Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор состояния вопроса. 8
1.1. Классификация схем мазутного хозяйства по способу подвода топлива. 8
1.2. Обзор методов расчета циркуляционного подогрева мазута .
1.3. Выводы. 25
Глава 2. Теплотехнологические схемы мазутных хозяйств на базе одноступенчатых совмещенных схем . 26
2.1. Совмещенные схемы мазутных хозяйств ТЭС. 26
2.2. Классификация и методика расчета основных характеристик оборудования циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках . 31
2.3. Тепловой расчет основного оборудования совмещенных схем циркуляционного подогрева мазута в растопочных мазутных хозяйствах. 39
2.4 Перспективы создания новых комбинированных теплотехнологических схем мазутных хозяйств ТЭС на базе совмещенных одноступенчатых схем. 53
Глава 3. Математическая модель циркуляционного совмещенного подогрева мазута в системах из 2-х резервуаров мазутных хозяйств ТЭС с помощью 2-х подогревателей . 57
3.1. Постановка задачи. 5 7
3.2. Математическая модель циркуляционного подогрева мазута в одном резервуаре . 58
3.3. Математическая модель процесса циркуляционного подогрева мазута в системах из 2-х резервуаров с помощью 2-х, параллельно соединенных, подогревателей. 61
Глава 4. Результаты расчетов характеристик циркуляционного подогрева мазута в совмещенной одноступенчатой теплотехнологической схеме растопочного мазутного хозяйства ТЭС и предложения по ее модернизации . 76
4.1. Объекты и методика расчетов 76
4.2. Результаты расчетов температуры времени раздельного циркуляционного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х резервуаров, без смешения потоков мазута после подогревателей . 77
4.3. Результаты расчетов температур и времени циркуляционного совмещенного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х резервуаров без, смешения потоков мазута после подогревателей. 81
4.4. Результаты расчетов температур и времени циркуляционного совмещенного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х резервуаров, при полном смешения потоков мазута после подогревателей. 87
4.5. Результаты расчетов температур, расходов и времени циркуляционного совмещенного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х подогревателей, при полном смешения потоков мазута после подогревателей. 99
4.6 Технико-экономический расчет модернизированной теплотехнологическои совмещенной схемы растопочного мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ-2. 107
Заключение 110
Литература 112
- Обзор методов расчета циркуляционного подогрева мазута
- Классификация и методика расчета основных характеристик оборудования циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках
- Математическая модель циркуляционного подогрева мазута в одном резервуаре
- Результаты расчетов температуры времени раздельного циркуляционного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х резервуаров, без смешения потоков мазута после подогревателей
Введение к работе
Мазутные хозяйства ТЭС - важное звено в системе энерго и теплообеспечивающего комплекса, обеспечивающее бесперебойную подачу топлива к котлам.
Мазутные хозяйства представляют собой сложный комплекс, состоящий из целого ряда сооружений, аппаратов и трубопроводов, чем и обусловлено многообразие видов мазутных хозяйств.
Растопочное мазутное хозяйство ТЭС, как система хранения и подготовки топлива, играет значительную роль и должно рассматриваться наравне с основными системами и оборудованием ТЭС, несмотря на то, что традиционно оборудование растопочных мазутных хозяйств относят к вспомогательному оборудованию.
Поскольку сами котельные установки должны удовлетворять требованиям надежности, экономичности и безопасности, то естественно, все эти требования переносятся и на растопочное мазутное хозяйство.
Основное требование, предъявляемое к мазутным хозяйствам ТЭС, в том числе и к растопочным мазутным хозяйствам, заключается в создании условий и выборе режима, при которых будут обеспечены бесперебойная подача подогретого мазута к котлам и вместе с тем, экономичность системы.
В резервуарных парках растопочных мазутных хозяйств в настоящее время наиболее широко используется циркуляционный подогрев с помощью стационарных серийных подогревателей мазута.
Существующие математические модели и методы расчета циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках мазутных хозяйств ТЭС не учитывают возможные компоновочные решения по обвязке резервуарного парка, схемы движения потоков рабочих сред, номенклатуру резервуаров и подогревателей мазута.
