Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор работ в области создания математических и компьютерных моделей тепловых и гидравлических сетей, а также исследований режимов работы цирксистем 10
1.1 История развития теории гидравлических цепей и создания их математических моделей 10
1.2 Современное состояние вопроса работы ТЭЦ по конденсационному циклу 16
1.3 Влияние состояния систем циркводоснабжения ТЭЦ с градирнями на себестоимость и конкурентоспособность продукции 17
1.4 Состояние современных систем оборотного циркводоснабжения и пути повышения эффективности их работы 18
1.5 Характеристики существующих систем циркводоснабжения 20
Глава 2 Разработка математической и компьютерной модели цирксистемы Тольяттинской ТЭЦ 27
2.1 Элементы теории графов 27
2.2 Математическая модель и методика расчета сложных гидравлических систем 40
2.3 Характеристика программы расчета гидравлических сетей 46
2.4 Гидравлические характеристики элементов расчетной схемы 51
2.5 Расчетная схема для ПЭВМ 64
Глава 3 Экспериментальное обследование цирксистемы ТО ТЭЦ и идентификация компьютерной модели 67
3.1 Методика и программа проведения эксперимента 67
3.2 Техническая характеристика оборудования 68
3.3 Экспериментальное обследование оборудования циркуляционной системы 70
3.4 Анализ результатов экспериментальных исследований 80
3.5 Идентификация компьютерной модели с использованием результатов экспериментов 83
Глава 4 Расчет и анализ вариантов реконструкции цирксистемы 90
4.1 Четыре всасывающих трубопровода и один сбросной 92
4.2 Три всасывающих трубопровода и один сбросной 100
4.3 Замена ЦН-5,7,8 на менее мощные насосы 108
4.4 Частичная реконструкция внутри цирксистемы и у градирен 111
4.5 Регулирование уровней в чашах градирен путем введения задвижек на сбросных трубопроводах 111
4.6 Введение новой градирни в правой части цирксистемы 129
4.7 Регулирование работы цирксистемы путем введения задвижек на всасывающих и сбросных трубопроводах 137
4.8 Расчет цирксистемы с применением рециркуляции циркводы 139
4.9 Анализ тепловой эффективности вариантов реконструкции цирксистемы ТОТЭЦ 155
Выводы 162
Литература 165
Приложения
- Современное состояние вопроса работы ТЭЦ по конденсационному циклу
- Математическая модель и методика расчета сложных гидравлических систем
- Техническая характеристика оборудования
- Три всасывающих трубопровода и один сбросной
Введение к работе
Актуальность темы
В последнее десятилетие в электроэнергетике наблюдается негативная тенденция - снижение доли теплофикационной выработки на паре производственных отборов турбин типа ПТ и паре противодавления турбин типа Р. Обусловлено это снижением паропотребления промышленными предприятиями, берущими пар непосредственно с коллекторов ТЭЦ. Причин тому несколько: снижение мощности предприятий; внедрение энергосберегающих • технологий; установка собственного парогенерирующего оборудования.
Обозначенная проблема особенно актуальна для ТЭЦ, изначально спроектированных в большей мере на отпуск пара промышленным предприятиям и в меньшей степени на выработку электроэнергии по конденсационному циклу. Как показал анализ работы ТЭЦ, в сложившихся условиях основной причиной невозможности максимальной загрузки установленного генерирующего оборудования по конденсационному циклу являются ограничения, возникающие в системе циркуляционного водоснабжения (СЦВС). 9 Возникшие ограничения обусловлены многолетней эксплуатацией СЦВС без необходимости несения значительной конденсационной мощности и, как следствие, ненадлежащий надзор за ее состоянием, а также проектные ограничения, изначально не предусматривающие максимальные конденсационные нагрузки. Кроме того, в связи со снижением паропотребления обозначилась тенденция к проведению реконструкций СЦВС без всесторонней аналитической проработки возникающих в результате таких реконструкций режимов. Эффект от таких нововведений зачастую был нулевой, а в отдельных случаях даже отрицательный.
Несмотря на то, что себестоимость электроэнергии, выработанной по конденсационному циклу, в подавляющем большинстве АО-энерго превышает ее цену на ФОРЭМе, топливная составляющая в ряде энергосистем меньше цены, в связи с чем, целесообразно наращивание собственной конденсационной мощности при неизменных прочих постоянных затратах. К таким энергосистемам, в частности, относится АО «Самараэнерго», использующая в качестве основного топлива природный газ.
