Витрата охолодженої води Gв може бути визначений або за допомогою витратоміра, або по характеристиці циркуляційного насоса, або по витраті електроенергії й на привод насоса (при заданому тиску нагнітання Рцн, тиску на всасі в насос Рцв і ККД насоса ηцн).

Однак на практиці витрата охолодженої води для потужних енергоблоків частіше визначають із теплового балансу конденсатора:

,кг/год (4.6)

де Dк- витрата пари в конденсатор, кг/год;

 - відповідно, ентальпії пари й конденсату, кДж/кг;

Св – теплоємність води, кДж/(кг. 0С);

∆tв – нагрівання води в конденсаторі, 0С.

Чистота поверхні трубок конденсатора визначається також аналітично з використанням значень: коефіцієнта теплопередач пари, конденсату, температурного напору, температур і витрати охолодженої води або методами, пропонованими нижче.[13]

Найбільш простим методом визначення коефіцієнта теплопередачі К у конденсаторі є розрахунок його по формулі:

, Вт/0C∙ м2 (4.7)

де Fк – поверхня охолодження конденсатори, м2;

δt – температурний напір у конденсаторі, ос.

Експертна оцінка виробляється за результатами моніторингу, у тих випадках, коли джерело й причини відмови не очевидні. У цих випадках експлуатаційний персонал або ЕОМ звертаються до банку даних по відмовах, які уведені на згадку ЕОМ, або до експерта. Експертом повинен бути висококласний фахівець із числа працівників ТЕС.

У банк даних вносять енергетичні характеристики конденсаторів, насосів, ежекторів і т.д. Крім цього вносять характеристики відмов в елементах НПК (їхньої причини, джерела, періодичність відмов).

До висновку ставиться - рекомендації з оптимізації режиму НПК.

У завдання оптимізації НПК входить:

- вибір оптимального варіанта з можливих (по економічності, надійності й екологічності);

- приведення НПК в оптимальний стан.

Розробка алгоритму системи містила в собі:

- вибір методу контролю НПК;

- вибір оптимальної кількості параметрів, що характеризують роботу й стан НПК;

- нагромадження бази даних по відмовах у роботі НПК і енергоблоці;

- нагромадження бази даних по способах локалізації відмов.

Послідовність операцій, вироблених системою, зображена на мал.5.4.

Основними етапами роботи системи є:

1. Контроль поточних значень параметрів (Ркi, Хki і т.д.).

2. Порівняння параметрів (Рki=Рко) і видача сигналу.

2.1. При Рki=Рко продовжувати виконання заданого режиму експлуатації.

2.2. При Ркi=Рко й необхідності переходу на новий режим роботи зробити вибір оптимального режиму роботи з урахуванням зовнішніх умов Nэi, Qmi, tнвi і т.д.

2.3. При Рki¹Рко:

–                   повторно перевірити коректність виміру параметра прямим і непрямим виміром Pki=f(tki,t2вi і т.д.);

–                   перевірити DPki/Dt >0.

2.3. 1. У випадку DPki/Dt = 0 (відмова не розвивається).

Продовжити пошук джерела відмови.

2.3. 2. У випадку, якщо: джерело відмови не знайдений, але DPki/Dt = 0 необхідно вибрати оптимальний режим роботи НПК, енергоблоку, станції.

2.3. 3. Джерело відмови не знайдений, але DPki/Dt > 0 необхідно відключати енергоблок.

2.4. При Рki¹Рко й DPki/Dt > 0 - відключити енергоблок (або ввести резервний елемент НПК).

2.5. Після усунення, локалізації джерела відмови:

4.6.4 Алгоритм визначення ступеня забруднення трубок конденсатора

Як уже раніше згадувалося, забруднення з водяної сторони є найбільш частою причиною погіршення вакууму. При цьому погіршення вакууму відбувається як внаслідок збільшення термічного опору за рахунок забруднення трубок, так і за рахунок деякого скорочення витрати води через конденсатор, внаслідок підвищення гідравлічного опору конденсатора.

Найважливішим експлуатаційним завданням є запобігання забруднення конденсаторів парових турбін, а у випадку його виникнення - вишукування способів очищення конденсаторів, з мінімальними витратами праці й по можливості без обмеження навантаження. Інтенсивність забруднення конденсатора залежить в основному від якості охолодження води, типу водопостачання, пори року й умов експлуатації системи циркуляції водопостачання.

Тому в цей час необхідно приділяти особлива увага, товщині шаруючи відкладень .

У випадку неможливості експериментального визначення , що характерно для режимів роботи конденсаторів при навантаженні енергоблоку, товщину шаруючи можна визначити аналітично, за методикою розробленій авторами. [31]

Розглянемо приклад розрахунку товщини шаруючи відкладень.

