WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

РЕПИН ДМИТРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДНО-ХИМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ТУРБИН

Специальность 05.14.14 — Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва - 2009

Работа выполнена в ГОУВПО «Московский энергетический институт (Технический университет)» на кафедре Технологии воды и топлива

Научный руководитель:

— доктор технических наук, профессор

Петрова Тамара Ивановна

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук,

Седлов Анатолий Степанович

- кандидат технических наук

Гусева Ольга Владимировна

Ведущая организация:

ОАО «ВТИ»

Защита состоится «_20__» ___мая____ 2009 года, в _16__ час. _00__ мин. в ___МАЗ__ на заседании диссертационного совета Д 212.157.07 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г. Москва, Красноказарменная ул., д. 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ).

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, Москва, Красноказарменная ул., д. 14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «___» __________ 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.157.07

к.т.н., профессор Лавыгин В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность работы. Одним из основных факторов, влияющих на надежность работы ТЭС, являются водно-химические режимы (ВХР) отдельных контуров. Традиционно наибольшее внимание уделяется ВХР паро-водяного тракта ТЭС. Однако, наряду с ним, важное значение имеет организация ВХР системы оборотного охлаждения конденсаторов турбин.

В первую очередь это связано с тем, что от состояния трубок конденсатора напрямую зависит тепловая экономичность турбины – при наличии отложений в трубках ухудшается теплообмен между конденсирующимся паром и охлаждающей водой, в результате чего снижается вакуум, и как следствие, уменьшается теплоперепад, срабатываемый на турбине, т.е. снижается экономичность энергоблока. Кроме того, в случае усиления коррозионных процессов возможен преждевременный выход трубок конденсатора из строя, что приводит к простою оборудования и затратам на ремонт конденсатора. В последнее время все большее внимание уделяется экологическому аспекту организации ВХР систем охлаждения, так как штрафы за превышение предельно допустимых концентраций примесей в сбросных водах ТЭС являются значительными.

В настоящее время в нашей стране не существует эффективной программы организации ВХР оборотных систем охлаждения, решающей одновременно три проблемы: предотвращение образования отложений, снижение скорости коррозии конструкционных материалов на основе меди и недопущение биологического обрастания системы охлаждения. Кроме того, влияние качества охлаждающей воды и корректирующих реагентов на коррозию медьсодержащих сплавов в высокоминерализованной воде систем охлаждения конденсаторов турбин также практически не изучено. Одним из перспективных методов решения данной проблемы является использование пленкообразующих аминов (в частности хеламина и октадециламина (ОДА)), однако информация по данному вопросу практически отсутствует.

Поэтому, существенно важной является задача оптимизации ВХР систем оборотного охлаждения конденсаторов турбин с целью снижения скорости коррозии латуни.

Данная работа выполнена в рамках договоров между МЭИ (ТУ) и ОАО «Мосэнерго».

Цель работы состоит в изучении влияния качества охлаждающей воды и корректирующих реагентов на скорость коррозии латуни с целью оптимизации ВХР систем охлаждения конденсаторов турбин.

Задачи исследования:

1. Провести анализ качества охлаждающей и добавочной воды на ряде ТЭС с целью оценки протекания коррозионных процессов и образования отложений.

2. Изучить влияние качества охлаждающей воды на коррозию медьсодержащих сплавов.

3. Изучить влияние фосфонатов и микродобавок пленкообразующих аминов (ПАА) на работу катионитных фильтров.

4. Исследовать и оценить влияние некоторых рекомендуемых для обработки охлаждающей воды реагентов на скорость коррозии медьсодержащих сплавов в воде систем оборотного охлаждения ТЭС.

5. Изучить влияние сформированной пленки ПАА на поверхности латуни на скорость коррозии и образование отложений в условиях работы ТЭС.

6. Разработать метод и схему обработки трубок конденсаторов со стороны охлаждающей воды ПАА для турбины Т-100.

Научная новизна работы:

  1. Впервые дана оценка влияния отдельных параметров (концентрации хлоридов, сульфатов и солесодержания охлаждающей воды ) на скорость коррозии латуни в охлаждающей воде.
  2. Получены математические зависимости, позволяющие прогнозировать скорость коррозии латуни от концентрации в охлаждающей воде только хлоридов и суммарного содержания хлоридов и сульфатов.

3. Определена скорость коррозии латуни в охлаждающей воде в присутствии различных корректирующих реагентов.

4. Разработана методика и схема проведения обработки конденсаторных трубок реагентом ОДА для теплофикационных турбин.

Практическая ценность работы. Определено влияние различных корректирующих реагентов на скорость коррозии латуни на воде систем охлаждения.

Установлено влияние оксиэтилендифосфоновой кислоты (ОЭДФК) и хеламина 9100 МК на обменную емкость катионита IRA 120 Н.

Показано, что предварительная обработка конденсаторных трубок пленкообразующим амином ОДА со стороны охлаждающей воды позволяет снижать скорость образования отложений и коррозии латуни.

Результаты работы могут быть использованы для повышения экономичности и надежности работы энергетического оборудования на ТЭС с оборотными системами охлаждения.

Степень достоверности результатов. Достоверность полученных данных подтверждается результатами экспериментальных и промышленных исследований, проведенных с использованием современных средств контроля и обработки результатов. Основные научные положения, изложенные в работе, согласуются с литературными данными.

Апробация работы. Основные результаты были представлены на трех международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (МЭИ, Москва, март 2007, 2008, 2009 гг.), на двух водно-химических форумах (МЭИ, Москва, апрель 2008, 2009 гг.) и на заседании кафедры Технологии воды и топлива (МЭИ, Москва, март 2009 г.).

