WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

Шемпелев Александр Георгиевич

РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕКИХ ПОДСИСТЕМ ТЕПЛОФИКАЦИОННЫХ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

05.04.12 – Турбомашины и комбинированные турбоустановки 05.14.14 – Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург - 2011

Работа выполнена на кафедре «Теплотехника и гидравлика» ГОУ ВПО «Вятский государственный университет» Научный консультант доктор технических наук, зав. кафедрой «Теплотехника и гидравлика» ВятГУ, г.Киров, Эфрос Евгений Исаакович.

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор кафедры Промышленных теплоэнергетических систем МЭИ,г. Москва, Куличихин Владимир Васильевич.

доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Теплогазоснабжение и вентиляция» УлГТУ, г Ульяновск, Шарапов Владимир Иванович.

доктор технических, наук,с.н.с.

каф. "Турбины и двигатели", УрФУ, г. Екатеринбург, Рябчиков Александр Юрьевич.

Ведущая организация ОАО «Всероссийский теплотехнический институт», г Москва.

Защита диссертации состоится 25 ноября 2011г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина " по адресу: г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 5, 8-й учебный корпус УРФУ, ауд.

Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО УрФУ.

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, ФГАОУ ВПО УрФУ, ученому секретарю совета. Телефон (343) 375-45-74, факс (343) 375-94-62, e-mail: d21228507@gmail.com.

Автореферат разослан « »___________2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета К.Э. Аронсон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важнейшей задачей, стоящей перед современной энергетикой, является повышение эффективности использования топлива на электростанциях. Решению этой задачи в значительной степени способствует применение комбинированного способа производства тепловой и электрической энергии. В то же время, типовые решения, используемые на действующих ТЭЦ и при их проектировании, не в полной мере учитывают местные условия и передовой опыт по внедрению результатов научно-исследовательских работ. По этой причине на многих ТЭЦ имеются значительные резервы по экономии топливноэнергетических ресурсов. Вскрытие этих резервов и разработка наиболее эффективных режимов работы ТЭЦ возможны только на базе комплексных исследований турбинного оборудования в реальных условиях его эксплуатации.

Проблема повышения экономичности ТЭЦ связана в первую очередь с решением вопросов снижения потерь теплоты в конденсаторах теплофикационных турбин и увеличением выработки электроэнергии на тепловом потреблении.

Наиболее характерными режимами эксплуатации большинства теплофикационных турбин в отопительный период являются режимы с малыми пропусками пара в конденсатор при охлаждении его циркуляционной водой. Такие режимы позволяют без снижения маневренности и располагаемой мощности обеспечивать потребителей тепловой и электрической энергией. Однако в этих условиях рабочие ступени части низкого давления (ЧНД) турбины находятся в вентиляционном режиме, то есть потребляют мощность; в выходном патрубке наблюдаются обратные токи, способные выносить эрозионноопасную влагу к последней ступени; возникают дополнительные вибрационные напряжения в рабочих лопатках. Проявление указанных негативных явлений тем значительней, чем выше плотность среды, в которой они происходят, то есть чем выше давление в конденсаторе. Практика эксплуатации показывает, что при малых пропусках пара в конденсатор в нем наблюдаются повышенные, относительно нормативных значений, величины недогрева воды до температуры насыщения пара и значительное переохлаждение конденсата. При этом на трубных пучках конденсатора происходит интенсивное насыщение конденсата агрессивными газами (кислород, углекислый газ) до значений концентраций, в несколько раз превышающих нормативные. Указанные обстоятельства приводят к активной коррозии питательного трактов конденсата питательной воды и выносу оксидов меди и железа на теплообменные поверхности котлов. Кроме того, на указанных режимах помимо ЧНД в конденсатор поступает ряд пароводяных и паровоздушных потоков, теплота которых соизмерима с теплотой пропуска пара через закрытую регулирующую диафрагму ЧНД. Снижение потерь теплоты с этими потоками позволяет существенно повысить энергетическую эффективность турбоустановок.

На конденсационных и близких к ним режимах эффективность работы турбоустановок ТЭЦ определяется, прежде всего, давлением в конденсаторе, т.е.

температурой и расходом охлаждающей воды, и, в значительной мере, чистотой поверхностей теплообмена. В свою очередь параметры охлаждающей воды на этих режимах определяются эффективностью работы системы технического водоснабжения и ее соответствием потребностям турбоустановок для выработки заданной мощности. Следовательно, при проведении эксплуатационного контроля за состоянием конденсаторов паровых турбин, а также при расчетах ограничений мощности ТЭЦ по вакууму, важную роль играет корректность методики определения степени загрязнения поверхностей теплообмена.

Таким образом, экономичность, маневренность и надежность теплофикационных паротурбинных установок в значительной мере определяются эффективностью работы не только конденсаторов, но и ряда технологических подсистем турбоустановок, а также элементов низкопотенциального комплекса (НПК) ТЭЦ. Из этого следует необходимость решения задач повышения эффективности совместного функционирования оборудования технологических подсистем (конденсатор, системы воздухоудаления из проточной части и подогревателей, технического водоснабжения, последние ступени турбин) на основе физического моделирования процессов, происходящих в этом оборудовании.

Актуальность разработки и исследования методов повышения эффективности технологических подсистем турбоустановок обусловлена, также возможностью широкого использования предлагаемых технических решений с минимальными затратами на их реализацию.

Диссертационная работа выполнялась в рамках утвержденных на Федеральном уровне приоритетных направлений развития науки, технологий и техники РФ (код 08 – энергетика и энергосбережение); перечня критических технологий РФ ( код 31технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии);основных направлений фундаментальных исследований (1.1.7 - математическое моделирование, 2.1.1- тепломассообмен, гидро- и плазмодинамика, 2.1.6 - энергоресурсосбережение и энергоэффективные технологии. Повышение эффективности комплексного использования природных топлив).

Цель работы - разработка, исследование и практическая реализация малозатратных методов повышения эффективности технологических подсистем низкопотенциального комплекса теплофикационных паротурбинных установок.

Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи, решение которых выносится на защиту:

1. Разработка новых, более совершенных методик, средств измерений и рекомендаций по режимам испытаний теплофикационных турбоустановок, позволяющих получать наиболее достоверные результаты.

2. Экспериментальная оценка составляющих величин суммарного теплового потока в конденсаторы эксплуатируемых теплофикационных турбин с использованием усовершенствованных средств измерений и методик проведения испытаний.

3. Разработка на основе анализа физических процессов и результатов экспериментальных исследований математических моделей конденсаторов со встроенными пучками и без них, позволяющих определять давление в конденсаторе в зависимости от паровых нагрузок (включая минимальные вентиляционные пропуски пара в ЧНД), параметров охлаждающей конденсатор воды, величины дополнительных пароводяных потоков, присосов воздуха в вакуумную систему, реальных характеристик воздухоудаляющих устройств (пароструйных или водоструйных эжекторов) и степени загрязнения внутренних поверхностей теплообмена.

4. Разработка новой методики расчета равновесных газосодержаний в конденсате на выходе из конденсатора на базе результатов экспериментальных и теоретических исследований. Определение необходимых условий, обеспечивающих при различных паровых нагрузках требуемое качество деаэрации основного конденсата, химически обессоленной воды и других, поступающих в конденсатор потоков, снижение потерь теплоты с этими потоками и предотвращение выноса эрозионноопасной влаги к лопаткам последних ступеней.

5. Разработка на основе проведенных исследований способов и устройств подачи химически обессоленной воды, конденсата рециркуляции и дренажей в конденсаторы теплофикационных турбин и их экспериментальная проверка.

6. Проведение расчетных исследований основных направлений на повышение эффективности функционирования технологических подсистем турбоустановок теплофикационных паровых турбин с помощью их математических моделей.

7. Разработка на базе проведенных исследований реально возможных малозатратных способов повышения эффективности работы теплофикационных турбин.

Научная новизна работы определяется тем что:

- разработан и исследован комплексный подход к оценке эффективности работы НПК теплофикационных паровых турбин. Подход учитывает взаимодействие конденсатора с воздухоудаляющими устройствами, системой технического водоснабжения, системами подогрева основного конденсата и сетевой воды, в условиях реального функционирования систем ввода пароводяных и паровоздушных потоков в конденсатор из этих систем помимо проточной части низкого давления;

- предложены и экспериментально исследованы новые устройства для измерения давления в конденсаторе и новый способ определения плотности регулирующих диафрагм ЧНД;

- получена количественная оценка фактических величин теплового потока, поступающего в конденсаторы помимо ЧНД в реальных условиях эксплуатации. Выявлено влияние режимных и эксплуатационных факторов на величины отдельных составляющих этого потока;

- впервые разработаны методики расчета, позволяющие определять давление в конденсаторе в зависимости от паровых нагрузок (включая минимальные вентиляционные пропуски пара в ЧНД), параметров охлаждающей конденсатор воды, величины дополнительных пароводяных потоков, присосов воздуха в вакуумную систему, реальных характеристик воздухоудаляющих устройств (пароструйных или водоструйных эжекторов) и степени загрязнения внутренних поверхностей трубок. Обоснована возможность использования предложенных методик для создания математических моделей конденсатора (со встроенными пучками и без них), оснащенного пароструйными и водоструйными эжекторами и использования этих моделей для получения расчетных теплотехнических характеристик конденсатора;

- предложена и экспериментально апробирована методика расчета равновесного содержания отдельных растворенных газовых компонентов в конденсате на выходе из конденсатора. Показана пригодность предложенной методики для оценки действительных значений содержания кислорода в конденсате и получения деаэрационных характеристик конденсатора в переменных режимах;

- впервые разработана и обоснована концепция организации ввода пароводяных потоков в конденсатор теплофикационной турбины и сформулированы необходимые условия для обеспечения надежной деаэрации при минимальных тепловых нагрузках. Предложены новые устройства для ввода указанных потоков и экспериментально доказана их эффективность;

- показана возможность и целесообразность снижения давления всасывания воздухоудаляющего устройства при минимальных тепловых нагрузках конденсатора для создания условий, обеспечивающих уменьшение вибрационных напряжений в рабочих лопатках ступеней ЧНД и повышения деаэрирующей способности конденсатора;

- разработаны принципы построения физической модели совместной работы конденсаторов и системы технического водоснабжения ТЭЦ. Полученная модель используется для оперативного решения самых различных задач, связанных с вопросами ограничения мощности, модернизации системы технического водоснабжения и НПК, турбоустановки в целом, а также оптимизации режимов их работы;

- сформулированы условия наиболее рационального подогрева подпиточной воды во встроенных пучках конденсаторов турбоустановок ТЭЦ;

- предложен ряд новых технических решений, обеспечивающих повышение эффективности работы оборудования технологических подсистем турбоустановок, в том числе: разработаны способы снижения потерь теплоты с потоками, поступающими в конденсаторы помимо проточной части низкого давления, предложены новые конструктивные и схемные решения по повышению эффективности работы подогревателей сетевой воды, предложены устройства для повышения эффективности и надежности работы турбинных ступеней ЧНД.

