Підвищення ефективності роботи системи оборотного водопостачання з баштовою градирнею енергоблоку 1000 МВт РАЕС в умовах його експлуатації.
Автор: Приганович Артем Олегович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Приганович А. О., Матіко Г. Ф. (керівник) Підвищення ефективності роботи системи оборотного водопостачання з баштовою градирнею енергоблоку 1000 МВт РАЕС в умовах його експлуатації. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Розширена анотація Градирня – це теплообмінний апарат для відведення в довкілля теплоти від виробничих процесів за рахунок випаровування частини води. Частка води, що випаровується, зазвичай не перевищує 1,5 %. Більшість використовуваних градирень споруджено 30 – 50 років тому. Практично всі ці установки морально та фізично застаріли. Градирня повинна відповідати ряду вимог – технічних, експлуатаційних та економічних. Особливої гостроти ця проблема набуває у зимову та літні пори, оскільки ефективність виробничого процесу безпосередньо залежить від температури охолодженої води [1]. Як було показано в роботах [2, 3], ефективність охолодження циркуляційної води в градирнях суттєво впливає на енергетичні характеристики усіх об’єктів енергогенеруючого та енергоспоживчого профілю, коли виникає потреба в охолодженні циркуляційної води. Одним із перспективних напрямків у вирішенні цієї задачі є реконструкція існуючих, в більшості випадків, застарілих плівкових та крапельних градирень. Втрати виробленої енергії, переважно виникають за рахунок неефективного тепломасообміну, зумовленого неоптимальною динамікою взаємодії гідравлічних і аеродинамічних потоків в теплообмінниках градирні. Наслідком цього є недоохолодження оборотної води в градирні і недостатній рівень вакууму в конденсаторі, що впливає в цілому на ККД енергоблока і, як результат – відбувається недовиробіток електроенергії на електростанції. Підвищення температури охолоджуваної води на 1 °С, що подається в конденсатори на ТЕС, знижує вакуум в них на 0,5 %, що еквівалентно зниженню потужності турбіни на 0,4 %, а на КЕС приводить до збільшення на 1,2 – 2 г умовного палива на вироблення 1кВт•год електроенергії. Об?єкт дослідження – системи оборотного водопостачання електростанцій з баштовими градирнями. Предмет дослідження – методичні підходи до вирішення задач розрахункового обґрунтування підвищення ефективності роботи системи оборотного водопостачання з баштовою градирнею енергоблоку 1000 МВт РАЕС в умовах його експлуатації шляхом гідрофобізації внутрішньої поверхні градирні із застосуванням методів математичного моделювання. Мета дослідження: розробка сукупності методів та підходів, спрямованих на підвищення надійності та ефективності експлуатації системи оборотного водопостачання електростанцій. Завдання дослідження: – Аналіз особливостей та проблем експлуатації кожного з основних елементів системи оборотного водопостачання. Оцінка їхнього впливу на теплообмінні процеси в градирні та функціонування оборотних систем загалом. – Апробація методу інтенсифікації теплообмінних процесів у баштовій градирні. Проведення розрахунково-теоретичних досліджень процесу теплообміну між краплями води та повітрям залежно від дисперсності крапель. – Розробка методу захисту градирень від льоду в областях входу та виходу повітря. – Аналіз методу підвищення ефективності та надійності функціонування помп системи оборотного водопостачання. Завданням дослідження також є визначення впливу гідрофобності внутрішньої поверхні градирні на інтенсивність теплообміну. Наявність гідрофобності на її внутрішній поверхні дає можливість збільшити швидкість і витрату повітря в результаті зменшення коефіцієнта гідравлічного тертя (гідравлічних втрат) із-за зменшення еквівалентної шорсткості поверхні і модифікації пристінного приграничного шару. З метою вивчення впливу гідрофобізації внутрішньої поверхні градирні на її аеродинамічний опір було здійснено дослідження. На першому етапі, встановлено, що на зразках з марок бетону, характерних для гідроспоруд, можливе формування гідрофобізації. Вона досягається шляхом формування на ній структурованих покриттів. Результати розрахунків показали, що гідрофобізація поверхні приводить до збільшення швидкості біля цієї поверхні. Це зумовлено зміною аеродинамічної взаємодії повітря з твердою поверхнею. В цілому, по потоку спостерігалося зниження гідравлічних втрат на 3,2 % у разі гідрофобізації стінки з шорсткістю 25 мм і на 2,1 % – з шорсткістю 2,5 мм. У свою чергу збільшення швидкості повітря, приводить до інтенсифікації теплообмінних процесів в градирні. Важливим фактором, що впливає на інтенсивність теплообмінних процесів в градирні, є ступінь диспергування води. Велика дисперсність води приводить до більш суттєвого і швидшого нагрівання повітря, а, отже, і до кращого охолодження оборотної води. Результати досліджень в цілому доводять інтенсифікацію теплообмінних процесів в градирні шляхом збільшення дисперсності крапель, який пропонується досягти за рахунок зміни сили поверхневого натягу охолоджуваної води. Спостерігається глибше охолодження води, що дуже актуально і в умовах літньої експлуатації градирень. Ключові слова: система оборотного водопостачання, градирня, гідрофобізація робочої поверхні.