В связи с вышеизложенным, встает вопрос о необходимости совершенствования СЦВС ТЭЦ с градирнями с целью более полной загрузки установленного оборудования, получения дополнительной конденсационной выработки и снижении ее себестоимости.
Гидравлическое совершенство системы определяет не только ее пропускную способность, но и протекание тепловых процессов, а также эксплуатационные расходы (затраты электроэнергии на перекачку воды). Анализ работы цирксистемы должен выполняться комплексно, так как все перечисленные факторы взаимосвязаны, и не всегда влияние одного из них на эффективность работы системы можно выделить в чистом виде. Это довольно сложная задача, которая может быть решена лишь при рассмотрении системы как единой целой с учетом всех влияющих на ее работу факторов.
Для определения расходов и давлений циркводы в различных точках цирксистемы требуется решать большие системы алгебраических нелинейных уравнений. Для составления таких систем уравнений, в основе которых лежат два закона ІСирхгофа, требуется специальный математический аппарат (теория графов), а для ее решения - наиболее современные программные и вычислительные средства.
Цель работы
Разработка способов повышения эффективности оборотных систем циркводоснабжения ТЭЦ с градирнями на основе их экспериментального исследования и компьютерного моделирования.
Основные задачи работы
Для достижения поставленной цели в работе ставились и решались следующие задачи.
- Разрабатывались математическая и компьютерные модели циркси-стем ТЭЦ с градирнями (на примере Тольяттинской ТЭЦ) с использованием математического аппарата теории графов и двух законов Кирхгофа.
- Проводились экспериментальные и теоретические исследования гидравлических и тепловых режимов СЦВС Тольяттинской ТЭЦ.
- Проводились расчеты и анализ вариантов реконструкции цирксисте-мы ТоТЭЦ с целью увеличения расходных характеристик, снижения гидравлического сопротивления и повышения эффективности охлаждения циркуляционной воды.
Научная новизна
1. Предложены математическая и компьютерная модели цирксистемы ТЭЦ с градирнями, позволяющие рассчитывать гидравлические режимы с учетом разрыва потока в градирнях.
2. Получены новые экспериментальные данные, на основе которых определены факторы, влияющие на эффективность работы циркси-стем ТЭЦ и отвечающие за обеспечение нормируемого вакуума в конденсационных режимах.
3. Разработаны принципы построения режимных карт зависимости конденсационной мощности ТЭЦ от метеоусловий.
Методы исследования
Для решения задач в диссертационной работе использовались методы математического и компьютерного моделирования, натурные испытания на ТЭС.
Достоверность результатов и выводов работы
Достоверность результатов и выводов работы обосновываются адекватностью математических моделей, использованных в диссертации, физическим процессам, протекающим в гидравлических сетях, а также применением стандартных методов исследования и корректным использованием математического аппарата при проведении необходимых расчетов.
Практическая ценность работы
Разработанная в диссертации математическая и компьютерная модель цирксистемы ТО ТЭЦ позволила выполнить многовариантные расчеты гид-равлических режимов работы с учетом всех особенностей работы цирксистемы при различном составе работающего оборудования (насосы, конденсаторы, градирни). Расчеты выполнены как для цирксистемы с паспортными характеристиками оборудования ("чистая цирксистема"), так и для цирксистемы с действительными характеристиками (реальная цирксистема).
Результаты настоящей работы были использованы при построении математической и компьютерной модели цирксистемы Новокуйбышевской щ ТЭЦ-2, имеющей одинаковую с цирксистемой ТО ТЭЦ структуру и отли чающуюся лишь составом работающего оборудования.
Принципы построения математической и компьютерной моделей гидравлических сетей были использованы на ряде объектов ОАО "Самараэнер- го". В частности, аналогичные модели были построены для цирксистемы и теплосети Новокуйбышевской ТЭЦ-1, цирксистемы ТЭЦ Волжского автомобильного завода, теплосети Самарской ТЭЦ, теплосети Самарской ГРЭС, теплосетей от Привокзальной отопительной котельной г. Самары. Для всех пе- #• речисленных объектов проведены многовариантные расчеты текущих режи мов работы, а также вариантов их реконструкции.
