Моделирование теплового факела для оценки эффективности инженерных решений по снижению теплового загрязнения водоема-охладителя ТЭЦ

• Автор: Хассан Тана
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Современное состояние исследований по прогнозированию и
прикладным аспектам снижения теплового загрязнения водоемов-

охладителен
1.1. Моделирование теплового загрязнения водоема-охладителя объекта

энергетики
1.2. Экологические проблемы прямоточной системы водоснабжения ТЭС
1.3. Конкурирующие технологии охлаждения тепловых сбросов объектов

энергетики
1.3.1. Охлаждение воды в эжекторной системе технического водоснабжения

конденсационных электростанции
1.3.2. Охлаждение воды в брызгальных бассейнах

1.3.3. Охлаждение воды в градирнях
Глава 2. Методика выбора инженерного решения для снижения теплового
загрязнения водоема-охладителя объекта энергетики

2.1. Описание методики
2.2 Основные принципы моделирования теплового факела
2.3. Программа расчета конкурирующих инженерных решений по снижению

теплового загрязнения

2.3.1. Методика расчета эжектора

2.3.2. Методика расчета брызгальных установок

2.3.3 Методика расчета градирен
Глава 3. Натурные исследования водоема-охладителя ТЭЦ

3.1. Общая характеристика озера Средний Кабан
3.2. Прямоточная система водоснабжения Казанской ТЭЦ
3.3. Влияние теплового загрязнения на озеро Средний Кабан
3.4. Тепловые расчеты с применением показателей эффективности схемы использования водоема-охладителя

3.5. Натурные замеры теплового загрязнения
3.6. Качественные характеристики исходной и сбрасываемой воды в озеро Средний Кабан
Глава 4. Апробация методики выбора инженерного решения по снижению теплового загрязнения водоема-охладителя ТЭЦ
4.1. Входные данные, используемые при математическом моделировании в

среде
4.2. Результаты математического моделирования теплового факела сбросов

4.3. Результаты расчетов градирен
4.4. Результаты расчетов брызгальных устройств

4.5. Результаты расчетов эжекторных систем
4.6. Выбор эффективного технического решения по снижению теплового

загрязнения озера Средний Кабан

Заключение

Литература

Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Одной из наиболее острых и актуальных экологических проблем водоемов-охладителей объектов энергетики является их тепловое загрязнение, наблюдаемое в результате поступления нагретых вод, сбрасываемых после охлаждения энергетического оборудования.
Согласно санитарным нормам и правилам СанПиН 2.1.9.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» летняя температура воды в водоеме в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 °С по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет.
Для прогноза влияния тепловых сбросов ТЭЦ с выявлением участков в водоеме с повышенной температурой, превышающей установленные нормативы, широко используются методы построения математических моделей. Существует ряд программных комплексов, которые используются для моделирования качества вод водоемов различных типов (морей, озер, рек) со значительной акваторией и многочисленными сбросами, в которых температурная составляющая является лишь одним из нескольких
параметров оценки.
Вместе с тем для водоемов-охладителей объектов теплоэнергетики, находящихся в черте мегаполиса, со сбросом теплых вод в природный водоем и высокой степенью водообмена актуальной задачей является создание адекватной модели с возможностью прогноза конфигурации теплового факела и распределения температуры сбрасываемой воды. Выявление закономерностей температурных характеристик водоема-охладителя методами математического

Г//,////т/?/гггт/Нм//&жтмгЖММШ

Канал
сброса

'Ъ77777Я7*?тЛ777777ЖттЖ-?
ЩВнд сверху
Ь) Вид сбоку
Рис. 2.2. Предполагаемая схематизация водоема в ССЖМІХ
В программе ССЖМІХ используются масштабы длин для классификации режима течения и прогноза начального разбавления. Динамические величины сброса и их взаимодействия с окружающим потоком даются по следующим масштабам длины:
масштаб длины сброса - Ьд, измеряющий отношение начального объема по сравнению с количеством движения потока, м;
масштаб длины “струи-на-факел”- м, измеряющий отношение начального количества движения к начальной плавучести потока, м;
масштаб длины “струи-на-поперечый поток”- Ьт, измеряющий отношение начального количества движения к скорости поперечного потока, м;
масштаб длин “факел-на-поперечый поток” Ьъ, измеряющий отношение начального факела потока к поперечному потоку, м.

(2.5)
(2.6)
(2.7)