Все основные научные результаты и предложенные технические решения получили экспериментальное подтверждение на действующем оборудовании в течении длительной эксплуатации на многих ТЭЦ.

Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечены проведением экспериментов на действующем оборудовании электростанций;

выбором мест установки и точностью средств измерений в соответствии с действующими методическими указаниями; большим объемом экспериментов и воспроизводимостью результатов исследований, выполненных в разное время на нескольких идентичных турбинах; использованием расчетных моделей, учитывающих современные представления о происходящих в теплообменном оборудовании процессах; хорошим совпадением результатов расчетов с экспериментальными данными, полученными автором и другими исследователями;

практической проверкой разработанных технических решений на действующих теплоэнергетических установках и длительным положительным опытом эксплуатации модернизированных объектов.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов заключается в том, что результаты выполненной работы позволяют решать практические задачи, связанные с разработкой и внедрением малозатратных способов повышения эффективности и надежности работы турбинного оборудования. Выявленные закономерности, разработанные методики расчетов и математические модели дают возможность уменьшить объем натурных исследований при разработке новых подходов и новых технических решений. Предложенные модели могут быть использованы при разработке систем мониторинга состояния турбинного оборудовании ТЭЦ.

Результаты работы уже используются более чем на 30 турбоустановках мощностью от 30 до 185 МВт на Кировской ТЭЦ-4, Кировской ТЭЦ-5, Омской ТЭЦ- 4 и ТЭЦ-5, Гомельской ТЭЦ-2, Каунасской ТЭЦ, Вильнусской ТЭЦ-3, Хабаровской ТЭЦ-3, Ижевской ТЭЦ-2, Новосибирской ТЭЦ-5 и ТЭЦ-4, Северодвинской ТЭЦ-2, Пермской ТЭЦ-14, Смоленской ТЭЦ-2, Ново-Сведловской ТЭЦ, Ефремовской ТЭЦ, Дорогобужской ТЭЦ, Саровской ТЭЦ и др.

Реализация разработанных решений позволяет экономить ежегодно до 3-тысяч т у.т. на одну турбоустановку.

Предложенные в работе математические модели используются в учебном процессе в качестве основы для проведения учебно-исследовательской работы студентов, выполнения курсовых и дипломных проектов.

Личный вклад автора в получении результатов, изложенных в диссертационной работе, заключается: в непосредственном участии в формировании концепции работы; разработке методик исследований, организации этих исследований и участии в них; в разработке методик расчета конденсатор – эжектор, расчета равновесных газосодержаний в конденсате на выходе из конденсатора, разработке на их основе соответствующих моделей, а также принципов построения математических моделей конденсатора и системы технического водоснабжения; в непосредственном участии в разработке и экспериментальном исследовании всех рассмотренных в работе способов улучшения деаэрирующей способности конденсаторов и повышения эффективности работы паротурбинного оборудования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: «Повышение эффективности и надежности турбинных установок тепловых электростанций» (Киев. 1985 г.), «Оптимизация схем и режимов работы энергетических систем» (Киров. 1985 г.), «Экономия энергетических ресурсов» (Киров. 1987 г.), «Повышение эффективности работы энергосистем» (Киров. 1987 г.), «Диагностика и ремонт турбинного оборудования» (Москва. ВТИ. 1999 г.). Всероссийских и международных научнотехническая конференциях «Наука-производство-технологии-экология» (Киров.1998, 2000, 2001, 2002 2003, 2004, 2006, 2008, 2011г.), Международная научно-техническая конференция «Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта» (Екатеринбург, 1999, 2001 г.).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 62 печатных работах, в том числе в 7 публкациях, относящихся к изданиям, входящих в список ВАК, и 19 авторских свидетельствах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, приложений и списка литературы, включающего 220 источников.

Диссертационная работа изложена на 382 страницах, включает 130 рисунков и таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ведении к диссертационной работе обоснована ее актуальность, определены направление и цель, основные задачи исследований, дана аннотация новых результатов, показана практическая значимость работы.

В первой главе представлен обзор опубликованных работ, посвященных исследованиям и практической реализации способов повышения эффективности теплофикационных турбин. На основе выполненного анализа выбраны направления дополнительных исследований, сформулированы задачи работы.

Во второй главе произведен выбор объекта и общей методики исследований. На основе анализа режимов работы НПК и технологических подсистем турбоустановок, в частности, конденсатора, показано, что наиболее эффективным для достижения поставленных в настоящей работе целей является подход, базирующийся на расчетно-экспериментальных исследованиях.

В качестве объекта исследований выбрана совокупность устройств, содержащая: последние ступени ЧНД турбины, конденсатор (преимущественно со встроенными пучками), оснащенный воздухоудаляющими устройствами, регенеративные и сетевые подогреватели, системы удаления из этих подогревателей паровоздушной смеси и конденсата, систему концевых уплотнений цилиндров турбины, систему технического водоснабжения, а также дополнительные устройства, подключенные к вышеперечисленным системам и аппаратам, позволяющие повысить эффективность турбоустановки.

Показано что, для реализации принятой методики исследования указанного объекта необходима разработка ряда расчетных методик с последующим созданием математических моделей конденсатора со встроенными пучками и без них, оснащенного различными типами основных эжекторов, а также физической модели совместной работы конденсатора и системы технического водоснабжения. На каждом этапе выполнения работы в качестве объекта исследований из тепловой схемы турбоустановки может быть выделен частный объект исследований, имеющий свои отличительные признаки, особенности конструкции и эксплуатации.

Приведены схемы расстановки средств измерений, дано описание нового способа измерения давления в конденсаторе турбины, основанного на измерении температуры чистого насыщенного пара в специальной емкости, соединенной с конденсатором.

В третьей главе представлены результаты экспериментальной оценки составляющих величин суммарного теплового потока, поступающего в конденсаторы турбин, работающих преимущественно в теплофикационном режиме. Эксперименты проводились на 22 турбоустановках различных типов. Результаты испытаний оформлены в виде таблиц и Qф /Qрасч.

1,графиков. Установлено, что количество 4 1,1,теплоты, поступающей в конденсаторы 1,1,5 эксплуатируемых теплофикационных 1,турбин помимо проточной части низ1,3 1,кого давления, соизмеримо с теплотой 1,вентиляционного пропуска пара через 0,6 0,7 0,8 0,9 D0 / D0. ном закрытые регулирующие неуплотнен Рис. 1. Соотношение фактических и ные диафрагмы ЧНД и существенно (до расчетных суммарных расходов теплоты в теплообменники, расположенные 1,5-2 раз) превышает расчетные данные до клапана рециркуляции в зависимости от относительного расхода пара на тур- заводов-изготовителей (см. рис. 1). Прибину.

чинами такого превышения главным об1 – ПТ-80-130/13 ст. № 1 Кировская ТЭЦ-5;

разом является повышенный расход па2 – ПТ-60-130/13 ст. № 2 Кировская ТЭЦ-4;

ра из концевых уплотнений турбины.

3 – Т-50-130 ст. № 3 Кировская ТЭЦ-4;

4 – Т-50-130 ст. № 4 Кировская ТЭЦ-4;

Основными составляющими суммар5 – Т-50-130 ст. № 5 Кировская ТЭЦ-4;

ного теплового потока ф в конденсато6 – Т-50-130 ст. № 6 Кировская ТЭЦ-4;

7 – Т-185/220-130 ст. № 3 Кировская ры помимо ЧНД являются: теплота конТЭЦ-5.

денсата рециркуляции (0,6-0,7 ф), теплота, поступающая с отсосами паровоздушной смеси из регенеративных и сетевых подогревателей (0,15-0,2 ф) и с дренажами из теплообменников, находящихся в контуре рециркуляции ( 0,1 ф). Величины указанных потерь теплоты возрастают практически линейно с увеличением расхода пара на турбину (D0). Полученные результаты показали целесообразность и принципиальную возможность полезного использования теплоты потоков, сбрасываемых в конденсатор помимо ЧНД.

Приведено описание нового способа определения пропускной способности закрытых регулирующих диафрагм ЧНД путем ступенчатого открытия главной паровой задвижки (ГПЗ) и измерения давления в контрольных сечениях проточной части турбины в предпусковых режимах.

В четвертой главе на основе проведенного анализа известных методик предложены математические модели конденсаторов паровых турбин, оснащенных пароструйными и водоструйными основными эжекторами.

Для получения указанных моделей выполнен анализ существующих способов получения характеристик конденсаторов паровых турбин. При этом были рассмотрены известные разработки физико-математических моделей конденсаторов. Показано, что представленные в указанных разработках результаты в значительной мере имеют приближенный характер, поскольку в расчетах не предусматривается учет некоторых значимых факторов, влияющих на процесс конденсации пара, таких, например, как взаимодействие эжектора и конденсатора, трехмерность парового потока, набегающего на трубный пучок, условия эксплуатации конденсатора и ряд других.

Проведенный сравнительный анализ существующих расчетных инженерных методик показал, что при паровых нагрузках конденсатора более 50% от номинальной в качестве основы для разработки его математической модели может быть принята любая из рассмотренных методик.

При паровых нагрузках конденсатора менее 50% наблюдается существенное расхождение результатов расчетов, как по указанным методикам, так и с норРис. 2. Характеристики конденсаторов теплофимативными значениями.

кационных и конденсационных турбин в координатах tк - qк при различных температурах охлаждаюС целью разработки методищей воды и номинальном ее расходе, полученные ки, адекватно отражающей хана основе составленных ОРГРЭС нормативных характеристики конденсатора в рактеристик = ( к) широком диапазоне изменения расходов в него пара, проведен дополнительный анализ нормативных характеристик ряда теплофикационных и конденсационных турбин. Для проведения такого анализа указанные нормативные характеристики ряда турбин были представлены в виде зависимости температуры насыщения при давлении в конденсаторе от его удельной тепловой нагрузки - tк=f(qк) (см.

рис. 2).

Все поле значений tк, соответствующих t1в и qк, оказалось разбитым на три зоны. Первая зона при q q, вторая зона при qк qк образованна рядом к к qк значений и tк, соответствующих точкам перелома характеристик конденсаторов различных типов при различных температурах охлаждающей воды, и тре тья зона при qк qк.

Характерной особенностью первой зоны является то, что каждая зависимость tк f qк при идентичных постоянных значениях t1в для всех конденсаторов достаточно близка к линейной. Работа конденсатора в этой зоне характеризуется тем, что давление в конденсаторе больше, чем минимально достижимое на входе в эжектор при данных условиях. Условно назовем режимы, соответствующие этому способу работы, режимами свободной конденсации. Влияние присосов воздуха на этих режимах мало, особенно при сравнительно высоких температурах охлаждающей воды (t1в> 20 оС).

Граничные значения tк и qк, соответствующие точкам перелома характеристик всех конденсаторов, расположены в сравнительно узком диапазоне значе кВт ний qк и tк qк 5 ;tк 2C и практически не зависят от номинальной м2 величины удельной тепловой (паровой) нагрузки конденсатора. В пределах зоны граничных значений точки перелома характеристик конденсаторов лежат очень близко к соответствующей (по t1в ) аппроксимирующей прямой.

Характеристики конденсаторов, расположенные левее граничных точек ( к < к ), также могут быть приняты линейными. Однако для каждого типа конденсатора они имеют индивидуальный характер и очень существенно различаются между собой. На основе рассмотренных в настоящей работе литературных данных можно предположить, что в этом случае располагаемое давление на входе в эжектор выше возможно достижимого в данных условиях конденсатором, что приводит к повышению давления за счет скопившегося в нем воздуха до величины, обеспечивающей динамическое равновесие между функционированием эжектора и собственно конденсатора. Воздух в конденсаторе может скапливаться как в зоне воздухоохладителя, так и в глубине трубного пучка в виде “воздушных мешков”. На этих режимах величина присосов воздуха оказывает сильное влияние на величину давления в конденсаторе и имеющее место расхоtк f qк ждение нормативных характеристик объясняется различными величинами присосов воздуха, имевших место при получении нормативных характеристик рассмотренных конденсаторов. Условно назовем эти режимы – режимами, ограниченными эжектором.

Таким образом, проведенный анализ свидетельствует о том, что фактическая характеристика конденсатора ( зависимость температуры насыщения при давлении в конденсаторе от расхода в него пара - tк f Dк ) не является гладкой зависимостью. Более близким к действительности будет представление указанной зависимости в виде кусочно-линейной функции, состоящей (по направлению уменьшения расхода пара) из двух участков, при этом ее первый (начальный) участок определяется работой собственно конденсатора, а второй представляет собой совместную характеристику системы конденсатор-эжектор.

Расчеты с использованием известной зависимости 0. Gвозд 0,68 (1) см n Dк , показали, что влияние присосов воздуха (Gвозд) в пределах паровых нагрузок, соответствующих первой зоне, пренебрежимо мало и при рассмотрении режимов работы конденсатора при уровне присосов, близких к нормативным, этим влиянием можно пренебречь. В первом приближении характеристика конденсатора на режимах свободной конденсации имеет вид (см. рис.3 и 4):

Dк ном tк (tк t1в ) t1в, (2) ном Dк или в безразмерной форме при постоянном расходе охлаждающей воды W=const:

= (3) tк t1в Qк где Q и, (4) ном ном tк t1в Qк ном.

Здесь к, к, и в - соответственно текущие значения расхода пара в конденсатор, его тепловой нагрузки и исходной температуры охлаждаюном ном щей воды; к, к – номинальный расход пара в конденсатор и его номинальная тепловая нагрузка;

ном к и к – текущие и номинальные значения Рис.3.Характеристика конденсатора - температура насыщетемператур насыщения при соответствующих ния при давлении в конденсаном торе от расхода в него пара.

давлениях в конденсаторе к и к.

ном Для определения величин tк и к на этих режимах можно воспользоваться любой из существующих расчетных методик, в частности, методикой ВТИ, с введением предложенной нами поправки к зависимости, учитывающей влияние на коэффициент теплопередачи начальной температуры охлаждающей воды, а именно вместо завиРис.4. Характеристика конденсатора в безразмерных в а координатах.

Фt 1 35 t1в симости 1в а у Фt 1 35 t1в , использовать зависимость 1у f t1в - переменный показатель степени.

где На участке характеристики конденсатор - эжектор безразмерная характеристика может быть представлена в линейном виде ВQ о. (5) Для определения коэффициента В можно использовать обобщенные данные d о по зависимости производной от, то есть dQ = = 1 - , (6) что достаточно хорошо согласуется с экспериментальными данными. Тогда участок характеристики конденсатора, ограниченного эжектором, будет иметь вид 1 Q о, (7) о величина в (5), (6) и (7) определяется, как tк.о t1в o о ном tк t1в ном, (8) где tк.о - температура насыщения при минимальном давлении в конденсаторе, рассчитанная по методике, предложенной О.О. Мильманом, с учетом характеристик эжекторов, присосов воздуха в конденсатор и температуры охлаждающей воды. Так как для граничных режимов при постоянном расходе охлаждающей воды (Wк= const) =, то приведенное количество теплоты, соответствующее переходу на режим свободной конденсации после несложных преобразований уравнения (7) определяется как Q (9) 2 о или ном Dк Dк. (10) 2 о Соответствующие номинальные и граничные значения температуры и давленом ном tк, pк tк, pк ния в конденсаторе и могут быть определены по приведенной выше методике расчета первого участка. Таким образом, из (7) следует, что линейная характеристика конденсатор - эжектор может быть представлена в виде D * к tк (tк tк.0) tк.о. (11) * Dк Для проведения исследований в рамках настоящей работы на основе представленных методик разработана программа теплового расчета конденсатора, позволяющая определить его характеристики при любых реальных значениях расхода пара, расхода и температуры охлаждающей воды, степени загрязнения поверхностей теплообмена и величинах присосов воздуха в вакуумную систему.

В процессе эксплуатации конденсационных установок одним из важных моментов контроля эффективности их работы является оценка степени загрязнения поверхностей теплообмена. По принятым методикам, оценка состояния поверхностей теплообмена проводится с использованием коэффициента чистоты , равным отношению фактического и расчетного коэффициентов теплопередачи.

В данной связи были разработаны методики учета раздельного влияния на характеристики конденсатора собственно загрязнений и содержания воздуха в паре, как на режимах свободной конденсации, так и на режимах, эжектором.

На режимах свободной конденсации определение величины сводится к определению величины коэффициента состояния поверхности охлаждения ас по методике ВТИ с использованием фактических и расчетных данных. При необходимости учет присосов воздуха в вакуумную систему может быть произведен использованием зависимости (1).

На режимах работы, ограниченных эжектором, при определении степени загрязнения кроме прочих факторов необходимо учитывать влияние воздуха, находящегося в конденсаторе вследствие появляющегося на этих режимах несоответствия характеристик эжектора и конденсатора.

Допустим, что фактические параметры паровоздушной смеси (Dк.ф, pк,см.ф, t1вф, t2вф, Wф,, Gвозд.), полученные по результатам испытаний соответствуют на рисунке точке А (см. рис. 5).

ном По известным величинам к, вф, ф, возд с помощью предложенной выше методики теплового расчета могут быть получены характеристика 22 загрязненного конденсатора при конденсации пара из паровоздушной смеси и фактический коэффициент теплопередачи см.ф, соответствующий точке А.

Если пренебречь термическим сопротивление загрязнений ( з = 0 ), то при ном имеющихся исходных данных ( к, вф, ф, возд) и геометрических размерах конденсатора можно получить характеристику чистого конденсатора при конденсации пара из паровоздушной смеси, соответствующую кривым 1 и 1и коэффициент теплопередачи см.ч., соответствующий точке В (см. рис. 5).

Фактическое термическое сопротивление загрязнений поверхностей теплообмена определится по формуле 1 Rз kсм.ф kсм.ч. (12) При известных з, см.ф и п.з. можно оценить степень загрязнении конденсатора с помощью коэффициента чистоты ф.

Рис.5.. К расчету загрязнений поверхПунктирными линиями на рис. 5 поностей теплообмена конденсатора на режиме, ограниченном эжектором.

казаны продолжения 1'' и 2'' кривых 1 и 2, соответствующие режимам работы конденсатора без учета присосов воздуха (конденсация чистого пара).

На рассматриваемых режимах особый интерес представляет определение составляющих прироста давления в конденсаторе за счет раздельного влияния присосов воздуха (эжектора) ( возд) и загрязнения поверхностей теплообмена з. Сумма указанных составляющих может быть представлена как к.см ф - к.п.ч = возд + з, (13) где pк.п.ч. – давление в чистом конденсаторе при конденсации в нем чистого пара (точка С на рис. 5).

Составляющая от наличия воздуха в паре возд может быть определена как возд = к.см.ч. - к.п.ч, (14) а составляющая от наличия загрязнений на поверхностях теплообмена з = к.см.ф - к.см.ч., (15) где к.см.ч. – давление конденсации пара из паровоздушной смеси в чистом конденсаторе (соответствующее точке В, рис. 5).