Результаты работы могут быть использованы в проектных организациях и конструкторских бюро, где разрабатывается и проектируется оборудование цирксистем и теплосетей.
Теоретические и практические результаты могут быть использованы также в учебном процессе при подготовке студентов вузов по специальностям "Тепловые электрические станции", "Промышленная теплоэнергетика", "Энергетические системы и комплексы".
Реализация результатов работы
Представленная работа является обобщением теоретических и экспериментальных исследований, выполненных автором на кафедре Теоретиче-ские основы теплотехники и гидромеханика" Самарского государственного технического университета. Исследования проводились согласно планам единого заказ - наряда № 551/02 Минвуза России, а также по планам научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ "РАО ЕЭС" России (реестры за 2001-2002 гг., договора № 68/01, 69/02).
Научные и практические результаты работы использованы на Тольят-тинской ТЭЦ, Новокуйбышевской ТЭЦ-2,Самарской ТЭЦ, ТЭЦ ВАЗ, Самарской ГРЭС, Новокуйбышевской ТЭЦ-1, Самарских тепловых сетях, что подтверждается соответствующими актами о внедрении, приведенными в приложении диссертации.
На защиту выносятся
1. Результаты разработки математической и компьютерной модели СЦВС ТЭЦ с градирнями на примере Тольяттинской ТЭЦ.
2. Результаты экспериментальных исследований тепловых и гидравлических режимов цирксистем ТЭЦ с градирнями с разработкой выводов и рекомендаций, а также результаты идентификации компьютерной модели.
3. Результаты теоретических исследований гидравлических режимов на компьютерной модели цирксистемы, позволившие выявить основные причины недостаточно эффективной ее работы.
4. Результаты разработки различных вариантов реконструкции цирксистемы ТоТЭЦ с целью улучшения основных показателей ее работы.
Личный вклад автора
- В формулировке цели и постановке задач.
-В разработке математической и компьютерной модели цирксистем ТЭЦ с градирнями.
-В проведении экспериментальных исследований цирксистем ТЭЦ w ОАО «Самараэнерго».
- В проведении идентификации компьютерной модели по результатам натурных испытаний.
- В разработке и анализе различных вариантов реконструкции циркси-стемы ТОТЭЦ.
-В разработке методики построения зависимости конденсационной мощности ТЭЦ от метеофакторов.
- В разработке метода рециркуляции воды в СЦВС с целью повышения эффективности охлаждения и уменьшения эксплуатационных затрат.
Апробация работы
Основные результаты работы были доложены и обсуждены на Международной научно-технической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических и факельных печах и топках". Тверь, ТГТУ. 2001; Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии" (СЭТТ-2002); Москва МГАУ. 2002; VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной ме ханике, Пермь. 2001; Ш Всероссийской научно-практической конференции, Иваново, ИГЭУ. 2002; Международной научно-практической конференции «Проблемы развития централизованного теплоснабжения». Самара, ОАО СМУЭК. 2004.
Публикации
По результатам выполненных исследований опубликовано 8 научных ,ф работ, в том числе 2 статьи в центральных журналах, 1 статья в Вестнике Са марского государственного технического университета. Кроме того, напечатано 5 отчетов по договорам с промышленными предприятиями города Самары. Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 210 страницах основного машинописного текста, содержит 44 рисунка, 99 таблиц. Список использованной литературы включает 64 наименования.
Современное состояние вопроса работы ТЭЦ по конденсационному циклу
В последнее время на федеральном оптовом рынке электроэнергии и мощности (ФОРЭМ) сложилась парадоксальная ситуация. Суть происходящего заключается в том, что для многих ТЭЦ, входящих в холдинг РАО «ЕЭС РОССИИ», становится невыгодна выработка электроэнергии по конденсационному циклу. Объясняется это, в первую очередь, структурой взаиморасчетов между АО-энерго с ФОРЭМ. Взаиморасчеты производятся по двухставочному тарифу: вначале расчетного периода вносится плата за заявленную мощность (предполагаемые нагрузки), а по результатам работы за расчетный период оплачивается фактически потребленная электроэнергия.
