Повышение эффективности атмосферных термических деаэраторов тепловых электрических станций

• Автор: Долгов, Антон Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ В СХЕМАХ
ВОДОПОДГОТОВКИ
1.1 .Основы деаэрации воды
1Л Л. Влияние «качества» воды на работу
теплоэнергетического оборудования
1.1.2. Очистка воды от растворенных газов
1.2.Технология удаления коррозионно-активных газов в
деаэраторах
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В НАСАДОЧНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ
2.1. Подходы к проектированию промышленных аппаратов
2.2. Основы математического описания массообменных 37 процессов в промышленных аппаратах
2.3. Система уравнений тепло- и массопереноса в промышленных 39 колоннах
2.4. Алгоритм расчета насад очного деаэратора
2.4.1. Материальный баланс
2.4.2. Расчет скорости газа и диаметра аппарата
2.4.3. Расчет движущей силы массопередачи и числа единиц 51 переноса
2.4.4. Расчет коэффициента массопередачи
2.4.5. Определение высоты и поверхности насадочного слоя 58 (модель идеального вытеснения)

2.5. Результаты расчетов деаэраторов
2.6. Расчет высоты слоя насадки по диффузионной модели
2.7. Обобщенное решение
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА МАССОПЕРЕДАЧУ
ПРИ ДЕАЭРАЦИИ
3.1. Описание проблемы
3.2. Математическая модель с учетом тепловых эффектов
3.3. Результаты расчетов деаэраторов
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ ДЕАЭРАТОРА
НА КАЗАНСКОЙ ТЭЦ
4.1. Влияние коррозии на работу оборудования водоподготовки
на ТЭС
4.2. Схема деаэрации на Казанской ТЭЦ
4.3. Технические характеристики, и краткое описание устройства
деаэраторов низкого давления и подпитки теплосети
4.4. Исследование и модернизация деаэратора ДСА
Казанской ТЭЦ
4.5. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Значительной проблемой теплоэнергетики является неудовлетворительная работа установок для термической деаэрации питательной воды на тепловых электрических станциях (ТЭС). Практика показывает, что срок службы оборудования водоподготовки, питаемых водой с большой концентрацией агрессивных газов, значительно сокращается. Известны случаи, когда трубы тепловых сетей приходилось менять через полтора - два года работы из-за интенсивной внутренней коррозии. Выходы из строя тепловой сети, замены труб и оборудования связаны с большими затратами.
Деаэраторы и декарбанизаторы предотвращают коррозию труб, радиаторов и котельного оборудования. Они являются незаменимой деталью в промышленных и бытовых системах водоподготовки. Различают деаэраторы: сопловые,
насадочные, пленочные, струйные и барботажные.
По принципу действия деаэрация бывает: термическая, десорбционная или химическая, вакуумная и др. Из них наиболее распространен случай термической деаэрации, характеризующийся как преимуществами: возможностью работы при пониженных параметрах теплоносителей, что существенно повышает энергетическую эффективность теплоснабжения; так и недостатками -повышенными энергозатратами.
Проведенные исследования режимов работы деаэратора ДСА-300 Казанской ТЭЦ-3 (теплоэлектроцентраль) показали, что деаэратор не обеспечивает требуемое содержание кислорода (Д на выходе из аппарата при различных режимах, следовательно, необходима его модернизация.
Одним из методов ресурсосбережения и снижения энергозатрат при процессе термической деаэрации может быть разработка новых конструкций деаэраторов или модернизация действующих.
В последние годы в практике отечественных и зарубежных предприятий
сложилась устойчивая тенденция к замене устаревших контактных элементов
(барботажных тарелок, насадок и т.п.) преимущественно в вакуумных и

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В НАСАДОЧНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ
В данной главе рассмотрены математические модели для расчета насадочных деаэраторов. Представлена общая система уравнений массо- и теплопереноса и её частные случаи. Даны результаты расчетов с использованием модели идеального вытеснения и диффузионной модели структуры потоков с различными насадочными элементами. Представлено сравнение с экспериментальными данными различных авторов. Сделаны выводы об эффективности контактных устройств.
2.1. Подходы к проектированию промышленных аппаратов
На сегодняшний момент наиболее актуальной и одновременно сложной задачей в различных отраслях промышленности является разработка и проектирование новых и реконструкция уже имеющихся аппаратов газо- и водоочистки, а также массо- и теплообменных аппаратов, в этой области имеется уже много работ [ 33, 38, 41, 64, 81, 89, 90 и др.]. Подавляющая часть среди массообменных аппаратов это колонны для разделения многокомпонентных смесей в системах газ (пар) - жидкость и жидкость - жидкость.
Проектирование промышленных аппаратов заключается в нахождении наиболее эффективных разделений смесей и теплообмена на контактных устройствах. Зачастую решение этой задачи является полуэмпирическим, и оно связано с нахождением определенного интервала работы и конструкции контактных устройств. При этом при увеличении размеров промышленных массообменных устройств возникает проблема «масштабного эффекта» -значительно меняется структура потока, увеличивается число застойных зон, усиливается обратное перемешивание, уменьшается движущая сила процесса, что