Блог об энергетике

Системы охлаждения отработавшего пара на электростанциях

Приветствую всех энергетиков и не только! Хочу начать серию публикаций об энергетике, технологиях и практических реализациях инженерной мысли, обо всем том, что открылось мне по-новому после знакомства с энергетикой Китайской Народной республики.

Далеко не секрет, что промышленность Китая не стоит на месте, а планомерно и ударными темпами движется вперед. Развитие экономики страны и рост промышленности в первую очередь заставляет развиваться электроэнергетику. Так как любое промышленное производство невозможно без потребления электроэнергии, то, соответственно, увеличивается и количество вводимых в эксплуатацию тепловых электростанций. Китай давно для себя решил, что экономически выгодно строить энергоблоки большой мощности, преимущественно, более 600 МВт. Оно и понятно, здесь и меньшие удельные капитальные затраты на единицу мощности, да и технико-экономические показатели таких электростанций гораздо лучше, чем для энергоблоков меньшей мощности.

Строящиеся энергоблоки в Китае преимущественно работают на угле. Самый мощный энергоблок, работающий на угле имеет мощность 1000 МВт. Наиболее распространены типовые пылеугольные энергоблоки 660 МВт и 300 МВт.

Технические решения, взятые при проектировании энергоблоков, вобрали в себя все лучшие достижения промышленности. Высокий рост количества электростанций порождает требования к экологии, экономии водных и топливных ресурсов и земельных площадей, занятых под промышленное оборудование. Цикл Ренкина, заложенный в основу производства электроэнергии из пара, да и вообще любой другой цикл обязательно требует отвода отработавшего низкопотенциального тепла. Устройства, предназначенные для отвода тепла отработавшего пара, называются конденсаторами. Конденсационная установка играет огромную роль в экономичности преобразования энергии пара в электроэнергию. От режима работы конденсатора зависит с какой эффективностью единица перегретого пара преобразуется в электроэнергию, а также какое количество электроэнергии получится на выходе.

Система охлаждения конденсатора является одной из самых крупных объектов на электростанции, поэтому при строительстве очень важно выбрать оптимальный вариант системы, выбирая между стоимость эксплуатации, капитальными вложениями и эффективностью паротурбинного цикла.

Код ссылки

<a href="https://patents.su/2-1646948-sistema-okhlazhdeniya-sudovojj-ehnergeticheskojj-ustanovki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Система охлаждения судовой энергетической установки</a>

Способ регулирования температуры охлаждающей воды в судовой системе охлаждения

Номер патента: 717514

. 1 О ледового ящика циркуляционным насосом 11. В камеру смешения 1 О поступает3, 71через» камеру 12 ледового яшйк»а забортная вода, а через клапан 13 — вода после тецлообменника 2. Клапан 13 управляетСя»с пульта 14,При ходесудна по чистой воде температурой выше настройки регулятора» спульта 14 отрываЬт полностью клапан13 и закрывают регулирующий клайан»6. Эта же схема работы применяется ипри пониженной температуре забортной водыпри Отсутствии льда и шуги. При подходесудна к району с наличием льда ими» шугирегулирующий клапан 6 переводят на уп»равление системой автоматич 6 ского регулироваййя, а клапан 13 устанавливают вположение, при котороь на чйстой водепри 0-1 С через тейлообменник 2 обес»печиваетсп номинальный расход воды.,При.

Судовое устройство для приема забортной воды

Номер патента: 1022862

. под углом к его вертикальной оси радиальными полыми ребрами, посредством которых он сообщен с полыми штоками.Кроме того, устройство снабжено съемной втулкой с окнами, запрессованной во внутреннюю полость кингстонной трубы и выполненной из антикоррозионного материала, причем окна втулки совмещены с окнами кингстонной трубы, а на внутренней поверхности втулки установлен уплотнительный э лемент, взаимодействующий с наружной боковой поверхностью надувного эластичного элемента.При этом судовое устройства снабжено съемной заглушкой для закрытия цилиндрического элемента корпуса запорного органа.На фиг. 1 схематически изображено судовое устройство для приема забортной воды; на фиг, 2 — кингстонная труба с окнами, антикоррозионной.