При такой системе взаиморасчетов, когда стоимость потребленной электроэнергии без учета платы за заявленную мощность меньше, чем даже топливная составляющая собственной конденсационной выработки большинства ТЭЦ, наращивание и даже поддержание существующей мощности для дефицитных энергосистем становится нецелесообразно.
В связи с невостребованностью оборудования ТЭЦ, участвующего в конденсационной выработке, находящееся в резерве оборудование не поддерживается в надлежащем состоянии и происходит постепенное снижение располагаемой конденсационной мощности.
Основной причиной подобных ограничений является состояние систем цирводоснабжения: градирен, циркводоводов, насосного оборудования, конденсаторов турбин.
С 1 января 2004 года изменен порядок взаиморасчетов между АО -энерго и ФОРЭМ. Теперь взаиморасчеты производятся по одноставочному тарифу, в котором отсутствует плата за заявленную мощность. При этом плата за фактически потребленную электроэнергию возросла, и определяется спросом и предложением в точке подключения. Хотя тариф за потребленную электроэнергию ниже, чем себестоимость конденсационной выработки на большинстве ТЭЦ, тем не менее, топливная составляющая во многих дефицитных энергосистемах ниже тарифа ФОРЭМ.
В сложившихся реальных условиях, когда прирост конденсационной мощности не связан с увеличением постоянных затрат, собственная выработка становится востребованной и конкурентоспособной.
Вакуум в конденсаторе, и как следствие, энтальпия выхлопного пара турбины являются наиболее весомыми факторами, влияющими на удельный расход топлива и себестоимость конечной продукции. В свою очередь давление выхлопного пара напрямую зависит как от состояния системы циркуляционного водоснабжения в целом, так и от состояния отдельных ее элементов. Кроме того, значительное влияние на вакуум оказывает также и режим работы СЦВС. Обследования нескольких цирксистем, проведенные с участием автора, позволили увидеть и обозначить круг проблем, решение которых позволит существенно повысить эффективность работы цирксистем и ТЭЦ в целом.
Наиболее значимое влияние на КПД цикла Ренкина оказывает температура охлаждающей воды перед конденсатором. Причинами повышенной температуры являются, как правило, неудовлетворительное состояние градирен, частичное обрушение оросителей, перепуск воды помимо разбрызгивающих сопел, необоснованная разновысотность установки систем водорас-пределения, а так же причины режимного характера, как то: недостаточное или избыточное количество воды, подводимой к градирне, несоответствие напора перед соплами проектным величинам и некоторые другие причины.
Другим определяющим фактором является количество воды, циркулирующей во всей системе в целом и в каждом конденсаторе в отдельности, важным показателем здесь является кратность циркуляции. Важно отметить, что для поддержания экономического вакуума кратность циркуляции не должна превышать экономически обоснованных значений, после которых прирост затрат на перекачку циркводы превышает прирост выработки. Кроме того, распределение циркуляционной воды по конденсаторам турбин должно быть пропорционально их конденсационной мощности. В этой связи встает вопрос о целесообразности внедрения электронных управляющих систем для поддержания оптимального режима работы СЦВС.
В связи с актуальностью вопроса энергосбережения остро встает вопрос и о самих трубопроводах СЦВС. Зачастую зауженные сечения, как правило, в средней части главного корпуса ТЭЦ не позволяют с допустимыми потерями напора подвести воду к циркуляционным насосам или конденсаторам. В этой связи возникают дополнительные затраты электроэнергии на перекачку воды, и кроме того возникают трудности, связанные с увеличением разрежения на всасе циркуляционных насосов. Все это отрицательно сказывается на экономических и термодинамических показателях работы ТЭЦ.
К другим факторам относится состояние самих конденсаторов и, в частности, состояние трубной системы и вакуумной системы.
Для некоторых цирксистем остро стоит вопрос режимов работы циркуляционных насосов. Особенно это актуально для ТЭЦ, применяющих насосы осевого и диагонального типа, которые склонны к возникновению явления помпажа, в связи с чем порой невозможно получить требуемого напора на соплах водораспределения градирен.
