V. L. Gudzyuk, grand spécialiste ;
doctorat PENNSYLVANIE. Shomov, réalisateur ;
PENNSYLVANIE. Perov, chauffagiste,
Centre scientifique et technique "Energie Industrielle" LLC, Ivanovo

Les calculs et l'expérience existante montrent que même des mesures techniques simples et relativement peu coûteuses visant à améliorer l'utilisation de la chaleur dans les entreprises industrielles ont un effet économique significatif.

Des enquêtes sur les systèmes vapeur-condensat de nombreuses entreprises ont montré que les conduites de vapeur manquent souvent de poches de drainage pour collecter les condensats et les pièges à condensats. Pour cette raison, des pertes de vapeur accrues se produisent souvent. La simulation de l'écoulement de la vapeur à l'aide d'un produit logiciel a permis de déterminer que les pertes de vapeur par les drains des conduites de vapeur peuvent augmenter jusqu'à 30 % si un mélange vapeur-condensat passe par le drain, par rapport à l'évacuation des condensats uniquement.

Les données de mesure sur les conduites de vapeur de l'une des entreprises (tableau), dont les drains ne comportent pas de poches de collecte de condensats ou de pièges à condensats et sont partiellement ouverts tout au long de l'année, ont montré que les pertes d'énergie thermique et de fonds peuvent être assez importantes. . Le tableau montre que les pertes par drainage d'une conduite de vapeur DN 400 peuvent être encore inférieures à celles d'une conduite de vapeur DN 150.

Tableau. Les résultats des mesures sur les canalisations de vapeur de l'entreprise industrielle étudiée, dont les drains ne comportent pas de poches de collecte des condensats et de siphons à condensats.

En accordant une certaine attention aux travaux visant à réduire ce type de perte à faible coût, un résultat significatif peut être obtenu, c'est pourquoi la possibilité d'utiliser le dispositif a été testée, Forme générale qui est montré sur la fig. 1. Il est installé sur le tuyau de vidange du tuyau de vapeur existant. Cela peut être fait avec la conduite de vapeur en marche sans l'arrêter.

Riz. 1. Dispositif de drainage des conduites de vapeur.

Il convient de noter que n'importe quel siphon à condensats ne convient pas à une conduite de vapeur et que le coût d'équipement d'un drain avec un siphon à condensats varie de 50 000 à 70 000 roubles. Il y a généralement beaucoup de drainages. Ils sont situés à une distance de 30 à 50 m les uns des autres, devant les colonnes montantes, les vannes de régulation, les collecteurs, etc. Le purgeur nécessite un entretien qualifié, notamment en période hivernale. Contrairement à un échangeur de chaleur, la quantité de condensat évacuée et, de plus, utilisée, par rapport au débit de vapeur traversant la conduite de vapeur, est insignifiante. Le plus souvent, le mélange vapeur-condensat provenant du pipeline de vapeur est rejeté dans l'atmosphère par drainage. Sa quantité est régulée par la vanne d'arrêt « à l'oeil ». Par conséquent, la réduction des pertes de vapeur d'une canalisation de vapeur ainsi que des condensats peut donner un bon effet économique si cela n'est pas associé à à grands frais des fonds et du travail. Cette situation se produit dans de nombreuses entreprises et est plutôt une règle qu'une exception.

Cette circonstance nous a incité à vérifier la possibilité de réduire les pertes de vapeur de la canalisation de vapeur, en l'absence, pour une raison quelconque, de la possibilité d'équiper les drains de la canalisation de vapeur de purgeurs de condensats selon le schéma de conception standard. La tâche consistait à organiser l'évacuation des condensats de la conduite de vapeur avec une perte de vapeur minimale, avec un minimum de temps et d'argent.

La possibilité d'utiliser une rondelle de retenue a été considérée comme le moyen le plus simple à mettre en œuvre et le moins coûteux pour résoudre ce problème. Le diamètre du trou dans la rondelle de retenue peut être déterminé par un nomogramme ou par calcul. Le principe de fonctionnement est basé sur conditions différentes le condensat et la vapeur s'écoulent à travers le trou. La capacité de débit de la rondelle de rétention pour les condensats est 30 à 40 fois supérieure à celle pour la vapeur. Cela permet d'évacuer le condensat en continu à quantité minimum voler de la vapeur.

Tout d'abord, il fallait s'assurer qu'il était possible de réduire la quantité de vapeur évacuée par le drainage de la conduite de vapeur ainsi que les condensats en l'absence de poche de puisard et de joint hydraulique, c'est-à-dire dans des conditions malheureusement souvent rencontrées dans les entreprises équipées de conduites de vapeur à basse pression.

Montré sur la Fig. L'appareil 1 comporte une entrée et deux trous de rondelle de sortie de taille identique. La photographie montre qu'un mélange vapeur-condensat émerge par un trou avec une direction de jet horizontale. Ce trou peut être fermé avec un robinet et utilisé périodiquement lorsqu'il est nécessaire de purger l'appareil. Si le robinet devant ce trou est fermé, le condensat s'écoule de la conduite de vapeur par le deuxième trou avec une direction d'écoulement verticale - c'est le mode de fonctionnement. En figue. 1, on voit qu'avec le robinet ouvert et la sortie par trou latéral Le condensat est pulvérisé avec de la vapeur et à la sortie par le trou inférieur, il n'y a pratiquement pas de vapeur.

Riz. 2. Mode de fonctionnement du dispositif de vidange de la conduite de vapeur.

En figue. 2 montre le mode de fonctionnement de l'appareil. Le résultat est principalement un flux de condensat. Cela montre clairement qu'il est possible de réduire la consommation de vapeur grâce à rondelle de retenue sans joint hydraulique, dont la nécessité est la principale raison limitant son utilisation pour le drainage des canalisations de vapeur, en particulier dans heure d'hiver. Dans cet appareil, la sortie de vapeur de la conduite de vapeur avec le condensat est empêchée non seulement par la rondelle d'étranglement, mais également par un filtre spécial qui limite la sortie de vapeur de la conduite de vapeur.

L'efficacité de plusieurs a été testée options de conception un tel dispositif pour éliminer les condensats d'une conduite de vapeur avec une teneur minimale en vapeur. Ils peuvent être réalisés soit à partir de composants achetés, soit dans un atelier mécanique de chaufferie, en tenant compte des conditions de fonctionnement d'une canalisation de vapeur particulière. Un filtre à eau disponible dans le commerce, capable de fonctionner à la température de la vapeur dans la conduite de vapeur, peut également être utilisé avec des modifications mineures.

Le coût de fabrication ou d'achat de composants pour un descendeur ne dépasse pas plusieurs milliers de roubles. La mise en œuvre de la mesure peut se faire au détriment des coûts d'exploitation, et coûte au moins 10 fois moins cher que l'utilisation d'un purgeur de condensats, notamment dans les cas où il n'y a pas de retour des condensats vers la chaufferie.

L'ampleur de l'effet économique dépend de état technique, le mode de fonctionnement et les conditions de fonctionnement d'un pipeline de vapeur particulier. Plus la conduite de vapeur est longue et plus le nombre de sorties de drainage est grand, et en même temps le drainage est effectué dans l'atmosphère, plus l'effet économique est important. Par conséquent, dans chaque cas spécifique une étude préalable de la question de faisabilité est nécessaire utilisation pratique la solution envisagée. Il n'y a pas d'effet négatif concernant le drainage de la canalisation de vapeur avec la libération du mélange vapeur-condensat dans l'atmosphère par la vanne, comme c'est souvent le cas. Nous pensons que pour une étude plus approfondie et une accumulation d'expérience, il est conseillé de poursuivre les travaux sur les conduites de vapeur basse pression existantes.

Littérature

1. Elin N.N., Shomov P.A., Perov P.A., Golybin M.A. Modélisation et optimisation des réseaux de canalisations pour les canalisations de vapeur des entreprises industrielles // Bulletin de l'ISEU. 2015. T. 200, n° 2. pp.

2. Baklastov A.M., Brodyansky V.M., Golubev B.P., Grigoriev V.A., Zorina V.M. Génie thermique industriel et génie thermique : Manuel. M. : Energoatomizdat, 1983. P.132. Riz. 2.26.

Peut-être que je réécrirai cette section importante au fil du temps. En attendant, je vais essayer de refléter au moins certains des points principaux.

Une situation courante pour nous, techniciens de service, est que lorsque nous commençons la tâche suivante, nous n'avons aucune idée de ce qui sera ou devrait être à la fin. Mais il faut toujours au moins un premier indice pour ne pas tomber dans la confusion, mais, en clarifiant et en acquérant des détails, pour organiser le progrès.

