Повышение интенсивности теплообмена в двухфазном потоке пара и жидкости

Для повышения интенсивности теплообмена в двухфазном потоке пара и жидкости, как показали теоретические и экспериментальные исследования, камера смешения по высоте должна быть изобарической, т. е. давление в пространстве между торцевыми стенками должно быть постоянным по высоте. Постоянство давления в пространстве межфазного взаимодействия по высоте камеры сохраняется, если профиль камеры является гиперболическим, т. е. камера представляет собой гиперболоид вращения. Вынос капель жидкости из камеры смешения с такими стенками минимальный, так как ползущие по такой торцевой стенке капли жидкости отрываются от нее, попадают в поток пара, приобретают окружную скорость и центробежными силами перемещаются на периферию камеры.

Затраты на эту пароохладительную установку, включающие разработку и изготовление вихревого пароохладителя, комплектование ее необходимым оборудованием и приборами, составили около 2000 дол. (само оборудование — около 1200 дол., монтаж — примерно 300 дол.). В течение года исследовалась работа данного энергоблока с указанной выше пароохлади- тельной установкой, проводились изучение работы блока при пуске и в переменных режимах эксплуатации, определение надежности и работоспособности пароохладительной системы, а также сравнение качества работы штатной и предложенной (с вихревым пароохладителем) схем получения пара, подаваемого на уплотнения турбины, оценка экономического эффекта.

При проведении испытаний использовалась штатная аппаратура. В необходимых точках замерялись давления, температуры металла и сред, расходы пара и охлаждающей воды. Был разработан алгоритм управления, система автоматического контроля параметров. Относительные расширения роторов турбины регистрировались прибором ИП-8А. Для определения наличия или отсутствия воды в паре, подаваемом на уплотнения, применялся визуальный контроль. Оказалось, что при использовании для охлаждения пара вихревого пароохладителя вода в уплотнения не попадает, вибрации в турбине находятся в пределах нормы, время пуска энергоблока из холодного состояния сокращается на 5 ч.

Исследования показали, что по сравнению со штатной схемой подачи пара на уплотнения значительно упрощается регулирование величин относительных расширений роторов ЦСД-2, ЦНД. Снижается абсолютная величина ОРР, лимитирующая проведение пусковых операций, предотвращается заброс воды из системы концевых уплотнений в проточную часть турбины, более плавно регулируется температура пара на уплотнения, снижаются вероятность осевых задеваний и расход топлива из-за сокращения времени пуска. Уменьшение времени пусковых операций до включения турбогенератора в сеть составляет в среднем 5 ч.

Экономия топлива при этом составляет 30-35 т у. т. за один пуск. В среднем за один год (при 10-15 пусках из холодного и неостывшего состояний) экономия топлива составляет 400 т у. т., что при цене примерно 100 дол. за 1 т у. т. составит 40000 дол. в год. Это снижает себестоимость производства электроэнергии на 0,53 %, уменьшает затраты топлива на 0,16 г условного топлива на 1 кВт-ч произведенной электроэнергии. Кроме того, возрастает надежность работы энергоблока и уменьшаются количество и стоимость ремонтов. Повышается коэффициент использования установленной мощности, уменьшаются износ оборудования из-за уменьшения внеплановых остановов, а также эрозия лопаток турбины и уплотнений из-за избежания термошоков металла от попадания холодной воды в проточную часть турбины и в уплотнения ее вала.

Предположительно положительный эффект составит около 4,5-5,5 тыс. дол. в год. Как известно, один аварийный останов с разборкой — сборкой турбины подобного энергоблока из-за повышения уровня вибраций в турбине сверх допустимого уровня обходится станции в 30-35 тыс. дол. На Минской ТЭЦ-4 только на двух энергоблоках с турбинами Т-25 0/3 00-240 за период времени, меньший одного года (с декабря 1996 г. по июль 1997 г.), из-за вибрации, превышающей допустимые пределы, шесть раз были произведены аварийные остановы турбогенераторов. Поэтому ориентировочно можно считать, что применение предлагаемого изобретения при эксплуатации одного энергоблока с турбиной Т-250/300-240 при предотвращении только одного аварийного останова обойдется электростанции на 75000 дол. в год дешевле, чем при использовании прежней системы.

Категории статей

  • Рубрик нет

Аналитика и решения

Задать вопрос

* - поля обязательные для заполнения