Математическая модель и методика расчета сложных гидравлических систем
Эффективность работы цирксистемы по расходным характеристикам оценивается ее гидравлическим совершенством, от которого зависит не только пропускная способность, но и эксплуатационные расходы и, в частности, затраты электроэнергии на перекачку циркводы. Большое число существующих цирксистем работает значительно ниже своих проектных возможностей, что обусловлено многими причинами. Наиболее характерными из них явля ются ошибки проектирования и реконструкций, засоренность трубопроводов и чаще всего конденсаторов турбин; параллельная работа насосов сильно отличающихся мощностей, повышенное разрежение на всасе насосов (что не позволяет использовать их на полную мощность), повышенное давление циркводы перед конденсаторами и прочее. Выявить весь комплекс этих проблем и определить степень влияния каждой из них на эффективность работы можно на модели, в которой цирксистема рассматривается как единое целое, и в которой полностью имитируются протекающие в ней гидравлические процессы.
Цирксистема Тольяттинской ТЭЦ является сложной гидравлической сетью (рис. 2.5). Расчет таких сетей с целью определения расходов воды и ее давлений в различных точках системы не может быть вьшолнен с помощью обычных методов расчета, применяемых при параллельном и последовательном соединении элементов сети. В данном случае задача распределения расходов и давлений в различных точках цирксистемы может быть решена лишь для всей гидравлической системы в целом путем решения системы нелинейных алгебраических уравнений.
Обозначим через Qvвеличину потока, идущего по дуге ve V, направление дуги указывает положительное направление потока. Вершины ієЕ интерпретируем как точки соединения элементов (дуг) сети, точки со средоточенной подачи или отбора потока. Каждой вершине іє Е в соответст вие поставлены переменные Р,-, В ,-, интерпретируемые соответственно как пьезометрический напор потока и объем потребления (отдачу) потока в этой вершине. Для всех вершин ієЕ должно выполняться уравнение материально ц# го баланса 2{Qv:ve V\i))-{Qv:ve V -(0)= Blt і є Е. (2.9) Если fi, 0, то /-ая вершина источник потока, если і?, 0, то потребитель потока, если 5,=0, то промежуточная вершина. Движение потока по дуге описывается зависимостью Qv2-Nv=0, veV, (2.10) где AV,NV - соответственно гидравлическое сопротивление и свободный напор на дуге, для неактивных элементов (труб, кранов, конденсаторов) Nv =0. Разобьем множество вершин Е на две части Е\ и Е2. E={E JE2), (іПЕ2)=0 (обычно Е\ - одноэлементное множество). В вершинах из Е\ задан напор потока (вершины с фиксированным напором и свободным (искомым) отбором) РІ=Р І, ієЕи (2.11) В вершинах из Е2 задан расход потока (вершины с фиксированным отбором (подачей) и свободным (искомым) напором) ВІ = В І. ієЕ2. (2.12)
Для решения системы уравнений (1) - (4) в настоящее время разработаны достаточно эффективные алгоритмы. Их описание и обзор приведены в работе [18].
Особенности моделирования циркуляционных систем. Основную особенность в моделирование циркуляционных систем вносят градирни, которые нельзя описать зависимостями типа (2.10). В градирнях излив воды в атмосферу происходит из сопел (а также из пенала) на некоторой высоте, свободное движение ее под действием силы тяжести до уровня ее в чашах. Излив воды может происходить на разных уровнях, уровни излива неизменны. Таким образом излив воды в градирнях можно считать вершинами сети с заданным напором. Чаши градирен могут состоять из нескольких частей, уровни каждой части плавающие, и устанавливаются на некотором равновесном уровне, уравновешивая поступление воды из сопел и отбора во всасывающий коллектор циркуляционной системы.
При движении воды в градирнях происходит ее частичное испарение и унос. Доля потерь воды считается известной, поэтому объем компенсации потерь, производимых через подпитку, известен. Если точек подпитки несколько, то распределение объема подпитки также задается. Поэтому точки подпитки можно считать вершинами с заданным отбором (точнее подачей).
Приведем математическую модель гидравлической системы, включающей градирни.
Начальный шаг. В задаче (2.13) - (2.18) отбрасываем дуги VD, вершины Ei оставляем вершинами с заданным напором, в вершинах /є Е2 могут быть заданы как отборы, так и напоры, информация в этих решениях является начальным приближением задачи. Вершины являются вершинами с заданным нулевым отбором. Решаем задачу потокораспределения. к-ый шаг(Ь=1,2,3,...). - По формулам (2.14) рассчитываем потоки Qv по дугам ve VD . Вершины ie Е3 делаем вершинами с заданным отбором. Величину отбора 5, полагаем равной Bi=Il{Qv:veV\i)}, и вновь решаем задачу потокораспределения. Опыт решения задач потокораспределения описанным алгоритмом показал хорошую сходимость его к решению Q v, УЄ V, Р І, іє Е. Критерием останова является выполнение неравенств Р(к\ — Р(Ы),- є, ієЕ2, где F k\, F k l\ - значения напоров соответственно на 2-ух последующих итерациях, є - требуемая точность.
Замечание. Не трудно видеть, что величина 5=Е{2?,: ієЕ2}, является инвариантом в описанном алгоритме, и представляет собой количество воды, циркулирующей в системе. Алгоритм лишь перераспределяет эту величину между вершин /є Е2. Если при задании начального приближения все вершины из ієЕ2 с заданным напором, то величина определяется после выполнения начального шага. Для увеличения объема циркулирующей воды достаточно увеличить напор по крайней мере в одной из вершин іеЕ2. Этот способ можно считать более удобным, чем через задание отборов, так как величина напора определяется глубиной чаш градирен и высотой их бортов. Для второго способа необходимо знание величины В.
Описываемая ниже программа расчета гидравлической сети позволяет: выполнять гидравлические расчеты с фиксированными и нефиксированными узловыми отборами; решать задачу выбора диаметров труб сети (технико-экономический расчет); выделять и анализировать отдельные части сети; моделировать работу сети при различных режимах водопотребления; анализировать работу сети при отключении отдельных ее участков.
Техническая характеристика оборудования
Система циркуляционного водоснабжения ТО ТЭЦ является оборотной и предназначена для обеспечения охлаждающей водой турбоагрегатов и их вспомогательного оборудования. Суммарная расчетная подача воды циркуляционными насосами со-ставляет 658000 м7ч. Охлаждение вспомогательного оборудования осуществляется циркуляционной водой, отбираемой из циркводоводов перед конденсаторами турбин, с последующим возвратом на всас циркуляционных насосов. Кроме того, на вспомогательное оборудование вода может подаваться по коллектору от насосов сырой воды. Охлаждение циркуляционной воды осуществляется в градирнях №№ 1,2,3,4,5.
Градирни расположены в противоположных концах циркуляционной системы, №№ 1,2 установлены ближе к ТА №№ 1,.2 , а градирни №№ 3,4,5 ближе к ТА №№ 5,7,8 (см. схему рис. 2.1) Градирни № 1,2 площадью орошения по 800 м2 выполненны по проекту института Теплоэлектропроект" выпуска 1954 года. В 1969 году модернизированы по проекту ОРГРЭС с переводом на напорное водораспределение с разбрызгивающими форсунками эволь-вентного типа 0 25мм и деревянным оросителем типа КПШ.
Градирни №№ 3,4,5,6 площадью орошения по 1600м выполнены по проекту института "Теплоэлектропроект" выпуска 1965 г. с квадратным оросителем. В период с 1994 г. по 1996 г. градирни были переведены на безоросительную схему работы, т.е. на брызгальный тип. В качестве раз брызгивающих форсунок, установлены сопла конструкции ВНИИГ Укрчермет 0 25 мм. Отметка водораспределительного устройства сниже на с 6,3 м до 4,2 м. Расчетная производительность градирен. №1 -4610м3/ч. №2-4610м3/ч. №3 - 9000-11000 м3/ч. №4-9000-11000 м3/ч. №5-9000-11000м3/ч. Суммарная производительность всех градирен составляет 42220 м3/ч. 3.3. Экспериментальное обследование оборудования циркуляционной системы При обследовании оборудования циркуляционной системы было выявлено: - Отсутствие или неисправность у большинства циркуляционных насосов импульсных линей и манометров и на водоводах конденсаторов турбин, а также отсутствие термометров на водоводах конденсаторах турбин; - Отсутствие расходомерных устройств на градирнях №1,2; - Неисправность манометров на градирнях № 4,5; - Отсутствие манометров на градирнях №1,2; Количество установленных разбрызгивающих форсунок на градирнях: - градирня № 1 центральная зона - 280 шт. периферийная зона - 460 шт. Всего - 720 шт. - градирня № 2 центральная зона - 260 шт. периферийная зона - 360 шт. Всего 620 шт. Сто форсунок заглушено с целью предотвращения разрушения обшивки; - градирня № 3 - 2198 шт., 156 форсунок заглушено по рекомендации ВНИИГ им. Веденеева; - градирня № 4 - 2354 шт. -градирня№5 -2196шт. По проекту расчетное количество форсунок на градирне должно быть- 2485 шт., торцевых 33x4 - 132 шт.