Поскольку типовые методики предполагают использование для расчета
всей теплотехнологической схемы одни и те же значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи и не позволяют учитывать возможные режимы работы растопочных мазутных хозяйств, расположение и номенклатуру оборудования, очевидна необходимость создания метода расчета циркуляционного подогрева, который позволит с высокой степенью точности делать вычисления затрат энергии на содержание растопочного мазутного хозяйства и позволит избежать излишних затрат энергии.
Работа проведена в рамках выполнения гранта Министерства образования Российской Федерации «Моделирование и оптимизация режимов подогрева мазута в резервуарах хранения» (ТОО-1.2-3232) и тематического плана Министерства образования РФ /1.2.02 «Разработка структурного и термодинамического анализа и расчета систем разветвленных многоканальных трубопроводов вязких жидкостей»./
Цель работы.
Заключается в создании и исследовании математической модели циркуляционного раздельного и совмещенного подогрева мазута для типовой одноступенчатой теплотехнологической схемы растопочного мазутного хозяйства ТЭС, состоящей из 2-х резервуаров произвольного объема и 2-х, параллельно соединенных, подогревателей мазута, а также в разработке рекомендаций по совершенствованию существующих и проектированию новых теплотехнологических схем растопочных мазутных хозяйств ТЭС. Научная новизна выполненных исследований:
разработана математическая модель теплогидравлических процессов циркуляционного подогрева мазута в системах из 2-х резервуаров 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями мазута для одноступенчатых раздельных и совмещенных теплотехнологических схем растопочных мазутных хозяйств ТЭС;
разработан алгоритм и проведены численные исследования математической модели и ее частных случаев для различных
теплогидравлических режимов эксплуатации, направлений потоков циркулирующего мазута и режимов работы схемы в условиях раздельного и совмещенного подогрева;
определены эффективные режимы циркуляционного раздельного и совмещенного подогрева мазута;
предложена новая комбинированная теплотехнологическая схема растопочного мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ - 2.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанная математическая модель теплогидравлических процессов циркуляционного подогрева мазута в одноступенчатых раздельных и совмещенных теплотехнологических схем растопочных мазутных хозяйств, состоящих из 2-х резервуаров произвольного объема и 2-х, параллельно подключенных, подогревателей, позволяет:
а) определять затраты энергии и времени на поддержание заданного
температурного режима при холодном и горячем хранении мазута;
б) рассчитывать необходимые расходы потоков мазута в узлах
теплотехнологической схемы;
в) разрабатывать рекомендации для модернизации существующих и
проектирования новых теплотехнологических схем растопочных мазутных
хозяйств ТЭС;
г) использовать разработанную математическую модель и результаты ее
анализа при курсовом и дипломном проектировании и чтении лекционных
курсов "Тепловые и электрические станции" и "Вспомогательное
оборудование ТЭС".
Автор защищает; математическую модель циркуляционного раздельного и совмещенного подогрева мазута в системе из 2-х резервуаров хранения и подготовки топлива к сжиганию и 2-х, параллельно подключенных, подогревателей мазута, а также результаты численных исследований по расчету температур, затрат энергии, времени и количества циркулирующего мазута.
Личное участие. Основные результаты получены лично автором под руководством члена-корреспондента РАН Назмеева Ю.Г.
Апробация работы. Основные положения работы были доложены на аспирантско-магистерских семинарах Казанского государственного энергетического университета в 2001-2002 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 119 страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения. Работа содержит 42 рисунка и 5 таблиц, список использованной литературы содержит 93 наименования.