Par où devrions-nous commencer ? Apparemment, d'après une compréhension de ce qui se cache sous le terme perte de vapeur et d'eau. Dans les centrales thermiques, il existe des groupes comptables qui tiennent des registres de ces pertes, et vous devez connaître la terminologie pour avoir un contact productif avec eux.

Imaginons qu'une centrale thermique fournisse 100 tonnes de vapeur à des consommateurs tiers (par exemple, une certaine centrale à béton et/ou une centrale fibre chimique), et reçoit d'eux un retour de cette vapeur sous forme de condensat dit de production d'un montant de 60 tonnes. La différence de 100-60 = 40 tonnes est appelée non-retour. Ce non-retour est couvert par l'ajout d'eau d'appoint, qui est introduite dans le cycle TPP via une coupure entre LPH (réchauffeurs basse pression), moins souvent via des dégazeurs ou, encore moins souvent, d'une autre manière.

S'il y a des pertes de vapeur et d'eau dans le cycle TPP - et elles existent toujours et, en règle générale, sont considérables - alors la taille de l'ajout d'eau d'appoint est égale au non-retour plus les pertes de liquide de refroidissement dans le TPP faire du vélo. Disons que la taille de l'ajout est de 70 tonnes, le non-retour - 40 tonnes. Ensuite, les pertes, définies comme la différence entre l'ajout et le non-retour, seront de 70 à 40 = 30 tonnes.

Si vous maîtrisez cette simple arithmétique, et je n’en doute pas, alors nous continuerons notre progression. Il existe des pertes intra-station et d’autres types de pertes. Il peut ne pas y avoir de séparation claire de ces concepts dans le groupe comptable en raison de la dissimulation de la véritable cause de ces pertes dans le reporting. Mais je vais essayer d'expliquer la logique de la division.

Il est courant qu'une station dégage de la chaleur non seulement avec de la vapeur, mais également via une chaudière avec de l'eau du réseau. Des pertes se produisent dans le réseau de chaleur, qui doivent être reconstituées en réapprovisionnant le réseau de chaleur. Disons que 100 tonnes d'eau à une température de 40 °C sont utilisées pour recharger le réseau de chaleur, qui est d'abord envoyée au dégazeur 1.2ata. Pour désaérer cette eau, il faut la chauffer jusqu'à la température de saturation à une pression de 1,2 kgf/cm2, ce qui nécessitera de la vapeur. L'enthalpie de l'eau chauffée sera de 40 kcal/kg. L'enthalpie de l'eau chauffée selon les tables de Vukalovich (propriétés thermodynamiques de l'eau et de la vapeur d'eau) sera de 104 kcal/kg à la ligne de saturation à une pression de 1,2 kgf/cm2. L'enthalpie de la vapeur allant au dégazeur est d'environ 640 kcal/kg (cette valeur peut être clarifiée dans le même groupe comptable). La vapeur, ayant cédé sa chaleur et s'étant condensée, aura également l'enthalpie de l'eau chauffée - 104 kcal/kg. En tant que maître des équilibres, il ne vous est pas du tout difficile d'écrire le rapport évident 100*40+X*640=(100+X)*104. D'où la consommation de vapeur pour réchauffer l'eau d'appoint dans le dégazeur 1,2ata s'élève à X=(104-40)/(640-104)=11,9 t ou 11,9/(100+11,9)=0,106 t de vapeur pour 1 tonne d'eau d'appoint après le dégazeur 1,2ata. Il s'agit, pour ainsi dire, de pertes légitimes et non du résultat d'un travail défectueux du personnel de service.

Mais comme nous nous laissons emporter par les calculs thermiques, nous allons dénouer un autre nœud similaire. Disons que nous disposons de 10 tonnes d'eau de purge pour les chaudières électriques. Ce sont aussi des pertes presque légitimes. Pour rendre ces pertes encore plus légitimes, la vapeur provenant des détendeurs à purge continue est souvent renvoyée dans le cycle TPP. Pour être plus précis, supposons que la pression dans les fûts de la chaudière est de 100 kgf/cm2 et que la pression dans les détendeurs est de 1 kgf/cm2. Le schéma ici est le suivant : l'eau de purge avec une enthalpie correspondant à la ligne de saturation à une pression de 100 kgf/cm2 entre dans les détendeurs, où elle bout et forme de la vapeur et de l'eau avec une enthalpie correspondant à la ligne de saturation à une pression de 1. kgf/cm2. Ce qui est rejeté après les détendeurs est une autre perte d’eau « légale ».

D'après les tableaux de Vukalovich nous trouvons : enthalpie de soufflage de l'eau - 334,2 kcal/kg ; enthalpie de l'eau après soufflage continu des expansions - 99,2 kcal/kg ; enthalpie de la vapeur des détendeurs - 638,8 kcal/kg. Et encore une fois, nous créons un équilibre d’une simplicité enfantine : 10*334,2=X*638,8+(10-X)*99,2. Où trouve-t-on la quantité de vapeur générée X = 10*(334,2-99,2)/(638,8-99,2) = 4,4 t La perte d'eau de soufflage sera de 10-4,4 = 5,6 t ou 0,56 t pour 1 tonne d'eau de soufflage. . Dans ce cas, 4,4*638,8*1000 kcal ou 4,4*638,8/(10*334,2)=0,84 kcal sont renvoyés au cycle pour chaque kcal d'eau de purge.

Abordons maintenant la chaudière, l'endroit où l'on doit le plus souvent s'approcher : les points de prélèvement. Les coûts à ces points sont-ils bien réglementés ? Il semble que le débit soit de 0,4 l/min, mais en réalité il ne sera probablement pas inférieur à 1 l/min soit 0,001*60=0,06 t/h. S'il y a, disons, 10 points d'échantillonnage de ce type sur une chaudière, nous aurons alors 0,6 t/h de perte de liquide de refroidissement pour une seule chaudière. Et si les points flottent, « crachent », etc. ? Et il existe également différentes lignes d'impulsion vers les appareils, où il peut également y avoir des pertes dues à la technologie ou à des fuites dans ces lignes. Des concentrateurs de salinité peuvent également être installés sur les chaudières. C'est juste un cauchemar combien d'eau ils peuvent prendre sur eux-mêmes. Et tout cela est « légal » ou peu importe comment vous voulez les appeler, les pertes de vapeur et d’eau.

Ensuite, vous serez dans le groupe comptabilité, ou au début. Le service de maintenance technique ou le chef mécanicien vous indiquera qu'il existe encore des pertes de vapeur pour vos propres besoins. Affaires comme d'habitude, couple sélection de production(il y en a un sur les turbines) va aux besoins de l'industrie du fioul. Il existe des normes assez strictes pour ces besoins, et les condensats de vapeur doivent être renvoyés dans le cycle. Ni l’une ni l’autre de ces exigences n’est généralement remplie. Et il peut également y avoir des pertes « légales » pour un bain public, une serre ou autre chose.

Réservoir point bas... C'est souvent l'un des principaux composants de l'eau alimentaire. Si l’eau du réservoir est contaminée au-delà de la limite, les pharmaciens n’autorisent pas son utilisation. Et ce sont aussi des pertes ou, comme l’a dit le respecté Boris Arkadievich, un non-retour interne. Pour une raison ou une autre, les condensats de production restitués par un consommateur externe ne peuvent pas être utilisés et ce fait ne peut pas être enregistré dans le groupe comptable.

Lorsque vous gérerez tout cela, si nécessaire, il restera encore 5 à 6 % de pertes incompréhensibles et inexplicables. Cela peut être inférieur ou supérieur, selon le niveau d'exploitation d'une centrale thermique particulière. Où chercher ces pertes ? Il faut, pour ainsi dire, suivre le chemin de la vapeur et de l'eau. Les fuites, la vapeur et autres « petites choses » similaires peuvent représenter un montant important, dépassant en taille les pertes que nous avons considérées aux points de prélèvement de vapeur et d'eau. Cependant, tout ce dont nous avons parlé jusqu’à présent peut être plus ou moins évident pour le personnel du TPP, même sans notre explication. Continuons donc notre chemin mental sur le chemin de la vapeur et de l’eau.

Où va l'eau? Dans les chaudières, dans les cuves, dans les dégazeurs. Les pertes dues aux fuites dans les chaudières ne sont probablement pas non plus un problème nouveau en matière d’exploitation. Mais ils peuvent oublier les débordements des réservoirs et des dégazeurs. Et ici, les pertes incontrôlées peuvent être plus qu'importantes.

