20:08
Башенные «мокрые» градирни с естественной тягой (далее градирни) нашли широкое применение в теплоэнергетике, прежде всего на отечественных ТЭЦ. Градирни являются одним из важнейших элементов вспомогательного оборудования тепловых электростанций, а показатели работы градирен оказывают значительное влияние на технико-экономические показатели.
Градирня является теплообменным аппаратом, в котором отвод тепла от циркуляционной воды осуществляется в атмосферный воздух, а охлаждение воды происходит за счет частичного ее испарения и конвекции.
Основным показателем, характеризующим работу градирни, является снижение температуры охлаждающей воды Δtв (до и после градирни) Δtв = tв2– tв1.
Основные проблемы по эффективности охладительного эффекта градирен, освещаемые в технической литературе, касаются вопросов ограничения использования установленной мощности из-за недостаточной охладительной способности градирен. Это происходит, как правило, в летний период и при значительной конденсационной выработке турбинами.
Существующие схемы водораспределительных устройств, трубопроводов циркуляционного водоснабжения и насосного оборудования рассчитаны на работу в режиме максимальной нагрузки. Режимы работы градирен ТЭС в течение существенного периода года отличаются от расчетных по нагрузкам.
Для действующего оборудования при работе турбин в конденсационных режимах, как показали проведенные исследования [1,2], необходимо уточнение величин оптимальных расходов охлаждающей воды с учетом расчетных характеристик конденсаторных установок.
Возможные ограничения по снижению расходов охлаждающей воды:
- по расходам охлаждающей воды при условии быстрого увеличения нагрузки турбины и сброса пара в конденсатор, т.е. сохранение характеристик мобильности;
- по допустимой температуре воды в конденсаторе;
- по минимальной допустимой скорости воды в трубках конденсатора по условиям предотвращения отложений и т.д.;
Низкие нагрузки градирни по расходу охлаждающей воды характерны при работе турбин ТЭС по тепловому графику (с минимальным пропуском пара в конденсаторы) в зимний период.
Кроме того, в практике эксплуатации ТЭС встречаются ситуации, когда в связи с уменьшением отпуска потребителям тепловой энергии и выводом морально и физически изношенного турбинного оборудования имеет место недостаточная загруженность градирни по расходу охлаждающей воды. В этом случае даже в летний период при работе в конденсационных режимах расход охлаждающей воды может существенно отличаться от номинального расхода.
Отмечается, что при недогрузке градирни по расходу охлаждаемой воды, наблюдается недоохлаждение охлаждаемой воды на 4 – 5 град. Цельсия по сравнению со значениями по нормативным характеристикам.
В качестве характеристик градирен в настоящее время используются контрольные номо- и диаграммы для градирен различных типов, и размеров площадей оросительных устройств. По этим графическим зависимостям для заданных изменяющихся параметров (факторов), влияющим на охладительный эффект градирен: плотность орошения gв (равная отношению расхода охлаждающей воды Gв, к площади орошения Fор), температура наружного воздуха Θ, относительная влажность воздуха φ, скорость ветра w и Δtв определяют расчетные значения температуры охлажденной воды tв1. Расчетные (нормативные) значения tв1 норм должны сравниваться с фактическими значениями tв1 исх.
Поддержание технического состояния оборудования в соответствии требованиями ПТЭ должно гарантировать нормативные (расчетные) показатели работы, в том числе и по энергоэффективности для установленного оборудования ТЭС. В соответствии с ПТЭ (пункт 3.4), при увеличении среднесуточной температуры охлаждающей воды после охладителя болеечем на 1 град. Цельсия по сравнению с требуемой по нормативной характеристике должны быть приняты меры по выяснению и устранению причин недоохлаждения.
Для типовых башенных градирен тепловых электростанций в силу их конструктивных особенностей снижается эффективность работы оборудования при частичных нагрузках.
Это обусловлено, прежде всего, неудовлетворительной работой оросительного устройства. При отличных от расчетных значений расходах охлаждаемой воды по типовой схеме водораспределительного устройства не обеспечивается необходимый напор воды на оросительных соплах, что приводит к ухудшению смачиваемости поверхностей оросительного устройства и, как следствие, недоохлаждение воды.
Работа оборудования ТЭС осуществляется с переменными графиками нагрузок, что так же распространяется и на градирни. Как и для оборудования тепловых электростанций в целом основными резервами для повышения эффективности работы и энергоэффективности при эксплуатации градирен являются:
а) обеспечение проведения технологических процессов в охладителе воды без допущения отклонений технологических параметров от нормативных, расчетных значений параметров. Оперативное выявление отклонений в показателях процессов должно проводиться с помощью средств мониторинга параметров технического состояния на основе данных средств контроля и оперативной эксплуатационной диагностики. Данные мероприятия позволяют обеспечить основной резерв поддержания энергоэффективности выработки продукции – производимой тепловой и электрической энергии в широком диапазоне нагрузок.
б) применение качественного регулирования загрузкой механизмов собственных нужд, что позволяет добиться существенного снижения затрат энергоресурсов при работе на пониженных нагрузках в пределах диапазона несения нагрузок и обеспечить качественное регулирование подачи охлаждаемой воды на оросительное устройство.
Обеспечение нормативных (расчетных) значений температуры охлажденной воды, к примеру, для башенной градирни с естественной тягой, площадью орошения 2100 м2, при пониженных нагрузках может проводиться за счет организации поддержания оптимального (расчетного) давления воды перед разбрызгивающими соплами и организации смачиваемой части оросителя по периферии пропорционально нагрузке (от края к центру).
Выводы
Экономия затрат и повышение энергоэффективности при эксплуатации с установленными «мокрыми» башенными градирнями на ТЭС возможна за счет следующих условий:
- обеспечения нормативных (расчетных) значений температуры охлажденной воды;
- снижения расходов на привод насосов перекачки охлаждаемой воды за счет использования установок ЧРП.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борисов Г.М., Скубиенко С.В. Влияние метода определения оптимального расхода охлаждающей воды и экономического вакуума на себестоимость выработки электроэнергии ТЭС// Электрические станции. - 2006. - №1. - С.2-5.
2. Борисов Г.М. О снижении себестоимости выработки электроэнергии при оптимизации работы конденсаторов энергоблоков ТЭС // Энергосбережение и водоподготовка. – 2006. - №1. - С.57-58.
3. Борисов Г.М., Скубиенко С.В. Характеристики башенных градирен тепловых электростанций // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. Технические науки. - 2006. - №3. - С. 41-43.
