Gubici u sistemima za kondenzaciju pare. V.L. Gudzyuk, P. Shomov, P.A. Perov, Smanjenje gubitaka pare pri dreniranju parnog cjevovoda kroz potpornu podlošku
Pročitajte također
Stranica 2
Prema postojećoj metodologiji obračuna, kao što je već navedeno, iznosi za nepovrat kondenzata su isključeni iz cijene energije u termoelektranama, što dovodi do vještačkog smanjenja nivoa cijene energije.
Količina vode koja se prenosi drugim preduzećima uključuje vodu i paru (nepovrat kondenzata, dopuna toplovodne mreže, itd.), kao i otpadne vode usmerene na postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda druga preduzeća.
Međutim, potrebno je promijeniti dosadašnju proceduru isključenja iz cijene energije primljenih količina od potrošača za nepovrat kondenzata, jer to dovodi do neopravdanog potcjenjivanja cijene energije. Ovo pitanje je detaljnije obrađeno u nastavku u Pogl.
Glavni gubici mogu biti: a) potrošnja pare za sopstvene potrebe(ako se kondenzat ove pare ne vrati); b) curenje pare i kondenzata kroz curenja u cjevovodima; c) gubitak kondenzata iz odvoda parovoda kada normalan rad i pri zagrevanju novouključenih sekcija; d) gubitak pare od pregrejača za pročišćavanje pri paljenju kotlovskih jedinica; f) gubitak vode iz kotla.
Ovisno o tome koji su potrošači priključeni na CHP postrojenje i kolike su njihove relativne potrebe za parom, nepovrat kondenzata od proizvodnih potrošača u različitim CHP postrojenjima je različit. Ona se kreće od 40 do 100%, ako se računa u odnosu na količinu ispuštene pare, i od 10 do 40%, ako se računa u odnosu na količinu pare koja ulazi u turbinu. Za termoelektrane nepovrat kondenzata od vanjskih potrošača pare predstavlja vanjski gubitak. Oni, kao i gubici unutar stanice, moraju se nadoknaditi dodatnom vodom. Ukupni dodaci glavnog ciklusa termoelektrane određuju se zbirom vanjskih i unutarstaničnih gubitaka.
Za nezaštićene kotlove relativno malog kapaciteta (s pritiskom ne većim od 15 sati i naponom pare do 30 kg / m2 sat) i sa velikim nepovratom kondenzata, jednostavnije je koristiti pojednostavljene metode - unutar kotao i termička obrada voda i djelomična kationizacija.
Vodni bilans uključuje centraliziranu proizvodnju, potrošnju u tehnološkim podsistemima, uključujući napajanje parogeneracijskih jedinica za povrat topline, proizvodnju i potrošnju u energetskim podsistemima, gubitke zbog opskrbe parom vanjskim potrošačima kada se kondenzat ne vraća. Bilans vode za hlađenje odražava funkcionisanje sistema direktnog i cirkulacionog vodosnabdevanja.
Tarife za grijanje su postavljene pod pretpostavkom 100% povrata kondenzata. Potrošači plaćaju nepovrat kondenzata po cijeni hemijski prečišćene ili demineralizirane vode, prosjeku za energetski sistem, uvećanom za najviše 20% kako bi se osigurao standardni nivo rentabilnosti. Iznos plaćanja potrošaču za vraćeni kondenzat određen je komponentom goriva troška od 4.186 GJ (10 Gcal) topline iz organizacije za opskrbu energijom.
| Jednocijevni sistem parnog grijanja sa centralnom kompresijom mlaza i povratom kondenzata. |
CHP postrojenja su vrlo skupa, pa je stoga kapacitet ovih postrojenja obično ograničen. Nepovratak kondenzata iziskuje povećanje kapaciteta postrojenja za prečišćavanje vode i dodatnu potrošnju hemijskih reagensa, a dovodi i do dodatnih gubitaka topline.
Vrlo veliki gubici topline nastaju zbog kvara kondenzatora i zbog curenja prirubnički priključci zaporne uređaje i sigurnosne ventile i protiv gubitka toplog kondenzata. Nepovratak kondenzata pogoršava kvalitetu napojne vode, što doprinosi kontaminaciji površine grijanja i pogoršanju prijenosa topline.
U kombinovanim termoelektranama (CHP), gubici kondenzata sastoje se od gubitaka unutar stanice i potrošača. Obično je nepovrat kondenzata od potrošača znatno veći od gubitaka unutar stanice, i neophodan dodatak voda može dostići do 30 - 40% ili više proizvodnje pare. Neki potrošači također mogu doživjeti kontaminaciju kondenzata, zbog čega on postaje neprikladan za napajanje parnih kotlova. U ovom slučaju kod termoelektrana sa kotlovima visokog pritiska ili direktnim protokom, preporučljivo je ugraditi parne pretvarače. Primarna para za parne pretvarače je para iz jednog od izlaza turbine.
U termoelektranama koje proizvode ne samo električnu energiju, već i oslobađaju toplinu u obliku pare i tople vode(CHP), ugrađuju se turbine koje rade sa selekcijom djelimično iscrpljene pare iz međustepena. Zbog nepovrata kondenzata se oslobađa termalni potrošač pare, gubici iz ciklusa se značajno povećavaju i mogu dostići 40 - 60% izlazne pare kotlova.
Nepovratak kondenzata, pored direktnog gubitka topline, zahtijeva dodatnu dovodu kemijski pročišćene vode za napajanje parnih kotlova, što obično dovodi do povećanja ispuštanja i, posljedično, dodatnih toplinskih gubitaka. Osim toga, nepovrat kondenzata u izvore opskrbe parom zahtijeva povećanje njihove produktivnosti i, u nekim slučajevima, kompliciranje shema kemijske obrade vode i uređaja za odvajanje unutar kotla, što je povezano s povećanjem kapitalnih troškova, a često i operativnih troškova.
Nadoknada gubitaka pare i vode u termoelektranama
U termoelektranama sa Po ≥ 8,8 MPa (90 Atm), gubici se nadoknađuju potpuno demineralizovanom dodatnom vodom.