Inspirés par le premier succès, poursuivons notre voyage à flots. Où va la vapeur du point de vue de l'objet qui nous intéresse ? Pour différentes vannes, joints, dans les dégazeurs 1.2 et 6 ata... Les vannes, comme toutes les nôtres, ne fonctionnent pas parfaitement. En d'autres termes, ils flottent où qu'ils soient, incl. et dans les dégazeurs. Ces vapeurs pénètrent dans les tuyaux d'échappement qui sont évacués sur le toit du bâtiment principal de la centrale thermique. Si vous montez sur ce toit en hiver, vous risquez d’y trouver du brouillard industriel. Peut-être mesurez-vous le débit de vapeur des tuyaux à l'aide d'un tachymètre et constatez que cette vapeur est suffisante pour aménager une serre ou un jardin d'hiver sur le toit.

Cependant, des pertes incompréhensibles et inexpliquées subsistent. Et un jour, en discutant de cette question, l'ingénieur en chef, ou le chef de l'atelier turbine, ou quelqu'un d'autre se souvient que nous (c'est-à-dire eux) utilisons de la vapeur pour l'éjecteur principal et que cette vapeur ne retourne pas dans le cycle. C'est ainsi que la situation peut évoluer en interaction avec le personnel du TPP.

Il serait bien d'ajouter à ces considérations générales quelques outils d'évaluation et de localisation des pertes. En général, il n’est pas difficile de créer de tels schémas de bilan. Il est difficile d'évaluer où les données correspondent au fait et où se situent les erreurs des débitmètres. Mais néanmoins, il est parfois possible de clarifier quelque chose si l'on prend non pas des mesures ponctuelles, mais les résultats sur une période assez longue. De manière plus ou moins fiable, on connaît l'ampleur des pertes de vapeur et de condensats comme la différence entre le débit d'eau d'appoint et le non-retour des condensats de production. Le maquillage, comme déjà mentionné, s'effectue généralement via le circuit de la turbine. Si ce circuit n'a pas ses propres pertes, alors la consommation totale d'eau alimentaire après les HPH (réchauffeurs haute pression) des turbines dépassera la consommation de vapeur vive des turbines du montant des pertes dans le cycle TPP (sinon, sans cet excédent, il n'y aura rien pour compenser les pertes dans le circuit chaudière). S'il y a des pertes dans le circuit de la turbine, alors la différence entre les deux différences, make-up_minus_non-return et flow_for_pression_pression_minus_flow_of_hot_steam, sera la perte dans le circuit de la turbine. Les pertes dans le circuit des turbines sont des pertes au niveau des joints, dans le système de régénération (dans la pompe haute pression et la pompe basse pression), dans l'extraction de vapeur des turbines entrant dans les dégazeurs et la chaudière (c'est-à-dire pas tellement dans le extractions elles-mêmes, comme dans les dégazeurs et les chaudières) et dans les condenseurs à turbine. Les dégazeurs ont des vannes avec leurs fuites ; des éjecteurs qui utilisent de la vapeur sont connectés aux condenseurs. Si nous pouvions diviser les pertes de vapeur et de condensats en pertes dans le circuit de la chaudière et dans le circuit de la turbine, la tâche consistant à préciser les pertes serait alors beaucoup plus facile, tant pour nous que pour le personnel d'exploitation.

À cet égard, il serait bien de diviser d'une manière ou d'une autre, ne serait-ce que grossièrement, les pertes de vapeur et de condensat en pertes de vapeur elle-même et de condensat ou d'eau elle-même. J'ai dû faire de telles évaluations et j'essaierai d'en refléter brièvement l'essence afin que vous puissiez, si vous le souhaitez, faire quelque chose de similaire en interaction avec les exploitants de turbines ou avec le même groupe comptable dans les centrales thermiques. L'idée est que si l'on connaît les pertes d'énergie, qui n'ont rien d'autre à attribuer que les pertes de chaleur avec la vapeur et l'eau, et si l'on connaît taille globale pertes de liquide de refroidissement (et il faut le savoir), puis après avoir divisé le premier par le second on impute les pertes à un kilogramme de liquide de refroidissement et selon la valeur de celles-ci pertes spécifiques nous pouvons estimer l'enthalpie du liquide de refroidissement perdu. Et à partir de cette enthalpie moyenne, nous pouvons juger du rapport entre les pertes de vapeur et d’eau.

Cependant, revenons à la question de la coupe du gâteau... Le combustible, par exemple le gaz, arrive aux centrales thermiques. Sa consommation est connue grâce aux débitmètres commerciaux, et grâce aux débitmètres commerciaux, la quantité de chaleur dégagée par la centrale thermique est connue. Consommation de gaz multipliée par sa Valeur calorifique en kcal/m3, moins l'apport de chaleur en kcal, moins la production d'électricité, multiplié par sa consommation spécifique en kcal/kWh, voilà, en première approximation, notre gâteau. Certes, la puissance calorifique se calcule bien entendu non pas en kilocalories, mais en gigacalories, mais ce sont des détails qui ne vous dérangent pas forcément ici. Maintenant, de cette valeur, nous devons soustraire ce qui, lors de la combustion du gaz, s'est envolé dans la cheminée et s'est échappé avec des pertes par isolation thermique chaudières En général, on multiplie le pouvoir calorifique du gaz par son débit, puis on multiplie tout cela par le rendement des chaudières, que le groupe comptable sait magistralement déterminer (et faux, mais on n'en parlera pas), et déterminez ainsi le soi-disant Qbrut des chaudières. De Qgross, nous soustrayons l'approvisionnement en chaleur et la production d'électricité, que nous avons déjà mentionnés, et nous obtenons ainsi le gâteau qui doit être coupé.

Il ne reste que trois éléments dans ce gâteau : les besoins propres des chaudières et des turbines, les pertes dues à l'apport de chaleur, les pertes flux de chaleur. Les pertes de flux de chaleur sont quelque chose qui n'a pas une signification tout à fait claire, quelque chose comme la légitimation de certaines des pertes qui ne sont pas entièrement justifiées. Mais heureusement, il existe une norme en la matière, que nous pouvons soustraire de notre gâteau. Désormais, le reste du gâteau ne contient que les besoins propres et les pertes dues à l’apport de chaleur. Les pertes avec dégagement de chaleur sont les pertes légales lors de la préparation de l'eau (pertes lors de l'évacuation des eaux chauffées de régénération et de lavage, pertes thermiques lors de la purge des clarificateurs, etc.) plus les pertes pour les canalisations de refroidissement, les boîtiers de dégazeur, etc., qui sont calculées spécialement selon normes développées en fonction de la température environnement. Nous soustrayons ces pertes, après quoi seuls les besoins propres des chaudières et des turbines devraient rester dans notre gâteau. Ensuite, le groupe comptable vous dira, s'il ne ment pas, combien de chaleur exactement a été dépensée pour ses propres besoins. Il s'agit des déperditions thermiques dues au soufflage continu de l'eau, de la consommation d'énergie thermique pour la production de fioul, le chauffage, etc. Vous soustrayez ces propres besoins du reste du gâteau et qu’obtenez-vous – zéro ? Cela se produit également avec nos mesures précises, y compris les mesures commerciales officielles. Cependant, après cette soustraction, il en reste généralement une bonne quantité, que les artisans dispersent pour leurs propres besoins et couts à l'unité pour la production d’électricité. Eh bien, oui, des équipements obsolètes, des économies sur les réparations, ainsi que l'exigence d'en haut d'augmenter chaque année l'efficacité du travail sont les raisons de ces conneries inévitables. Mais notre tâche est de déterminer la véritable cause du déséquilibre entre l’électricité et la chaleur qui constitue le reste de notre gâteau. Si nous, avec le groupe comptable, avons tout fait avec soin et si les instruments ont menti, alors pas trop, alors il ne reste qu'une seule raison majeure: la perte d'énergie avec des pertes de vapeur et d'eau.

Et les pertes d’énergie, y compris les pertes dues aux pertes de vapeur et d’eau, sont toujours un problème récurrent dans les centrales thermiques.

Naturellement, les pertes sont inévitables, il existe donc des normes PTE à cet égard. Et si quelque part dans un manuel universitaire vous lisez que vous pouvez vous passer de pertes, alors c'est un non-sens et rien de plus, surtout en ce qui concerne nos centrales thermiques.

Bien sûr, je n'ai pas tout reflété ici digne d'attention des moments. Si vous le souhaitez, vous pourrez trouver des informations utiles dans des rapports techniques ou ailleurs. Par exemple, j'ai trouvé un fragment utile, à mon avis, sur ce sujet dans le livre de nos géants de la chimie à l'énergie M.S. Shkrob et F.G. Prokhorov "Traitement de l'eau et régime de l'eau centrales électriques à turbine à vapeur" pour 1961. Malheureusement, toutes les mouches et tous les éléphants sont alignés ici. Si nécessaire, vous pouvez consulter nos spécialistes ou le personnel des centrales thermiques sur les tailles des quantités indiquées dans le fragment, ainsi que l'opportunité d'utiliser toutes les recommandations données dans le fragment, je présente ce fragment sans autre commentaire.