Представленные методики были включены в состав разработанной математической модели конденсатора и прошли экспериментальную проверку.

Соответствие полученной математической модели реальным режимам работы конденсационной установки проверялось сравнением расчетных характеpк (Dп ) ристик с соответствующими нормативными и экспериментально полученными характеристиками конденсаторов турбин различных типов.

В качестве примера на рис. 6-9 представлены экспериментальные данные, полученные при испытаниях конденсаторов различных турбин, а также их расчетные характеристики, полученные на основе вышеизложенной методики для условий, имевших место в эксперименте.

tк,о С tк, оC 45.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 а) Dк/Dк. ном.

Dк/Dк. ном.

б) Рис.6. Характеристики кондненсатора 80КЦС-1 турбины ПТ-80/100-130/13. В работе два эжектора ЭП-3 -700. а) t1в=21-22оС, Gвозд=15кг/ч; б) t1в=11-12оС,, Gвозд=31кг/ч.

- расчет конденсатора без учета воздухоудаляющих устройств;

расчет по стандартным характеристикам эжекторов (ЭП-3-700);

расчет по экспериментально полученным характеристикам эжекторов;

--- расчет конденсатора по обобщенной характеристике переменных режимов.

– эксперимент.

tк, ОС tк,оС 25 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Dк/Dк. ном.

Dк/Dк. ном Рис.8. Характеристика конденсатора Рис. 7. Характеристики К2-3000-2 турбины Т-50-130 при: w конденсатора 50 КЦС-4 турбины ПТ= 4500 т/ч; t1в = 15С; Gвозд = 19 кг/ч;

60-130/13 при: W= 5000 т/ч, t1в = =0,634. Остальные обозначения 12С, Gвозд = 27 кг/ч, = 0,795.

см. рис. 6.

Остальные обозначения см. рис. 6.

tк, оС Результаты практического использования модели подтвердили ее достаточно полную адекватность физическим процессам, происходящим в конденсаторах и основных эжекторах. Кроме того пред0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,ложенная модель оказалась пригодной Dк/Dк ном для расчетной оценки деаэрирующей Рис 9. Характеристика конденсатора КГ2-6200-III турбоустановки Т-110/120способности конденсаторов и для разра130-5. = 9000 т/ч; t1в = 15С; Gвозд = ботки методов, повышающих эту спо20 кг/ч; =0,634. Остальные обозначения см. рис. 6.

собность.

В результате анализа литературных данных по эффективности использования водоструйных эжекторов установлено, что фактическая характеристика конденсатора tк f D , как и при использовании пароструйных эжекторов, не является к гладкой зависимостью и может быть представлена в виде кусочно-линейной функции (рис 10). Ее начальный ( по Dк) участок определяется совместным функционированием системы конденсатор – эжектор и при постоянной температуре рабочей воды (tр=const) и присосах воздуха в конденсатор ( возд = ) оказывается практически горизонтальным с уровнем tк, зависящим (при прочих равных условиях) от присосов воздуха и типа водоструйного эжектора, а наклонный – работой собственно конденсатора.

Наклонный участок может быть представлен уравнением (2), а горизонтальный - уравнением " к = к + К возд, (16) " где: к- давление насыщенного пара при температуре рабочей воды (tр), ;

К– постоянный коэффициент характеристики эжектора, кПа с/кг;

Совместное решение уравнений (2) и (16) позволяет определить все составляющие, характеризующие процесс конденсации в точке перехода от горизонтального участка ограниченного эжектором к участку свободной конденсации (см. рис.10).

о о tк С tк С 2 40 25 5 0 50 100 150 200 250 30 50 100 150 200 250 3Dк т/час а) б) Dк т/час Рис. 10. Характеристики конденсатора КГ2-6200-III турбоустановки Т-110/120-130-5, = 16000 т/ч; температура рабочей воды - tр= t1в = 15С; =0,7; а) – с двенадцати канальным водоструйным эжектором ЭВ12-1100, давление рабочей воды перед соплами 0,24 МПа; б) – с семиканальным водоструйным эжектором ЭВ7- 1000, давление рабочей воды перед соплами 0,44 МПа.

1 – характеристика конденсатора при свободной конденсации;

2, 3,4, - характеристики конденсатора, ограниченного водоструйным эжектором, при присосах воздуха соответственно 60, 40 и 20 кг/ч.;

5 – характеристика конденсатора, оснащенного пароструйным эжектором ЭП-3-2 при присосах воздуха 20 кг/час.

На основе предложенной методики расчета режимов свободной конденсации и характеристик водоструйных эжекторов разработана программа расчета, позволяющая при соответствующей адаптации к рассматриваемому конденсатору решать широкий спектр практических задач.

В настоящее время не существует надежных методов расчета конденсаторов, оснащенных встроенными пучками, для случая, когда температуры охлаждающей воды на входе в основные и встроенные пучки существенно различны Использование предложенных методик позволяет разработать программу определения давления в конденсаторе и температуры воды на выходе из основных и встроенных пучков. по следующему алгоритму. При заданных размерах конденсатора, его суммарной тепловой нагрузке, расходах воды через основные и встроенный пучки, их начальных температурах, в первом приближении производится распределение тепловой нагрузки между основными и встроенными пучками пропорционально соответствующим расходам воды. Такое распределение позволяет разбить конденсатор как бы на два отдельных изолированных друг от друга отсека. Далее по представленным выше алгоритмам расчета конденсатора с использованием итерационных методов производятся вычисления величин давления в каждом из отсеков до достижения их равенства с заданной степенью точности. Если температура воды на выходе из встроенного пучка задана, то расчет соответствующего давления в конденсаторе производится методом двойных итераций путем подбора соответствующей величины суммарной тепловой нагрузки конденсатора или расхода воды через основные пучки с последующим определением параметров пара и воды. Результаты сопоставления экспериментальных и расчетных данных (в качестве примера) для конденсатора, оснащенного встроенными пучками представлены на рис. 11.

Разработанные подходы положены также в основу математической модели двухкорпусных конденсаторов с последовательным включением корпусов по охлаждающей воде. Для этого в первой части алгоритма определяются параметры теплообмена по методике расчета однокорпусного аппарата. Полученные в результате этого расчета значения температур воды на выходе из основных и встроенных пучков принимаются в качестве исходных для расчета параметров теплообмена второго корпуса по той же методике. Примером такой модели может служить разработанная нами модель конденсатора турбоустановки Т-185130 УТЗ. На рис. 12 представлены результаты сопоставления экспериментальных данных и расчетных значений, полученных с помощью указанной модели.

tк.ф tк, о С 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 tк. р.

tк.р,оС Рис 12. Сопоставление результатов Рис.11.Сопоставление результатов расчета с экспериментальными данными расчета с экспериментальными данными полученными при испытаниях конденсаполученными при испытаниях конденсатора КГ2-12000-1 турбины Т-185-1тора КГ2-620-III турбины Т-100/110-130.

ТМЗ.

- расчет, (tк.р,оС);

- расчет, (tк.р,оС);

- результаты испытаний проведен, - результаты испытаний провеных УГТУ (УПИ), (tк.ф. оС);

денных ВятГУ (tк.ф. оС);

- результаты испытаний УО ОРГ - результаты испытаний ТЭЦ-5, РЭС, (tк.ф. оС).

(tк.ф. оС);

Расхождение опытных и расчетных данных по всему комплексу испытаний, представленному на рисунках, не превышает 10%, что в достаточной степени свидетельствует об адекватности разработанных моделей натурным образцам.

В пятой главе представлена новая методика расчета равновесных газосодержаний конденсата на выходе из вакуумного конденсатора пара и результаты ее экспериментальной проверки.

Основные газовые компоненты, входящие в состав воздуха О2; N2;СО2 относятся к числу труднорастворимых в воде газов и для раствора каждого из них справедлив закон Генри, определяющий условия равновесия компонентов смеси, находящейся в газовой фазе над поверхностью жидкости и в растворе. Из него следует, что равновесная массовая концентрация труднорастворимого компонента в жидкой фазе ( ж) составляет (17) см pсм 1 Ciг pcм Сiж Ciг п Нi Hi in г п i C i iгде: Сг - массовая доля компонента в составе смеси; см, п, - молекулярные массы соответственно парогазовой смеси, пара и i-го компонента; рсм - давление смеси; – константа Генри i – го компонента при температуре смеси в единицах давления;

Для случая равновесия паровоздушной смеси и конденсата, находящегося на трубном пучке конденсатора, зависимость (17) можно представить в виде Сiг pсм Сiж Н 1 0,378 Евозд, (18) i Евозд где: рсм (рк)–давление в конденсаторе; - массовое содержание воздуха в смеси, определяемое по известному уравнению Евозд pп, (19) 1 0,622 pвозд где pп и pвозд – соответственно парциальные давления пара и воздуха.

В зону регенеративного подогрева конденсатора могут поступать водяные потоки, подаваемые помимо трубного пучка и перегретые относительно температуры tп, соответствующей pп в этой зоне. Данные потоки могут содержать значительное количество растворенных газов в соотношениях, отличающихся от соотношений в сухом воздухе. При входе таких потоков в конденсатор происходит интенсивное выделение газов и паров во всем объеме жидкости и внутри каждого образовавшегося при этом парогазового пузырька при общем давлении pк смеси парциальные давления пара (pп ) и воздуха (pвозд) будут отличаться от соответствующих значений в зоне регенеративного подогрева.