U termoelektranama na Po ≤ 8,8 MPa koristi se hemijsko prečišćavanje nadopunjene vode – uklanjanje katjona tvrdoće, njihova zamjena katjonima natrijuma, uz očuvanje rezidualnih kiselina (aniona).
Priprema demineralizovane vode vrši se na tri načina:
2. Termička metoda
3. Kombinovano fizičko-hemijske metode(upotreba elemenata hemijsko čišćenje, dijaliza, membrana)
Hemijska metoda za pripremu dodatne vode
IN površinske vode Postoje grube, koloidne i istinski otopljene nečistoće.
Ceo sistem hemijske obrade vode podeljen je u dve faze:
1) Predtretman vode
2) Prečišćavanje od istinski rastvorenih nečistoća
1. Predtretman se vrši u bistrijelima vode. Time se uklanjaju grubo raspršene koloidne nečistoće. Tvrdoća magnezija se zamjenjuje tvrdoćom kalcijuma i dolazi do desilikonizacije vode magnezijem.
Al 2 (SO 4) 3 ili Fe (SO 4) - koagulansi
MgO+H 2 SiO 3 → MgSiO 3 ↓ + H 2 O
Nakon prethodnog pročišćavanja, voda sadrži samo istinski otopljene nečistoće
2. Prečišćavanje od istinski rastvorenih nečistoća se vrši pomoću filtera za jonsku izmjenu.
1) N – filter za katjonsku izmjenu
Voda prolazi kroz dva stupnja H - filtera za izmjenu katjona, zatim jedan stupanj filtera za izmjenu anjona.
Dekarbonizator – hvatanje CO 2. Nakon H - katjonske izmjene i OH - anionske izmjene u vodi, slabe kiseline H 2 CO 3, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, dok CO 2 prelazi u slobodni oblik i zatim voda odlazi u dekarbonizator, u kojem CO 2 je uklonjena fizički.
Henry-Daltonov zakon
Količina datog gasa rastvorenog u vodi direktno je proporcionalna parcijalnom pritisku ovog gasa iznad vode.
U dekarbonizatoru, zbog činjenice da je koncentracija CO 2 u zraku približno nula, CO 2 se oslobađa iz vode u dekarbonizatoru.
Ostaci slabih kiselina (PO 4, CO 2, SiO 3) se hvataju na jakom filteru za izmjenu anjona.
Termička metoda odsoljavanja dodatne vode
Zasnovan na fenomenu da je rastvorljivost soli u pari pri niskim pritiscima veoma niska.
Termička priprema dodatne vode vrši se u isparivačima.
Količina pare koja teče u jednostepenom krugu približno je jednaka pročišćenoj.
Fundamental termalni krugovi opskrba parom i toplinom iz termoelektrana.
Opskrba toplinom iz CHP.
Svi potrošači topline mogu se podijeliti u 2 kategorije:
1. Potrošnja (potrošnja) topline ovisi o klimatskim uslovima(grijanje i ventilacija);
2. potrošnja toplote ne zavisi od klimatskih uslova (topla voda).
Toplota se može oslobađati u obliku pare ili tople vode. Voda kao rashladno sredstvo za grijanje ima prednosti u odnosu na paru (potreban je manji promjer cijevi + manji gubici). Voda se priprema u mrežnim grijačima (glavni i vršni). Steam se pušta samo za tehnološke potrebe. Može se ispustiti direktno iz izlaza turbine ili preko parnog pretvarača.
Prilikom izračunavanja potrošnje topline za grijanje uzima se u obzir sljedeće:
– površina stana
– razlika u temperaturi spolja i unutar kuće
– karakteristika grijanja zgrade
Q = V æ (t unutra – t spolja)
[kcal/h] = [m 3 ]*[kcal/m 3 h·ºS]*[ºS]
gdje je Q potrošnja topline po jedinici vremena Gcal/h ili kcal/h
æ (kappa) - koliko se topline gubi iz 1 m 3 zgrade u jedinici vremena kada se toplina promijeni za 1 stepen. Varira od 0,45 do 0,75
Grijanje
Ventilacija
18 +8-10 -26 t pare, o C
Slika 55.
Godišnja opskrba toplinom za grijanje .
Peak dio
Grijanje
Glavni dio
Topla voda
0 550 5500 8760 n
broj sati u kojima je vršno opterećenje
Slika 56.
Za izračunavanje topline iz stanice za grijanje koriste se koeficijenti grijanja:
α CHPP = Q odabir /Q mreža
gdje je Q ekstrakcija količina topline koju uklanjamo iz ekstrakcije turbine
Q mreža je količina topline koju moramo prenijeti mrežnoj vodi na stanici
Šema opskrbe toplinom iz CHP
Sistemi za pripremu toplote (HPS):
Jedinica za grijanje (TU)
Zajednička instalacija postrojenja (OU)
Postoje 2 vrste TPS-a:
1) za termoelektrane sa turbinama snage 25 MW ili manje, kao i državne elektrane velike snage. Za ovu vrstu TPS toplana turbina se sastoji od glavnog i vršnog grijača, i opšte stanične instalacije uključuju: mrežne pumpe, jedinice za omekšavanje vode, pumpe za dopunsku vodu i deaeratori
2) za termoelektrane sa turbinama snage veće od 50 MW. Za ovu vrstu toplane Turbine se sastoje od 2 glavna grijača povezana u seriju (gornji i donji) i mrežne pumpe za vodu sa 2-stepenim pumpanjem: 1 pumpa se nalazi prije donjeg glavnog grijača, a pumpa 2. stupnja se nalazi iza gornjeg glavnog grijača. Opće stanične instalacije sastoje se od vršnog bojlera za toplu vodu (PHB), jedinica za omekšavanje dopunske vode, odzračivača i pumpi za dopunsku vodu.
Šema toplane prvog tipa.
Slika 57.