« Pendant le fonctionnement, une partie des condensats ou de la vapeur, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur de la centrale, est perdue et n'est pas renvoyée dans le cycle de la centrale. Les principales sources de pertes irrémédiables de vapeur et de condensats au sein de la centrale sont :

a) chaufferie, où la vapeur est perdue pour entraîner les mécanismes auxiliaires, pour souffler les cendres et les scories, pour granuler les scories dans le four, pour les pulvériser dans les buses carburant liquide, ainsi que la vapeur s'échappant dans l'atmosphère lors de l'ouverture périodique des soupapes de sécurité et lors de la purge des surchauffeurs à vapeur lors de l'allumage des chaudières ;

b) les unités de turbine où il y a des pertes continues de vapeur à travers les joints à labyrinthe et dans pompes à air aspirer la vapeur avec l'air ;

c) les réservoirs de condensats et d'alimentation, où la perte d'eau se produit par débordement, ainsi que par évaporation des condensats chauds ;

d) les pompes d'alimentation où les fuites d'eau se produisent à travers des fuites dans les joints du presse-étoupe ;

e) les canalisations où des fuites de vapeur et de condensats se produisent à travers des fuites dans les raccords à brides et les vannes d'arrêt.

Les pertes intra-station de vapeur et de condensats d'une centrale électrique à condensation (CPS) et d'une TPP de chauffage pur peuvent être réduites à 0,25-0,5 % de la consommation totale de vapeur, sous réserve de la mise en œuvre des mesures suivantes : a) remplacement, si possible , les entraînements à vapeur avec les entraînements électriques ; b) refus d'utiliser des buses à vapeur et des souffleurs ; c) l'utilisation de dispositifs de condensation et de collecte de la vapeur d'échappement ; d) élimination de tout type de flotteur de vanne ; e) création de connexions étanches de canalisations et d'échangeurs de chaleur ; f) lutter contre les fuites de condensats, le drainage excessif de l'eau des éléments d'équipement et la consommation de condensats pour les besoins hors production ; g) collecte minutieuse des eaux usées.

La compensation des pertes intra-station et externes par condensats peut être réalisée de plusieurs manières, notamment :

a) traitement chimique de l'eau de source afin que le mélange des condensats avec cette eau présente les indicateurs de qualité nécessaires à l'alimentation des chaudières ;

b) remplacement du condensat perdu par du condensat de même qualité obtenu dans une unité de conversion de vapeur (dans ce cas, la vapeur est fournie aux consommateurs de production non pas directement à partir de l'extraction, mais sous forme de vapeur secondaire provenant du convertisseur de vapeur) ;

c) installation d'évaporateurs conçus pour évaporer de l'eau supplémentaire avec condensation de vapeur secondaire et obtenir un distillat de haute qualité."

J'ai trouvé un fragment plus court dans le livre des A.A. Gromoglasova, A.S. Kopylova, A.P. Pilshchikov "Traitement de l'eau : procédés et dispositifs" pour 1990. Ici je me permettrai de me répéter et de constater que si les pertes habituelles de vapeur et de condensats dans nos centrales thermiques n'excédaient pas, comme le prétendent les auteurs, 2-3%, je n'aurais pas jugé nécessaire de composer cette section :

« Lors du fonctionnement des centrales thermiques et des centrales nucléaires, des pertes intra-station de vapeur et de condensats se produisent : a) dans les chaudières lors de purges continues et périodiques, lors de l'ouverture des soupapes de sécurité, lors du soufflage d'eau ou de vapeur sur des surfaces chauffantes externes à partir de cendres et scories, lors de la pulvérisation de combustible liquide dans les buses, sur les mécanismes auxiliaires d'entraînement ; b) dans les turbogénérateurs à travers les joints à labyrinthe et les éjecteurs vapeur-air ; d) dans les réservoirs, pompes, canalisations lors de débordements, d'évaporation d'eau chaude ; , les fuites à travers les joints, les brides, etc. de condensat, reconstitués avec de l'eau d'alimentation supplémentaire, ne dépassent pas 2 à 3 % à diverses périodes de fonctionnement dans les centrales thermiques et 0,5 à 1 % dans les centrales nucléaires de leur production totale de vapeur. "

De plus, j'ai trouvé sur Internet :

"Pertes internes :

Perte de vapeur, de condensat et d'eau d'alimentation due à des fuites dans les raccords et raccords à bride ;

Perte de vapeur à travers les soupapes de sécurité ;

Fuite des conduites de vapeur et des turbines ;

Consommation de vapeur pour souffler les surfaces chauffantes, chauffer le fioul et les buses ;

Les pertes internes de liquide de refroidissement dans les centrales électriques équipées de chaudières à paramètres sous-critiques incluent également les pertes dues au soufflage continu des tambours de chaudière.

D'après ma correspondance avec un ingénieur du Koursk CHPP-1. Aux pertes d'eau, de vapeur et de condensat :

Bonjour, Gennady Mikhaïlovitch ! 30-31.05.00

Nous avons de nouveau discuté avec Privalov (directeur adjoint de l'atelier chimique DonORGRES) du problème des pertes de liquide de refroidissement. La plupart pertes importantes disponible sur les dégazeurs (1.2, 1.4 et surtout 6 ata), dans le BZK (réservoir de réserve de condensats), sur soupapes de sécurité et dans les drainages (y compris dans les drainages PVD à haute teneur calorifique de l'eau). Les experts en sinistres entreprennent parfois un travail similaire consistant à identifier les pertes, mais pas de manière désintéressée.

J'ai parlé du même sujet avec le chaudronnier. Il a ajouté qu'il existe également des fuites importantes au niveau des joints des turbines. En hiver, les fuites de vapeur peuvent être détectées en survolant le toit. Quelque part dans les rapports, j'avais des données sur le problème soulevé et je me souviens avoir constaté des pertes importantes sur les drainages PVD. Pour les centrales thermiques avec charge de production, le maximum taille autorisée les pertes de fluide caloporteur intra-station, hors consommation de vapeur pour les installations fioul, les dégazeurs des réseaux de chaleur, etc., d'après le PTE 1989, page 156 (je n'ai pas d'autres PTE sous la main) sont de 1,6 * 1,5 = 2,4% du total consommation d'eau potable. Les normes de ces pertes, selon le PTE, doivent être approuvées chaque année par l'association de l'énergie, guidée par les valeurs données et " Instructions méthodiques selon le calcul des pertes de vapeur et de condensats."

À titre indicatif, je dirai que mon rapport sur la centrale thermique de l'usine chimique Chostkinski montre le coût moyen de l'électricité de BNT à hauteur de 10 à 15 % de la consommation d'eau potable. Et lors du lancement de la première unité de puissance de l'Astrakhan CHPP-2 (les unités sont là), nous n'avons pas pu fournir l'unité le bon montant eau déminéralisée jusqu'à ce que le réservoir du point bas soit activé et que les condensats soient envoyés à l'UPC. Avec une consommation « légale » de 12 % d'eau d'alimentation, je peux estimer de manière semi-intuitive votre niveau attendu de pertes de liquide de refroidissement à 4 % de pertes de vapeur (sur les vannes, les dégazeurs, les fumées de BNT non utilisées, etc.), 5 % de pertes d'eau d'alimentation et de condensat LDPE. , 3% autres pertes de vapeur et d'eau. La première partie comprend un énorme (jusqu'à 5,5% de efficacité brute chaudières), la seconde - une partie impressionnante (environ 2%) et la dernière - tolérable (moins de 0,5%) de la perte de chaleur. Il est probable que vous (CHP) calculiez toujours correctement les pertes totales de vapeur et de condensat. Mais, probablement, vous calculez mal les pertes de chaleur et encore moins agissez correctement en termes de réduction de toutes ces pertes.

P.S. Eh bien, il semble que nous ayons déjà abordé avec vous tous les principaux sujets liés d'une manière ou d'une autre au VCRB. Peut-être que certaines questions vous sembleront trop difficiles. Mais ce n’est pas parce qu’ils sont vraiment difficiles, mais parce qu’ils restent inhabituels pour vous. Lisez sans forcer. Certaines choses deviendront claires la première fois, d’autres deviendront claires la deuxième fois que vous les lirez et d’autres encore la troisième fois. À la troisième lecture, certaines longueurs que j’ai autorisées pourraient commencer à vous irriter. C’est normal et avec notre technologie informatique ce n’est pas effrayant. Faites des copies des fichiers pour vous-même et supprimez les fragments inutiles ou remplacez-les par moins de mots que vous comprenez. La compression des informations au fur et à mesure de leur absorption est un processus essentiel et utile.