Для случая равновесия парогазовой смеси, находящейся внутри пузырька в воде с известной начальной концентрацией труднорастворимых газов, закон Генри для каждого компонента можно представить в виде:

ж ж Сг ж = = , (20) · в ж ж п ж где г - в данном случае равна разности начальной и конечной ж конценiв iв iв - разность энтальпий воды, опретрации компонента в жидкости;

tв деленных по температуре входящей воды и температуре насыщения, соотп ветствующей парциальному давлению пара в паровоздушном пузырьке ( п); r п - удельная теплота парообразования, определенная по п, равному iв п pп а, (21) r В то же время для сухого насыщенного пара п pп iв iв iв, (22) Таким образом, определение равновесных концентраций труднорастворимых газов в водяных потоках, поступающих в конденсатор без их последующего контакта с трубным пучком, сводится к совместному решению уравнений (20), (21) и (22) для каждого компонента газа. В качестве исходных данных могут быть заданы давление в конденсаторе pк, начальная температура пароводяных Сiж потоков и исходные концентрации газов в воде. Это означает, что при рассмотрении задачи расчета газосодержания конденсата и потоков воды, сбрасываемых под трубный пучок, необходимо знать парциальные давления воздуха и пара в зоне регенеративного подогрева в конденсаторе, которое можно принять равным (см. рис. 5) возд = к.см.ф. - к.п.з, (23) где: к.п.з- давление соответствующее конденсации чистого пара в загрязненном конденсаторе.

На основе математических моделей конденсаторов, оснащенных пароструйными и водоструйными эжекторами, и предложенных методик расчета равновесных газосодержаний разработаны специальные программы для расчета концентраций растворенных в конденсате кислорода и углекислого газа.

Соответствие полученной таким образом математической модели реальным режимам работы конденсационной установки проверялось сравнением расчетных к к характеристик = ном и о = ном с ответствующими нормативными к к и экспериментально полученными характеристиками конденсаторов турбин различных типов.

С целью проверки предлагаемой методики в качестве исходных экспериментальных данных были приняты характеристики деаэрирующий способности, полученные в ходе испытаний Союзтехэнерго конденсатора 100КЦС-2 турбины К-100-90 ЛМЗ. Исходные данные были обработаны по изложенной выше методике, в результате получены характеристики конденсатора в различных режимах его работы (см. рис. 13).

Со2, мкг/кг Со2, мкг/кг 1130 1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,Dк/Dк. ном.

а) а) Dк/Dк. ном.

tк, оС tк, оC 35 20 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Dк/Dк. ном.

б) б) Dк/Dк. ном.

Рис.13. а) - деаэрирующие характери- Рис. 14. а) - экспериментальные и расчетстики конденсатора 100КСЦ-2 турбины ные деаэрирующие характеристики конденК-100-90 ЛМЗ. по данным Союзтехэнер- сатора КГ2-6200 турбины Т-100/120-130. - го.1- эксперимент при w = 15000 т/ч, = эксперимент, - расчет. б) - эксперимен t1в о тальные и расчетные характеристики кон5-7 С =50-100 кг/ч; 2- эксперимент Gвозд денсатора. – расчет конденсатора при w=15000 т/ч t1в =6-10 С, = Gвозд при t1в =19С без учета воздухоудаляющих 10-12 кг/ч. 3 – расчетная зависимость при устройств; – расчет по стандартw=15000 т/ч, t1в = 6С, = 75 кг/ч ; 4 - Gвозд ным характеристикам двух эжекторов ЭП-3-расчетная зависимость при w=15000 т/ч t1в = 19С; – расчет по стандартным хаt1в =10С, Gвозд =11кг/ч.– экспериментальрактеристикам двух эжекторов ЭП-3-2 с ученые точки. б) - расчетные характеристики том экспериментально полученных темпераконденсатора 100КСЦ-2 построенные натур отсоса ; -эксперимент при = 18-20С, t1в ми по экспериментальным данным СоюзGвозд= 20- 31кг/ч.

техэнерго.

Сопоставление эксперимента и расчета подтверждает правильность подходов, принятых в настоящей работе. В частности, подтверждена взаимосвязь значительного изменения деаэрирующей способности конденсатора с переходом его от режима свободной конденсации к режиму, ограниченному эжектором.

Аналогичные расчеты были выполнены на основе полученных нами экспериментальных данных при испытаниях конденсатора КГ2-6200 турбины Т-100/120-130 (см. рис. 13). Результаты расчетов показали хорошее совпадение расчетных данных с экспериментальными.

В шестой главе приведены результаты расчетных и экспериментальных исследований конденсаторов паровых турбин в переменных режимах, а также разработанных на базе этих исследований деаэрирующих устройств.

Проведенные исследования конденсаторов теплофикационных турбин позволили выявить влияние эксплуатационных и режимных факторов на деаэрирующую способность конденсаторов и выбрать совокупность наиболее эффективных управляющих воздействий, позволяющих обеспечить требуемое качество деаэрации конденсата. Этими воздействиями являются: перевод конденсата рециркуляции, подпиточной химически обессоленной воды и других пароводяных и паровоздушных потоков в зону регенеративного подогрева конденсатора через специальные водораспределительные устройства, уменьшение на теплофикационных режимах до минимума вентиляционного пропуска пара в конденсатор, снижение присосов воздуха в конденсатор и понижение давления всасывания эжекторов. Эффективность предложенных решений подтверждена экспериментально. Сформулированы необходимые требования к конструктивному выполнению ввода в паровое пространство конденсатора конденсата рециркуляции, химически обессоленной воды, дренажей и предложены конкретные варианты их исполнения. В качестве примера на рис.15 показана схема коллектора ввода конденсата рециркуляции и ХОВ в зону регенеративного подогрева конденсатора. Определены начальные параметры подпиточной воды и других потоков, необходимые для их глубокой деаэрации в конденсаторе.

Разработан и экспериментально проверен способ снижения массового расхода паровоздушной смеси, поступающей на вход воздухоудаляющего устройства, за счет дополнительной конденсации паровой фазы из ее состава в специальных выносных охладителях (см. рис.16, 17). Использование предложенного способа позволяет снизить давление в конденсаторе на 0,4-0,8 кПа и остаточное содержание кислорода в конденсате на 30-60 мкг/кг.

Рис.15. Схема коллектора ввода конденсата рециркуляции в паровое пространство конденсатора. Е – центральный паровой проход. 1- трубные пучки. 2коллектор. 3- щелевое сопло. 4 – ограждающий элемент.

Рис. 16. Схема установки дополнительных воздухоохладителей (турбоустановка Т-50-130) 1 – воздухоохладитель F =3 м2; Gсв=20 т/ч;

2 – дренажный трубопровод; 3 – конденсатор К2-3000-2; 4 – основные эжекторы ЭП-3-2.

Рис.17. Охладитель паровоздушной смеси с кольцевыми камерами Предложены и апробированы системы раздельного отсоса паровоздушной смеси из регенеративных и сетевых подогревателей и конденсатора с использованием водоструйных и пароструйных эжекторов. Реализация разработанных решений позволяет уменьшить количество воздуха, попадающего в конденсатор, на 50-70%, углубить в нем вакуум и снизить содержание кислорода в конденсате, стекающем с трубного пучка.

В седьмой главе рассмотрены результаты исследований некоторых способов повышения эффективности эксплуатации оборудования технологических подсистем теплофикационных паротурбинных установок на базе их математических моделей.

Проведен сравнительный анализ эффективности использования пароструйных (ПЭ), низконапорных и высоконапорных водоструйных эжекторов (ВЭ) для теплофикационных паровых турбоустановок. Анализ показал:

- целесообразность использования водоструйных эжекторов в теплофикационных турбоустановках не так однозначна, как в конденсационных. Эффективность использования ВЭ во многом определяется характерными для данной установки режимами работы. В частности, при эксплуатации в теплофикационных режимах наибольший эффект от использования ВЭ достигается при частичных расходах пара в ЧНД. В то же время в конденсационных режимах с ВЭ, включенном по открытой схеме, наблюдается существенная недовыработка мощности по сравнению с турбоустановкой, оснащенной ПЭ. В этом случае для оценки суммарного годового эффекта необходимо на базе существующих или планируемых тепловых нагрузок проведение детальных техникоэкономических расчетов с учетом всех факторов, влияющих на экономичность применения сравниваемых эжекторов;

- использование в теплофикационных турбоустановках высоконапорных ВЭ, включенных по разомкнутой схеме, более оправдано, чем низконапорных (см. рис.10);

- наиболее предпочтительным является использование высоконапорных ВЭ, включенных по замкнутой схеме с поддержанием температуры рабочей воды на более низком уровне, чем температура охлаждающей воды на входе в конденсатор. В этом случае подбором нужной температуры, давления и расхода рабочей воды можно достичь полного и оптимального согласования характеристик эжектора и конденсатора, обеспечивающих работу конденсатора в рабочем диапазоне расходов пара в режиме свободной конденсации. Аналогичных результатов можно добиться и при использовании ПЭ путем установки дополнительного охладителя паровоздушной смеси на линии ее отсоса из конденсатора в приемные камеры эжекторов. И в этом случае целесообразность замены ПЭ на ВЭ должна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.

Приведено описание математической модели совместной работы турбоустановок и системы технического водоснабжения на примере Кировской ТЭЦ-5.

Модель основана на предложенной в настоящей работе методике расчета конденсаторов турбоустановок, математических описаниях характеристик градирен, и типовых энергетических характеристик турбоагрегатов. Показано, что использование подобных математических моделей существенно расширяет возможности при выяснении характера взаимодействий турбины, конденсатора и системы технического водоснабжения. Полученная модель может быть использована для оперативного решения самых различных задач, связанных с вопросами ограничения мощности, модернизации системы технического водоснабжения и НПК турбоустановки в целом, а также оптимизации режимов их работы.

Проведены исследования по выбору рациональной схемы подогрева подпиточной воды на ТЭЦ. Исследования проводились на базе математических модели турбины Т-100-130 и ее конденсатора, во встроенные пучки которого поступает вода с начальной температурой, отличающейся от температуры воды на входе в основные пучки. В ходе исследований по специально разработанной методике рассматривалась возможность подогрева 2700 т/ч подпиточной воды во встроенных пучках конденсаторов на ТЭЦ, имеющей в своем составе четыре турбоустановки Т-110/120-130. Расчетные исследования режимов работы турбоустановок с подогревом подпиточной воды во встроенных пучках при одновременном пропуске охлаждающей воды через основные позволили выявить определенные преимущества данного способа подогрева перед остальными. Эти преимущества могут быть реализованы при соблюдении следующих условий:

- подогрев подпиточной воды во встроенных пучках должен производиться до естественной температуры, определяемой режимом работы турбоустановки;

- догрев подпиточной воды до заданной температуры после встроенных пучков должен осуществляться во внешнем теплообменнике с использованием в качестве греющей среды пара из нижнего теплофикационного отбора турбины или обратной сетевой воды;

- конденсатор турбоустановки должен быть оснащен специальными устройствами для подвода теплоты потоков, поступающих в него помимо проточной части, непосредственно к встроенному пучку.