ROU – redukciono-rashladna jedinica
Temperatura vode u mreži zavisi od temperature spoljašnjeg vazduha. Ako je vanjska temperatura zraka = 26 stepeni, tada bi na izlazu iz vršnog grijača temperatura vode u mreži trebala biti približno 135–150 ºS
Temperatura vode iz mreže na ulazu u glavni grijač je ≈ 70 ºS
Smanjeni kondenzat pare iz vršnog grijača spaja se u glavni grijač i zatim putuje zajedno sa kondenzatom grijaće pare.
14. Koeficijent grijanja α CHPP. Metode pokrivanja vršnog toplotnog opterećenja u termoelektranama.
Gubici pare i kondenzata u termoelektranama dijele se na interne DBT, gubitke iz proizvodnje
bubnjevi kotla, eksterna voda i tehnološki DTexH. Na internu
Ovi gubici uključuju curenje u elementima opreme, paru i vodu
vodovi elektrane.
Nadoknada gubitaka u termoelektranama se vrši demineralizovanom vodom, dok
čak i kapacitet odsoljevanja ili postrojenje za isparavanje Za
kondenzacijske elektrane i toplane CHP treba uzeti jednakim
2% izlazne pare instaliranih kotlova. Performanse
postrojenje za isparavanje u cijelom postrojenju ili dodatni proizvođač
Kapacitet postrojenja za odsoljavanje (preko 2%) je prihvaćen:
za elektrane sa jednokratni kotlovi- 25 t/h sa blokovima kapaciteta
200, 250, 300 MW, 50 t/h za blokove od 500 MW, 75 t/h za energetske blokove
ukupno 800 MW;
za elektrane sa doboš kotlovima - 25 t/h.
U termoelektranama na plin i ulje (kada se koristi para za zagrijavanje lož ulja bez povratnog kondenzata) povećava se produktivnost postrojenja za kemijsko odsoljavanje
za 0,15 t po 1 toni sagorenog lož ulja.
Curenja uzrokuju gubitke pare i vode i smanjuju termičku efikasnost
elektrane. Postoje na svim linijama parovodnog trakta, ali kada
proračuni pretpostavljaju da su koncentrisani u cjevovodu svježe pare (prije
binoy). To pojednostavljuje proračune i dovodi do činjenice da su oni pronađeni na ovaj način
Pokazatelji toplinske efikasnosti su donekle potcijenjeni, iako vrlo
beznačajan.
Primjetni gubici u termoelektranama povezani su sa kontinuiranim puhanjem bubnjeva
kotlovi Da biste smanjili ove gubitke, instalirajte na vodove za pročišćavanje
ekspanderi za čišćenje. Koriste se šeme sa jednim i dva stupnja
Potrošnja vode pri neprekidnom puhanju kotla mora se mjeriti mjeračem protoka
a za stabilno stanje pri nadoknađivanju gubitaka demineraliziranom vodom ili
destilat isparivača ne smije biti veći od 1 i ne manji od 0,5% proizvodnje
vijek trajanja kotla, a pri nadopunjavanju gubitaka kemijski pročišćenom vodom - ne
više od 3 i ne manje od 0,5% produktivnosti; pri pokretanju kotla nakon instalacije, re
ugradnju ili iz rezerve, dozvoljeno je povećanje kontinuirano duvanje do 2-5%
performanse kotla.
Sprečavanje vanjskih gubitaka pare i kondenzata pri korištenju parnog pre-
obrazovna instalacija (PPU) povezana je sa nedostatkom snage turbine
zbog potrebe za opskrbom pare s većim potencijalom u PPU nego što je potrebno
koristi se u tehnološke svrhe. Ova nedovoljna proizvodnja snage mora se uzeti u obzir
pri proračunu osnovnog toplotnog dijagrama termoelektrane. Unutrašnji gubici i gubici,
povezane sa puhanjem bubnjeva kotla, dopunjuju se dodatnom vodom, post
se dovodi u kondenzator turbine, gdje se podvrgava preliminarnom odzračivanju.
Vanjski gubici se nadopunjuju dodatnom vodom koja se šalje u odzračivač
kondenzat glavne turbine.
U termoelektranama sa vanjskim gubicima radnog fluida, dodatno se dopunjuje voda
ih, prije nego što se ubaci u odzračivač glavnog kondenzata turbine, mora se zagrijati
ispariti i prethodno odzračiti u atmosferskom deaeratoru. Krug predgrijavanja
bučanje i prethodno odzračivanje dodatne vode koja se koristi za dopunu
vanjski gubici prikazani su na sl. 5.3.
Pored navedenih gubitaka pare i kondenzata u termoelektranama, postoje:
koji se nazivaju tehnološki gubici (ili gubici za sopstvene potrebe). Oni su povezani
bave se radom mlaznica, uduvavanjem i pranjem grejnih površina, servisiranjem
ugradnja uređaja za tretman kondenzata, odzračivanje dopunske vode toplinske mreže,
istovar mazuta, uzorkovanje rashladne tečnosti za hemijske analize itd.
Standardi za tehnološke gubitke pare i kondenzata razvijeni su električnim putem
stanica za svaku tehnološku operaciju, uzimajući u obzir moguće ponovljene
korišćenje gubitaka. Tehnološki gubici se ne uzimaju u obzir prilikom obračuna troškova
osnovni termički dizajn stanice, ali se mora uzeti u obzir kada
izbor instaliranog kapaciteta postrojenja za prečišćavanje vode.
Odvodnjavanje opreme i parovoda kao trajna (na primjer, od brtve
pumpe) i periodične (većina je tipična za pokretanje
režimi) se sakupljaju u drenažni rezervoar i povremeno vraćaju u ciklus.
U modernim termoelektranama kontaminirani kondenzat se obično sakuplja u rezervoaru
kondenzata i nakon čišćenja na filterima za jonsku izmjenu i odzračivanju
rotira u ciklusu. Ako termoelektrana ima isparivače, kontaminirani kondenzat,
Na ove uređaje može se usmjeravati i izduvna voda iz bubnjastih kotlova. At
U takvim shemama, ukupni gubici vode u termoelektranama se naglo smanjuju.
Gubici pare i kondenzata dijele se na unutrašnje i vanjske.
