni sistem z lovilci kondenzata: po odstranitvi
okvaro, ki je povzročila zaustavitev turbine, so jo v termoelektrarni začeli odpravljati
zagon. Obratovalno osebje je vedelo, da je turbina vroča, pozabilo odpreti
drenažo, in ko je bila ekstrakcija vklopljena, je prišlo do vodnega udara z uničenjem dela
parovod za ekstrakcijo turbine. Posledično so bila potrebna nujna popravila
turbine. V primeru napeljave odvodnega sistema z lovilci kondenzata,
temu problemu bi se lahko izognili.

Pri obratovanju termoelektrarn se včasih pojavijo težave s kršitvami
kemija vode način delovanja kotlov zaradi povečane vsebnosti
kisika v napajalni vodi. Eden od razlogov za kršitev kemije vode
način je zmanjšanje tlaka v odzračevalnikih zaradi pomanjkanja
avtomatski sistem za vzdrževanje tlaka. Kršitev kemije vode
način vodi do obrabe cevovodov, povečane korozije površin
ogrevanje in posledično dodatni stroški za popravila opreme.

Tudi na številnih postajah so enote nameščene na glavni opremi
merjenje na osnovi diafragme. Diafragme imajo normalno dinamiko
merilno območje 1:4, kar povzroča problem določanja obremenitev
med zagonom in minimalnimi obremenitvami. Nepravilno delovanje
merilnikov pretoka vodi v pomanjkanje nadzora nad pravilnostjo in
učinkovitost delovanja opreme. Danes Spirax LLC
Sarco Engineering" je pripravljen predstaviti več vrst merilnikov pretoka s
merilno območje do 100:1.

Za zaključek povzamemo zgoraj in še enkrat naštejemo Glavni ukrepi za zmanjšanje stroškov energije termoelektrarn:

• Vezava parnih zapornikov z zaporami kondenzata
• Vgradnja sistema za regulacijo izstopne temperature kurilnega olja na toplotnih izmenjevalcih
• Prenos recirkulacije kurilnega olja nazaj v rezervoar za kurilno olje
• Povezava s krmilnim sistemom za omrežne in grelnike surove vode
• Montaža drenažnih ekspanderjev z nivojsko regulacijo
• Napeljava drenažnega sistema turbine z lovilci kondenzata
• Montaža merilnih enot

Več zanimivih informacij lahko vedno najdete na naši spletni strani v razdelku

V.L. Gudzyuk, vodilni specialist;
dr. P.A. Šomov, direktor;
P.A. Perov, inženir ogrevanja,
Znanstveno-tehnični center "Industrijska energija" LLC, Ivanovo

Izračuni in obstoječe izkušnje kažejo, da tudi preprosto in razmeroma poceni tehnične dogodke izboljšanje upravljanja toplote v industrijskih podjetjih privede do pomembnega gospodarskega učinka.

Pregledi parno-kondenzatnih sistemov številnih podjetij so pokazali, da parovodi pogosto nimajo drenažnih žepov za zbiranje kondenzata in lovilcev kondenzata. Zaradi tega pogosto prihaja do povečanih izgub pare. Simulacija odtoka pare na podlagi programski izdelek je omogočil ugotovitev, da se lahko izgube pare skozi odtoke parovoda povečajo do 30 %, če parno-kondenzatna mešanica prehaja skozi odvod, v primerjavi z odvajanjem samo kondenzata.

Podatki meritev na parovodih enega od podjetij (tabela), katerih odtoki nimajo žepov za zbiranje kondenzata ali lovilcev kondenzata in so skozi vse leto delno odprti, so pokazali, da so lahko izgube toplotne energije in sredstev precej velike. . Iz tabele je razvidno, da so drenažne izgube pri parovodu DN 400 lahko celo manjše kot pri parovodu DN 150.

Tabela. Rezultati meritev na parovodih anketiranega industrijskega podjetja, katerih odtoki nimajo žepov za zbiranje kondenzata in lovilcev kondenzata.

Če nekaj pozornosti posvetimo delu za zmanjšanje tovrstnih izgub z nizkimi stroški, je mogoče doseči pomemben rezultat, zato je bila preizkušena možnost uporabe naprave, splošni pogled ki je prikazan na sl. 1. Nameščen je na obstoječo odtočno cev parne cevi. To je mogoče storiti s tekočim parnim vodom, ne da bi ga izklopili.

riž. 1. Naprava za drenažo parnega voda.

