Повышение эффективности декарбонизации воды термическими деаэраторами атмосферного давления

• Автор: Коротков, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Реферат
Диссертация 161 стр., 49 рис., 25 табл., 153 библ.
Термический деаэратор, декарбонизация, диоксид углерода, гидрокарбонат, барботаж, эксплуатационный режим, программный комплекс
Объектами исследования являются термические деаэраторы атмосферного давления струйно-барботажного типа, параметры эффективности декарбонизации воды в них.
Целью работы является повышение эффективности работы струйно-барботажных деаэраторов атмосферного давления по удалению из воды свободного и химически связанного диоксида углерода без ухудшения качества деаэрированной воды по растворенному кислороду на основе совершенствования их эксплуатационных режимов.
Выполнен аналитический обзор опубликованных результатов исследований процессов декарбонизации воды в термических деаэраторах атмосферного давления струйно-барботажного типа. Приведено описание методики, метрологического обеспечения и результатов экспериментальных исследований процессов декарбонизации воды раздельно в струйных и барботажных элементах деаэраторов типа ДСА и ДА-м различных конструкций. Выполнен анализ статических условий декарбонизации воды в струйных отсеках атмосферных деаэраторов. Выполнен анализ влияния режимных параметров деаэраторных баков на эффективность декарбонизации воды. Даны рекомендации по повышению эффективности декарбонизации воды струйно-барботажными деаэраторами атмосферного давления.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 АНАЛИЗ ОПУБЛИКОВАННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Роль атмосферных деаэраторов воды в энергетических установках
1.2. Деаэрационные установки с атмосферными струйно-барботажными деаэраторами
1.3. Основные сведения о процессах термической деаэрации воды
1.4. Источники и коррозионная активность углекислоты в циклах энергетических установок
1.5. Опубликованные данные об эффективности декарбонизации воды атмосферными деаэраторами
1.6. Выводы по главе и формулировка задач исследования
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДЫ В АТМОСФЕРНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ
2.1. Экспериментальные исследования процессов декарбонизации
в отдельных струйных и барботажных элементах деаэраторов
2.1.1. Описание объектов исследований
2.1.2. Схема отбора проб и используемые средства измерения..
2.1.3. Методика и результаты экспериментальных исследований.
2.2. Сбор статистических данных об эффективности декарбонизации воды в атмосферных деаэраторах в целом
2.2.1. Деаэратор ДСА-300 (колонка с одним отсеком)
2.2.2. Мониторинг показателей работы деаэраторов ДА-
ПГУ-ТЭЦ ЗАО «РЭК»
2.3. Выводы по главе
Глава 3. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ ВОДЫ
В ДЕАЭРАЦИОННЫХ КОЛОНКАХ
3.1. Анализ экспериментальных данных
3.2. Анализ статических условий процесса декарбонизации воды
в деаэрационных колонках
3.3. Выводы по главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕКАРБОНИЗАЦИИ
ВОДЫ В ДЕАЭРАТОРНЫХ БАКАХ
4.1. Обоснование выбора исследуемых параметров
4.2. О механизме процесса термического разложения гидрокарбонатов
4.3. Анализ экспериментальных данных
4.4. Уточнение расчетной методики
4.5. Выводы по главе
Глава 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ
5.1. Режимная наладка деаэраторов ДА-300м и ДСА-
теплосилового цеха ОАО «Северсталь»
5.2. Разработка и программная реализация модулей прикладного программного комплекса «Технологический расчет атмосферных струй-но-барботажных деаэраторов воды»
5.3. Модернизация деаэраторов ДА-50 парогазовой ТЭЦ
ЗАО «Родниковская энергетическая компания»
5.4. Внедрение результатов работы в учебный процесс вуза
5.5. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Список использованных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ. Документы, подтверждающие практическую реализацию результатов работы

Исследованиями [15] показано, что эффективность газообмена вообще и декарбонизации воды, в частности, на непровальном барботажном листе (при условии нагрева воды на входе в лист до температуры насыщения) зависит от динамического напора потока пара, который определяется произведением плотности пара на квадрат его скорости в отверстиях листа. В качестве оптимального рекомендовано значение этого напора 0,115 кгс/см2, а дальнейшее увеличение его не приводит к существенному повышению эффективности декарбонизации (рис. 1.9 [15]). Аналогичные результаты описываются в [73]. Сделано предположение, что при указанном значении динамического напора пара достигается максимально возможная турбулизация системы и максимальная площадь поверхности контакта фаз.
р„¥2 • 103, кг/м
Рис. 1.9. Зависимость соотношения концентраций тазов в конце и начале барботаж-ного листа от динамического напора пара: Ск и Сн - концентрации газов соответственно в конце и начале барботажного листа; р,^п2, кгс/см2 - динамический напор пара: 1 -аммиак в условиях затопленного барботажного устройства ЦКТИ; 2 и 3 - соответственно диоксид углерода и кислород в условиях незатопленного барботажного листа
Моделей, которые были бы разработаны для условий барботажных устройств атмосферных деаэраторов, не опубликовано. Однако исследованиями [13, 15, 73] показано, что в общем случае эффективность дегазации на непровальном листе не зависит от абсолютного давления в деаэраторе.
Для расчета процесса дегазации воды на непровальных барботажных листах под вакуумом в области до оптимальных динамических напоров пара получено уравнение в виде [13, 15]:
М = АЬа", (1.48)