Кількість пари вступника в конденсатор:  ;

Витрата охолодної води: ;

Швидкість охолодної води: ;

Поверхня охолодження конденсатора : ;

Діаметр трубок: ;

Матеріал трубок: МНЖ 5-1;

Температура охолодної води на вході в конденсатор : ;

Температура охолодної води на виході з конденсатора: ;

Кількість теплоти віддачі конденсатора: ;

Визначення товщини шаруючи відкладень у трубках конденсатора

Для визначення товщини шаруючи відкладення авторами розроблений метод, що дозволяє визначити середнє значення товщини відкладення в теплообміннику або його одному з ходів

при , але з появою відкладень (на внутрішніх стінках трубок)

 (4.9)

З рівняння 4.5 і 4.6

 (4.10)

Для будь-якого стану трубок при  > 0

З рівняння 4.10

- термічний опір шаруючи ;

одержуємо

 (4.11)

 (4.12)

 (4.13)

 (4.14)

 (4.15)

де - коефіцієнт теплопровідності відкладення відомий з багаторічного досвіду експлуатації або на підставі хімічного аналізу.

- розрахунковий коефіцієнт теплопередачі.

Для конденсаторів парових турбін “ДО” можна визначити по [8]

= коефіцієнт теплопередачі визначається по формулі:

 (4.16)

де  - термічний опір шаруючи;

Визначаємо товщину шаруючи накипу по формулі (4.15)

Визначення товщини шаруючи відкладень через нормативний коефіцієнт теплового потоку

Визначаємо товщину шаруючи відкладень іншим способом:

,мм (4.17)

Використовувані формули для розрахунку. Визначаємо нормативний коефіцієнт теплового потоку: З теплового балансу конденсатора маємо:

 (4.18)

, кДж;/c/0C (4.19)

де Qk=Dk·, кДж/с;

= hk – hk/, кДж/кг;

 — температурний напір у конденсаторі недогрів води до температури насичення конденсату при Pk.[8]

, (4.20)

 (4.21)

 (4.22)

 (4.23)

де

 (4.24)

 — нагрівання охолодженої води в конденсаторі .Визначаємо

 (4.25)

 (4.26)

k0Rз+1= (4.27)

(k0Rз+1) =  (4.28)

 (4.29)

Визначаємо  - товщину шаруючи відкладень по (4.29) Як видно з розрахунків обидва способи рішення визначення  дали однаковий результат. Визначення залежності коефіцієнта теплопередачі від термічного опору

Використовувані формули для розрахунку:

; (4.30)

; (4.31)

     — товщина шаруючи відкладень змінюється в межах від 0,5·10-3м до 2,5·10-3м. Знаходимо розрахунковим шляхом зміни ki — коефіцієнта теплопередачі при повній зміні товщини шару відкладень отримуємо значення і заноситься в таблицю 4.1

Таблиця 4.1: Залежність

За допомогою ЕОМ аналогічно були знайдені значення по другому способі визначення  й потім була, побудована графічна залежність, що показана на малюнку 4.5.

Визначення залежності тиску в конденсаторі від товщини шаруючи відкладень і температури охолодженої води

Використовувані для розрахунків формули:

,  (4.32) — коефіцієнт теплопередачі для i-го режиму

, (4.33) - термічний опір для i-го режиму

,  (4.34) — недогрів води до температури насичення на виході з конденсатора.

 по літ [27]

Отримані дані заносимо в таблицю 4.2

За допомогою ЕОМ аналогічно були знайдені значення по другому способі визначення  й потім була побудована графічна залежність, що показана на малюнку 4.6.

Визначення залежності термічного опору від товщини шаруючи відкладень у трубках конденсатора

Використовувані формули:

 (1) ; — термічний опір шаруючи відкладення;

 = 1, 2, 3 Вт/м2 0С — коефіцієнт теплопровідності. Після добутку розрахунків, будуємо графічну залежність на ЕОМ, що показана на малюнку

Малюнок 4.7 Залежність термічного опору від товщини шаруючи відкладень  у трубках конденсатора при

Побудова номограми для визначення товщини слоєвих відкладення в трубках конденсатора.

Після зроблених розрахунків і побудованих графічних залежностей, наведених на малюнках 1, 2, 3 будуємо номограму для визначення товщини шаруючи відкладення в трубках конденсатора на ЕОМ, що наведена на малюнку 4.8.

мал.4.8 Номограма для визначення товщини шаруючи відкладення в трубках конденсатора залежно від термічного опору , кінцевого тиску , температури охолодженої води

Висновки про зроблені дослідження

У результаті проведення дослідження визначення товщини шаруючи накипу (відкладення)  можна зробити наступний висновок. Обидва способи розрахунку дали однаковий результат, що підтверджується збігом ліній графічних залежностей на малюнках.

У висновку необхідно підкреслити, що діагностування енергоустаткування є одним з найбільш діючих способів підвищення економічності, надійності, довговічності, екологічності, соціально-економічної ефективності ТЕС і АЕС в умовах тривалої експлуатації.