Обзор методов расчета циркуляционного подогрева мазута
Двухступенчатая раздельная схема (рис. 1.5) - схема с разделением контуров подачи мазута в котельную с циркуляционным разогревом и перемешиванием мазута в резервуарах, представляет собой следующий процесс: после доставки мазута железнодорожным транспортом мазут разогревается «острым» паром в цистернах и сливается в сливные желоба, далее мазут самотеком поступает в приемные емкости (1) откуда откачивается вертикальными погружными насосами; храниться мазут в резервуарах (3), которые оборудованы циркуляционным подогревом. Циркуляционное перемешивание и разогрев мазута в резервуарах обеспечивается подачей насосами (8) от подогревателей (9) горячего мазута. Циркуляционный контур включает в себя следующий набор оборудования: резервуар - фильтры грубой очистки (8) - насосы циркуляционные (9) -коллектор холодной очистки (КХЦ) -подогреватели циркуляционного контура (10) - коллектор горячей циркуляции (КГЦ) -резервуар. Второй контур рассматриваемой схемы, предусмотренный для подготовки топлива к сжиганию, использует насосы 2-го подъема.
При применении рассматриваемой схемы низконапорными насосами 1 -го подъема (4) обеспечивается циркуляционный подогрев в резервуарах и подача мазута к высоконапорным насосам 2-го подъема (7).
Двухступенчатая совмещенная схема мазутного хозяйства. 4 - насосы первого подъема; 5 - подогреватели мазута; 6 - фильтры тонкой очистки; 7 - насосы второго подъема; остальные обозначения те же, что на рис. 1.4. Простота конструкции подогревателей мазута и фильтров за счет того, что данные составляющие схемы находятся под давлением насосов 1-го подъема, является несомненным преимуществом схемы.
Двухступенчатая совмещенная схема (рис. 1.6) является схемой характеризующейся совмещением контуров подачи мазута в котельную, циркуляционным разогревом и перемешиванием мазута в резервуарах. По этой схеме насосы 1-го подъема подают топливо к насосам 2-го подъема для циркуляционного разогрева и перемешивания мазута в резервуарах.
Типовая двухступенчатая совмещенная схема мазутного хозяйства может быть представлена следующим образом:
Прием цистерн осуществляется при помощи трехпутной сливной эстакады. После предварительного подогрева топливо из цистерн сливается в сливной межрельсовый желоб, далее топливо самотеком поступает в приемные емкости (1), затем перекачивающие насосы (2) подают топливо в резервуары (3), расположенные отдельными группами. Резервуары (их группы) имеют общие магистрали: напорную циркуляционную магистраль от насосов 1-го подъема (4) и подогревателей (5), магистраль для рециркуляции топлива и магистраль по которой мазут поступает к мазутонасосной (всасывающая мазутная).
Рециркуляция мазута позволяет избежать его расслоение и подогревает мазут в резервуарах (3). Мазут, поступающий на сжигание перекачивается насосами 1-го подъема (4) в подогреватели (5) и насосами 2-го подъема (7) подается в котельную пройдя фильтры тонкой очистки (6). Мазут на станцию доставляется в железнодорожных цистернах. Обслуживаются цистерны (1) эстакадой (4) сооруженной по всей протяженности железнодорожного состава. Разгрузка топлива осуществляется при помощи предварительного подогрева его в цистернах до температуры 60-70С паром при давлении 0,8 - 1,ЗМПа и температуре 200-250С, который подается из котельной. Подогретый таким ш образом мазут самотеком через нижний сливной прибор цистерны попадает в сливной межрельсовый сливной желоб (2), так как уклон желоба 1 -2%, то мазут і самотеком сливается в приемную емкость (3). Здесь мазут дополнительно подогревается до температуры не ниже 70С и через фильтры грубой очистки (13) поступает в основную емкость (25). Из емкости, насосами (27) пройдя дополнительные фильтры грубой очистки (26) топливо поступает в расходную емкость (21), где в свою очередь подвергаются подогреву паровыми подогревателями (20).
После чего топливо насосами (9) из фильтров третьей ступени очистки (11) подается к внешнему мазутному подогревателю (7) и уже непосредственно перед котлом проходит через фильтр тонкой очистки (5). Клапан (16) открывается в момент остановки котла для рециркуляции мазута, пропуская его в расходную емкость.