Treba je opozoriti, da za parni cevovod ni primeren kateri koli odvod kondenzata, stroški opremljanja enega odtoka z odvodom kondenzata pa se gibljejo od 50 do 70 tisoč rubljev. Običajno je veliko drenaž. Nahajajo se na razdalji 30-50 m drug od drugega, pred dvižnimi vodi, regulacijskimi ventili, razdelilniki itd. Parna zapora zahteva kvalificirano vzdrževanje, zlasti v zimsko obdobje. Za razliko od toplotni izmenjevalnik, je količina izpuščenega in poleg tega uporabljenega kondenzata glede na pretok pare skozi parovod nepomembna. Najpogosteje se mešanica pare in kondenzata iz parovoda odvaja v ozračje skozi drenažo. Njegovo količino uravnava zaporni ventil "na oko". Zato je zmanjšanje izgub pare iz parovoda skupaj s kondenzatom lahko dobro ekonomski učinek razen če je povezano z z velikimi stroški sredstev in dela. Ta situacija se pojavlja v mnogih podjetjih in je prej pravilo kot izjema.

Ta okoliščina nas je spodbudila, da preverimo možnost zmanjšanja izgub pare iz parovoda, če iz nekega razloga ni bilo možnosti opremljanja odtokov parovoda z lovilci kondenzata v skladu s standardno konstrukcijsko shemo. Naloga je bila, da minimalni stroškičas in sredstva za organizacijo odstranjevanja kondenzata iz parovoda, ko minimalna izguba par.

Kot najlažje izvedljiv in poceni način Za rešitev tega problema je bila upoštevana možnost uporabe zadrževalne podložke. Premer luknje v pritrdilni podložki se lahko določi z nomogramom ali z izračunom. Načelo delovanja temelji na različni pogoji puščanje kondenzata in pare skozi luknjo. Pasovna širina zadrževalna podložka za kondenzat je 30-40-krat večja kot za paro. To omogoča neprekinjeno odvajanje kondenzata z minimalno količino prehajajoče pare.

Najprej je bilo treba zagotoviti, da je mogoče zmanjšati količino pare, ki se izpušča skozi drenažo parne cevi skupaj s kondenzatom, če ni žepa zbiralnika in vodnega tesnila, tj. v pogojih, ki se na žalost pogosto pojavljajo v podjetjih z nizkotlačnimi parovodi.

Prikazano na sl. 1 naprava ima vstopno in dve enaki izhodni odprtini za pranje. Na fotografiji je razvidno, da parno-kondenzatna mešanica izstopa skozi luknjo z vodoravno smerjo curka. To luknjo lahko zapremo s pipo in jo občasno uporabimo, ko je treba napravo odzračiti. Če je pipa pred to luknjo zaprta, kondenzat teče iz parnega voda skozi drugo luknjo z navpično smerjo toka - to je način delovanja. Na sl. 1 je razvidno, da ko je pipa odprta in izstopa skozi stransko luknjo, kondenzat prši s paro, pri izstopu skozi spodnjo luknjo pa pare praktično ni.

riž. 2. Način delovanja drenažne naprave parovoda.

Na sl. 2 prikazuje način delovanja naprave. Izhod je predvsem tok kondenzata. To jasno kaže, da je mogoče zmanjšati pretok pare skozi zadrževalno podložko brez vodnega tesnila, kar je glavni razlog, ki omejuje njegovo uporabo za drenažo parnega voda, zlasti v zimski čas. V tej napravi je uhajanje pare iz parnega voda skupaj s kondenzatom preprečeno ne le z podložka plina, ampak tudi poseben filter, ki omejuje izhod pare iz parnega voda.

Učinkovitost več je bila preizkušena možnosti oblikovanja taka naprava za odstranjevanje kondenzata iz parnega voda z minimalno vsebnostjo pare. Izdelane so lahko bodisi iz kupljenih komponent bodisi v kotlovniški mehanični delavnici, pri čemer se upoštevajo pogoji delovanja določenega parovoda. Uporabite lahko tudi komercialno dostopen vodni filter, ki lahko deluje pri temperaturi pare v parnem vodu, z manjšimi spremembami.

Stroški izdelave ali nakupa komponent za eno descender ne presegajo nekaj tisoč rubljev. Izvedba ukrepa se lahko izvede na račun obratovalnih stroškov in je vsaj 10-krat cenejša od uporabe lovilca kondenza, še posebej v primerih, ko ni vračanja kondenza v kotlovnico.

Velikost ekonomskega učinka je odvisna od tehnično stanje, način delovanja in pogoji delovanja posameznega parovoda. Daljši kot je parni vod in večje število drenažnih iztokov, hkrati pa je drenaža izvedena v ozračje, večji je ekonomski učinek. Zato je v vsakem konkretnem primeru potrebna predhodna obravnava vprašanja izvedljivosti. praktično uporabo obravnavana rešitev. Ni negativnega učinka v zvezi z drenažo parovoda z izpustom parno-kondenzatne mešanice v ozračje skozi ventil, kot se pogosto zgodi. Menimo, da je za nadaljnje študije in nabiranje izkušenj priporočljivo nadaljevati z deli na obstoječih nizkotlačnih parovodih.

