Введение к работе
Актуальность темы. Организация надежной и экономичной работы борудования электростанций, котельных и тепловых сетей является важ-ейшей задачей теплоэнергетики. Одной из наиболее острых проблем, воз-икающих при эксплуатации систем теплоснабжения и теплоэнергетиче-ких установок, является внутренняя коррозия . Отрицательными послед-твиями внутренней коррозии являются сокращение срока эксплуатации борудования и трубопроводов тепловых сетей, ТЭС и котельных, а также начительное снижение мощности источников тепловой и электрической нергии.
Перспективным направлением повышения надежности и экономично-ти работы систем теплоснабжения и теплоэнергетических установок явля-тся обеспечение эффективной противокоррозионной обработки воды в одоподготовительных установках ТЭС и котельных.
Одной из основных причин, вызывающих внутреннюю коррозию, яв-[яется присутствие в воде коррозионно-активных газов - диоксида углерода и кислорода. В настоящее время для удаления этих газов из воды широ-:о используются вакуумные деаэраторы. Однако возможности удаления 10г в данных аппаратах при пониженных параметрах ограничены. Потому в установках с вакуумной деаэрацией существенно возрастает роль іервой ступени десорбции СОг - декарбонизаторов.
Актуальной проблемой при проектировании и эксплуатации водо-юдготовительных установок с вакуумными деаэраторами, решению ко-орой посвящена настоящая работа, является обеспечение высокоэффек-ивного удаления свободного диоксида углерода в декарбонизаторах.
Диссертационная работа выполнялась в рамках отраслевой научной программы 0.08 " Надежность и экономичность систем теплоснабжения " 'АО " ЕЭС России".
Целью настоящей работы является повышение массообменной эффективности и экономичности декарбонизаторов водоподготовительных установок с вакуумной деаэрацией.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
определены рациональные формы представления результатов экспериментальных исследований декарбонизаторов;
определена область применения декарбонизаторов в водоподготовительных установках с вакуумной деаэрацией ;
выполнена оценка влияния режимных факторов на массообменную іффективность декарбонизаторов;
разработана методика определения экономичности процесса десорбции СОг в декарбонизаторах;
выполнена оценка энергетической эффективности декарбонизаторов;
определен наиболее эффективный тип декарбонизатора;
определены рациональные пути повышения эффективности процес десорбции СОг в декарбонизаторах;
выполнен анализ существующих схем включения декарбонизаторі разработаны новые способы работы декарбонизаторов, повышающие э фективность противокоррозионной обработки воды и экономичность ' плоэнергетических установок.
Основные методы научных исследований. В работе использован : сергетический метод анализа тепловой экономичности, а также мето] вычислительной математики, общей химии и физики.
Научная новизна работы.
-
Показана возможность определения коэффициента десорбции С в декарбонизаторах с помощью уравнений регрессии, полученных методі активного многофакторного эксперимента.
-
Разработана методика определения энергетической эффективное процесса десорбции СО: в декарбонизаторах, с помощью которой дока; но преимущество тепловых методов повышения массообменной эффекту ности декарбонизаторов.
-
Разработаны способы повышения массообменной и знергетическі эффективности процесса удаления ССЬ в декарбонизаторах: способ с п вторным использованием выпара, контактный способ подогрева воды г ред декарбонизаторами.
4. Разработана модель процесса десорбции СОг в декарбонизатор
с рециркуляцией выпара. Получено аналитическое выражение, позволяющ
определить долю выпара, повторно используемого в декарбонизаторе.
Достоверность и обоснованность результатов подтверждены практич ской проверкой на действующих теплоэнергетических установках.
Практическая ценность работы.
-
Определена область применения декарбонизаторов в схемах вод подготовительных установок с вакуумной деаэрацией. Разработаны рек мендации по дополнению и уточнению действующих нормативных док ментов по проектированию и эксплуатации водоподготовительных уст новок с декарбонизаторами и вакуумными деаэраторами.
-
Выполнено сравнение массообменной и энергетической эффекти ности декарбонизаторов различных типов, результаты которого позвол ют определить наиболее эффективный тип декарбонизатора.
-
Разработаны новые схемы включения декарбонизаторов водопо, готовительных установок с вакуумной деаэрацией.
Результаты работы позволяют обеспечить высокоэффективное удал ние свободного диоксида углерода в процессе противокоррозионной ol работки воды с применением декарбонизаторов и вакуумных деаэраторе при экономичной работе ТЭЦ и котельных.
Внедрение результатов работы.
-
На Ульяновской ТЭЦ-3, Саратовской ТЭЦ -5, Усть-Илимской ТЭЦ и Набережночелнинской ТЭЦ использованы рекомендации по выбору типов декарбонизаторов.
-
На Воркутинской ТЭЦ-1 используется способ контактного подогрева подпиточной воды.
-
На Ульяновской ТЭЦ-1 используется способ обработки воды в де-карбонизаторе с рециркуляцией выпара.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Результаты исследования области применения декарбонизаторов в схемах водоподготовительных установок с вакуумной деаэрацией.
-
Результаты оценки влияния режимных факторов на массообменную эффективность декарбонизаторов различных типов.
-
Методика и результаты исследования энергетической эффективности процесса десорбции СОг и результаты исследования экономичности декарбонизаторов различных типов.
-
Способы повышения массообменной и энергетической эффективности декарбонизаторов водоподготовительных установок с вакуумными деаэраторами и результаты их исследования.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на региональной научно- технической конференции " Актуальные вопросы охраны экружающей среды и рационального природопользования" ( Ульяновский политехнический институт, май 1992 г.) на YI международной школе -семинаре " Рациональное использование энергетических и материальных ресурсов: прикладной энергетический анализ " (Очаков, сентябрь 1994 г.), на Российской научно-технической конференции по повышению надежности и маневренности оборудования атомных и тепловых электростанций ^Санкт-Петербургский государственный технический университет, ноябрь 1994 г.), на III Минском международном форуме по тепло-массообмену, май 1996 г., на ежегодных научных конференциях профессорско-треподавательского состава УлГТУ; январь-февраль 1990- 1998 г.г., на заседании научного семинара лаборатории ТЭЦ (Саратовский государст-зенный технический университет, январь 1998 г.), на заседании научного семинара кафедр ТЭС и ХХТЭ (Ивановский государственный энергетический университет, февраль 1998 г.)
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 24 печатные работы.
Объем и построение работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав л основных выводов ; содержит 9 таблиц, 50 рисунков, список литературы чз 145 наименований.
Похожие диссертации на Исследование и разработка режимов эксплуатации и схем включения декарбонизаторов теплоэнергетических водоподготовленных установок