Расход потребляемого котлами мазута измеряется на прямой линии (6) и на обратной линии (22). Давление и расход топлива может быть изменен посредством регулировочного клапана реагирующего на импульсы от нагрузки котлов. Жидкие присадки, введенные для защиты поверхностей нагрева котлов от коррозионных процессов, добавляются в топливо после фильтра грубой очистки (13). Присадки из бака (19) подаются насосами - дозаторами (18), необходимо при этом производить подогрев жидких присадок, что и производится в паровом подогревателе (10). Конденсат пара, скопившийся в баке (14) после очистки, возвращается в пароводяной тракт котла. Комбинированная схема предоставляет возможность работать как по тупиковой схеме, так и по циркуляционной. Имеющаяся линия рециркуляции позволяет предотвратить расслоение мазута и влагоотстой при помощи поддержания мазута в «горячем» состоянии.
Подогретое состояние топлива - важнейшее условие, соблюдение которого предотвращает застывание и обводнение топлива при его хранении в резервуарах [1-8].
Наиболее рациональным методом подогрева мазута в основных резервуарах мазутного хозяйства является циркуляционный, который представляет собой подогрев по отдельному специально выделенному контуру.
Основное преимущество рассматриваемого метода заключается в том, что время подогрева мазута сокращено за счет качественного перемешивания топлива в резервуарах, позволяющего достичь высокой однородности мазута и равномерности распределения температур.
Циркуляционный контур (рис. 1.8.) представляет собой набор оборудования, включающей: резервуар (1), всасывающий трубопровод (2), насос рециркуляции (3), подогреватель рециркуляции (4), напорный трубопровод (5), распределительный коллектор (6), насадки (7), емкость резервуара (1).
Классификация и методика расчета основных характеристик оборудования циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках
Имея целью построить математические модели и произвести их расчет необходимо, прежде всего, определить основные характеристики оборудования, в частности, резервуаров и стационарных серийных подогревателей; мазутопроводы с паровыми спутниками, как показано в [I], занимают всего около 1,0 % энергопотребления всей схемы. Подогреватели мазута относятся к рекуперативным поверхностным теплообменным аппаратам [15,18, 21, 23]. По конструктивным признакам (по виду поверхности теплообмена) стационарные подогреватели мазута подразделяются на: 1) кожухотрубный с прямыми гладкими трубами (гладкотрубный); 2) кожухотрубный с оребренными трубами; 3) кожухотрубный с U-образными трубами; 4) кожухотрубный с секционные; 5) секционный "труба в трубе" (ТТ). Кожухотрубные подогреватели с оребренными трубами выпускаются промышленностью с продольно - оребренными трубами и с поперечной накаткой на трубах.
Стационарные резервуары подразделяют на металлические (стальные) и железобетонные [20-26]. Металлические резервуары в свою очередь делятся на горизонтальные цилиндрические (могут иметь конусную, щитовую или сферическую кровлю) и вертикальные цилиндрические. В конструкции железобетонного резервуара, согласно [39] сооружаемого для хранения мазута отсутствует газовая обвязка, что характерно и для металлических, но в отличии от металлических, в конструкции железобетонного резервуара присутствуют понтоны и плавающие крыши. Железобетонные резервуары позволяют значительно увеличить время сохранения температуры топлива подвергнутого предварительному подогреву. Поддержание в железобетонных резервуарах температуры топлива достигается за счет циркуляционного подогрева топлива. При этом неизбежны потери теплоты зависящие от климатической зоны.
Все количество теплоты, передаваемое от зеркала мазута в газовое пространство, полностью передается через покрытие, при этом процесс теплообмена в газовом пространстве описывается процессом теплопроводности с эквивалентным коэффициентом теплопроводности газового пространства, величина которого равна.
Для того чтобы определить необходимое количество теплоты, затраченное для подогрева мазута, с учетом потерь в окружающую среду и определить тепловые КПД, проведем тепловые расчеты основного резервуарного парка КТЭЦ-2, который состоит из двух наземных металлических вертикальных цилиндрических резервуаров хранения объемом V = 3000 м3 , используя исследования ряда авторов [44-46,48,50,76,85,89]. Расчет будем производить для зимних условий хранения мазута.
Основные данные, необходимые для теплового расчета резервуара: марка мазута М 100; геометрические характеристики резервуара: диаметр резервуара d = 18,98 м; высота покрытия резервуара h„ = 2 м; высота стенок резервуара 1 = 12 м; толщина стальных стенок резервуара 8іст=0,009 м; толщина изоляции стенок резервуара (минераловатные маты) 52ст= 0,07 м; толщина алюминиевого покрытия резервуара 8зст = 0,005 м; толщина бетонной подушки 54СТ = 1,5 м; объем резервуара V = 3000 м3; высота слоя мазута в резервуаре hB = 11,5 м; температура мазута при заливе его в резервуар t„ = 60С; время хранения мазута в резервуаре То = 5 суток; масса мазута в резервуаре G = 2970646,1 кг; конечная температура мазута до которой необходимо нагреть мазут в резервуаре t2M = 70С.
Математическая модель циркуляционного подогрева мазута в одном резервуаре
Для нахождения уравнений, описывающих процесс циркуляционного подогрева в системе из 2-х связанных одноступенчатой совмещенной схемой резервуаров, выделим один i-ый резервуар ( і=1,2) рис. 3.2. пост і «пості / ч. - 0і ч дрЬЧ Рис.3.2.Схема потоков, поступающих в i-ый резервуар и отводимых из і-го резервуара. Примем основное допущение, что время тепловой релаксации вследствие быстрого перемешивания мазута в резервуаре много меньше рассматриваемых промежутков времени, на которых происходит существенное изменение температуры мазута, т.е. процесс подогрева квазистационарный и температура мазута в резервуаре является функцией времени т и не меняется по его объему (модель идеального перемешивания).
Уравнения (3.8) совместно с начальными условиями (3.9) являются базовыми уравнениями для описания процесса разогрева мазута в системах связанных резервуаров. Математическая модель процесса циркуляционного подогрева мазута в системе из 2-х резервуаров с помощью 2-х, параллельно соединенных, подогревателей. Как видно из Рис.3.1, отводимые из резервуаров потоки мазута с расходами Goi , G02 и температурами ti, ti смешиваются в узле «yl» и делятся на 2 потока с расходами GBxni и GBxn2, при этом выполняются уравнения баланса масс: для узла «у 1»: Go 1 + G02= GBxn 1 + GBxn2 , (3.10) при этом температура потоков GBxni и GBxn2 определяется как среднерасходная температура для смешивающихся потоков Goi и G02 G01 ti+ G02 t2 w= , (ЗЛІ) Go где Go= G01 + 602= GBxn 1 + GBxn2. (3.12) Каждый поток с расходами GBxni, GBxn2 и температурами t06 направляется к узлам смешения потоков «у2»,«уЗ» .
На вход каждого j-ro подогревателя поступает поток мазута с расходом Gn j и температурой tBX п j ,который складывается из следующих потоков: потока мазута с расходом GBxnj и температурой to6, поступающий из узла «yl» и потоков мазута с расходами Gjj и температурами tBbIxnj, поступающими с выхода этого подогревателя. При этом, для узлов «у2» - «уЗ» выполняются следующие уравнения баланса масс: Gni=GBxni+Gn, (3.13) Gn2=GBxn2+G22, (3.14) Температура мазута на входах в подогреватели определяется как среднерасходная: GBXIII t06 + G і і BbK п 1 tBxni= , (3-15) GBxn2 t06 + G 2 2 tBbix n 2 tBxn2= (3.16) Gn2 На выходе из j-го подогревателя поток мазута с расходом G„ j и температурой tBbIX п j делится на следующие потоки: поток мазута с расходом GBbix ji и температурой tBbIX п j, поступающий далее к узлу смешения «уб» и далее к первому резервуару ; поток мазута с расходом GBbKj2 и температурой tBbix п j, поступающий далее к узлу смешения «у7» и далее ко второму резервуару ; потоки мазута с расходами Gj (]=1Д) и температурами tBbIX nj, поступающими на вход подогревателей и поток мазута с расходом GK j , идущего к узлу смешения «у8» и далее к другим видам оборудования.