Судовое устройство для приема забортной воды

Номер патента: 933537

. устройство; на фиг. 2 — разрез А-А фиг. 1; на Фиг. 3 — разрез Б-Б Фиг. 2.Устройство содержит приемную решетку, выполненную из пустотелых стержней 1, соединенных пустотелым 15 ободом 2, установленную в приемном отверстии кингстонного ящика 3. К трехходовому крану 4, который соединен с приемной решеткой подводящим трубопроводом 5, подключены трубопровод 6 подвода сжатого воздуха и трубопровод 7 подвода теплоносителя. К трехходовому крану 8, который соединен с приемной решеткой отводящим трубопроводом 9, подключены25 перфорированная труба 10 продувания и трубопровод 11 отвода отработанного теплоносителя. Трубопроводы 5 и 9 подсоединяют к приемной решетке посредством наконечника 12, прокладок 13 и поджимной гайки 14.Устройство работает.

Судовое устройство для приема забортной воды

Номер патента: 1100189

. окном, снабженным решеткой, образованной стержнями, и запорный орган с коробчатой крышкой 13Однако известное устройство не позволяет выполнять герметизацию кингстонного ящика с очисткой решетки-фильтра.Цель изобретения — обеспечение очистки решетки от обрастания.Цель достигается тем, чтов судовом устройстве для приема забортной 15 воды, содержащем кингстонный ящик сприемным окном, снабженным решеткой, образованной стержнями, и запорный орган с коробчатой крышкой, упомянутая решетка снабжена пласти ной, выполненной с отверстиями по ее периметру, через которые пропущены указанные стержни, причем эта пластина закреплена внутри упомянутой коробчатой крышки, 25На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий виду на фиг. 2.

Способ получения пресной воды в судовой опреснительной установке

Номер патента: 1588640

. и разогретым от источника тепла гидрофобным теплоносителем удельного веса больше воды и накипи, не смешивающимся и не вступающим в химическое взаимодействие с морской водой, накипью и растворенными в воде газами (можно использовать сплав Вуда). Гидрофобный теплоноситель подают через регулятор 15 и патрубок 14, Через кран бака 5 гидрофобный теплоноситель переливается в промежуточную емкость А и заполняет ее до определенного уровня, который фиксирует датчик уровня 16, при достижении которого датчик 16 подает сигнал на регулятор 15, регулятор 15 запирает вход в патрубок 14. Гидрофобный теплоноситель отводят через патрубок 17, При падении уровня гидрофобного теплоносителя датчик 16 подает сигнал на регулятор 15 и последний.

Устройство и принцип работы системы охлаждения ДВС

Наиболее популярной в современных автомобилях является комбинированная система охлаждения двигателя с принудительной циркуляцией воздуха и жидкости. Она состоит из следующих элементов:

• Радиатор системы охлаждения. .
• Малый и большой охлаждающие контуры.
• Рубашка системы охлаждения (система каналов в блоке цилиндров).
• Датчик температуры.
• Термостат.
• Расширительный бачок.
• Насос (помпа).
• Радиатор печки.
• Масляный радиатор (опционально).
• Радиатор системы рециркуляции отработавших газов (опционально).

В момент запуска двигателя насос начинает перекачку жидкости по малому контуру. Когда двигатель нагревается до рабочей температуры, срабатывает термостат и открывает второй (большой) контур охлаждения. Проходя через узлы мотора, охлаждающая жидкость нагревается и расширяется. При увеличении температуры часть жидкости поступает в расширительный бачок. Это позволяет компенсировать излишний объем, независимо от того, какое давление установилось в системе.

Проходя через участок радиатора системы охлаждения, антифриз вновь остывает и возвращается на новый цикл. Если этот режим снижения температуры оказывается недостаточным, срабатывает температурный датчик, передающий сигнал блоку управления двигателя и запускающий вентилятор воздушного охлаждения. Если и его оказывается недостаточно, на приборную панель (индикатор) поступает сигнал о перегреве двигателя.

Масляный радиатор и радиатор рециркуляции отработавших газов может присутствовать не во всех системах охлаждения. Они необходимы для синхронного снижения температуры смазки и выхлопа, что делает эксплуатацию автомобиля более безопасной и экономичной. В автомобилях с турбонаддувом также может присутствовать еще один охлаждающий контур для снижения температуры воздуха наддува.