Gubici unutar stanice sastoje se od:
Potrošnja pare za pomoćne uređaje stanice bez povrata kondenzata - parno puhanje parogeneratora, za mlaznice sa parnom raspršivanjem lož ulja, za uređaje za grijanje lož ulja;
Gubici pare i vode prilikom pokretanja i zaustavljanja parnih generatora;
Gubitak pare i vode zbog curenja u cjevovodima, fitingima i opremi;
Gubici vode iz ispuhivanja;
Obim gubitaka zavisi od karakteristika opreme, kvaliteta izrade i ugradnje, nivoa održavanja i rada.
Unutrašnji gubici su (u udjelima potrošnje napojne vode):
kod IES – 0,8-1%, kod CHP – 1,5-1,8%.
Najveći dio gubitaka je zbog puhanja vode. Ovo je neophodno tehnološke operacije održavati koncentraciju soli, lužina i silicijumske kiseline u vodi parogeneratora, u granicama koje osiguravaju pouzdan rad potonje i potrebnu čistoću pare. Za vraćanje dijela vode i topline tokom kontinuiranog upuhivanja u ciklus koriste se uređaji koji se sastoje od ekspandera i hladnjaka vode za duvanje. Količina pare koja se oslobađa u ekspanderu iznosi do 30% protoka vode za pročišćavanje. Ostatak se ispušta u kanalizaciju.
Vanjski gubici nastaju kada se para ispušta direktno iz turbina i parogeneratora ako se dio kondenzata te pare ne vrati u stanicu.
Korištena para tehnološkim procesima, zagađen je raznim hemijska jedinjenja. Veličina njegovih gubitaka može doseći 70%. U prosjeku, za industrijske termoelektrane, odnos vanjskih gubitaka i izlazne pare parnih generatora je 20 – 30%.
Gubici pare i vode u ciklusu elektrane moraju se nadoknaditi dodatnom napojnom vodom za generatore pare.
Dodatna potrošnja vode: Dd.in = Din + Dpr + Dv.p., gdje je
Din – unutarstanični gubici pare i vode u elektrani (bez gubitaka kod duvanja);
Dpr – gubitak vode u drenažu iz ekspandera za pročišćavanje;
Dv.p. – gubitak kondenzata od vanjskih potrošača.
Dpr = βDp.pg, gdje
Dp.pg – protok vode za pročišćavanje parogeneratora;
β je udio ispuštene vode koja se ispušta u drenažu.
Entalpija suhe zasićene pare u ekspanderu;
Entalpije kipuće vode pod pritiskom u generatoru pare i ekspanderu.
Dodatna potrošnja topline goriva u elektrani uzrokovana gubicima pare i kondenzata:
, (9.2)
gdje su , , , entalpije pare nakon generatora pare, vode za pročišćavanje, parnog kondenzata vraćenog u termoelektranu od vanjskih potrošača, dodatne vode, - efikasnost. mreža generatora pare.
Gubici pare i vode u termoelektranama povećavaju potrošnju električna energija za napajanje pumpi. Pozvan ovim dodatni trošak toplina goriva određena je formulom:
, W (9,3)
gdje je količina dodatne vode, kg/s; - pritisak napojne vode iza pumpe, Pa; ρ - gustina vode, kg/m³; - efikasnost napojna pumpa ~ 0,7 – 0,8; - efikasnost neto elektrane.
Smanjenje efikasnosti stanice, uzrokovane gubicima pare i kondenzata i značajnim troškovima za pripremu dodatne napojne vode, zahtijevaju sljedeće mjere:
Upotreba naprednijih metoda za pripremu dodatne hrane. voda;
Upotreba postupnog isparavanja u kotlovima na bubanj, čime se smanjuje količina vode koja se ispušta;
Organizacija prikupljanja čistog kondenzata od svih potrošača stanice;
Maksimalna moguća primjena zavareni spojevi u cjevovodima i opremi;
Prikupljanje i vraćanje čistog kondenzata od eksternih potrošača.
Možda ću s vremenom ponovo napisati ovaj važan dio. U međuvremenu, pokušaću da odrazim barem neke od glavnih tačaka.
Uobičajena situacija za nas, servisere, je da kada počnemo sa sljedećim zadatkom, nemamo pojma šta će ili bi trebalo biti na kraju. Ali uvijek nam je potreban barem neki početni trag kako ne bismo upali u zabunu, već razjašnjavanjem i sticanjem detalja organizirali kretanje naprijed.
Gdje da počnemo? Očigledno, iz razumijevanja onoga što se krije pod pojmom gubitak pare i vode. U termoelektranama postoje računovodstvene grupe koje vode evidenciju o ovim gubicima i potrebno je poznavati terminologiju da biste imali produktivan kontakt s njima.
Zamislimo da termoelektrana isporučuje 100 tona pare trećim potrošačima (recimo, određena betonara i/ili fabrika hemijska vlakna), i od njih prima povrat ove pare u obliku tzv. proizvodnog kondenzata u količini od 60 tona. Razlika od 100-60 = 40 tona se naziva nepovrat. Ovaj nepovrat je pokriven dodatkom vode za nadopunjavanje, koja se uvodi u ciklus TPP kroz rez između HDPE (grijača nizak pritisak), rjeđe - preko odzračivača ili, još rjeđe, na neki drugi način.
Ako u ciklusu TE postoje gubici pare i vode - a oni uvijek postoje i po pravilu su značajni - tada je veličina dodatka nadopunjene vode jednaka nepovratu plus gubicima rashladne tekućine u TE ciklus. Recimo da je veličina dodatka 70 tona, nepovrat je 40 tona. Tada će gubici, definisani kao razlika između dodatka i nepovrata, biti 70-40 = 30 tona.
Ako ste savladali ovu jednostavnu aritmetiku, a ja u to ne sumnjam, onda ćemo nastaviti naš napredak. Postoje gubici unutar stanice i druge vrste gubitaka. Možda neće biti jasnog razdvajanja ovih koncepata u računovodstvenoj grupi zbog prikrivanja pravog uzroka ovih gubitaka u izvještavanju. Ali pokušaću da objasnim logiku podele.
