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 1
Хід виконання
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 відповідно до варіанту:
Варіант
1
G0, кг/с
264
pД, МПа
0,74
СпО2, мкг/кг
149
Основним потоком, що входить в деаератор, є потік конденсату (води) з витратою
?
к
та ентальпією
ℎ
к
. Підігрів цієї води здійснюється більш гарячим (дренажем) водою після підігрівачів високого тиску
?
ПВТ
, ℎ
ПВТ
та парою з відбору турбіни № 4
?
Д
, ℎ
Д
. В результаті змішування цих трьох потоків утворюються нові два – потік живильної води з параметрами
?
0
, ℎ
жв
та потік випару, що несе в собі десорбовані з води гази
?
вип
, ℎ
вип
.
/
Тепловий баланс даного деаератора запишеться наступним чином:
?
0
ℎ
жв
+
?
вип
ℎ
вип
=
?
к
ℎ
к
+
?
ПВТ
ℎ
ПВТ
+
?
Д
ℎ
Д
Ентальпію живильної води та випару було визначено за допомогою калькуляторів параметрів води та водяної 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
G0
264
hжв
706
Gвип
0,528
hвип
2765
Gпвт
31,68
hпвт
870
Gк
224,938
hк
600
Gд
7,91
hд
3200
В даній роботі необхідно встановити мінімальний час деаерації ?, 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
F
3,48
k
0,0209
ts
167
Cп
149
Cк
10
t
37,1413
t
Ck
0
149
5
103,574
10
71,99713
15
50,04719
20
34,78918
25
24,18291
30
16,81021
35
11,68524
40
8,12273
45
5,646333
50
3,924921
/
Висновок: У ході виконання даної лабораторної роботи було досліджено процес деаерації живильної води на електростанціях, а також вивчено принцип роботи деаераційної установки, яка виконує важливу функцію видалення розчинених у воді агресивних газів (кисню та вуглекислого газу). Це є критичним для запобігання корозії обладнання, особливо в умовах підвищених температур і тиску на АЕС і ТЕС. Було побудовано тепловий баланс деаератора, досліджено кінетику вивільнення газів, що дозволило опанувати методику складання теплових балансів підігрівачів змішуючого типу.