В ходе решения поставленной задачи определяются температурно-временные зависимости t і(т) и t г(х) из решения задачи Коши для системы обыкновенных дифференциальных уравнений (3.83) - (3.84) ((3.85) - (3.86)) совместно с начальными условиями (3.9), записанными для 1=1,2.
Для получения конкретного решения задачи в самом общем случае используются различные численные методы, например методы Рунге-Кутта. Так как исследуемая система уравнений является жесткой системой уравнений, то для ее решения следует использовать особые численные методы, такие как, например метод Булирша-Штера. Применение этого метода предпочтительнее и вследствии того, что в стандартных системах автоматических математических вычислений, таких как «Mathcad» имеются для этого специальные встроенные функции.
Результаты расчетов температуры времени раздельного циркуляционного подогрева мазута 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями в системе из 2-х резервуаров, без смешения потоков мазута после подогревателей
Из приведенных результатов численных исследований различных теплогидравлических режимов работы схемы циркуляционного подогрева мазута, состоящей из системы 2-х резервуаров и нагревательного блока, включающего в себя 2, параллельно соединенных, подогревателя мазута видно, что данная система вполне способна обеспечить в режиме совместного подогрева потребности растопочного мазутного хозяйства ТЭС мощностью соответствующей, например, Казанской ТЭЦ - 2.
Адекватность разработанной математической модели и метода ее численной реализации была проверена расчетами режимных параметров циркуляционного подогрева мазута на Казанской ТЭЦ - 2 ГПУ ПЭО «Татэнерго». Сравнение проводилось на режиме холодного хранения каждого резервуара. Кроме того, сравнение проводилось с данными работ 3. И. Геллера [2, 4, 5] для одиночных резервуаров. Совпадение расчетных и практических значений времени подогрева составило в пределах 20 % в сторону уменьшения времени циркуляционного подогрева. Для определения экономического эффекта, получаемого от модернизации теплотехнологической схемы растопочного хозяйства, необходимо произвести расчет показателей мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ-2. В первую очередь, схема после модернизации позволит сократить затраты электроэнергии и потребляемой теплоты. Указанный эффект достигается за счет исключения из работы схемы трех насосов, трех подогревателей и трех фильтров грубой очистки. Годовой расход электроэнергии на собственные нужды станции (кВт ч/год) определяется по формуле: Эгод = МуСТЬкотКэл, (4.1) где: Nycr -установленная мощность токоприемников, кВт, определяется на основе выбора электродвигателей оборудования станции; Икот- равно 8760 ч/год - число часов работы станции в году; Кэл - коэффициент установленной электрической мощности равной 0,85. 108 Установленная мощность электродвигателя для насоса, смонтированного на одной оси с валом электродвигателя принимается V Р NyCT = нас нас а (4.2) Пнас где Унас - подача насоса, м /с; Рнас - давление развиваемое насосом, кПа; т - коэффициент полезного действия насоса; а - коэффициент запаса, зависящий от мощности двигателя. Подсчитаем установленную мощность насосов существующей и модернизированной схем при помощи формулы (4.2). Далее подсчитаем годовой расход электроэнергии на собственные нужды мазутного хозяйства по формуле (4.1).
Экономический эффект, получаемый в результате модернизации теплотехнологическои совмещенной схемы растопочного мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ - 2, складывается из следующих сравнительных технико-экономических показателей: - установленная мощность насосов, рассчитанная по (4.2.) до модернизации составляла 2718 кВт, после модернизации 1194 кВт; - годовой расход электроэнергии на собственные нужды мазутного хозяйства рассчитанный по (4.1), составляет до модернизации 20238,22 тыс.кВт ч/год, после модернизации указанный показатель уменьшается до 18890,8 кВт ч/год; - расход на электроэнергию рассчитанный по (4.3) измеряемый в тыс. руб/год составляет до модернизации схемы 14976,3 тыс. руб/год, после модернизации расход на электроэнергию уменьшится до 14261,85тыс.руб/год; - экономия условного топлива (т.у.т./год) составляет 601.3 т.у.т./год;
Экономический эффект, полученный от уменьшения количества подогревателей мазута в работе модернизированной теплотехнологическои совмещенной схемы растопочного мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ - 2 складывается из экономии количества теплоты, отдаваемого паром Q МВт.