Uobičajena je stvar kada stanica pušta toplinu ne samo parom, već i kroz kotao sa vodom iz mreže. U toplinskoj mreži nastaju gubici, koji se moraju nadoknaditi dopunom toplinske mreže. Recimo da se 100 tona vode temperature 40°C koristi za dopunu toplovodne mreže koja se prvo šalje u odzračivač 1.2ata. Da bi se ova voda odzračila, treba je zagrijati do temperature zasićenja pod pritiskom od 1,2 kgf/cm2, a za to će biti potrebna para. Entalpija zagrijane vode iznosit će 40 kcal/kg. Entalpija zagrijane vode prema Vukalovičevim tabelama (Termodinamička svojstva vode i vodene pare) biće 104 kcal/kg na liniji zasićenja pri pritisku od 1,2 kgf/cm2. Entalpija pare koja ide u deaerator je približno 640 kcal/kg (ova vrijednost se može razjasniti u istoj obračunskoj grupi). Para će, nakon što je odustala od toplote i kondenzovala, takođe imati entalpiju zagrijane vode - 104 kcal/kg. Kao majstorima balansa, nije vam nimalo teško da zapišete očigledan odnos 100*40+X*640=(100+X)*104. Gdje je potrošnja pare za dogrijavanje nadopune vode u deaeratoru 1.2ata X=(104-40)/(640-104)=11.9 t ili 11.9/(100+11.9)=0.106 t pare po 1 tona nadopune vode nakon odzračivanja 1.2ata. To su, da tako kažem, legitimni gubici, a ne rezultat neispravnog rada servisera.
Ali budući da smo zaneseni toplinskim proračunima, odvezat ćemo još jedan sličan čvor. Recimo da imamo 10 tona otpadne vode za električne kotlove. To su također gotovo legitimni gubici. Da bi ovi gubici bili još legitimniji, para iz ekspandera s kontinuiranim propuštanjem se često vraća u TPP ciklus. Konkretno, pretpostavimo da je pritisak u bubnjevima kotla 100 kgf/cm2, a pritisak u ekspanderima 1 kgf/cm2. Shema je sljedeća: voda za pročišćavanje s entalpijom koja odgovara liniji zasićenja pod pritiskom od 100 kgf/cm2 ulazi u ekspandere, gdje ključa i stvara paru i vodu s entalpijom koja odgovara liniji zasićenja pri pritisku od 1 kgf/cm2. Ono što se ispušta nakon ekspandera je još jedan „legalni“ gubitak vode.
Prema Vukalovićevim tabelama nalazimo: entalpiju duvačke vode - 334,2 kcal/kg; entalpija vode nakon kontinuiranog duvanja ekspandera - 99,2 kcal/kg; entalpija pare iz ekspandera - 638,8 kcal/kg. I opet stvaramo djetinjasto jednostavan balans: 10*334,2=X*638,8+(10-X)*99,2. Gdje nalazimo količinu proizvedene pare X = 10*(334,2-99,2)/(638,8-99,2) = 4,4 tone Gubici vode za puhanje će biti 10-4,4 = 5,6 tona ili 0,56 tona po 1 toni vode za puhanje. . U ovom slučaju, 4,4*638,8*1000 kcal ili 4,4*638,8/(10*334,2)=0,84 kcal se vraća u ciklus za svaku kcal vode za pročišćavanje.
Priđimo sada kotlu, mjestu kojem najčešće moramo prilaziti – mjestima uzorkovanja. Da li su troškovi na ovim mestima dobro regulisani? Čini se da je protok 0,4 l/min, ali u stvarnosti vjerovatno neće biti manji od 1 l/min ili 0,001*60=0,06 t/h. Ako ima recimo 10 takvih tačaka uzorkovanja na kotlu, onda ćemo imati gubitak rashladne tečnosti od 0,6 t/h samo iz jednog kotla. Šta ako tačke plutaju, "pljuju" itd.? Postoje i različiti impulsni vodovi do uređaja, gdje također može doći do gubitaka zbog tehnologije ili zbog curenja u ovim vodovima. Koncentratori saliniteta mogu se ugraditi i na kotlove. Samo je noćna mora koliko vode mogu uzeti na sebe. A to su sve „legalne“ ili kako god hoćete da ih nazovete, gubici pare i vode.
Dalje ćete biti u grupi računovodstva, ili na početku. Tehnički odjel ili glavni inženjer će vam reći da još uvijek postoje gubici pare za vaše vlastite potrebe. Posao kao i obično, par izbor proizvodnje(ima jedan na turbinama) ide za potrebe industrije mazuta. Za ove potrebe postoje prilično strogi standardi, a kondenzat pare se mora vratiti u ciklus. Ni jedan ni drugi od ovih zahtjeva obično nisu ispunjeni. A mogu postojati i „pravni“ gubici za kupatilo, staklenik ili nešto drugo.
Rezervoar niske tačke... Ovo je često jedna od glavnih komponenti napojne vode. Ako je voda u rezervoaru kontaminirana preko granice, onda kemičari ne daju dozvolu za korištenje ove vode. A to su takođe gubici ili, kako je to rekao uvaženi Boris Arkadijevič, unutrašnji nepovrat. Iz ovog ili onog razloga, proizvodni kondenzat vraćen od eksternog potrošača ne smije se koristiti i ova činjenica ne može biti evidentirana u računovodstvenoj grupi.
Kad se sa svim ovim pozabavite, ako treba, i dalje će biti 5-6% nekih neshvatljivih, neobjašnjivih gubitaka. Može biti manje, a može biti i više, u zavisnosti od nivoa rada u pojedinoj termoelektrani. Gdje tražiti ove gubitke? Moramo, da tako kažem, ići putem pare i vode. Curenje, para i druge slične „sitnice“ mogu iznositi značajne količine, premašujući po veličini gubitke koje smo razmatrali na mjestima uzorkovanja pare i vode. Međutim, sve o čemu smo do sada govorili može biti manje-više očigledno osoblju TE i bez naših objašnjenja. Stoga, nastavimo svojim mentalnim putem putem pare i vode.
