V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

На многих ТЭЦ страны ежегодно в летние месяцы работы возникает проблема недоохлаждения циркуляционной воды в градирнях станции. Это связано с высокой температурой окружающего воздуха в теплые периоды эксплуатации станции и усугубляется значительным износом градирен, характерным для многих станций. В результате недоохлаждения воды, поступающей в конденсаторы паровых турбин, ухудшается вакуум в конденсаторах, падает коэффициент полезного действия и недовырабатывается электрическая мощность. Таким образом, поиск и анализ путей решения описанной проблемы, а это - цель данного исследования, является актуальной задачей. На всех типовых электростанциях образующиеся при сжигании природного топлива дымовые газы удаляются в атмосферу по газовому тракту через дымовые трубы. Охлаждение воды происходит в испарительных градирнях, образующийся при этом водяной пар также удаляется в атмосферу. Выведение уходящих дымовых газов через градирню должно, по нашему мнению, увеличить скорость поступления воздуха в градирню и улучшить процесс охлаждения технической воды с одновременной экономией значительных площадей территорий под дымовые трубы и снижения капитальных затрат на их строительство. Технический результат достигается тем, что образующиеся при сжигании топлива дымовые газы по газоотводящему тракту поступают в газораспределитель, находящийся над водоуловителем внутри градирни, и через направляющие сопла распределяются по башне градирни с созданием дополнительного эжектирующего эффекта. Дополнительный эжекционный эффект в башне градирни создается за счет большей температуры и скорости поступления дымовых газов по сравнению с паровоздушной смесью. В этом случае объем и скорость воздуха, поступающего для охлаждения воды, значительно возрастает, что при всех равных прочих условиях позволяет увеличить глубину охлаждения. Концентрация вредных веществ в удаляемой паро-воздушной смеси не превышает выбросы через дымовую трубу, а глубина охлаждения технической воды увеличивается.

За рубежом также используют этот метод. В частности, с удалением дымовых газов через градирню работает пылеугольный энергоблок Бексбах II в Германии с эл. КПД = 46,3%. По их оценкам внедрение данной системы позволило повысить КПД на 0,75%.

На кафедре ТЭУ КнАГТУ были разработаны математические модели для расчета характеристик различных вариантов компоновки системы парогазового удаления. Моделирование процессов теплообмена в градирне проводилось с помощью метода конечных элементов в программном комплексе STAR, выбор которого был предопределен наличием в университете лицензии на его использование.

В ходе работы были рассмотрены следующие системы совместного паро-газоудаления: 1- трубчатый газораспределитель с выходом через продольное сечение, 2 – трубчатый газораспределитель с выходными соплами, 3- трубчатый газораспределитель с выходом из боковой грани, 4 - система с кольцевым газораспределителем.

1. 2. 3. 4.

Оценка альтернатив производилась по критериям: t_вых^оС - температура на выходе из градирни, U_{хол.возд} - скорости холодного воздуха и U_{п-г смеси} скорости паро-газовой смеси. В результате численных экспериментов были получены изображения полей распределения температур, скоростей, давлений и отображения направлений линий тока паро-газовой смеси. Некоторые результаты представлены в таблице:

Вариант	Направление потока	tвых,оС	Uхол.возд, мс	Uп-г смеси, мс
1	Центр градирни	38	2.2	6.6
2	Рассеянный	37	2	6.2
3	В стену	35	2.1	6.3
4	Вдоль стен	43	3.5	7.8

Сравнение полученных характеристик позволяет сделать вывод, что наиболее рациональным является вариант 4, т.е. система паро-газоудаления с кольцевым газораспределителем.

Код для цитирования: Скопировать