Введение к работе
Актуальность работы. Надежность и экономичность теплоэлектростанций во многом зависит от эффективности работы теплообменного оборудования конден- сатно-питательного тракта турбоустановок.
Одной из остро стоящих проблем является насыщение основного конденсата турбоустановки коррозионно-активными газами, что служит причиной повышения интенсивности коррозионных процессов и снижения экономичности работы подогревателей, особенно работающих под разрежением.
Проблема наличия коррозионно-активных газов в конденсатно-питательном тракте ТЭЦ обостряется в период работы теплофикационных турбоустановок с малыми пропусками пара в конденсатор, так как из-за малых расходов конденсата концентрация растворенных в нем кислорода и углекислоты растет, что ведет к повышенной активности коррозионных процессов. Кроме того, в таких режимах возможны существенные потери теплоты в конденсаторах турбин из-за вынужденного регулирования основного конденсата.
Работа выполнена в соответствии с утвержденными на Федеральном уровне Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники РФ (пункт 08 - Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика) и Перечнем критических технологий РФ (пункт 27 - Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе).
Объект исследования. Теплообменное оборудование теплофикационных турбоустановок ТЭЦ.
Цель работы - повышение эффективности ТЭЦ путем совершенствования работы теплообменного оборудования турбоустановок.
Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:
-
проанализированы ранее известные способы борьбы с неконденсирующимися газами, поступающими в оборудование конденсатно-питательного тракта, способы регенерации потоков теплоты в турбоустановках при малых пропусках пара в конденсатор;
-
разработаны приборные и бесприборные технологии мониторинга герметичности вакуумных систем турбоустановок;
-
дана количественная оценка влияния технологии каскадного отвода парогазовой смеси из регенеративных подогревателей на энергетическую эффективность ТЭЦ;
-
разработаны способы отвода парогазовой смеси из регенеративных подогревателей с последующей утилизацией теплоты смеси;
- разработан способ регенерации теплоты конденсата рециркуляции в турбоустановках при малых пропусках пара в конденсатор, выполнен сравнительный технико-экономический анализ способов регенерации теплоты в этих режимах и разработан программный продукт, позволяющий автоматизировать расчет энергетической эффективности регенерации потоков теплоты в режимах работы теплофикационной турбоустановки с малыми пропусками пара в конденсатор.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
-
Разработаны научно обоснованные технологии оперативного определения герметичности вакуумных систем турбоустановок приборными и бесприборными способами. На практике показана применимость разработанных решений на теплоэнергетических объектах.
-
Дана количественная оценка влияния технологии каскадного отвода парогазовой смеси из регенеративных подогревателей на эффективность ТЭЦ.
-
Предложены способы отвода парогазовой смеси из регенеративных подогревателей с повторным использованием теплоты смеси.
-
Разработан способ регенерации теплоты конденсата рециркуляции в турбоустановках при малых пропусках пара в конденсатор, выполнен сравнительный технико-экономический анализ с аналогами при помощи авторского программного продукта. Доказана конкурентоспособность предлагаемого способа.
Новизна созданных решений подтверждена 27-ю патентами Российской Федерации на изобретения.
Практическая ценность работы. Разработанные научно-технические решения позволяют повысить эффективность работы ТЭЦ путем совершенствования работы теплообменного оборудования турбоустановок. Выполнена опытная проверка технологии мониторинга герметичности вакуумных систем на турбоуста- новке Т-100/120-130. Результаты работы приняты к внедрению на Ульяновской ТЭЦ-1. Внедрение всего комплекса разработанных технологий на турбоустановке Т-100/120-130 Ульяновской ТЭЦ-1 позволит снизить расход условного топлива примерно на 700 т/год при условии работы турбоустановки не менее 3000 ч/год. Результаты работы могут использоваться эксплуатационными и проектными организациями при выборе способов определения герметичности вакуумных систем турбоустановок, способов отвода неконденсирующихся газов из регенеративных подогревателей, схем и режимов работы турбоустановки при малых пропусках пара в конденсатор.
Личный вклад автора заключается в разработке технических решений и программного продукта для автоматизации расчетов, проведении расчетов, анализе и обобщении полученных результатов.
Достоверность и обоснованность результатов работы обусловлена применением современных методов теоретических исследований, сопоставимостью по-
лученных данных с другими источниками, практической проверкой предложенных решений на действующих теплоэнергетических предприятиях, патентной чистотой разработанных технических решений.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
-
-
Научно-обоснованные технологии приборного и бесприборного мониторинга герметичности вакуумных систем турбоустановок.
-
Научно-обоснованные технические решения по совершенствованию работы теплообменного оборудования турбоустановок ТЭЦ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на: 15-й Международной науч.-техн. конф. студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника, энергетика» (МЭИ, 2009); Молодежном инновационном форуме Приволжского федерального округа (УлГТУ, 2009); VII школе- семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В. Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении». (ИЦПЭ проблем энергетики Каз. НЦ РАН, 2010); Международной научной конференции «Современные научно-технические проблемы теплоэнергетики и пути их решения» (СГТУ, 2010); 4-й Всероссийской научно-технической конференции аспирантов, студентов и молодых ученых «Информатика и вычислительная техника». (УлГТУ, 2012); заседаниях постоянно действующего семинара научно- исследовательской лаборатории «Теплоэнергетические системы и установки» УлГТУ (УлГТУ, 2008-2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 58 печатных работ, в том числе 1 монография, 4 статьи в журналах из перечня ВАК Минобрнауки России, 2 полных текстов докладов, тезисы 5 докладов, 27 изобретений, 1 свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 158 наименований. Она изложена на 128 страницах, содержит 36 рисунков и 14 таблиц.
Похожие диссертации на Повышение эффективности ТЭЦ путем совершенствования работы теплообменного оборудования турбоустановок
-
-
-