- регулирующие диафрагмы ЧНД турбоустановок должны быть уплотнены с целью максимального снижения потерь теплоты с охлаждающей водой на режимах работы с закрытой регулирующей диафрагмой ЧНД;

- если расход подпиточной воды на ТЭЦ достаточно велик, то в режимах работы по тепловому графику его следует распределять по встроенным пучкам как можно большего количества турбоустановок. Только в этом случае имеется возможность наиболее полного использования теплоты всех потоков, поступающих в конденсаторы турбин помимо проточной части;

- при необходимости набора одной из турбоустановок дополнительной конденсационной мощности расход воды через ее встроенные пучки должен быть по возможности увеличен.

Проведены исследования возможности эксплуатации прямоточной системы технического водоснабжения в отопительный период с частичной рециркуляцией охлаждающей воды из сбросного водовода на примере одной из турбоустановок ПТ-60-130/13 ТЭЦ с прямоточной системой технического водоснабжения (см. рис 18). Проведенные исследования показали высокую эффективность предложенных решений по модернизации схемы подогрева сырой воды на ТЭЦ за счет организации контура рециркуляции воды охлаждающей конденсатор турбины.

Рис. 18. Принципиальная модернизированная схема подогрева сырой воды.1 – конденсатор турбины; 2 – задвижки на сбросных водоводах; 3 – дополнительные циркуляционные насосы; 4 – насосы сырой воды; 5 – охладитель конденсата рециркуляции; 6 – байпасная линия; 7 – регулирующий клапан сброса охлаждающей воды; 8 – регулирующий клапан охладителя конденсата.

В восьмой главе приведены описания и результаты исследований некоторых технических решений, обеспечивающих повышение эффективности работы оборудования технологических подсистем теплофикационных паротурбинных установок.

Приведено описание реализованного на нескольких турбоустановках способа замещения рециркуляции основного конденсата в конденсатор химически обессоленной водой более низкого теплового потенциала. Способ обеспечивает снижение потерь теплоты в конденсаторе на 2 - 3 МВт и надежную деаэрацию добавочной воды.

Для условий параллельной работы основного пучка, охлаждаемого циркуляционной водой, и встроенного пучка, в котором подогревается технологическая вода, разработан ряд решений, обеспечивающих перевод горячих пароводяных потоков к специально выделенной части встроенного пучка.

Указанные решения реализованы на тур Рис. 19. Устройство ввода водяных боустановках Т-50-130, Т-110/120-130 и потоков в конденсатор группы КГ26200-2М турбины Т-110/120-130.

ПТ-80-130/13 и позволили существенно 1-встроенный пучок; 2-коллекторы; 3ограждающие элементы; 4-подводящий увеличить тепловую нагрузку встроенного коллектор пучка за счет снижения потерь теплоты с охлаждающей основной пучок циркуляционной водой. В качестве примера на рис.19 показана схема ввода конденсата рециркуляции, ХОВ и дренажей под встроенные пучки конденсатора турбоустановки Т-110/120-130.

Приведены результаты исследований новых схем концевых уплотнений цилиндров турбин типа ПТ-60-130/13 и ПТ-80-130/13, реализующих принцип полного самоуплотнения и обеспечивающих полезное использование до 5-МВт теплоты.

Предложена регенеративная установка теплофикационной паровой турбины, предусматривающая поддержание давления в паровых пространствах охладителей эжектора уплотнений и сальникового подогревателя на заданном уровне за счет регулирования расхода конденсата через их трубные системы. Использование предложенной установки позволяет уменьшить присосы воздуха в вакуумную систему, поддерживать на минимальном уровне расход пара на уплотнения, обеспечить работу роторов турбины в стабильном температурном режиме. Кроме того, оборудование указанной установки дополнительным водоводяным теплообменником обеспечивает утилизацию избытка тепла конденсата рециркуляции и химически обессоленной воды.

Проведены исследования опытно-промышленной установки, состоящей из отделенного от конденсатора смешивающего расширителя дренажей и водоводяного подогревателя химически обессоленной воды. Доказана высокая эффективность (как утилизатора теплоты) этой установки.

Предложенна схема удаления паровоздушной смеси из нижнего сетевого подогревателя теплофикационной турбины, позволяющая существенно увеличить количество отсасываеиой паровоздушной смеси с одновременной утилизацией ее теплоты и с последующей подачей удаленного воздуха в специальный эжектор. Проведенные натурные исследования предложенной схемы показали, что имеется возможность существенного снижения недогревов в сетевых подогревателях (на 3,5-5°С) без дополнительных потерь теплоты и с одновременным увеличением выработки турбоустановкой электроэнергии на тепловом потреблении.

Предложены устройства, повышающие эффективность и надежность турбинных ступеней ЧНД. В частности, предложена теплофикационная паровая турбина с сепаратором для удаления влаги из парового потока перед цилиндром низкого давления. Проведенные экспериментальные исследования предложенного устройства показали высокую эффективность удаления влаги из влажнопарового потока ( до 30-40% от общего количества ее в потоке). Предложено, также, устройство влагоудаления паровой турбины, содержащее размещенные в статоре турбины элементы улавливания отсепарированой в проточной части влаги в камеры сбора этой влаги и влагоотводящие каналы, имеющие определенную площадь проходных сечений. Предложена теплофикационная паротурбинная установка, содержащая двухпоточную часть низкого давления с регулирующими диафрагмами (РД) на входе в каждый поток, при этом установка снабжена системой управления регулирующими диафрагмами, обеспечивающей возможность регулирования пропускной способности РД независимо друг от друга, что позволяет более точно и эффективно производить отпуск теплоты потребителю.

В заключении сформулированы следующие основные выводы по работе:

1. Разработан и исследован комплексный подход к оценке эффективности работы НПК теплофикационных паровых турбин. Предложены научнообоснованные решения, направленные на повышение эффективности оборудования технологических подсистем теплофикационных паротурбинных установок на основе комплексного анализа процессов в проточной части турбин, конденсаторе, его взаимодействия с воздухоудаляющими устройствами, системами подогрева основного конденсата и сетевой воды;

2. Выполнены и обобщены результаты натурных исследований более чем 20 теплофикационных турбин различных типов, что позволило оценить фактические тепловые нагрузки теплообменников, включенных в контур рециркуляции основного конденсата (охладители основных эжекторов, эжектора уплотнений и сальникового подогревателя). Показано, что в реальных условиях работы турбоустановок суммарная величина указанных тепловых потоков в 1,5 – 2 раза превышает расчетные данные заводов-изготовителей. При этом в режимах работы турбин по тепловому графику с охлаждением конденсатора циркуляционной водой потери теплоты с рециркуляцией основного конденсата могут составить до 2-4 % от общего расхода теплоты на турбоустановку.

3. Разработанные и экспериментально подтвержденные методики расчета, позволяют определять давление в конденсаторе в зависимости от паровых нагрузок (включая минимальные вентиляционные пропуски пара в ЧНД), параметров охлаждающей конденсатор воды, величины дополнительных пароводяных потоков, присосов воздуха в вакуумную систему, реальных характеристик воздухоудаляющих устройств (пароструйных или водоструйных эжекторов) и степени загрязнения внутренних поверхностей трубок. Обоснована возможность использования предложенных методик для создания адекватных математических моделей конденсатора (со встроенными пучками и без них), оснащенного пароструйными и водоструйными эжекторами и использования этих моделей для получения расчетных теплотехнических характеристик конденсатора;

4. Предложена и экспериментально апробирована методика определения содержания растворенных газов в конденсате, стекающем с трубного пучка и в пароводяных потоках, подаваемых в горловину конденсатора или на его днище.

На основе математических моделей конденсаторов, оснащенных пароструйными и водоструйными эжекторами, и преложенных методик расчета равновесных газосодержаний разработаны специальные программы для расчета концентраций растворенных в конденнсате кислорода и углекислого газа.

Проведенные исследования показали удовлетворительное совпадение результатов расчетных равновесных содержаний кислорода в конденсате с экспериментальными значениями.

5. На основе выполненых комплексных расчетных и экспериментальных исследований эффективности конденсационных установок теплофикационных турбин в переменных режимах обоснована новая концепция ввода водяных потоков в зону регенеративного подогрева конденсатора через специальные водораспределительные деаэрирующие устройства. Практическая реализация такой концепции позволила:

- уменьшить возможность выноса эрозионно опасной влаги к рабочим лапаткам последних ступеней ;

- повысить деаэрирующую способность конденсаторов;

- создать условия для минимизации затрат теплоты на деаэрацию конденсата, стекающего с трубного пучка и водяных потов, поступающих в конденсатор помимо ЧНД;

- снизить затраты мощности на вентиляцию последних ступеней турбины и уровень вибрационных напряжений на их рабочих попатках.

6. Предложен и реализован комплекс мероприятий, позволяющих углубить вакуум в конденсаторе за счет снижения температуры паровоздушной смеси, отсасываемой основными эжекторами.

7. Проведенный с использованием разработанных математических моделей сравнительный анализ эффективности использования пароструйных и водоструйных эжекторов на теплофикационных паровых турбинах показал, что целесообразность использования водоструйных эжекторов в теплофикационных турбоустановках не так однозначна, как в конденсационных. Установлено, что наиболее предпочтительным для теплофикационных режимов является использование высоконапорных водоструйных эжекторов, включенных по замкнутой схеме, с поддержанием на заданном уровне температуры рабочей воды.