Gde ide voda? U kotlovima, u rezervoarima, u deaeratorima. Gubici zbog curenja u kotlovima također vjerovatno nisu novi problem za rad. Ali mogu zaboraviti na preljeve u rezervoarima i odzračivanju. I ovdje nekontrolirani gubici mogu biti više nego značajni.
Inspirisani prvim uspjehom, nastavimo put dok para struji. Kuda ide para sa stanovišta predmeta koji nas zanima? Za razne ventile, zaptivke, u odzračivačima 1.2 i 6 ata... Ventili kao i svi naši ne rade savršeno. Drugim riječima, plutaju gdje god da su, uklj. i u odzračivačima. Ove pare ulaze u izduvne cijevi, koje se ispuštaju na krov glavne zgrade termoelektrane. Ako se popneš na ovaj krov unutra zimsko vrijeme, tamo možete pronaći industrijsku maglu. Možda pomoću tahometra izmjerite protok pare iz cijevi i ustanovite da je ta para dovoljna za organiziranje staklenika ili zimske bašte na krovu.
Međutim, i dalje ostaju neshvatljivi i neobjašnjivi gubici. I jednog dana dok smo raspravljali o ovom pitanju glavni inženjer, ili šef turbinske radnje, ili se neko drugi sjeti da mi (tj. oni) koristimo paru za glavni ejektor i ta para se ne vraća u ciklus. Ovako se situacija može razviti u interakciji sa osobljem TE.
Bilo bi lijepo dodati ovim općim razmatranjima neke alate za procjenu i lokalizaciju gubitaka. Generalno, nije teško napraviti takve šeme bilansa stanja. Teško je procijeniti gdje podaci odgovaraju činjenici, a gdje greške mjerača protoka. Ali ipak, ponekad je moguće nešto razjasniti ako ne uzmete jednokratna mjerenja, već rezultate u dovoljnom vremenskom periodu dug period. Manje-više pouzdano znamo veličinu gubitaka pare i kondenzata kao razliku između protoka nadopunjene vode i nepovrata proizvodnog kondenzata. Dopuna, kao što je već spomenuto, obično se provodi kroz turbinski krug. Ako ovaj krug nema svoje gubitke, onda će ukupna potrošnja napojne vode nakon HPH (visokotlačnih grijača) turbina premašiti potrošnju žive pare do turbina za iznos gubitaka u ciklusu TPP (inače, bez ovaj višak, neće biti ničim što bi nadoknadilo gubitke u krugu kotla). Ako postoje gubici u turbinskom krugu, tada će razlika između dvije razlike, dopuna_minus_nepovratna i protok_za_pritisak_pritisak_minus_protok_vruće_pare, biti gubici u krugu turbine. Gubici u turbinskom krugu su gubici na zaptivkama, u sistemu regeneracije (u HPH i HDPE), u ekstrakciji pare iz turbina koja ulazi u deaeratore i kotao (tj. ne toliko u samim ekstrakcijama, koliko u deaeratorima i kotlovima) iu turbinskim kondenzatorima. Deaeratori imaju ventile sa svojim curenjem ejektori koji koriste paru su spojeni na kondenzatore. Ako bismo gubitke pare i kondenzata mogli podijeliti na gubitke u kotlovskom i turbinskom krugu, onda je zadatak daljeg specificiranja gubitaka znatno lakši i za nas i za operativno osoblje.
U tom smislu, bilo bi lijepo nekako, makar samo grubo, podijeliti gubitke pare i kondenzata na gubitke same pare i stvarni kondenzat ili vodu. Morao sam napraviti takve procjene i pokušat ću ukratko da oslikam njihovu suštinu kako biste i vi, ako želite, mogli učiniti nešto slično u interakciji sa turbinima ili sa istom knjigovodstvenom grupom u termoelektranama. Ideja je da ako znamo gubitke energije, kojima nemamo ništa drugo pripisati osim gubitaka topline s parom i vodom, i ako znamo ukupna veličina gubitke rashladne tečnosti (a to se mora znati), onda nakon dijeljenja prvog sa drugim gubitke pripisujemo jednom kilogramu rashladne tekućine i prema vrijednosti ovih specifični gubici možemo procijeniti entalpiju izgubljene rashladne tekućine. A iz ove prosječne entalpije možemo suditi o odnosu gubitaka pare i vode.
Ipak, da se vratimo na pitanje rezanja pite... Gorivo, recimo, gas, dolazi u termoelektrane. Po komercijalnim mjeračima protoka poznata je njegova potrošnja, a iz komercijalnih mjerača protoka se zna koliko je topline termoelektrana ispustila. Potrošnja plina pomnožena svojim kalorijska vrijednost u kcal/m3, minus opskrba toplinom u kcal, minus proizvodnja električne energije pomnožena s njenom specifičnom potrošnjom u kcal/kWh, ovo je, u prvoj aproksimaciji, naš kolač. Istina, toplinska snaga se računa, naravno, ne u kilokalorijama, već u gigakalorijama, ali to su detalji koji vas ovdje ne moraju nužno smetati. Sada od ove vrijednosti moramo oduzeti ono što je pri sagorijevanju plina uletjelo u dimnjak i pobjeglo sa gubicima kroz toplotna izolacija kotlovi Općenito, množimo kaloričnu vrijednost plina sa njegovim protokom, pa sve to množimo sa efikasnošću kotlova, koju računovodstvena grupa majstorski zna odrediti (i lažirati, ali o tome nećemo), i tako odrediti takozvani Qbruto kotlova. Od Qgross-a oduzimamo toplinsku snagu i proizvodnju električne energije, što smo već spomenuli, i kao rezultat dobijamo kolač koji treba rezati.