Практична цінність проведеного дослідження

Даний спосіб дослідження визначення товщини шаруючи відкладення в трубках конденсатора був використаний і знайшов широке застосування на діючих блоках 300Мвт Змієвської та Зуєвської ТЕС і блоках 1000 МВт Запорізької АЕС, і показав свою практичну ефективність

4.7 Вплив надійності теплоенергетичних систем ТЕС на загально станційні показники надійності, економічності й екологічності

Надійність - це властивість об'єкта виконувати задані функції, зберігаючи свої експлуатаційні показники продуктивності, економічності, рентабельності й інші в заданих межах в теченії необхідного проміжку часу або необхідного наробітку. Для стаціонарних теплоенергетичних установок, що представляють собою великі малосерійні ремонтовані вироби з більшим терміном служби, поняття надійності можна інтерпретувати, як властивість відпускати не збережену продукцію (енергію) по строго заданому режимі, при цьому зберігаючи експлуатаційні показники в заданих межах протягом необхідного тривалого наробітку [1].

Як відомо, до числа основних властивостей теплоенергетичних установок, їхніх агрегатів і елементів устаткування можна віднести наступні: безвідмовність, довговічність, справність, несправність, працездатність, непрацездатність, граничний стан.

Для характеристики надійності роботи енергетичного (ТЕС і АЕС) об'єкта, як правило використають наступні поняття:

ушкодження - подія, що полягає в порушенні справності системи її підсистем і елементів, внаслідок впливу зовнішніх впливів, що перевищують рівні, установлені в нормативно-технічній документації на об'єкті;

відмова - подія, що полягає в порушенні працездатності енергоблоку, внаслідок несправності підсистеми (котельні або турбінної установок), елементів ( конденсатор, насоси, підігрівники й т.д.).

Відмови можуть бути повні й часткові. Після виникнення повної відмови підсистеми або елемента, енергоблок відключається. Після виникнення часткової відмови енергоблок може залишатися в роботі, але з меншою ефективністю.

Надійність теплоенергетичної установки й вхідних у неї елементів у принципі можна визначити безліччю кількісних показників, у тому числі коефіцієнтом готовності Кг. Коефіцієнт готовності - це імовірність, того що енергоблок або його елементи виявляться працездатними, тобто готовими нести проектне навантаження в довільний момент часу, крім періодів його планових зупинок

При порядку обслуговування, що передбачає негайний початок відновлення об'єкта, що відмовив, для визначення коефіцієнта готовності може бути застосована формулі:

Кг = , (4.35)

де 0 – наробіток на відмову (середнє число годин безвідмовної роботи) год;

в – середній час відновлення працездатності, у результаті повного Nэ =0, або часткового відмов, N>0, ч.

Використаний у практиці аналізу надійності енергоустаткування коефіцієнт готовності Кг – ураховує тільки повні відмови й не відбиває часткових відмов.

Як показує досвід багаторічної експлуатації найбільш характерними, є часткові відмови

Для визначення величини часткової відмови, що приводить до недовиробітку електроенергії можна використати, коефіцієнт часткової відмови Кч [1]

Кч=  , (4.36)

де:

Э – річна не довідпуска електроенергії, через часткові відмови, кВт год;

Эо - плановий річний виробіток електроенергії, кВт год;

Nэч – не довидача потужності внаслідок відмови, кВт;

- тривалість відмови, година;

Nэо – проектна потужність, кВт;

 - проектне число годин роботи, година.

Приклад 1:

Для енергоблоків 300 МВт

Nэо = 300*103 , кВт,

 = 5*103 година,

Nэч = 50*103 кВт,

 = 1*103 година

Кч =0,033, Кг = 0,83

Коефіцієнт часткової відмови, що приводить тільки до погіршення техніко - економічних показників ТЕУ (теплоенергетичних установок), може бути визначений по формулі (4.43)

 ,     (4.37)

де:

∆B - перевитрата палива, внаслідок відмови, кг;

В0 – повну планову витрату, кг;

 - питома витрата палива при частковій відмові, кг/кВт год;

 - планова питома витрата, кг/кВт год;

 - тривалість відмови й проектне число годин роботи в році, відповідно, година;

 - не довидача потужності внаслідок відмови й проектна потужність, кВт.

Приклад 2:

Визначити величину часткової відмови КеЧ і перевитрата палива , для наступних параметрів: =0,400г/кВт год; =0,30 кг/кВт год, Nэч, Nэо, ,  - див. приклад1

кг = 4.5 т

Глибина часткової відмови визначається не тільки часток зниження потужності установки  через відмову якого-небудь елемента, але й режимом навантаження енергоблоку за період усунення відмови. У випадку постійного навантаження значення не довідпустки енергії визначається з вираження:

,      (4.38)

Якщо ж заданий змінний графік навантаження N(t), то його необхідно апроксимувати східчастою функцією, а значення  визначається як сумарне:

 (4.39)

де  - потужність, що недодає на j-м прямолінійній ділянці апроксимованого ступінчастого графіка [кВт]; - час, протягом якого навантаження на j-м ділянці прийнята постійної, тобто Nj=const. За час =(Тч- Т) триває відновлення елемента, що викликали часткову відмову, але комплекс повністю забезпечує заданий графік навантаження й недовиробіток відсутня.

В відповідності зі сказаним показники надійності й витрати повинні визначаться з обліком повних і часткових відмов комплексу.

Як було сказано вище, відмови впливають на техніко - економічні показники енергоблоку, які залежать від ККД.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13