8. Предложена физическая модель совместной работы конденсаторов и системы технического водоснабжения ТЭЦ. Модель основана на разработанных математических моделях конденсаторов турбоустановок и характеристиках градирен. Показано, что использование подобных моделей существенно расширяет возможности исследователя для определения характера взаимодействий турбины, конденсатора и системы технического водоснабжения.

9. Проведены расчетные исследования режимов работы турбоустановок с подогревом подпиточной воды во встроенных пучках при одновременном пропуске охлаждающей воды через основные пучки. Исследования позволили выявить определенные преимущества данного способа подогрева перед остальными. Эти преимущества могут быть реализованы при соблюдении следующих условий:

- подогрев подпиточной воды во встроенных пучках должен производиться до естественной температуры, определяемой режимом работы турбоустановки;

- догрев подпиточной воды до заданной температуры после встроенных пучков должен осуществляться во внешнем теплообменнике с использованием в качестве греющей среды пара из нижнего теплофикационного отбора турбины или обратной сетевой воды;

- если расход подпиточной воды на ТЭЦ достаточно велик, то в режимах работы по тепловому графику его следует распределять по встроенным пучкам как можно большего количества турбоустановок, а при необходимости набора одной из турбоустановок дополнительной конденсационной мощности расход воды через ее встроенные пучки должен быть по возможности увеличен.

10. Проведены исследования возможности эксплуатации прямоточной системы технического водоснабжения в отопительный период с частичной рециркуляцией охлаждающей воды из сбросного водовода (на примере турбоустановки ПТ-60-90 одной из ТЭЦ). Исследования показали высокую эффективность предложенных решений по модернизации схемы подогрева сырой воды за счет организации контура рециркуляции воды охлаждающей конденсатор.

11. На базе полученных оценок тепловых потерь в конденсаторах и определения количества теплоты, необходимой для поддержания их деаэрирующих свойств на заданном уровне, разработаны и реализованы новые решения, позволяющие значительно снизить потери теплоты в конденсаторах с потоками, поступающими помимо ЧНД, поддерживать на минимальном уровне расход пара на уплотнения и обеспечить работу роторов турбины в стабильном температурном режиме.

12. Предложены и экспериментально проверены новые конструктивные и схемные решения по повышению эффективности работы подогревателей сетевой воды. Предложенные решения позволяют при пониженных тепловых нагрузках подогревателей уменьшить недогрев сетевой воды (на 3,5-5°С) без дополнительных потерь теплоты, с одновременным увеличением выработки турбоустановкой электроэнергии на тепловом потреблении.

13. Предложены устройства для повышения эффективности и надежности турбинных ступеней ЧНД, путем организации удаления влаги из влажнопарового потока, а также за счет раздельного регулирования пропускной способности РД двухпоточного ЦНД, что позволяет более точно и эффективно производить отпуск теплоты потребителю.

14. Предложены и внедрены новые устройства для измерения давления в вакуумных теплообменных аппаратах, основанные на определении давления в паровом пространстве аппарата по температуре насыщения, измеренной в специальной емкости, соединенной конденсатором, в которую подается расчетное количество слабо перегретой воды.

15. Предложен новый способ определения пропускной способности закрытых регулирующих диафрагм ЧНД путем измерения давления в контрольных сечениях проточной части турбины в предпусковых режимах путем ступенчатого открытия ГПЗ.

Основные публикации по теме диссертации.

Публикации вошедшие в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ:

1. Система деаэрации химобессоленной воды в конденсаторах теплофикационных турбин / А. М. Тесис, А.Г Шемпелев, А.Н. Расторгуева, П.П.Окунев, Н.И.

Миронова // Электрические станции. 1987. №4. С. 29-32.

2. Новые способы утилизации теплоты пара теплофикационных турбин / Г.А.Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев // Электрические станции.1988. №11.

С. 20-25.

3.Результаты модернизации и исследования регулирующих диафрагм теплофикационных турбин / Г.А.Шапиро, Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев // Теплоэнергетика. 1990. №11.С. 56-60.

4. Повышение эффективности эксплуатации современных теплофикационных турбин / Симою Л.Л., Лагун В.П., Эфрос Е.И., А.Г. Шемпелев, // Теплоэнергетика. №8. 1999. С. 62-67.

5. Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси из конденсатора и подогревателей теплофикационной турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос С.И.

Парфенов, Б.Е. Смирнов, И.В. Верховский // Тяжелое машиностроение. №4.

2002. С. 9-12.

6. Разработка и апробация элементов системы мониторинга состояния и диагностики конденсатора паровой турбины / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Г.

Шемпелев, С.И. Хает // Теплоэнергетика. 2003. № 2. С. 67-69.

7. Экспериментальное исследование эффективности устройства удаления влаги из входного потока двухпоточных цилиндров низкого давления теплофикационных турбин / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою Л.Л., Б.Б. Калинин // Теплоэнергетика. 2006. № 2. С. 21-27.

По результатам выполненных работ получены авторские свидетельства и патенты 1. А. С. 1129390 СССР, МКИ3 F01 K13/00 Способ восполнения конденсата теплофикационной многоцилиндровой паротурбинной установки / Г.А. Шапиро,А.Г. Шемпелев, В.П. Лагун, Л.Л. Симою, Е.И. Эфрос (СССР). № 3564919; заявл. 04. 02. 83; опубл. 15. 12. 84, Бюл. № 46. С. 112.

2. А. С. 1495448 СССР, МКИ3 F01 K 13/00 17/00. Паротурбинная установка / Г.А. Шапиро, В.Ф. Гуторов, Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Д.М. Горячевский, В.М. Карцев (СССР) № 4218531; заявл. 01.04.87; опубл. 23.07.89, Бюл. № 27.С.

128.

3. А. С. 1539337 СССР, МКИ3 F01 D 25/24. Поворотная регулирующая диафрагма турбины/Г.А. Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев, Е.И. Эфрос, С.Н.Иванов (СССР). № 4444375;заявл.18.04.88; опубл.30.01.90, Бюл.№ 4.С. 101.

4. А. С. 1561589 СССР, МКИ3 F01 K 13/00 17/00. Система регенерации низкого давления паровой турбины / Г.А. Шапиро, В.М. Карцев, А.Г. Шемпелев, (СССР). № 4479804; заявл.03.01.90; опубл. 23.07.90, Бюл. № 32. С. 15. А. С. 1613797 СССР, МКИ3 F01 D 25/24. Способ работы конденсационной установки паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Г.А. Шапиро, Г.И. Ефимочкин, В.М. Карцев (СССР). № 4656133; заявл. 28.02. 90; опубл. 30.01.90, Бюл. № 46. С.

169.

6. А.С.1650925 СССР, МКИ3 F 01 K 13/00. Паротурбинная установка / Г.И.

Ефимочкин, Г.А. Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев (СССР). № 4672523; заявл. 28. 02. 89; опубл. 23. 05. 91, Бюл. № 19. С. 134.

7. Патент № 2015351 РФ, МКИ3 F 01 D 25/12. Паротурбинная установка / Г.А.

Шапиро, В.Ф. Гуторов, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев (РФ). № 4954770; заявл. 13.

06. 91; опубл. 30. 06. 94, Бюл. № 12. С. 113.

8. Патент на полезную модель 8412 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Теплосиловая установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов (Россия). № 98104692, заявл.

18.03.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1998. №11. С.61.

9. Патент на полезную модель 9016 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Теплоэнергетическая установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, В.Ф. Гуторов (Россия). № 98108960, заявл. 18.05.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы ». 1999. №1. С. 48.

10. Патент на полезную модель 9259 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Схема удаления парогазовой смеси турбоустановки / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов (Россия). № 98112064, заявл. 22.06.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. №2. С. 45.

11. Патент на полезную модель 9297 РФ. МКИ3 F 28 B 9/00. Конденсатор паровой турбоустановки / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, (Россия). № 98112986, заявл. 08.07.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. №2. С. 55.

12. Патент на полезную модель 10219 РФ. МКИ3 F 01 K 13/ 00. Регенеративная установка теплофикационной паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос (Россия). № 98118707, заявл. 13.10.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. № 6. С. 55.

13. Патент на полезную модель 10220 РФ. МКИ3 F 01 K 13/ 00, F 01 D 25/24.

Теплофикационная паротурбинная установка / Е.И. Эфрос,В.П. Лагун, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, А.Г. Шемпелев (Россия). № 98120007, заявл. 5.11.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. № 6.

С. 55.

14. Патент на полезную модель 11832 РФ. МКИ3 F 01 D 25/00. Устройство влагоудаления паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, В.Ф.

Гуторов, Г.Д. Баринберг, В.В. Кортенко (Россия). № 99108872, заявл. 26.04.99.

Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999.

№ 11. С. 57.

15. Патент на полезную модель 11833 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00, F 01 25/24. Теплофикационная паротурбинная установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л.

Симою, В.Ф. Гуторов, Г.Д. Баринберг, В.В. Кортенко, В.Н. Плахтий, В.Б. Новоселов (Россия). № 99109810, заявл. 11.05.99. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы».1999.№ 11.С. 58.

16. Патент на полезную модель 13097 РФ. МКИ3 G 01 K 13/00, G 01 L 11/00.

Устройство для измерения среды в паровом пространстве теплообменного аппарата / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою (Россия). № 99121801, заявл.

18.10.99. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2000. № 8.

С. 310.

17. Патент на полезную модель 44819 РФ. МКП7 G 01 L 11/00. Устройство для измерения среды в паровом пространстве теплообменного аппарата / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, И.В. Верховский, Л.Л. Симою (Россия). №2004114141/22 заявл.11. 05. 2004// Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели».

2005. № 99.

18. Патент на полезную модель 55427 РФ. МКИ3 F 01 D 25/32. Телофикационная паровая турбина с сепаратором для удаления влаги из парового потока перед цилиндром низкого давления / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, Б.Б. Калинин, В.П. Лагун (Россия). №2006114809/22 заявл.22.03.2005.Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели».

2006. № 22.