До модернизации количество теплоты, отдаваемого паром, составляет 27,3 МВт/год, в то время как после модернизации 13,65 МВт/год. Условный расход теплоносителя (пара) на подогрев мазута ВУсл, т.у.т./год до модернизации составляет 50,1 т.у.т./год, после модернизации — 48,95 т.у.т./год.
Поскольку модернизированная схема предусматривает два подогревателя мазута вместо пяти, следует также отметить, что экономия может быть достигнута за счет уменьшения расхода теплоносителя пара, расходуемого на подогрев мазутоподогревателей. Экономия расхода пара в зимний период эксплуатации схемы составит 770 т.у.т. или 539,2 тыс. рублей, в летний период эксплуатации схемы 430 т.у.т. или 301 тыс.рублей.
1 .В настоящее время на действующих ТЭС и при проектировании новых мазутных хозяйств ТЭС основой является циркуляционная схема подогрева мазута в резервуарном парке. На ТЭС, где мазутное хозяйство является растопочным, наибольшее распространение нашли одноступенчатые схемы, имеющие два отдельных контура - контур циркуляционного подогрева мазута в резервуарном парке и контур подогрева мазута перед подачей к котлам.
2. В научно-технической литературе и в отрасли отсутствуют работы, в полном объеме рассматривающие вопросы расчета циркуляционного подогрева мазута в резервуарных парках мазутных хозяйств ТЭС; Известные методики расчета и определения характеристик циркуляционного подогрева мазута рассматривают только частные случаи, не учитывают возможные варианты компоновочных решений и режимов эксплуатации резервуарных парков мазутных хозяйств ТЭС, в том числе, растопочных.
3. Разработана математическая модель теплогидравлических процессов циркуляционного подогрева мазута в системах из 2-х резервуаров 2-мя, параллельно подключенными, подогревателями мазута для одноступенчатых раздельных и совмещенных теплотехнологических схем растопочных мазутных хозяйств ТЭС;
4. Проведены численные исследования математической модели теплогидравлических процессов циркуляционного подогрева при различных режимах подогрева, компоновках и обвязки теплотехнологической схемы растопочного мазутного хозяйства ТЭС. Найдены зависимости расчета характеристик циркуляционного подогрева мазута при проведенных возможных операций в мазутном хозяйстве (подача мазута к горелкам, передача мазута из одного резервуара в другой, естя и отпуск мазута другим потребителям, рециркуляция мазута вокруг подогревателей).
5. Рассчитана модернизированная совмещенная теплотехнологичная схема растопочного мазутного хозяйства ТЭС (на примере Казанской ТЭЦ-2) на базе отдельного одноступенчатого раздельного контура циркуляционного подогрева мазута.
6. Проведенные исследования показали, что предусмотренные типовой методикой затраты теплоты и электроэнергии на содержание мазутного хозя йства при циркуляционном подогреве мазута имеют значительные резервы. Так, например, перевод теплотехнологической схемы мазутного хозяйства Казанской ТЭЦ-2 на модернизированную совмещенную схему приводит к экономии: - электроэнергии за счет сокращения числа насосов 714,4 тыс. руб/год (экономия условного топлива 601,3 т.у.т./год ); - теплоты (за счет перехода схемы на новые совмещенные режимы работы с 2-мя, параллельно соединенными, подогревателями мазута ПМ-40-30, раздельного подогрева мазута перед котлами ) 840 тыс. руб/год (1237 т.у.т./год); Суммарный экономический эффект: составит 1,554 млн. руб. в год, а экономия топлива 1838,3 т.у.т./год.