Личный вклад автора: разработка методики проведения экспериментов; проведение экспериментов; анализ экспериментальных данных; разработка методики и схемы обработки конденсаторных трубок со стороны охлаждающей воды с целью снижения скорости коррозии и образования отложений для турбины Т-100.

Публикации по работе. По теме диссертации имеется пять публикаций.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Основной материал изложен на 121 странице машинописного текста, включает 64 рисунка и 25 таблиц. Список литературы включает 106 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой проблемы.

В первой главе приведен обзор литературных данных по типам систем охлаждения конденсаторов на ТЭС и основным проблемам их эксплуатации.

Показано, что прямоточная система охлаждения требует наличия мощного источника охлаждающей воды и приводит к тепловому загрязнению источника водоснабжения. Организация ВХР прямоточной системы охлаждения не вызывает значительных проблем.

В нашей стране наиболее распространены оборотные системы охлаждения с градирнями (рис.1). Рис.1. Схема оборотной системы охлаждения с градирнями.

1- градирня; 2- циркуляционный насос; 3 – конденсатор.

Основные требования к охлаждающей воде в системах оборотного охлаждения сводятся к тому, чтобы она имела необходимую для охлаждения потребителя температуру, не вызывала при нагреве образования отложений и биообрастаний теплопередающих поверхностей и трубопроводов и не приводила к коррозии оборудования и трубопроводов.

В системах оборотного охлаждения в результате многократного повторного использования охлаждающей воды происходит увеличение общего солесодержания и жесткости воды, что существенно влияет, с одной стороны, на интенсивность протекания коррозионных процессов, а с другой - на скорость образования отложений на трубных поверхностях конденсаторов.

Отложения минеральных примесей, как в градирнях, так и на поверхности трубок конденсаторов турбин снижают эффективность теплопередачи, и как следствие, КПД энергоблока. Кроме того, отложения увеличивают гидравлическое сопротивление тракта, что повышает расход электроэнергии при эксплуатации системы. Для предотвращения образования минеральных отложений в конденсаторах турбин применяют:

  • продувку системы;
  • физическую обработку воды в магнитном или акустическом поле;
  • стабилизационную обработку воды с помощью химических реагентов.

Следует отметить, что использование продувки для снижения накипеобразования лимитировано возможностями источника исходной воды и экономическими составляющими (платой за исходную воду и сброс продувочной воды).

Физическая обработка воды в магнитном поле не показала стабильных результатов, поэтому его применение ограничено фактором надежности работы.

Выяснено, что стабилизационная обработка воды используемыми в нашей стране реагентами - кислотой и фосфонатами позволяет снизить скорость роста отложений.

Однако из зарубежных публикаций следует, что наиболее эффективными методами ведения ВХР системы охлаждения являются использование комплексных программ ингибирования и пленкообразующих аминов. Одной из наиболее известных комплексных программ в нашей стране является программа компании GE Water; наиболее распространенными ПАА – хеламин и ОДА. Однако данные по влиянию всех перечисленных реагентов на скорость коррозии латуни отсутствуют.

Таким образом, на основании проведенного обзора литературных данных сформулирована задача о необходимости изучения влияния качества охлаждающей воды и различных корректирующих реагентов на скорость коррозии латуни.

Во второй главе проведен анализ качества добавочной и охлаждающей воды на ТЭЦ-8, ТЭЦ-25 и ТЭЦ-26 ОАО “Мосэнерго”, из которого следует, что качество воды в этих системах значительно отличается, и изменяется в течение сезона. Было установлено, что в данных системах охлаждения имеет место образование отложений солей жесткости и коррозия медьсодержащих сплавов. Кроме того, из расчета коэффициентов упаривания по щелочности, жесткости и хлоридам выявлено, что даже после внедрения ВХР с дозированием ОЭДФК в системе охлаждения ТЭЦ-8 ОАО “Мосэнерго” происходит интенсивное выпадение солей жесткости на теплопередающих поверхностях.

В третьей главе приведены результаты экспериментов, по влиянию используемого в настоящей момент на ТЭЦ-8 ОАО “Мосэнерго” корректирующего реагента – ОЭДФК, а также перспективного реагента – хеламина 9100 МК на работу катионита IRA 120 H.

Следует отметить, что на ТЭЦ-8 ОАО “Мосэнерго” вода системы охлаждения используется в качестве исходной воды для водоподготовительной установки подпитки теплосети. Поэтому, при обработке охлаждающей воды различными реагентами необходимо учитывать их влияние на работу катионитных фильтров, которые используются в схеме подготовки воды.

Результаты экспериментов по изучению влияния ОЭДФК и хеламина 9100 МК на работу катионита IRA 120 Н приведены в табл. 1 и 2.

Было установлено (табл. 1), что в результате дозирования в обрабатываемую воду ОЭДФК в концентрации 1 мг/дм3 обменная емкость катионита снижалась примерно на 11 %. Проведенный расчет показал, что в случае использования ОЭДФК расход воды на собственные нужды катионитных фильтров увеличивается на 13,8 %.

Таблица 1.

Влияние ОЭДФК на удельное количество обработанной воды и обменную емкость катионита IRA 120H в зависимости от фильтроцикла.

Фильтроцикл

Удельное количество пропушенной ионитом воды за фильтроцикл, мл/cм3

Обменная емкость до проскока,

г-экв/м3

Снижение, %

Без ОЭДФК

С ОЭДФК

Без ОЭДФК

С ОЭДФК

№ 1

805

716

2011

1790

11

№ 2

267

233

666

583

12

№ 3

264

258

659

645

2

№ 4

232

240

580

599

-3

№ 5

311

207

778

519

33

Среднее значение

376

331

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»