Ostale su samo tri komponente u ovoj piti - sopstvene potrebe kotlova i turbina, gubici zbog snabdevanja toplotom, gubici toplotni tok. Gubici toplotnog toka su nešto sa ne sasvim jasnim značenjem, nešto poput legitimisanja nekih ne sasvim opravdanih gubitaka. Ali, srećom, postoji standard za ovo pitanje, koji možemo oduzeti od naše pite. Sada ostatak kolača sadrži samo vlastite potrebe i gubitke zbog opskrbe toplinom. Gubici sa oslobađanjem toplote su zakonski gubici tokom pripreme vode (gubici pri ispuštanju zagrejanih voda za regeneraciju i pranje, gubici toplote pri pročišćavanju taložnika i sl.) plus gubici za rashladne cjevovode, kućišta deaeratora i sl., koji se obračunavaju prema posebnom razvijeni standardi u zavisnosti od temperature okruženje. Oduzmimo ove gubitke, nakon čega bi u našem kolaču trebale ostati samo vlastite potrebe kotlova i turbina. Zatim će vam računovodstvena grupa, ako ne lažu, reći koliko je tačno topline potrošeno za svoje potrebe. To su gubici toplote od neprekidnog puhanja vode, potrošnja toplotne energije za proizvodnju lož ulja, grijanje itd. Ove sopstvene potrebe oduzmete od ostatka kolača i šta dobijete - nula? To se dešava i sa našim preciznim merenjima, uključujući zvanična komercijalna merenja. Međutim, nakon ovog oduzimanja obično ostane prilična količina koju majstori rasipaju za svoje potrebe i jedinični troškovi za proizvodnju električne energije. Pa da, zastarjela oprema, uštede na popravkama, plus zahtjev odozgo da se godišnje povećava efikasnost rada razlozi su ovog neizbježnog sranja. Ali naš zadatak je da odredimo pravi razlog neravnoteža struje i toplote koja čini ostatak naše pite. Ako smo zajedno sa računovodstvenom grupom sve pažljivo radili, a ako su instrumenti lagali, onda ne previše, onda je ostao samo jedan glavni razlog - gubitak energije uz gubitke pare i vode.
A gubici energije, uključujući gubitke s gubicima pare i vode, uvijek su rezonantno pitanje u termoelektranama.
Naravno, gubici su neizbježni, tako da postoje PTE standardi u tom pogledu. A ako negdje u udžbeniku za fakultete pročitate da možete bez gubitaka, onda je to glupost i ništa više, pogotovo u vezi s našim termoelektranama.
Naravno, nisam ovde sve reflektovao vrijedan pažnje momente. Ako želite, možete pronaći korisne informacije u tehničkim izvještajima ili drugdje. Na primjer, pronašao sam koristan, po mom mišljenju, fragment na ovu temu u knjizi naših divova od hemije do energetike M.S. Škrob i F.G. Prokhorov "Prečišćavanje vode i vodni režim parnoturbinske elektrane" za 1961. Nažalost, ovdje su poredane sve mušice i slonovi. Po potrebi možete se posavjetovati sa našim stručnjacima ili osobljem termoelektrana o veličinama količina navedenih u fragmentu, kao i o primjerenosti korištenja svih preporuka datih u fragmentu, predstavljam ovaj fragment bez daljnjih komentara.
“Tokom rada, dio kondenzata ili pare, kako unutar tako i izvan elektrane, se gubi i ne vraća se u ciklus stanice Glavni izvori nepovratnih gubitaka pare i kondenzata unutar elektrane su:
a) kotlarnica, u kojoj se para gubi za pogon pomoćnih mehanizama, za otpuhivanje pepela i šljake, za granulaciju šljake u peći, za prskanje u mlaznicama tečno gorivo, kao i ispuštanje pare u atmosferu prilikom periodičnog otvaranja sigurnosnih ventila i prilikom pročišćavanja pregrijača pare tokom loženja kotla;
b) turbinske jedinice kod kojih postoje kontinuirani gubici pare kroz labirintske zaptivke i u vazdušne pumpe usisna para zajedno sa vazduhom;
c) rezervoare za kondenzat i napojne rezervoare, gde gubitak vode nastaje prelivanjem, kao i isparavanjem vrućeg kondenzata;
d) napojne pumpe kod kojih dolazi do curenja vode kroz curenja u zaptivkama kutije za punjenje;
e) cjevovodi u kojima dolazi do curenja pare i kondenzata kroz curenje u prirubničkim priključcima i zapornim ventilima.
Gubici pare i kondenzata unutar stanice u kondenzacionoj elektrani (CPS) i TE čistog grijanja mogu se smanjiti na 0,25-0,5% ukupne potrošnje pare, uz primjenu sljedećih mjera: a) zamjene, gdje je to moguće , parni pogoni sa električnim; b) odbijanje upotrebe parnih mlaznica i duvaljki; c) korištenje uređaja za kondenzaciju i sakupljanje izduvne pare; d) uklanjanje bilo koje vrste plovka ventila; e) stvaranje čvrstih spojeva cevovoda i izmenjivača toplote; f) suzbijanje curenja kondenzata, prekomjernog odvodnjavanja vode iz elemenata opreme i potrošnje kondenzata za neproizvodne potrebe; g) pažljivo sakupljanje drenaže.
Kompenzacija gubitaka unutar stanice i eksternog kondenzata može se izvršiti na nekoliko načina, uključujući:
a) hemijski tretman izvorišne vode tako da mešavina kondenzata sa ovom vodom ima pokazatelje kvaliteta neophodne za napajanje kotlova;
b) zamena izgubljenog kondenzata kondenzatom istog kvaliteta dobijenog u jedinici za konverziju pare (u ovom slučaju para se daje proizvodnim potrošačima ne direktno iz ekstrakcije, već u obliku sekundarne pare iz parnog konvertora);
c) ugradnja isparivača dizajniranih za isparavanje dodatne vode uz kondenzaciju sekundarne pare i dobivanje visokokvalitetnog destilata."