Lorsque tout ou partie de ce qui précède vous devient clair et familier, vous n’êtes plus un débutant. Bien sûr, vous ne savez peut-être toujours pas certaines choses de base. Mais je vous assure que vous n'êtes pas seul dans ce cas. Souvent, le personnel d'exploitation ne connaît pas non plus certaines choses les plus élémentaires. Personne ne sait tout. Mais si vous disposez déjà d'un ensemble de connaissances utiles et si l'exploitation le remarque d'une manière ou d'une autre, alors, naturellement, vous serez pardonné de ne pas connaître certains points de base. Construisez sur ce que vous avez accompli et avancez !

Quelles pertes internes et externes de vapeur et de condensats se produisent dans les centrales thermiques et nucléaires ? Comparez les pertes du fluide de travail au CPP et au CHP

Pertes intra-station (ou internes) de vapeur et de condensats inclure les principaux composants suivants :

Fuites dues à des fuites dans les raccordements des canalisations et des unités, dans les raccords ; attention particulière de ce point de vue, des raccordements à brides sont nécessaires ;

Consommation pour les joints de turbine et pour divers besoins techniques, par exemple, consommation de vapeur pour le chauffage du fioul ;

Pertes de drainage et autres pertes mineures.

De plus, dans les centrales thermiques équipées de chaudières à tambour, les pertes internes comprennent soufflage continu eau de chaudière, réalisée afin de réduire la concentration d'impuretés dans le fluide de travail de la centrale de production de vapeur.

Les pertes internes sont généralement:

À l'IES, pas plus de 1 % de la consommation de vapeur par turbine ;

À la centrale thermique type de chauffage jusqu'à 1,2% ;

Jusqu'à 1,6% dans les centrales thermiques industrielles et de chauffage industriel.

Les installations de cogénération peuvent fonctionner en circuit ouvert ou fermé en fonction de la méthode de fourniture de chaleur aux consommateurs.

Circuit fermé implique la fourniture d'énergie thermique au consommateur via des dispositifs d'échange de chaleur supplémentaires, c'est-à-dire sans aucune perte irréversible du fluide de travail du circuit vapeur-eau de la centrale.

Si la centrale thermique fonctionne selon circuit ouvert, alors il y a pertes externes fluide de travail en raison de son retour incomplet. Par exemple, le non-retour des condensats de vapeur des consommateurs peut atteindre 50 à 70 %.

Les IES n'ont pas de pertes externes de vapeur et de condensat.

Quelles méthodes existent pour préparer l’eau d’appoint ? Quel est le but et le principe de fonctionnement des détendeurs, évaporateurs et convertisseurs de vapeur ?

Pour reconstituer les pertes de vapeur et de condensats, de l'eau supplémentaire est préparée dans les centrales thermiques. Il y en a deux les plus couramment utilisés méthode de traitement de l'eau - chimique et thermique.

Méthode chimique vous permet d'obtenir la pureté requise de l'eau d'appoint à l'aide de divers réactifs chimiques et filtres. Avec leur aide, les impuretés insolubles et les composés ioniques sont éliminés de l'eau primaire non traitée.

Traitement de l'eau thermale signifie dessalage par évaporation de l'eau primaire suivie de la condensation de la vapeur résultante. Le distillat ainsi obtenu a une très grande pureté, et s'il est insuffisant, un double distillat peut être obtenu par évaporation et condensation répétées.

Extenseur (P) est conçu pour réduire les pertes dues à l'eau de purge du générateur de vapeur à tambour (Fig. 23).

Riz. 23.

Parce que le résines échangeuses d'ions les filtres à cations et à anions ne peuvent pas fonctionner à hautes températures, il est nécessaire de réduire les paramètres de l'eau de purge dans le refroidisseur de purge avec des pertes de chaleur inévitables. Dans le détendeur, une partie de l’eau de purge est transformée en vapeur saturée du fait d’une diminution de pression. L'élimination des impuretés avec la vapeur étant très faible, seul le séparateur nécessite un nettoyage (et donc un refroidissement) (Fig. 23). Cela permet d'obtenir une réduction significative des pertes de chaleur.

DANS évaporateur (I) la préparation thermique de l'eau supplémentaire est réalisée par distillation (Fig. 24).

Riz. 24.

La vapeur de chauffage (primaire) de la turbine est utilisée pour évaporer l'eau. La vapeur secondaire résultante entre dans le condenseur évaporateur (EC) pour en obtenir du distillat. La purge de l'évaporateur permet d'assurer la qualité requise du traitement de l'eau.

Riz. 25.

En utilisant convertisseur de vapeur (Fig. 25) peut être servi consommateur thermique vapeur secondaire, quittant le condensat de la vapeur de chauffage (primaire) de la centrale thermique. Ceci est conseillé lorsque la teneur en impuretés de l'eau brute est élevée.

La différence de température dans les parois de la surface d'échange thermique du convertisseur de vapeur est d'environ 12-15 ° C, ce qui réduit l'efficacité thermique de l'unité turbine.

La vapeur fournie au consommateur doit être légèrement surchauffée dans un échangeur thermique vapeur-vapeur (HT sur la Fig. 25) afin d'éviter sa condensation partielle lors du transport dans les conduites de vapeur.

 Comparez les principaux circuits d'allumage des radiateurs régénératifs en termes d'efficacité de fonctionnement.  Caractériser le flux de vapeur fraîche et de chaleur vers une turbine à purges régénératives.  De quels paramètres de chauffage régénératif de l'eau alimentaire et comment dépend l'efficacité ? installations turbo ?  Que sont les refroidisseurs de drain et comment sont-ils utilisés ?  Qu'est-ce que la désaération de l'eau alimentaire et quel est son rôle dans les centrales thermiques ?  Quels sont les principaux types de dégazeurs ?  Comment les dégazeurs sont-ils inclus dans le projet de centrale thermique ?  Quels sont les bilans thermiques et matières des dégazeurs et comment sont-ils mis en œuvre ?  Que sont les pompes d'alimentation et quels sont les principaux types de pompes d'alimentation ?  Décrire les circuits de base pour allumer les pompes d'alimentation.  Décrire les principaux circuits de mise en marche des turbines d'entraînement. 91 5. REMPLACEMENT DES PERTES DE VAPEUR ET DE CONDENSAT 5.1. PERTES DE VAPEUR ET DE CONDENSAT Les pertes de vapeur et de condensat dans les centrales électriques sont divisées en internes et externes. Les pertes internes comprennent les pertes dues aux fuites de vapeur et de condensats dans le système d'équipements et de canalisations de la centrale électrique elle-même, ainsi que les pertes d'eau de purge des générateurs de vapeur. Les pertes dues aux fuites de vapeur et d’eau dans les centrales électriques sont causées par des fuites connexions à bride pipelines, soupapes de sécurité des générateurs de vapeur, turbines et autres équipements de centrales électriques. Riz. 5.1, a Les pertes de vapeur et de condensat entraînent une perte de chaleur correspondante, une détérioration du rendement et une diminution du rendement. centrales électriques. Les pertes de vapeur et de condensat sont compensées avec de l'eau supplémentaire. Pour le préparer, des dispositifs spéciaux sont utilisés qui alimentent les générateurs de vapeur en eau. qualité requise, ce qui nécessite des investissements en capital et des coûts d'exploitation supplémentaires. Les pertes par fuite sont réparties sur tout le trajet vapeur-eau. Cependant, ils sont plus susceptibles de provenir d’endroits présentant les paramètres environnementaux les plus élevés. La deuxième composante des pertes d'eau internes est déterminée par le soufflage continu d'eau dans les générateurs de vapeur à tambour (dans les centrales électriques équipées de générateurs de vapeur à flux direct, ces pertes sont absentes), limitant la concentration de diverses impuretés dans l'eau de 92 générateurs de vapeur à un valeur qui garantit leur fonctionnement fiable et la pureté requise de la vapeur qu’ils produisent. La réduction de la purge et l'augmentation de la pureté de la vapeur sont obtenues en améliorant la qualité de l'eau d'alimentation, en réduisant les pertes de vapeur et de condensats ainsi que la quantité d'eau supplémentaire. Riz. 5.1, b L'eau d'alimentation des générateurs de vapeur à passage unique doit être particulièrement propre, car une partie importante des impuretés est alors entraînée avec la vapeur dans le trajet de la vapeur et déposée dans la section d'écoulement de la turbine, réduisant ainsi sa puissance et son efficacité. et la fiabilité. Les pertes internes comprennent également les pertes de vapeur et de condensats lors de conditions de fonctionnement instables des équipements : lors de l'allumage et de l'arrêt des générateurs de vapeur, du chauffage et de la purge des canalisations de vapeur, du démarrage et de l'arrêt des turbines et des équipements de lavage. La réduction globale de ces pertes est une condition essentielle pour circuits de déclenchement unités de puissance et centrales électriques. Les pertes internes de vapeur et de condensat ne doivent pas dépasser 1,0 à 1,6 % à la charge nominale. En fonction du système d'approvisionnement en chaleur des consommateurs externes d'une centrale thermique, des pertes externes de vapeur et de condensats peuvent survenir. Deux schémas différents pour libérer la chaleur d'une centrale de production combinée de chaleur et d'électricité sont utilisés : ouvert, dans lequel la vapeur est fournie aux consommateurs directement à partir de l'extraction ou de la contre-pression de la turbine (Fig. 5.1, a), et fermé, dans lequel la vapeur de l'échappement ou la contre-pression de la turbine se condense dans un échangeur de chaleur à surface. chauffe le liquide de refroidissement envoyé par un consommateur externe, et le condensat de la vapeur de chauffage reste à la centrale thermique (Fig. 5.1, b). Si les consommateurs ont besoin de vapeur, les évaporateurs - générateurs de vapeur - sont utilisés comme échangeurs de chaleur intermédiaires. Si la chaleur est fournie aux consommateurs avec de l'eau chaude, alors l'échangeur de chaleur intermédiaire est un chauffe-eau alimenté au réseau de chauffage (chauffage de réseau). Avec un système d'alimentation en chaleur fermé, les pertes de vapeur et de condensat sont réduites aux pertes internes, et en termes de quantité relative de perte du fluide de travail, une telle centrale thermique diffère peu d'un CPP. La quantité de condensat de retour renvoyée par les consommateurs de vapeur industriels représente en moyenne 30 à 50 % de la consommation de vapeur fournie. Ceux. les pertes externes par condensat peuvent être nettement supérieures aux pertes internes. L'eau supplémentaire introduite dans le système d'alimentation du générateur de vapeur avec un circuit d'alimentation en chaleur ouvert doit reconstituer les pertes internes et externes de vapeur et de condensat. Avant d'introduire des générateurs de vapeur dans le système d'alimentation, les opérations suivantes sont effectuées :  un dessalage chimique en profondeur de l'eau supplémentaire ;  combinaison de préliminaires nettoyage chimique avec préparation thermique d'eau supplémentaire dans des évaporateurs. 5.2. BILAN VAPEUR ET EAU Pour calculer le circuit thermique, déterminer le débit de vapeur vers les turbines, la productivité des générateurs de vapeur, indicateurs énergétiques et ainsi de suite. il est nécessaire d'établir les relations fondamentales du bilan matière de la vapeur et de l'eau dans une centrale électrique. Déterminons ces relations pour le cas plus général d'une centrale thermique avec fourniture de vapeur à un consommateur industriel directement depuis la sortie de la turbine (Fig. 5.1, a). Les équations de bilan matières IES pour la vapeur et l’eau sont obtenues comme suit : cas particulier ratios pour les centrales thermiques. Le bilan vapeur des principaux équipements de la centrale est exprimé par les équations suivantes. La consommation de vapeur fraîche D à la turbine lors de l'extraction de vapeur pour la régénération Dr, et pour la consommation externe Dï, lors du passage de vapeur au condenseur Dê est égale à : D=Dr+Dп+Dк (5.1) Pour IES Dп=0 donc : D=Dr+Dк ( 5.1a) Consommation de vapeur fraîche dans l'installation turbine, en tenant compte de sa consommation Dyo pour les joints et autres besoins en plus de la turbine principale D0=D+Dyo. (5.2) La charge en vapeur des générateurs de vapeur Dïã tenant compte de la fuite Dout, y compris la consommation irrécupérable de vapeur fraîche pour les besoins économiques et techniques de la centrale, est : Dpg = D0 + Dout (5.3) Il convient de prendre le débit de vapeur fraîche vers l'unité de turbine D0 comme valeur principale calculée du débit de fluide de travail. Le bilan hydrique de la centrale électrique est exprimé par les équations suivantes. 94 Bilan d'eau d'alimentation Dpw=Dpg+Dpr=D0+Dut+Dpr (5.4) où Dïð est le débit de l'eau de purge des générateurs de vapeur ; dans le cas des générateurs de vapeur à flux direct Dïð=0 ; Dïâ=D0+Dóò (5.4a) Le débit d'eau alimentaire Dïâ est généralement composé des condensats de turbine Dê, des condensats de retour des consommateurs de chaleur Dîê, des condensats de vapeur régénératifs Dr, des condensats de vapeur issus du détendeur de purge du générateur de vapeur D"ï et des joints de turbine Dy, eau supplémentaire Ddv=Dout+D/pr+Din, soit : Dpv=Dk+Dok+Dr+D/p+Dy+Dut+D/pr+Din Sans prendre en compte (pour simplifier) ​​les extractions régénératives et les fuites à travers la turbine joints, on obtient : Dpv =Dk+Dok+Ddv+D/p (5.4b) Les pertes de vapeur et de condensats d'une centrale thermique sont généralement composées de pertes internes Dwt et de pertes externes Din. Pertes internes de vapeur et d'eau à a. centrale électrique sont égaux à Dwt=Dut+D/pr (5,5 ) où D/ïð est la perte d'eau de purge dans une unité de détente à un étage : dans le cas des générateurs de vapeur à flux direct Dpr=0, D/ pr=0 et Dwt=Dout (5.5a) Les pertes externes de condensats d'une centrale thermique à circuit ouvert d'évacuation de vapeur sont égales à : Din=Dp- Dok (5.6) où Dîê est la quantité de condensats restitués par les consommateurs externes. Les pertes totales Dïî de vapeur et de condensats d'une centrale thermique à circuit d'alimentation en chaleur ouvert et la quantité d'eau supplémentaire Ddv sont égales à la somme des pertes internes et externes : Dpot = Ddv = Dwt + Din = Dout + D /pr +Din (5.7) Avec générateurs de vapeur à flux direct Dïð=0 et Dpot=Dout+Din Pour IES et pour centrales thermiques avec circuit fermé d'alimentation en chaleur Din=0 et Dpot=Dout=Dout+D/pr avec flux direct générateurs de vapeur dans ce cas Dpot= Dwt=Dut Avant d'entrer dans le détendeur, l'eau de purge traverse le réducteur, et un mélange vapeur-eau pénètre dans le détendeur, qui y est séparé en vapeur relativement pure, évacuée dans l'un des échangeurs de chaleur du système régénératif de l'unité turbine, et de l'eau (séparée ou concentrée), dont les impuretés sont éliminées, éliminée du générateur de vapeur avec de l'eau de purge. La quantité de vapeur séparée dans le détendeur et renvoyée au système d'alimentation atteint 30 % de la consommation d'eau de purge, et la quantité de chaleur restituée est d'environ 60 %, avec une détente en deux étapes, elle est encore plus élevée. 