19.. Патент на полезную модель 104240 (19)RU(11) 104 240(13) U1. Теплофикационная паровая турбина с устройством для удаления влаги из парового потока перед цилиндром низкого давления /, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, / А.Г. Шемпелев, Б.Б. Калинин (Россия). №,201015004/06.заявл. 06.12. 2010. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2011. № 13.

Статьи и труды конференций:

1. Шемпелев А.Г. Разработка способов снижения потерь теплоты в теплофикационных паровых турбинах и улучшения деаэрирующей способности их конденсаторов./ Г.А.Шапиро, А.Г Шемпелев.// Повышение эффективности и надежности турбоустановок тепловых электростанций: тезисы докладов научнотехнической конференции. Киев. 1985. С. 62.

2. Шемпелев А.Г. Модернизация концевых уплотнений цилиндров турбины / А.Г Шемпелев, Г.А.Шапиро, Е.И. Эфрос // Повышение эффективности работы энергосистем: тезисы докладов научно-технической конференции. Киров, 1987.

С. 42.

3. Шемпелев А.Г. Использование комбинированного подогревателя для утилизации теплоты и деаэрации воды / А.Г Шемпелев // Экономия теплоэнергетических ресурсов: тезисы докладов научно-технической конференции. Киров, 1987. С. 27.

4. Шемпелев А.Г. Исследование влияния начальных параметров жидкости на характеристики центробежных форсунок / А.Г Шемпелев, В.М. Сущих// Повышение эффективности работы энергосистем // тезисы докладов научнотехнической конференции. Киров, 1987. С. 28..

5. Шемпелев А.Г. Экспериментальные исследования теплообмена при конденсации пара из движущейся парогазовой смеси / Е.И. Эфрос, А.Г Шемпелев // Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ. 1997. №2. С. 115-116.

6. Шемпелев А.Г. Расчет и диагностика вакуумного конденсатора пара с учетом характеристик его воздухоудаляющего устройства /А.Г Шемпелев, Сущих В.М.//Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ.1997. №2. С. 116-118.

7. Шемпелев А.Г. О минимально возможном среднем кислородосодержании конденсата на трубном пучке конденсатора паровой турбины / А.Г Шемпелев// Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ. 1997. №2. С. 118-120.

8. Снижение теплопотерь в конденсаторах ТЭЦ посредством подачи в них значительного количества химически обессоленной воды / А.Г. Шемпелев, Е.И.

Эфрос, В.В. Скопин // Москва. 1997. 16 с. Деп. в ВИНИТИ. №3123-В97.

9. Шемпелев А.Г. Некоторые способы снижения теплопотерь в конденсаторах теплофикационных турбин на базе самоуплотнения цилиндров / Е.И. Эфрос, А.Г Шемпелев // Сборник материалов. Киров.1998. т.2.: Региональная научнотехническая конференция С.152-154.

10. Шемпелев А.Г. Экспериментальная оценка составляющих величин суммарного теплового потока в конденсаторы теплофикационных турбин/ А.Г.

Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов // Сборник материалов. Киров.1998. т.2.:

Региональная научно-техническая конференция С.157-158.

11. Шемпелев А.Г. Разработка способов снижения теплопотерь в конденсаторах с использованием выносных расширителей дренажей / А.Г. Шемпелев, Е.И.

Эфрос, Б.Е. Смирнов // Сборник материалов. Киров: ВятГУ. 1998. т.2.: Региональная научно-техническая конференция С.158-113. Шемпелев А.Г. Реконструкция встроенных пучков конденсаторов и схем пароводяных потоков теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, Е.И.

Эфрос// Диагностика и ремонт турбинного оборудования. Материалы семинара:

Москва. ВТИ. 1999. С. 67-69.

14. Шемпелев А.Г. К вопросу о диагностике конденсаторов теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев// Наука – производство – технология – экология:

сборник материалов ежегодной региональной научно- технической конференции. Киров: Вятгу. 2000. С.14-15.

15. Шемпелев А.Г. К вопросу о диагностике сетевых подогревателей / А.Г.

Шемпелев, Е.И. Эфрос, И.В. Верховский // Наука – производство – технология – экология: сборник материалов ежегодной региональной научно- технической конференции. Киров: ВятГУ. 2000. С.16-17.

16. Шемпелев А.Г. Методика расчета равновесных газосодержаний конденсата на выходе из конденсатора паровой турбины / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, // Совершение турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ. 2000. С. 302-310.

17. Шемпелев А.Г. Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, С.И. Парфенов, Б.Е.

Смирнов // Диагностика и ремонт турбинного оборудования: материалы семинара.

Москва: ВТИ. 2000. С. 59-63.

18. Шемпелев А.Г. Разработка технических мероприятий по повышению деаэрирующей способности конденсаторов турбин / А.Г. Шемпелев, Б.Е. Смирнов // Совершение турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ. 2000. С. 317-326.

19. Шемпелев А.Г. Повышение эффективности систем воздухоудаления и конденсационных установок теплофикационных турбин/А.Г. Шемпелев, Е.И.

Эфрос//Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, введение сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта: сборник материалов третьей международной научно-практической конференции: Екатеринбург.2001.

С. 46-50.

20. Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси из конденсатора и подогревателей теплофикационной турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. С.И. Парфенов, Б.Е. Смирнов, И.В. Верховский // Энергетик. №1. 2002. С. 24-26.

21. Шемпелев А.Г. Методика оценки эффективности сетевого подогревателя, основанная на использовании экспериментальных данных/ А.Г. Шемпелев, Е.И.

Эфрос [и др.] // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской ежегодной научно-технической конференции. Киров. ВятГУ.

2002. С.50-51.

22. Шемпелев А.Г. Разработка конструктивных и схемных предположений по повышению эффективности работы подогревателей сетевой воды / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос [и др.] // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской ежегодной научно-технической конференции. Киров.

ВятГУ. 2002. С.52-53.

23. Шемпелев А.Г. Повышение экономичности ТЭЦ в режимах работы по тепловому графику / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др] // Наука-ПроизводствоТехнологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3. Киров. ВятГУ. 2003. С. 79-80.

24. Шемпелев А.Г. Разработка новой системы удаления влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др] // Наука-Производство-Технологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3. Киров. ВятГУ. 2003. С. 82-83.

25. Шемпелев А.Г. Разработка методики поверочного расчета конденсато- ров паровых турбин на переменных режимах работы / А.Г. Шемпелев, И.В. Верховский //Наука-Производство-Технологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3.Киров.ВятГУ. 2003.С.85-86.

26. Шемпелев А.Г. Повышение эффективности работы ТЭЦ ОАО "Кировэнерго" / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Энергетика сегодня и завтра:

сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров.

ВятГУ. 2004. С.35-36.

27. Шемпелев А.Г. Некоторые результаты исследования новой системы удаления влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / / Е.И.

Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою [и др.] // Энергетика сегодня и завтра:

сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров.

ВятГУ. 2004. С.47-50.

28. Шемпелев А.Г. Повышение эффективности использования пара производственных и теплофикационных отборов турбин Кировской ТЭЦ-4 / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.51-52.

29. Эффективность совместной работы основных и встроенных пучков конденсаторов теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, И.В. Верховский // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научнопрактической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С. 53-54.

30. Шемпелев А.Г. Повышение экономичности работы действующих ТЭЦ / / Е.И. Эфрос, В.Ф. Гуторов, Л.Л. Симою, А.Г. Шемпелев // Совершенствование технологий регулирования хозяйственной деятельности в области теплофикации для повышения ее экономической эффективности при переходе к рыночным отношениям: сборник докладов. Международный семинар и курсы повышения квалификации по теме. ОАО ВТИ. Москва. 2004. С.17-26.

31. Шемпелев А.Г. Система отвода пленочной влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / /Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Совершенствование технологий регулирования хозяйственной деятельности в области теплофикации для повышения ее экономической эффективности при переходе к рыночным отношениям: сборник докладов. Международный семинари курсы повышения квалификации. ОАО ВТИ. Москва.2004.С. 27-31.

32. Шемпелев А.Г. Устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата/ Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Б.Б. Калинин // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научнопрактической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.82-86.

33. Шемпелев А.Г. Новая тепловая схема подготовки подпиточной воды на ТЭЦ / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ.

2004.С.90-92.

34. Шемпелев А.Г. Основные причины повышенного эрозионного износа лопаточного аппарата ступеней низкого давления теплофикационных турбин / Е.И.

Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою Л.Л., Б.Б. Калинин // Наука-производствотехнологии-экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции в 6 т.. Киров. ВятГУ. Т. 4 2006. С. 82-83.

35. Шемпелев А.Г. К вопросу о выборе типа градирни для кировской ТЭЦ-5 / А.Г. Шемпелев, Б.Е. Смирнов, Ю.А. Чирков // Наука-производство-технологииэкология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С.182-183.

36. Шемпелев А.Г. Разработка математических моделей рекуперативных теплообменных аппаратов / А.Г. Шемпелев, М.А. Лукин // Наукапроизводство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской научнотехнической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С.180-181.

37. Шемпелев А.Г. Программа определения обеспеченности электрической мощности ТЭЦ. / А.Г. Шемпелев, М.А. Лукин, А.М. Лукин // Наука- производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской научно- технической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С.184.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ G, D, W – расход, P – давление, t – температура, Q – тепловой поток, k – коэффициент теплопередачи, i – энтальпия, r – теплота фазового перехода, F – площадь поверхности теплообмена, с – удельная массовая теплоемкость, q – удельная тепловая нагрузка, – коэффициент теплоотдачи, – коэффициент чистоты, t – недогрев воды до температуры насыщения пара, R – газовая постоянная, термическое сопротивление, С – массовая концентрация, Н – константа Генри, – молекулярная масса, t – разность температур, i – разность энтальпий., Индексы: в – вода, к – в конденсаторе, см –смесь, п – чистый пар, возд. – воздух, р – расчетный, ф – фактический, ном – номинальный, о – начальный (при расходе пара равном нулю), з – загрязненный, ч- чистый, ж- жидкость.






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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.