Состояние градирен: Градирни № 1,2 - система водораспределения работает неравномерно по причине заноса или поломки отдельных форсунок и повышенного напора воды на них; - через верх центральных стоиков происходит перелив воды; - деревянный ороситель имеет многочисленные деформации и повреждения вызванные длительным сроком эксплуатации; - на градирне № 2 сто форсунок заглушено. Градирни № 3,4,5 - система водораспределения градирен работает устойчиво и обеспечивает равномерное распределение воды по площади градирен; - деревянные обшивки градирен в работоспособном состоянии. Между досками обшивки имеются щели шириной до 10 мм, деревянные элементы и металлические крепежи разрушаются гниением и коррозией; - поворотные щиты противообледенительного тамбура из деревянных досок в работоспособном состоянии; - ветровые перегородки установлены в соответствии с рекомендациями ВНИИГ; - наблюдается боковой вынос влаги из градирни через воздуховход-ные окна тамбура. Из четырнадцати установленных насосов в работе находилось двенадцать: ЦН 1А,1Б,2А,5А,5Б,7Б,В,Г,8 А,Б,В,Г. 1. Электрическая нагрузка турбин N4 , МВт 53,0 34,4 40,0 51,0 75,0 253,4 2. Расход свежего пара До, т/ч 355 128 280 225 320 3. Расход парав производственномотборе Дп,т/ч. 185 110 4. Расход парав конденсатор Дк,т/ч 100 52 ПО 168 200 5. Температура циркуляционной воды перед конденсаторами ti,C 38,0 38,0 36,0 36,0 36,0 6. Температура циркуляционной воды после конденсаторов іа. С 46,0 47,0 44,0 46,0 45,0 7. Расход воды через конденсатор WK, м3/ч. 6690 3130 7360 9240 12380 38800 8. Температура насыщения в конденсаторе 55,5 57,0 55 55,5 55,0 9. Давление в конденсаторе кгс/см2 0,165 0,186 0,159 0,167 0,159 10. Температурный напор, ОС 9,5/14 10/3,2 11/4 9,5 10 810 11. Гидравлическоесопротивлениеконденсаторов 6.5 6.7 7,0 7,0/1,6 6,4/2,6 6,5/2,9 6,5/2,4 лев. полов. прав .полов. Из таблиц видно, что: - ни один агрегат не развивает номинальную мощность, установленную заводом-изготовителем; - температура воды перед конденсаторами турбин превышает на 2-3 С; предельно-допустимое значение 33 С по условиям работы МГО; - -температурный напор всех конденсаторов турбин превышает расчетные значения от 5 до 8 С; Соответствие температурного напора расчетному значению у ТА № 2 обусловлено малыми значениями расхода пара в конденсатор, в зоне которых величина температурного напора остается фактически неизменной независимо от изменения расхода воды. - гидравлическое сопротивление конденсаторов турбин превышает расчетные значения в среднем на 3,5-4,0 м.в.ст.; - давление в конденсаторах турбин №№ 1,2,5 превышало расчетные значения в 1,3 - 1,7 раза; - давление в конденсаторах турбин N 7,8 превышало максимально-допустимое значения 0,12 кгс/см2 в 1,3-1,7 раза.
Три всасывающих трубопровода и один сбросной
На рис. 4.2 представлен вариант цирксистемы, в котором три всасывающих трубопровода (1,11,111) и один сбросной (IV). В данном случае не требуется прокладывать никаких новых трубопроводов, используются лишь те, которые имеются в цирксистеме.
Первоначально рассмотрим вариант 4(В4) расчета цирксистемы для случая, когда она разделена на две независимые подсистемы путем закрытия задвижек 1,2,3,4. При этом правая подсистема (ГР-1,2 ) оставлена без реконструкции с соотношением трубопроводов 2:2 (два всасывающих и два сбросных трубопровода ). Наиболее мощные насосы ЦН-5 заменены на насосы ЦН-1.
Результаты расчетов представлены в таблицах 4.13-4.15. Их анализ позволяет заключить. Суммарная производительность (расход всех насосов) составляет 64518 т/ч. При этом на ГР 1,2 поступает 12900 т/ч, что незначительно превышает их паспортный расход. Разрежение на всасе насосов не превышает - 1м за исключением ЦН-26 (-1,7м). Это вполне объяснимо тем, что насос ЦН-26 принадлежит к левой подсистеме и является самым крайним по расположению, а диаметры подводящих трубопроводов здесь составляют 0 800 - 0 1020. Напоры на входе в конденсаторы - в пределах паспортных.
Из анализа результатов можно заключить, что данный вариант весьма привлекателен. Однако его важнейшими недостатками являются отсутствие резервного сбросного трубопровода, а также уменьшение маневренности (при отключении градирен на ремонт) из-за того, что цирксистема разделена на две независимые подсистемы.
Сумма квадратов отклонений замеренных величин от расчетных Суммарный объем перекачиваемого потока (тонны в час) Затраты мощности на транспорт воды (киловатт) Затраты мощности на регулирование (киловатт) 85,39364009,3273297,958172,482
В следующем варианте (В6) расчета реконструкция выполняется лишь внутри схемы для «расшивки» малых диаметров трубопроводов на участке между ТГ-2 и ТГ-7. В частности, был просчитан вариант (вариант 3) когда все градирни остаются без изменений (соотношение трубопроводов 2:2), а на участке от ТГ-2 по ТГ-8 вводится новый сбросной трубопровод и соотношение трубопроводов здесь устанавливается 3:2 — три всасывающих (I, II, III) два сбросных (IV, V ) (см. рис. 4.3). В данном случае цирксистема разделена на две подсистемы путем закрытия задвижек 1, 2, 3, 4 (на ГР-1, 2 работает лишь ТГ-1). В этом варианте устраняется недостаток предыдущих двух вариантов, где отсутствовал резервный трубопровод, т.к. здесь по всей длине цирксистемы два сбросных трубопровода. Насос ТГ-5 остается таким, какой он есть в цирксистеме (не меняется).
Результаты расчетов этого варианта (вариант 6) представлены в таблицах 4.19, 4.20, 4.21. Их анализ позволяет заключить о том, что суммарный расход в цирксистеме несколько увеличился 69094 т/ч, исход через градирни 1, 2 равен 9801 т/ч, что соответствует паспортному значению расхода. Однако в данном случае существенно ухудшается положение на всасе насосов и для некоторых из них ( ЦН-2, ЦН-5 ) давление оказывается равным -3,1м. Эта величина давления находится на пределе срыва насосов (-4 м).
Значительный интерес представляет вариант, при котором мощности насосов ЦН-5,7,8 уменьшены до мощности наиболее слабых в цирксистеме насосов ЦН-1,2. Расчеты были проведены для варианта, когда все градирни были без изменений (соотношение трубопроводов 2:2), а с ТГ-2 (левая половина) по ТГ-8- 3:1 (см. вариант 9, табл. 4.28-4.30).
Цирксистема разделена посередине ТГ-2.Наиболее близким к этому варианту является вариант 4 (см. табл.4.13-4.15 и рис.4.2.). Сравнивая эти два варианта, можно заметить, что, несмотря на значительное уменьшение мощности насосов - по сравнению с вариантом 4 уменьшены мощности насосов ЦН-7 и ЦН-8 (всего восемь насосов), суммарный расход в цирксистеме практически не изменился (64500 т/ч). Этот факт наглядно свидетельствует о том, что мощности насосов для данной реальной цирксистемы оказываются существенно завышенными. Главным сдерживающим фактором здесь являются условия на всасе насосов. Если проанализировать условия на всасе для вариантов 4 и 9, то можно заметить, что они незначительно отличаются друг от друга, тогда как в цирксистеме для варианта 9 все градирни оставлены без изменений (соотношение трубопроводов 2:2), в отличие от варианта 4,где по всей длине цирксистемы соотношение трубопроводов 3:1.