95 La chaleur de l'eau de purge est également utilisée dans le refroidisseur de purge pour chauffer l'eau d'appoint. Si l’eau de purge refroidie est ensuite utilisée pour alimenter des évaporateurs ou pour alimenter le réseau de chauffage, la chaleur de l’eau de purge est alors presque entièrement utilisée. L'enthalpie de la vapeur et de l'eau à la sortie du détendeur correspond à l'état de saturation à la pression dans le détendeur ; une teneur insignifiante en humidité de la vapeur peut être négligée dans les calculs. L'évaporation du détendeur de purge d'un générateur de vapeur à tambour et la perte d'eau de purge sont déterminées par les équations des bilans thermiques et matières de l'unité de détente. Dans le cas d'une usine d'expansion à un étage (Fig. 5.1a) : équation bilan thermique Dpr=D/пi//п+ D/пi/р (5.8) équation du bilan matière Dр=D/п+D/р (5.9) où iр, i/р et i//п-respectivement l'enthalpie de purge eau des générateurs de vapeur, eau de purge et vapeur après purge des détendeurs, kJ/kg. D'où  ipr  i r p Dp  D p r    D pr p (5.10) i p  ipr   et  i   i p r p D  r  D pr  D p  p D pr   p D p r p (5.10a) i   i  r p p Les valeurs de ipr, i//p et i/pr sont déterminées uniquement par la pression de vapeur dans le tambour du générateur de vapeur et dans le détendeur de purge, c'est-à-dire sont égales respectivement aux valeurs de l'enthalpie de l'eau à saturation dans le tambour du générateur de vapeur ipr=i/pg, de la vapeur et de l'eau dans le détendeur de purge. La pression de la vapeur dans le détendeur par purge est déterminée par l'emplacement du circuit thermique auquel la vapeur provenant du détendeur est amenée. Dans le cas d'une installation d'expansion à deux étages, D/ïð et D/p, D//ïð et D//ï sont déterminés à partir des équations de bilan thermique et matière suivantes. Pour le détendeur du premier étage Dprip=Dp1i//p1+Dpr1i/pr1 et Dpr=Dp1+Dpr1 Pour le détendeur du deuxième étage Dpr1i/p1=Dp2i//p2+Dpr2i/pr2 et Dpr1=Dp2+Dpr2 96 Dans ces équations Dïð, Dïð1 и Dpr2 - respectivement, le débit d'eau de purge du générateur de vapeur et des détendeurs du premier et du deuxième étage, en kg/h ; Dï1 et Dï2 — débit de vapeur des détendeurs du premier et du deuxième étage, kg/h ; iïð, i/ïð1 et i/ïð2-enthalpies de l'eau à saturation à la sortie du générateur de vapeur et des détendeurs des premier et deuxième étages, kJ/kg ; i//ï1 et i//ï2 sont les enthalpies de vapeur saturée (sèche) à la sortie des détendeurs du premier et du deuxième étage, en kJ/kg. Évidemment, les enthalpies de la vapeur et de l'eau sont des fonctions sans ambiguïté de la pression dans le tambour du générateur de vapeur ppg et dans les détendeurs des premier et deuxième étages pp1 et pp2, MPa. La valeur calculée du soufflage des générateurs de vapeur en régime permanent est déterminée à partir des équations du bilan des impuretés dans l'eau (sels, alcalis, acide silicique, oxydes de cuivre et de fer) dans le générateur de vapeur. En désignant les concentrations d'impuretés dans la vapeur fraîche, l'eau d'alimentation et l'eau de purge respectivement Sp, Spv et Spg, nous écrivons l'équation du bilan des impuretés dans l'eau pour un générateur de vapeur sous la forme DprSpg + DpgSp = DpvSpg (5.11) ou, en utilisant l'égalité (5.4) Dpv = Dpg + Dpr, DprSpg + DpgSp = (Dpg + Dpr)Spv (5.11a) d'où C p in  Sp Dpr  Dp g (5.12) Sp g  C p in Avec une petite valeur de Sp comparé à Spg et Spv on obtient : 1 1 Dpr  Dp g  (D 0  D ut) (5.13) Sp g Sp g 1 1 Sp dans Sp en exprimant les flux en fractions de D0, c'est-à-dire en supposant pr =Dpr/D0 et ut=Dut/D0 on obtient : 1   ut  pr  (5.13a) Sp g 1 Sp v Ainsi, la proportion de purge dépend de la part de fuite, qui doit être minimisée, et sur le rapport de la concentration d'impuretés dans l'eau de purge et l'eau d'alimentation. Comment meilleure qualité l'eau d'alimentation (plus le Sp.v est faible) et plus la concentration admissible d'impuretés dans l'eau des générateurs de vapeur de GNL est élevée, plus la proportion de purge est faible. Dans la formule (5.13a), la concentration en impuretés dans l'eau d'alimentation Spv dépend de la proportion d'eau supplémentaire, qui comprend notamment la proportion d'eau de purge perdue /ïð, qui dépend de pr. Par conséquent, il est plus pratique de déterminer la proportion de purge du générateur de vapeur si la concentration de Sp.v est remplacée par ses valeurs constitutives. 97 Dans le cas d'une centrale thermique avec pertes externes de condensats sans prendre en compte (pour simplifier) ​​les extractions régénératives, les fuites par les joints de turbine et le recours à la purge, on obtient les équations du bilan d'impuretés sous la forme DprSpg+DpgSp=Dpv Spv= DkSk+DokSok+DdvSdv où Sk, Sok et Ddv et - respectivement, la concentration d'impuretés dans le condensat de la turbine, le condensat de retour des consommateurs et l'eau d'appoint ; dans ce cas Dïã=Dê+Dîê+Dâí+Dóò et, si l'eau de purge n'est pas utilisée, Däâ=Dïð+Dóò+Dâí. Des dernières équations Dpr(Спг-Сдв)=Dк(Ск-Сп)+Dok(Сок-Сп)+(Dут+Dвн)(Сдв-Сп) d'où Dк (Ск  Сп)  Dок (С o k  S p )  (D ut  D in)(S dv  S p) Dpr  (5.14) S p g  S dv En exprimant la consommation d'eau en fractions de D0=D et en supposant SkSp et SokSp, on obtient approximativement : (  ut   in)(S dv  S p)  ut   in  pr   (5.15) S p g  Sdv Sp g 1 S dv puisque Sp est petit par rapport à Sdv. S'il n'y a pas de pertes externes de condensat, c'est-à-dire in = 0, alors :  ut  pr  (5.15a) Sp g 1 C dv La fraction de soufflage change de manière hyperbolique en fonction du rapport des concentrations d'impuretés dans l'eau de soufflage et l'eau supplémentaire Spg : St.v. Si Spg : Sd.v , soit la teneur en impuretés dans l'eau supplémentaire est très faible, alors pr0. Si au contraire Spg : Sd.v1, alors pr ; cela signifie que toute grande quantité d'eau supplémentaire avec une concentration de Cd.v=Spg, qui reconstitue la purge, sort avec la purge du tambour du générateur de vapeur. Avec le rapport Спг:Сд.в=2, conformément à la formule (5.15) pr=out+in ; si âí=0, alors pr=out. En utilisant de l'eau de purge et en installant un détendeur, les résultats suivants peuvent être obtenus à la suite de calculs similaires :  ut   in  pr  (5.16) Sp g   r p S dv et at in = 0  ut  pr  (5.16a) Sp g   pr  S dv 98 A partir des formules (5.15) et (5.15a) on peut obtenir la valeur des impuretés admissibles dans l'eau supplémentaire Sd.v en fonction des valeurs de Spg, ut et âí sous la forme Sp g Sdv  (5.17)  ut   in 1  pr ou, par conséquent, en l'absence de pertes externes Sp g Sdv  (5.17a)  ut 1  pr Ainsi, les exigences pour la qualité de l'eau supplémentaire, toutes choses égales par ailleurs, est largement déterminée par le soufflage et la concentration d'impuretés dans les générateurs de vapeur d'eau. Riz. 5.2 Sur la fig. La figure 5.2 montre les graphiques calculés du soufflage continu des générateurs de vapeur pr en fonction du rapport Spg : Sdv à différentes valeurs de sweat = in + out. Le calcul thermique d'un refroidisseur à purge revient principalement à déterminer les enthalpies de l'eau supplémentaire iop et de l'eau de purge ildrop après le refroidisseur, liées par la relation i pr  id v   o p op op où op est la différence entre les enthalpies de l'eau de purge refroidie et de l'eau supplémentaire chauffée, qui est prise égale à environ 40-80 kJ/kg (10-20°C). 99 L'équation du bilan thermique du refroidisseur par purge dans ce cas a la forme : D  r (i  r  i p r) p  D dv (id v  i dv) p p pop op dans cette équation toutes les quantités sauf les enthalpies i pr et je dvp sont connus. op o En utilisant la relation entre elles et en choisissant la valeur o.p, l'une de ces quantités est exclue de l'équation du bilan thermique et la seconde est déterminée, puis la première est déterminée à partir de la relation entre elles. La température de l'eau de purge refroidie est généralement comprise entre 40 et 60 °C. Dans les centrales sans pertes externes, les valeurs de D/pr et Dd.v sont du même ordre, par exemple D/pr = 0,40 Dd.v ; puis, lorsque l'eau de purge est refroidie de 100°C, par exemple de 160 à 60°C, l'eau supplémentaire est chauffée de 40°C, par exemple de 10 à 50°, avec îï=10°C et op 42kJ/kg. Dans les centrales thermiques avec perte externe de condensats, la valeur de D/ïð peut être nettement inférieure à la valeur de Dd.v, par exemple D/pr0,1Ddv ; il est alors possible de refroidir plus profondément l'eau de purge, par exemple jusqu'à 40°C, en chauffant l'eau supplémentaire à 22°C, avec op = 18°C ​​​​et îï = 76 kJ/kg. 5.3. UNITÉS D'ÉVAPORATOIRE Le remboursement des pertes de vapeur et de condensats par de l'eau d'appoint propre est une condition importante pour assurer fonctionnement fiableéquipement de centrale électrique. De l'eau supplémentaire de la pureté requise peut être un distillat obtenu à partir de échangeur de chaleur spécial- installation d'évaporation. L'installation d'évaporation comprend un évaporateur, dans lequel l'eau brute supplémentaire initiale, généralement purifiée au préalable chimiquement, est convertie en vapeur, et un refroidisseur, dans lequel la vapeur obtenue dans l'évaporateur est condensée. Ce type de refroidisseur est appelé évaporateur-condenseur ou évaporateur-condenseur. Ainsi, dans usine d'évaporation la distillation de l'eau supplémentaire initiale se produit - elle se transforme en vapeur, suivie d'une condensation. Le condensat de l'eau évaporée est un distillat exempt d'impuretés. L'évaporation de l'eau supplémentaire se produit en raison de la chaleur dégagée par la vapeur de condensation du chauffage primaire provenant des extractions des turbines ; la condensation de la vapeur secondaire produite dans l'évaporateur se produit à la suite du refroidissement de la vapeur avec de l'eau, généralement du condensat provenant d'une turbine (Fig. 5.3). Avec ce schéma de mise en marche de l'évaporateur et de son condenseur, la chaleur de la vapeur d'échappement de la turbine est utilisée pour chauffer le condensat principal et est renvoyée avec l'eau d'alimentation vers les générateurs de vapeur. Ainsi, l'unité d'évaporation est allumée selon le principe régénératif, et elle peut être considérée comme un élément du circuit régénératif de l'unité turbine. 100