Как устроен радиатор охлаждения двигателя

Радиатор системы охлаждения ДВС состоит из следующих элементов:

• Сердцевина. Она может быть трубчатой (вертикальные трубки овального или круглого сечения, объединенные тонкими горизонтальными пластинами), пластинчатой (изогнутые пары пластин, спаянные по краям) и сотовой (спаянные трубки с сечением в виде правильного шестиугольника).
• Верхний бачок. Оснащен заливной горловиной с герметичной пробкой, а также патрубком для установки шланга, подводящего антифриз. В горловине выполнено отверстие для установки пароотводящей трубки. Последняя имеет паровой клапан, который открывается в случае закипания.
• Воздушный клапан. Он необходим для наполнения радиатора воздухом после остановки двигателя. Когда охлаждающая жидкость полностью остывает, без подачи дополнительного объема воздуха в системе может возникнуть сильное разрежение, провоцирующее сдавливание трубок.
• Нижний бачок. Оснащен патрубком для крепления шланга отвода жидкости.
• Крепления.

Принцип работы радиатора основан на многоуровневой циркуляции воздуха в его сердцевине, что делает снижение температуры охлаждающей жидкости, проходящей через него, более интенсивным.

Наиболее эффективными являются радиаторы пластинчатого типа, но они подвержены быстрому загрязнению, а потому самой популярной конструкцией стали трубчатые.

Особенности работы датчика температуры ОЖ

Температурный датчик позволяет контролировать состояние системы. Определить, где находится датчик температуры охлаждающей жидкости просто: как правило, он расположен в канале головки блока цилиндров. Он представляет собой терморезистор в герметичном корпусе, который может быть изготовлен из бронзы, пластика и латуни. На корпусе имеется резьба для установки в канал.

Принцип работы датчика основан на следующем эффекте: при повышении температуры сопротивление чувствительного элемента снижается, а при ее уменьшении увеличивается. Показатель сопротивления передается на электронный блок управления двигателем. Чтобы при этом данные состояния охлаждающей жидкости были точными, датчик должен быть полностью погружен в нее. При температуре 100°C сопротивление датчика температуры охлаждающей жидкости должно быть порядка 177 Ом. С учетом погрешностей измерения допускается показатель сопротивления 190 Ом. Если же отклонения больше допустимых, датчик необходимо заменить.

Проверить автомобиль на наличие неисправностей, в том числе и датчика температуры ОЖ, проще всего при помощи автомобильного диагностического сканера. К примеру, это можно сделать недорогим мультимарочным устройством Rokodil ScanX.

После диагностики авто, сканер укажет на имеющиеся коды ошибок. В частности если появились ошибки P0115 — P0119, причина неисправности будет в самом датчике ОЖ, разъеме подключения или проводке. После чего необходимо более детально рассмотреть причину неисправности. Также с помощью Rokodil ScanX можно проверить показания датчика в режиме реального времени. На “холодном” двигателе его показания должны быть примерно равны температуре окружающей среды, а на горячем не превышать 150 ˚С.

В некоторых моделях автомобилей может быть предусмотрено два датчика температуры. Один отвечает исключительно за включение вентилятора радиатора, а второй представляет собой датчик указателя текущей температуры охлаждающей жидкости.

Что используют в качестве охлаждающих жидкостей

В роли рабочей жидкости в системах охлаждения изначально применялась дистиллированная или деионизированная вода. Однако для современных двигателей она не обеспечивает нужный диапазон рабочих температур. Помимо этого, она склонна к коррозионной активности в отношении металлов, что снижает срок эксплуатации системы охлаждения. Для устранения этих недостатков в качестве охлаждающей жидкости сегодня применяются составы со специальными присадками (этиленгликоль, ингибиторы коррозии), что повышает характеристики всей системы. Чаще всего используется антифриз, который имеет более низкий порог замерзания.

При возникновении ситуации, когда требуется экстренный долив охлаждающей жидкости, можно использовать обычную чистую воду. Однако для корректной работы системы при первой возможности такой раствор необходимо заменить на качественный антифриз.

