ДЕАЕРАЦІЯ ЖИВИЛЬНОЇ ВОДИ НА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ. Звіт до лабораторної роботи з Фізика. Робота № 101205

Перехід до торгівельного партнера Binance

ДЕАЕРАЦІЯ ЖИВИЛЬНОЇ ВОДИ НА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний технічний університет України Київський політехнічний інститут

Інститут:

Не вказано

Факультет:

ЗІ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2024

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Фізика

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО” ЗВІТ з лабораторної роботи №3 з навчальної дисципліни “Основи фізики традиційних та альтернативних джерел енергії” Тема: ДЕАЕРАЦІЯ ЖИВИЛЬНОЇ ВОДИ НА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ Варіант 10 Мета роботи: вивчити принцип роботи деаераційної установки електростанції та фізичні особливості даного процесу. Опанувати методику складання теплових балансів підігрівачів змішуючого типу та дослідження кінетики вивільнення розчинених у воді газів. Деаерація живильної води на електростанціях є важливим процесом для видалення розчинених газів, таких як кисень та вуглекислий газ, які можуть спричиняти корозію енергетичного обладнання. Особливо ця проблема посилюється при підвищенні температури та тиску води, тому на атомних (АЕС) і теплових електростанціях (ТЕС) використовують деаераційні установки. Основна мета деаерації — зменшення концентрації агресивних газів для запобігання корозійним процесам, що може значно збільшити термін експлуатації обладнання. Газова корозія викликається киснем, вуглекислим газом та хлором, тоді як інертні гази, як-от азот і водень, не викликають пошкоджень, але також повинні бути видалені. Процес виділення газів з води (десорбція) базується на законах масопередачі, які визначають рівновагу між рідинною і газовою фазами. Важливим фактором є закон Генрі, що стверджує: чим нижчий парціальний тиск газу над водою, тим менша його концентрація в воді. Деаерація може бути інтенсифікована за рахунок збільшення площі поверхні контакту води та газів, а також нагрівання води до температури кипіння. Основний принцип роботи деаератора — це нагрівання води до температури насичення з подальшим видаленням газів через паровий потік. Хід роботи Вхідні дані до проведення розрахунку Вхідними даними для даного дослідження є витрата живильної води на виході з деаератора G0 [кг/с], тиск в деаераторі рД [МПа] та початкова концентрація кисню розчиненого в конденсаті СпО2 [мкг/кг]. За даними параметрами необхідно встановити кількість пари, що подається для живлення деаератора GД та час деаерації води до отримання допустимої концентрації кисню в воді СкО2 = 10 мкг/кг. Вхідні дані до проведення розрахунку Вхідними даними для даного дослідження є витрата живильної води на виході з деаератора G0 [кг/с], тиск в деаераторі рД [МПа] та початкова концентрація кисню розчиненого в конденсаті СпО2 [мкг/кг]. За даними параметрами необхідно встановити кількість пари, що подається для живлення деаератора GД та час деаерації води до отримання допустимої концентрації кисню в воді СкО2 = 10 мкг/кг. Варіант 10 G0, кг/с 263 pД, МПа 0,65 СпО2, мкг/кг 142 Тепловий баланс деаератора Тепловий баланс даного деаератора запишеться наступним чином: ? 0 ℎ жв + ? вип ℎ вип = ? к ℎ к + ? ПВТ ℎ ПВТ + ? Д ℎ Д В даному рівнянні невідомою є кількість пари, що подається для живлення деаератора Gд. Ентальпія живильної води може бути встановлена, як функція насичення води від тиску в деаераторі: ℎ жв =?