Literatura

1. Elin N.N., Shomov P.A., Perov P.A., Golybin M.A. Modeliranje in optimizacija cevovodnih omrežij za parovode industrijskih podjetij // Bilten ISEU. 2015. T. 200, št. 2. str. 63-66.

2. Baklastov A.M., Brodyansky V.M., Golubev B.P., Grigoriev V.A., Zorina V.M. Industrijska toplotna energetika in ogrevalna tehnika: priročnik. M.: Energoatomizdat, 1983. Str.132. riž. 2.26.

Izgube pare in kondenzata iz elektrarn delimo na notranje in zunanje. Med notranje izgube štejemo izgube zaradi uhajanja pare in kondenzata v sistemu opreme in cevovodov same elektrarne ter izgube izpihovalne vode iz uparjalnikov.

Za poenostavitev izračuna so izgube zaradi puščanja običajno koncentrirane v napeljavi sveže pare

Za zanesljivo delovanje uparjalnika in pridobivanje pare zahtevane čistosti se izvaja neprekinjeno čiščenje.

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

D pr =(0,5-5)% D 0 - za kemično prečiščeno vodo

Za zmanjšanje izpihovanja je potrebno povečati pretok zraka in zmanjšati izgube zaradi puščanja.

Prisotnost izgub pare in kondenzata vodi do zmanjšanja toplotne učinkovitosti ES. Za nadomestitev izgube dodatne potrebe po vodi, katere priprava zahteva dodatne stroške. Zato je treba zmanjšati izgube pare in kondenzata.

Na primer, izgube z izpihovalno vodo je treba zmanjšati iz polnega ekspanderja izločevalnika izpihovalne vode.

Notranje izgube: Dw =D ut +D pr

D ut - izgube zaradi puščanja

D pr - izgube iz čistilne vode

Pri IES: Dw ≤1 %D 0

Ogrevanje SPTE: Dw ≤1,2 %D 0

maturantski ples SPTE: Dw ≤1,6 %D 0

Poleg D TV v termoelektrarnah, ko se para iz turbin premosorazmerno usmerja k industrijskim porabnikom.

D v =(15-70)%D 0

Pri toplarnah SPTE se toplota odjemalcu dobavlja v zaprtem krogu kot industrijski. Steam. Izmenjava toplote

Para iz izhoda turbine se kondenzira v toplotnem izmenjevalniku industrijskega tipa, kondenzat GP pa se vrne v električni sistem. Postaje.

Sekundarno hladilno sredstvo se segreje in pošlje porabniku toplote

V tej shemi ni zunanjih izgub kondenzata

V splošnem primeru: D znoj = D W + D v - SPTE

IES in SPTE z zaprt krog D mačka =D tor

Toplotne izgube Dpr so zmanjšane v vodnih hladilnikih za izpihovanje. Voda za izpihovanje se ohladi za napajanje ogrevalnega omrežja in napajalne naprave.

20 Bilanca pare in vode v elektrarni.

Za izračun toplotne sheme, določitev pretoka pare v turbine, produktivnost generatorjev pare, energijske kazalnike itd., Je treba vzpostaviti zlasti osnovna razmerja materialne bilance pare in vode elektrarne

Materialna bilanca uparjalnika: D SG = D O + D UT ali D PV = D SG + D PR.

materialna bilanca turbinskega agregata: D O = D K + D r + D P.

Materialna bilanca porabnik toplote: D P = D OK + D VN.

Notranje izgube pare in kondenzata: D IN = D UT + D" PR.

Materialna bilanca za napajalno vodo: D PV = D K + D r + D OK +D" P + D DW.

Dodatna voda mora pokriti notranje in zunanje izgube:

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

Razmislite o ekspanderju čistilne vode

r s<р пг

h pr =h / (p pg)

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

h / pr = h / (p s)

Sestavi se toplotna in materialna bilanca separatorja

Toplotni: D pr h pr =D / p h // p +D / pr h / pr

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

D / n = β / n D pr; β/p ≈0,3

D / pr = (1-β / n) D pr

Izračunani pretok čistilne vode se določi iz materialne bilance aplikacij. C PV (kg/t) - koncentracija nečistoč v PV

C pg - dovoljena koncentracija nečistoč v kotlovski vodi

C n - koncentracija nečistoč v pari

D PV = D PG + D PR – materialna bilanca

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

D PR = D PG *;

D PR = ;

α pr =D pr /D 0 =

Višja kot je količina PV, potem C pg / C uv →∞ in nato α pr →0