UN. Survol de vapeur, causée par l'absence ou la défaillance d'un purgeur de vapeur (c.o.). La source de pertes la plus importante est la vapeur volante. Exemple classique un système mal compris est l’échec délibéré de l’installation du c.o. dans les systèmes dits fermés, où la vapeur se condense toujours quelque part et retourne vers la chaufferie.

Ces pertes sont particulièrement importantes lors du démarrage et de la montée en température du SPI. "Épargne" chez k.o. et leur installation avec un débit insuffisant requis pour l'évacuation automatique de volumes accrus de condensats entraîne la nécessité d'ouvrir des dérivations ou d'évacuer les condensats vers le drainage. Le temps de préchauffage des systèmes augmente plusieurs fois, les pertes sont évidentes. Par conséquent, k.o. doit avoir un approvisionnement suffisant bande passante pour assurer l'élimination des condensats au démarrage et dans des conditions transitoires. Selon les types d'équipements d'échange thermique, la réserve de capacité peut aller de 2 à 5.

Pour éviter les coups de bélier et les purges manuelles improductives, une évacuation automatique des condensats doit être assurée lorsque le SPI est arrêté ou lorsque les charges fluctuent à l'aide d'un co.o. avec différentes plages de pressions de fonctionnement, des stations intermédiaires de collecte et de pompage des condensats ou une purge automatique forcée des unités d'échange thermique. La mise en œuvre concrète dépend des conditions techniques et économiques réelles.En particulier, il convient de garder à l'esprit que c.o. avec un verre inversé, lorsque la chute de pression dépasse sa plage de fonctionnement, il se ferme. Par conséquent, le schéma de vidange automatique de l'échangeur de chaleur lorsque la pression de la vapeur chute, présenté ci-dessous, est simple à mettre en œuvre, fiable et efficace.

Il convient de garder à l’esprit que la perte de vapeur par les ouvertures non régulées est continue, ainsi que tout moyen de simulation du CO. dispositifs non régulés tels que « valve couverte », joint d'eau, etc. en fin de compte, des pertes plus importantes que le gain initial. Le tableau 1 montre un exemple de la quantité de vapeur irrémédiablement perdue en raison d'une fuite à travers des trous à différentes pressions de vapeur.

Tableau 1. Fuites de vapeur à travers des trous de différents diamètres
Pression. bari	Diamètre nominal du trou	Perte de vapeur, tonnes/mois
	21/8" (3,2 mm)
	¼" (6,4 mm)	15.1
	½" (25mm)	61.2
	81/8" (3,2 mm)	11.5
	¼" (6,4 mm)	41.7
	½" (25mm)	183.6
	105/64" (1,9 mm)
	#38 (2,5 mm)	14.4
	1/8" (3,2 mm)	21.6
	205/64" (1,9 mm)	16.6
	#38 (2,5 mm)	27.4
	1/8" (3,2 mm)	41.8

Les données initiales pour le calcul des pertes en cas de non-restitution des condensats sont les suivantes : coût eau froide sur le maquillage, la chimie, le gaz et l'électricité.
Il faut également tenir compte de la perte apparence bâtiments et, en outre, la destruction des structures d'enceinte en raison du « flottement » constant des points de drainage.

G. Présence d'air et de gaz non condensables dans la vapeur

L'air, comme on le sait, a d'excellentes propriétés d'isolation thermique et à mesure que la vapeur se condense, elle peut se former sur interne les surfaces de transfert de chaleur ont une sorte de revêtement qui entrave l'efficacité du transfert de chaleur (tableau 2).

Tableau 2. Réduire la température du mélange vapeur-air en fonction de la teneur en air.

Pression	Température de vapeur saturée	Température du mélange vapeur-air en fonction de la quantité d'air en volume, °C
Barre d'abdos.	°C	10%20%30%
	120,2	116,7113,0110,0
	143,6	140,0135,5131,1
	158,8	154,5150,3145,1
	170,4	165,9161,3155,9
	179,9	175,4170,4165,0

Le dégagement de CO2 sous forme gazeuse lors de la condensation de la vapeur conduit, en présence d'humidité dans la canalisation, à la formation de substances extrêmement nocives pour les métaux. acide carbonique, qui est la principale cause de corrosion des canalisations et des équipements d'échange de chaleur. En revanche, un dégazage rapide des équipements, étant des moyens efficaces luttant contre la corrosion des métaux, rejette du CO2 dans l’atmosphère et contribue à la formation de l’effet de serre. Seule la réduction de la consommation de vapeur constitue un moyen fondamental pour lutter contre les émissions de CO2 et pour une utilisation rationnelle du CO2. est l'arme la plus efficace ici. D. Ne pas utiliser de vapeur flash .

S'il existe des volumes importants de vapeur de flash, il convient d'évaluer la possibilité de son utilisation directe dans des systèmes à charge thermique constante. Dans le tableau La figure 3 montre le calcul de la formation de vapeur bouillante secondaire.
La vapeur instantanée résulte du mouvement du condensat chaud sous haute pression dans un conteneur ou un pipeline sous plus basse pression. Un exemple typique est un réservoir de condensat atmosphérique « flottant », dans lequel la chaleur latente du condensat à haute pression est libérée à un point d'ébullition plus bas.
S'il existe des volumes importants de vapeur de flash, il convient d'évaluer la possibilité de son utilisation directe dans des systèmes à charge thermique constante.
Le nomogramme 1 indique la proportion de vapeur secondaire en pourcentage du volume de condensat qui bout en fonction de la différence de pression subie par le condensat. Nomogramme 1. Calcul de la vapeur bouillante secondaire.
E. Utiliser de la vapeur surchauffée au lieu de vapeur sèche saturée.

À moins que les contraintes du procédé n'exigent l'utilisation de vapeur surchauffée à haute pression, l'utilisation de vapeur sèche saturée à la pression la plus basse possible doit toujours être recherchée.
Cela permet d'utiliser toute la chaleur latente de vaporisation, qui a des valeurs plus élevées à basses pressions, obtenez des processus de transfert de chaleur stables, réduisez les charges sur les équipements, augmentez la durée de vie des unités, des raccords et des raccords de tuyaux.
L'utilisation de vapeur humide n'a lieu, à titre exceptionnel, que lorsqu'elle est utilisée dans le produit final, notamment lors de l'humidification de matériaux. Il est donc conseillé d'utiliser dans de tels cas moyens spéciaux hydratation sur dernières étapes transporter la vapeur vers le produit.

ET. Inattention au principe de diversité nécessaire
Manque d'attention à la diversité schémas possibles contrôle automatique, en fonction des conditions particulières d'utilisation, du conservatisme et de l'envie d'utilisertypiquele circuit peut être une source de pertes involontaires.

Z. Choc thermique et coup de bélier.
Les chocs thermiques et hydrauliques détruisent les systèmes à vapeur s’ils ne sont pas utilisés correctement. système organisé collecte et évacuation des condensats. L'utilisation de la vapeur est impossible sans un examen attentif de tous les facteurs de sa condensation et de son transport, qui affectent non seulement l'efficacité, mais également les performances et la sécurité du PCS dans son ensemble.