Замена охлаждающей жидкости проводится каждые 60-100 тысяч километров пробега. В охлажденном состоянии (при выключенном двигателе) ее количество должно быть на уровне нижнего края патрубка расширительного бачка охлаждающей системы. Для удобства на нем выполнены отметки “Min” и “Max”. Когда количество жидкости ниже минимальной отметки – выполняют долив. Если после работы уровень вновь упал – это свидетельствует о разгерметизации системы.

Значимость системы охлаждения двигателя не вызывает сомнений. А потому стоит регулярно проводить профилактический осмотр ее основных узлов. Это позволит избежать перегрева двигателя и возникновения критических поломок.

Принцип работы АБХМ

Принцип работы АБХМ построен на трёх ключевых факторах, которые являются основополагающими для понимания процессов, происходящих внутри чиллера:

1. Раствор бромистого лития имеет свойство поглощать воду. LiBr – это соль, которая является сильным абсорбентом воды. Чем ниже температура раствора и чем выше его концентрация, тем сильнее проявляется его поглощающая способность.
2. Вода при испарении поглощает тепло. Процесс испарения – это эндотермическая реакция, сопровождающаяся поглощением подведенного тепла. Простой пример: при нагреве вода кипит, т.е. испаряется, принимая тепло от огня.
3. Абсорбционная холодильная машина находится под низким давлением (внутри неё вакуум). При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) вода кипит при 100 °С, однако, вода также может кипеть при более низких температурах. В условиях вакуума внутри АБХМ (около 6 мм рт. ст.) вода испаряется даже при 4 °С.

Раствор бромистого лития – это двухкомпонентная смесь хладагента и абсорбента. Вода в нём играет роль хладагента, и именно она обеспечивает функцию охлаждения, в то время как LiBr работает как абсорбент – вещество, осуществляющее функцию транспортировки хладагента из Абсорбера (часть АБХМ с самым низким давлением) в Генератор (часть АБХМ с самым высоким давлением).

На способности хладагента претерпевать фазовые превращения (он постоянно испаряется и конденсируется при низком давлении в разных частях чиллера) и базируется принцип работы АБХМ. Процесс непрерывной абсорбции хладагента раствором бромистого лития позволяет поддерживать в Абсорбере вакуум, сохраняя циркуляцию раствора в корпусе АБХМ.

Таким образом, абсорбционная холодильная машина представляет собой пароконденсационную холодильную установку в противовес традиционным парокомпрессионным холодильным машинам (электрическим чиллерам), основным энергопотребляющим элементом которых является компрессор.

Уравнение теплового баланса АБХМ

Подводимое к Генератору тепло греющего источника (это может быть горячая вода, пар, выхлопные газы или топливо) разогревает раствор LiBr. Поскольку температура кипения бромистого лития много выше точки кипения воды, хладагент испаряется из раствора, превращаясь в пар. Тепло, подведенное с греющим источником, обозначим Q₁.

В Испарителе также производится подвод тепла с охлаждаемой средой. Да, ее температура относительно давления вне АБХМ не обладает значительным потенциалом, однако, в условиях вакуума внутри Испарителя хладагент, разбрызгиваемый на теплообменные трубки, в которых циркулирует охлаждаемая среда, вскипает, забирая часть тепла охлаждаемой среды (обозначим это тепло Q₂) и превращается в водяной пар. Количество тепла, отведённое от охлаждаемой среды, эквивалентно холодопроизводительности чиллера.

Любая система (и абсорбционная холодильная машина не исключение) не может бесконечно воспринимать тепло, его нужно каким-то образом отводить из этой системы. Контур охлаждающей воды (оборотная вода от градирни) позволяет решать эту задачу, сбрасывая отработанное низкопотенциальное тепло Q₃ в атмосферу.

Уравнение теплового баланса АБХМ выглядит следующим образом:

Схема потоков АБХМ

Коэффициент трансформации (холодильный коэффициент)

Эффективность работы абсорбционной холодильной машины характеризуется коэффициентом трансформации (COP – coefficient of performance) или холодильным коэффициентом:

Режимы работы АБХМ

Основной режим работы АБХМ – это режим генерации холода.

Помимо выработки холода существует альтернативный режим работы АБХМ – режим генерации тепла.

Вспомогательные судовые двигатели

Вспомогательные судовые дизели служат для обеспечения функционирования генераторов судовых электростанций и прочего электрооборудования, необходимого для производства различных видов работ на плавсредстве, например, компрессоров, насосов.

Вспомогательные ДВС выполняют ряд важных функций:

• обеспечивают работу центральной энергоустановки корабля;
• питают отдельные системы судна;
• обеспечивают энергией механизмы и узлы.

Ремонт фреоновых и аммиачных холодильных установок на суднах

Наши специалисты выполнят ремонтные и монтажные работы на судне, в зависимости от поломки наши инженеры и технологи разработают оптимальные решения для максимально быстрого и качественного ремонта вышедшего из строя оборудования. Мы работаем со всеми видами холодильных установок, независимо от холодильного агента, безопасно выполним все необходимые операции. Также мы выполняем ремонт промышленного холодильного оборудования любой мощности и назначения, будь то судно, охлаждение необходимое при производственных процессах или камера заморозки, или оборудование для портового холодильника.

Помимо ремонта также выполняем и сервисное обслуживание холодильного оборудования на судне, ведь любая система охлаждения для ее правильной работы требует периодического осмотра, очистки и проверки параметров.

Сервисные работы могут включать такие операции:

• эвакуацию фреона и аммиака;
• проверку герметичности системы, при помощи заполнения ее азотом и другими методами;
• разборка и чистка фильтров;
• проверка ТРВ;
• проверка и очистка конденсаторов и испарителей;
• проверка и тарировка клапанов;
• ремонт и настройка автоматики и другие.

Специалисты нашей компании проектируют любые системы охлаждения и заморозки продукции, на судне или в любом другом месте, где требуется промышленный холод. Также мы изготавливаем емкости для углекислоты, а также ресиверы, маслоотделители и другие холодильные емкости.

МАСЛЯНО-ВОДЯНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Повышенная мощность от 160МВ*А означает и повышенную теплоотдачу рабочих элементов трансформатора типа Ц. Такие устройства оборудуются масляно-водяной системой охлаждения, где по трубам охлаждающих радиаторов, помимо масла, циркулирует и вода.

Она принудительно движется по трубам охлаждающего устройства, погруженным в охлаждаемую среду – масло. На входе в охладитель смонтированы температурные датчики, обеспечивающие получение показаний температуры, допустимое значение которой – не более 70 о С.

Независимо от поданной нагрузки и рабочей температуры, масляно-водяная система охлаждения трансформатора обеспечена непрерывной работой всех охлаждающих устройств. Их включение происходит автоматически вместе с подачей напряжения на агрегат.

Если таких устройств несколько, порядок и количество их одновременной работы напрямую зависит от температуры охлаждающей жидкости – масла, а также от величины нагрузки на трансформатор.

Подобные агрегаты обозначаются НЦ и являются одной из максимально эффективных систем. Однако сложная конструкция, обслуживание и эксплуатация обуславливают их применение на электростанциях. Такие аппараты могут иметь мощность уже от 630МВ*А.

Помимо перечисленных систем охлаждения силовых трансформаторов набирают популярность такие экзотические типы как Н. Сейчас их сложно встретить, однако есть мнение, что число их будет расти. Здесь в качестве основной охлаждающей среды применяется дистиллированная вода, содержащая присадки и являющаяся качественным охладителем и диэлектриком.

Трансформаторы типа Н также могут комбинироваться с принудительным воздушным оборудованием. Данный вариант подходит для различных подстанций, однако его обслуживание обходится дороже стандартных систем охлаждения.

Наиболее передовые технологии охлаждения трансформаторного оборудования разрабатываются на основе полупроводников, которые при сверхнизких температурах обладают сверхпроводимостью. Такие аппараты в будущем будут иметь значительно меньшие габариты и массу при повышенной номинальной мощности – не менее 1000ГВ*А.

В нашей стране энергетическая система постепенно модернизируется, но наиболее популярным видом охлаждения силовых трансформаторов остаются сухая, масляная, масляно-водяная, а также различные комбинированные типы. За годы эксплуатации данные технологии доказали свою надежность и эффективность.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов