Введение
Глава 1. Аналитический обзор опубликованных данных 25
1.1. Термическая деаэрация теплоносителей в технологических системах теплоэнергетических установок как средство защиты от коррозии конструкционных материалов 25
1.2. Критерии и подходы к оценке тепломассообменной эффективности деаэрационных установок 31
1.3. Подходы к математическому моделированию технологических процессов термической деаэрации воды 36
1.3.1. Термическая деаэрация как абсорбционный процесс 36
1.3.2. Математические модели деаэраторов и деаэрационных элементов типовых конструкций 37
1.3.3. Метод матричной формализации моделирования и расчета тепломассообменных установок 42
1.3.4. Расчет процессов удаления из воды диоксида углерода и термического разложения гидрокарбонатов при деаэрации.. 48
1.4. Термическая деаэрация воды в технологических системах ТЭС 53
1.4.1. Деаэрационные характеристики конденсаторов паровых турбин 54
1.4.2. Деаэрация теплоносителя в замкнутых контурах охлаждения оборудования ТЭС 56
1.4.3. Деаэрационные устройства, работающие за счет начального эффекта деаэрации 58
1.4.4. Расчет показателей эффективности газообмена в технологических системах сложной структуры 61
1.5. Проблемы совершенствования вспомогательного оборудования деаэрационных установок ТЭС 65
1.6. Проблемы организации эксплуатации деаэрационных установок 67
1.7. Направления совершенствования установок и технологических схем деаэрации теплоносителей на ТЭС 68
1.8. Постановка задач исследования 74
Глава 2. Экспериментальные исследования процессов деаэрации воды в деаэраторах 77
2.1. Характеристика объектов, методики и условий проведения дополнительных экспериментальных исследований 77
2.1.1. Общая характеристика .77
2.1.2. Деаэратор ДСА-200 Ивановской ТЭЦ-1 85
2.1.3. Деаэратор ДА-300 ОАО «Северсталь» (колонка с двумя струйными отсеками и барботажным листом) 86
2.1.4. Деаэратор ДА-50 котельной «Южная» МУП «Теплоэнергия», г. Череповец 88
2.1.5. Деаэратор ДСА-75 Костромской ГРЭС 92
2.1.6. Деаэраторы ДА-200 ТЭЦ-ЭВС-2 ОАО «Северсталь» 95
2.1.7. Деаэратор ДСА-100 деаэрационной установки питательной воды участка вторичных энергоресурсов коксохимического производства ОАО «Северсталь» 97
2.2. Результаты экспериментальных исследований 99
2.2.1. Первичная обработка результатов замеров контролируемых параметров в опытах 99
2.2.2. Окончательные результаты измерения контролируемых параметров в опытах 101
2.3. Анализ экспериментальных данных по процессу термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторах 102
2.3.1. Порядок определения кинетических характеристик процесса термического разложения гидрокарбонатов по результатам натурных испытаний деаэраторов 102
2.3.2. Результаты расчета константы скорости реакции термического разложения гидрокарбонатов 109
2.4. Проверка точности методики расчета показателей эффективности удаления из воды в деаэраторах угольной кислоты с учетом дополнительных экспериментальных данных 112
2.5. Программный комплекс «Декарбонизация» 114
2.6. Выводы по второй главе 118
Глава 3. Развитие теоретических основ матричной формализации расчета процессов деаэрации воды 120
3.1. Обоснование выбора объектов моделирования и общий порядок решения задачи 121
3.2. Струйные отсеки деаэрационных колонок 122
3.3. Непровальные барботажные листы деаэрационных колонок 128
3.4. Затопленные барботажные устройства деаэраторных баков 133
3.5. Центробежно-вихревые ступени деаэрации 137
3.6. Ступени деаэрации, работающие за счет начального эффекта 142
3.7. Программный комплекс «Технологический расчет атмосферных струйно-барботажных деаэраторов воды» 144
3.8. Программа для ЭВМ «Расчет многопоточных атмосферных деаэраторов с барботажным устройством» 148
3.9. Математическая модель деаэрационного элемента для случая удаления из воды газа, химически связанного с растворителем 149
3.10. Выводы по третьей главе 152
Глава 4. Исследование и расчет теплотехнических и деаэрационных характеристик технологических систем турбоустановок 153
4.1. Выбор объектов экспериментальных исследований 154
4.2. Испытания турбоагрегата Тп-115/125-130-1тп ТМЗ Йошкар-Олинской ТЭЦ-2. 155
4.2.1. Характеристика турбоустановки Тп-115/125-130-1тп ТМЗ 155
4.2.2. Методика проведения и метрологическое обеспечение испытаний турбоустановки Тп-115/125-130-1тп ТМЗ 158
4.2.3. Обработка результатов испытаний турбоустановки Тп-115/125-130-1тп ТМЗ 161
4.2.4. Основные теплотехнические характеристики турбоустановки Тп-115/125-130-1тп ТМЗ по результатам испытаний 166
4.2.5. Использование результатов испытаний для повышения эффективности работы турбоустановки Тп-115/125-130-1тп ТМЗ 185
4.2.6. Результаты деаэрационных испытаний конденсационной установки турбоагрегата Тп-115/125-130-1тп ТМЗ 186
4.3. Испытания турбоагрегата ПТ-12-35/10М КТЗ ОАО «Северсталь» 187
4.3.1. Характеристика турбоустановки ПТ-12-35/10М КТЗ и метрологическое обеспечение испытаний 187
4.3.2. Методики проведения испытаний и обработки экспериментальных данных по турбоустановке ПТ-12-35/10М КТЗ 188
4.3.3. Основные теплотехнические характеристики турбоустановки ПТ-12-35/10М КТЗ по результатам испытаний 189
4.3.4. Результаты деаэрационных испытаний конденсационной установки турбоагрегата ПТ-12-35/10М КТЗ 192
4.4. Разработка и апробация способа идентификации математических моделей теплообмена, используемых в существующих методиках поверочного теплового расчета конденсаторов паровых турбин, по малой выборке экспериментальных данных 195
4.4.1. Постановка задачи 195
4.4.2. Описание предлагаемого способа 197
4.4.3. Разработка программного комплекса «Поверочный тепловой расчет и обработка результатов испытаний конденсаторов паровых турбин» 200
4.4.4. Апробация предлагаемого способа 200
4.4.4.1. Турбоагрегат Тп-115/125-130-1тп ТМЗ Йошкар-Олинской ТЭЦ-2 200
4.4.4.2. Турбоагрегат ПТ-12-35/10М КТЗ ОАО «Северсталь» 203
4.4.4.3. Турбоагрегат К-220-44 ХТГЗ Кольской АЭС 203
4.4.4.4. Турбоагрегат ПТ-60-130 ЛМЗ Костромской ТЭЦ-2 204
4.4.4.5. Апробация предлагаемого способа при расчете деаэрационных характеристик конденсатора по методике А.Г. Шемпелева, П.В. Иглина 207
4.5. Выводы по четвертой главе 209
Глава 5. Разработка математической модели для сведения материальных балансов по растворенным в теплоносителях газам в технологических системах ТЭС при недостаточности исходной информации 211
5.1. Характеристика решаемой задачи 211
5.2. Описание предлагаемого метода решения задачи 213
5.3. Анализ результатов решения задачи 226
5.4. Программная реализация предложенных методов сведения балансов по аддитивных характеристикам потоков теплоносителей в энергетических системах 228
5.5. Выводы по пятой главе 231
Глава 6. Разработка математической модели для расчета рабочих и энергетических характеристик центробежных насосов при частотном регулировании производительности 233
6.1. Экспериментальные исследования центробежных насосов с частотным регулированием производительности 234
6.1.1. Объекты экспериментальных исследований 234
6.1.2. Метрологическое обеспечение и методика проведения экспериментальных исследований 237
6.1.3. Обработка результатов экспериментальных исследований 239
6.2. Анализ применимости существующих математических моделей для расчета рабочих и энергетических характеристик насосов при частотном регулировании производительности 240
6.3. Разработка новой математической модели для расчета рабочих и энергетических характеристик насосов при частотном регулировании производительности 245
6.4. Использование разработанной математической модели для расчета рабочих и энергетических характеристик при повышении эффективности эксплуатации насосного оборудования 253
6.5. Выводы по шестой главе 254
Глава 7. Разработка и научное обоснование режимных, схемных, конструктивных и организационно-технических мероприятий по повышению эффективности деаэрационных установок и технологических систем ТЭС . 256
7.1. Общие сведения о направлениях практического использования теоретических результатов работы 256
7.2. Режимно-наладочные испытания деаэрационных установок 271
7.2.1. Деаэраторы ДСА-100 ОАО «Северсталь» 271
7.2.2. Деаэраторы ДСА-300 и ДА-300м ОАО «Северсталь» 277
7.2.3. Деаэраторы ДЦВ-200 ОАО «ОмПО «Иртыш» 279
7.3. Обоснование технических решений по реконструкции деаэрационных установок 281
7.3.1. Деаэратор ДА-100 (ДСА-100) ОАО «Северсталь» 281
7.3.2. Деаэраторы ДА-50 ЗАО «Родниковская энергетическая компания» 293
7.3.3. Деаэрационная установка подпитки теплосети Омской ТЭЦ-5 300
7.3.4. Обоснование мероприятий по реализации частотно-регулируемого привода питательных насосов деаэрационно-питательных установок энергетических котлов Сакмарской ТЭЦ, Печорской ГРЭС 327
7.4. Проектирование деаэрационных установок 343
7.5. Повышение эффективности деаэрации теплоносителей в технологических системах ТЭС 350
7.5.1. Модернизация конденсационной установки турбоагрегата Тп-115/125-130-1тп Йошкар-Олинской ТЭЦ-2 350
7.5.2. Модернизация систем водяного охлаждения обмотки статора турбогенераторов с водородно-водяным охлаждением 353
7.6. Повышение тепловой экономичности оборудования ТЭС 360
7.7. Выводы по седьмой главе 362
Заключение 366
Список литературы 371