Pronašao sam kraći fragment u knjizi A.A. Gromoglasova, A.S. Kopylova, A.P. Pilshchikov "Prečišćavanje vode: procesi i uređaji" za 1990. Ovdje ću si dozvoliti da se ponovim i napomenem da da uobičajeni gubici pare i kondenzata u našim termoelektranama ne prelaze, kako tvrde autori, 2-3%, ne bih smatrao potrebnim sastavljati ovaj odjeljak:
„Tokom rada termoelektrana i nuklearnih elektrana dolazi do unutarstaničnih gubitaka pare i kondenzata: a) u kotlovima tokom kontinuiranog i periodično čišćenje, pri otvaranju sigurnosnih ventila, pri upuhivanju vode ili pare na vanjske grijaće površine od pepela i šljake, pri prskanju tekućeg goriva u mlaznicama, pri pokretanju pomoćnih mehanizama; b) u turbogeneratorima kroz labirintne zaptivke i parno-vazdušne ejektore; b) na mjestima uzorkovanja; d) u rezervoarima, pumpama, cevovodima prilikom prelivanja, isparavanja tople vode, curenja kroz zaptivke, prirubnice itd. Uobičajeni gubici pare i kondenzata unutar stanice, koji se nadoknađuju dodatnom napojnom vodom, ne prelaze 2-3% u termoelektranama i 0,5-1% u nuklearnim elektranama u različitim periodima rada njihove ukupne proizvodnje pare."
Osim toga, pronašao sam na internetu:
„Unutrašnji gubici:
Gubitak pare, kondenzata i napojne vode zbog curenja u prirubničkim spojevima i spojevima;
Gubitak pare kroz sigurnosne ventile;
Curenje parnih cijevi i turbina;
Potrošnja pare za duvanje grejnih površina, lož ulje i mlaznice;
Interni gubici rashladne tekućine u elektranama s kotlovima na podkritičnim parametrima također uključuju gubitke od kontinuiranog duvanja iz kotlovskih bubnjeva."
Iz moje prepiske sa inženjerom Kurske CHPP-1. Za gubitke vode, pare i kondenzata:
Dobar dan, Genadije Mihajloviču! 30-31.05.00
Ponovo smo razgovarali sa Privalovim (zamjenikom šefa hemijske radnje DonORGRES) o problemu gubitaka rashladne tečnosti. Većina velike gubitke dostupno na odzračivačima (1.2, 1.4 i posebno 6 ata), u BZK (rezervni rezervoar kondenzata), na sigurnosni ventili i u drenažama (uključujući PVD drenaže sa visokim sadržajem toplote vode). Ispravljači ponekad preuzimaju sličan posao identificiranja gubitaka, ali ne nezainteresirano.
O istoj temi sam pričao i sa kotlarom. Dodao je da ima i značajnih curenja na zaptivkama turbina. Zimi se curenje pare može pratiti lebdenjem iznad krova. Negdje u izvještajima sam imao podatke o pokrenutom pitanju i sjećam se da sam konstatirao velike gubitke na PVD drenaži. Za termoelektrane sa proizvodnim opterećenjem, maksimalno dozvoljena veličina Gubici rashladne tekućine unutar stanice, isključujući potrošnju pare za postrojenja za lož ulje, odzračivanje mreže grijanja, itd., prema PTE-u iz 1989. godine, stranica 156 (nemam drugi PTE pri ruci) je 1,6 * 1,5 = 2,4% od ukupnog broja potrošnja vode za piće. Norme za ove gubitke, prema PTE, mora godišnje odobriti energetsko udruženje, vodeći se datim vrijednostima i " Metodička uputstva prema proračunu gubitaka pare i kondenzata."
Kao smjernicu, reći ću da moj izvještaj o termoelektrani kemijske tvornice Shostkinsky pokazuje prosječnu cijenu struje iz BNT-a u iznosu od 10-15% potrošnje vode za piće. A tokom puštanja u rad prvog agregata Astrakhan CHPP-2 (agregati su tamo), nismo mogli da obezbedimo jedinicu pravu količinu demineralizovanu vodu sve dok se niski rezervoar ne aktivira i kondenzat se šalje u UPC. Sa "zakonitih" 12% potrošnje napojne vode, mogu poluintuitivno procijeniti vaš očekivani nivo gubitaka rashladne tekućine kao 4% gubitaka pare (na ventilima, deaeratorima, neiskorištenim isparenjima BNT-a, itd.), 5% gubitaka napojne vode i kondenzat LDPE, 3% ostali gubici pare i vode. Prvi dio uključuje ogroman (do 5,5% od bruto efikasnost bojlera), drugi - impresivan (oko 2%) i poslednji - podnošljiv (manje od 0,5%) deo gubitka toplote. Vjerovatno vi (CHP) još uvijek ispravno izračunate ukupne gubitke pare i kondenzata. Ali, vjerovatno, pogrešno izračunavate gubitke topline, a još manje ispravno postupate u smislu smanjenja svih ovih gubitaka.
P.S. Pa, čini se da smo već pokrili s vama sve glavne teme koje se na ovaj ili onaj način odnose na VCRB. Možda će vam se neka pitanja činiti previše teškim. Ali to nije zato što su zaista teški, već zato što su vam i dalje neobični. Čitajte bez naprezanja. Neke stvari će vam postati jasne prvi put, neke drugi put kada ih pročitate, a neke će vam postati jasne treći put. U trećem čitanju, neke od dužina koje sam dozvolio mogu početi da vas iritiraju. To je normalno i uz našu kompjutersku tehnologiju nije strašno. Napravite kopije datoteka za sebe i uklonite nepotrebne fragmente ili ih zamijenite s manje riječi koje razumijete. Kompresija informacija dok se apsorbuju je bitan i koristan proces.
Kada vam sve ili većina navedenog postane jasno i poznato, više niste početnici. Naravno, možda još uvijek ne znate neke osnovne stvari. Ali uvjeravam vas, niste sami u ovome. Operativno osoblje također često ne zna neke od najosnovnijih stvari. Niko ne zna sve. Ali ako već imate skup korisnih znanja i ako ga eksploatacija nekako primijeti, onda će vam, naravno, biti oprošteno što ne znate neke osnovne stvari. Nadogradite ono što ste postigli i idite naprijed!