( ? Д ) / Ентальпія випару може бути знайдена аналогічним чином за тиском насичення, однак не для води, а для пари. Ентальпії вхідних потоків конденсату, дренажу з ПВТ та гріючої пари прийняти рівними h_к = 600 кДж/кг, h_ПВТ = 870 кДж/кг, h_Д = 3200 кДж/кг. Витрату дренажу з ПВТ рекомендується прийняти на рівні: ? ПВТ =0,12 ? 0 Як було вказано в розділі 3.2 даних методичних вказівок, раціональне значення випару з деаератора складає 1,5-3 кг/т, тобто: ? вип =0,0015÷0,003 ? 0 Витрату конденсату можна встановити за допомогою матеріального балансу деаератора, який записується як закон збереження маси всіх вхідних та вихідних потоків: ? 0 + ? вип = ? к + ? ПВТ + ? Д G к = G 0 + G вип − G ПВТ − G Д Підставивши рівняння 3.9 в рівняння 3.5, можна визначити шукану витрату гріючої пари на деаератор: ? Д = ? 0 ℎ жв + ? вип ℎ вип − ? 0 + ? вип − ? ПВТ ℎ к − ? ПВТ ℎ ПВТ ℎ Д − ℎ к Отримані результати : G0 263 hжв 684.216 Gвип 0.526 hвип 2759.6 Gпвт 31.56 hпвт 870 Gк 226.2877086 hк 600 Gд 5.678291385 hд 3200 Кінетика видалення газів з живильної води в деаераторі Кінцева концентрація газу розчиненого в воді C_к після певного часу деаерації τ може бути визначена: ? к = ? п ? −? ? ? В даній роботі необхідно встановити мінімальний час деаерації τ, необхідний для отримання допустимої концентрації кисню в воді СкО2 = 10 мкг/кг від початкового значення СпО2 заданого за умовою. Площу поверхні розділу фазу слід прийняти F = 3,48 м2, а коефіцієнт абсорбції можна визначити за експериментальними кривими концентрації газів в залежності від температури води (рис. 3.4), або за допомогою табл. 3.1. Таблиця 3.1. Значення коефіцієнту абсорбції кисню водою tжв, °C 120 130 140 150 160 170 180 k, м3/м3 0,0174 0,018 0,0181 0,0192 0,0197 0,0209 0,0221 / Рис. 3.4. Коефіцієнт абсорбції газів розчинених в воді в залежності від температури: 1 – СО2, 2 – О2, 3 – N2. Отримані результати : F 3,48 k 0.0197 ts 161.986 Сп 142 Ск 10 t 38.70181989 Визначивши мінімально необхідний час деаерації живильної води, доцільно побудувати криву динаміки зміни концентрації кисню в залежності від часу за рівнянням 3.11. Так, при початковій концентрації СпО2 = 120 мкг/кг та при тиску рД = 0,7 МПа така крива має вигляд представлений на рис. 3.5. Дані для побудови графіку : t Ск 0 142 5 100.7908 10 71.54074 15 50.77921 20 36.0428 25 25.58297 30 18.15865 35 12.88891 40 9.148474 45 6.493535 50 4.609074 / Рис. 3.5. Динаміка зміни концентрації газів розчинених в воді Висновок : У ході лабораторної роботи було досліджено фізичні основи процесу термічної деаерації живильної води на електростанціях і принцип роботи деаераційної установки. Вивчено методику складання теплових балансів підігрівачів змішуючого типу та досліджено кінетику видалення розчинених газів з води. Процес деаерації є важливим для електростанцій, оскільки він дозволяє видаляти з води корозійно-активні гази, такі як кисень і вуглекислий газ, що зменшує ризик корозії обладнання. Основними фізичними факторами, які впливають на процес деаерації, є температура, тиск та площа поверхні розділу фаз. Підігрів води до точки кипіння сприяє інтенсивному виділенню газів, що призводить до їх десорбції. Було виконано розрахунки теплового балансу деаератора та мінімального часу деаерації води для досягнення допустимої концентрації кисню, а також побудовано графік зміни концентрації кисню в процесі деаерації. Результати показали, що ефективність деаерації можна підвищити за рахунок збільшення часу контакту води з парою, розширення площі контакту та оптимізації умов тиску і температури.

Звіт до лабораторної роботи Фізика

05.08.2025 17:08-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись