ИСПАРИТЕЛЬНЫЕ ГРАДИРНИ В ЭНЕРГЕТИКЕ. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНЫЕ РЕШЕНИЯ

EVAPORATIVE COOLERS IN POWER. ACTUAL PROBLEMS AND POSSIBLE SOLUTIONS

Энергетика это одна из основ для развития базовых отраслей, определяющих прогресс экономического развития. Развитие энергетики происходит быстрее во всех промышленно развитых странах, чем в других секторах и отрицательное воздействие на окружающую среду в этом секторе экономики имеет важное значение.

Поэтому в статье рассматривается проблема вредного воздействия высвобождающейся влаги и тепла от испарительных градирен в атмосферу.

 

Испарительные градирни используются более чем 100 лет. Конденсатор системы охлаждения паровой турбины (ПГУ) является неотъемлемой частью комбинированного цикла. (см. рис.1)

Существуют необходимые методы и стандарты для теплового расчета и проектирования разработки испарительных градирен. В соответствии с этими стандартами около 0,74 тонн дистиллированной воды должно быть выброшено в атмосферу при выработке 1 мегаватта энергии.

Одна электростанция ежедневно выбрасывает в атмосферу несколько сотен тысяч тонн воды. Помимо ущерба окружающей среде, эта компания ежедневно буквально выбрасывает деньги на воздух. Практически все тепловые и атомные электростанции с испарительными градирнями работают в таком режиме.

Рис.1. Структурная схема энергоблока ПГУ-450Т

Количество воды, испаряемой в градирне, является функцией, которая пропорциональна величине эффективности водяного охлаждения. Чем выше эффективность охлаждения, тем больше количество потерянной воды.

Анализ ситуации.

Испарительная градирня является самой дешевой, эффективной и надежной по сравнению с другими известными системами охлаждения, но также имеет недостатки, одним из которых является потеря воды из-за испарения.

Разработчики и производители испарительных градирен в основном борются с переносом испарительных градирен, но не борются с испарением вообще, считая этот процесс нормальным явлением.

Но существуют специалисты, которые ищут пути решения назревшей проблемы.

Технические решения для устранения воздействия испарения воды из градирни на окружающую среду еще не разработаны. Поэтому такое решение может и должно быть найдено. Таким образом, мы формулируем для решения проблемы следующие тезисы:

«Необходима разработка технического решения испарительного охлаждения башни, в которой потери воды из охлаждающей башни в окружающей среду исключаются».

Описание работы, постановка задачи и пути решения.

 Для данной цели выбрана в качестве часто применяемой вентиляторная испарительная градирня.

Модель градирни наряду с основными и дополнительными функциями, имеет ряд вредных функций (шум и вибрации, накопление оборотной воды, выделение воды в воздух). Одна из них- это рассматриваемая в статье проблема - «выделение воды в атмосферу»

Традиционные пути решения не дадут желаемого результата, поэтому требуется перейти к альтернативным способам решения.

          На рис. 2(а) представлена система «Вентиляторная испарительная градирня» в классическом ее исполнении.

 

 Рис. 2(а) Система «Вентиляторная испарительная градирня» в классическом исполнении; 2(б) Система «Вентиляторная испарительная градирня» в новом исполнении

 Системы этого типа выделяют паровоздушную смесь в атмосферу со скоростью около 6-8 м / с. При таких значениях скорости из смеси пар-воздух в строительстве башни, трудно устранить эти выделения без радикальных изменений в рабочей системе и дополнительных затрат.

 Исследования проведённые над чувствительным к давлению адгезивом вентиляторной градирни позволяет получить новые технические решениия для системы испарения. (см. рис. 2(б))

Система, в таком исполнении, выбрасывает паровоздушную смесь со скоростью 1,0 - 1,5 м/с. Такое значение скорости движения паровоздушной смеси уже позволяет подойти вплотную к вопросу извлечения воды из паровоздушной смеси в пределах конструкции вентиляторной градирни. Во время работы сформулировали, что система «Вентилятор существует испарительная градирня».

 Техническое противоречие:

 «Пар должен быть в верхней части системы, чтобы быть» вентилятор испарительного охлаждения « поскольку она является необходимым следствием охлаждающей воды - система и водяной пар не должен в верхней части системы, чтобы быть» вентилятор испарительным охлаждения « потому что это вредно для окружающей среды.»

Поэтому, если мы решаем техническое противоречие, появляется два разных технических решения:

  1. Вся система «Вентилятор испарительной градирни» охлаждается с помощью системы испарителя теплового насоса должны быть собраны и пропускаться через конденсатор. Дистиллированная вода из конденсатора должна возвращаться систему, а воздух выпускается в атмосферу.
  2. Весь водяной пар, генерируемый системой «Вентилятор испарительной градирни» , должен быть собран и пропущен через слой воды отдельной системы, в которой водяной пар конденсируется и остается в слое воды. Воздух проходит через воду и выходит из системы в атмосферу.

Оба технических решения имеют аналоги для использования в разных отраслях, что свидетельствует о реальности применения представленных технических решений.

Заключение

 Мировой энергетический рынок достаточно стабилен и динамичен. Независимо от того, какой тип топлива используется, системы охлаждения всегда востребованы.

Разработка экологически чистой и эффективной конденсаторной системы охлаждения турбины может стать актуальной и интересной задачей как для разработчиков таких систем, так и для финансовых инвесторов.

Этот вопрос является важным не только для энергетического сектора, но и для целого ряда других отраслей промышленности.

Проведённая работа показала, что при определенном исследование, возможно изменить свое отношение к привычному подходу выброса влаги и тепла из испарительных градирен ПГУ в атмосферу, а также возможно находить и реальные технические решения для решения поставленной задачи.

Список использованной литературы

  1. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремизов А.Н.. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций / Под ред. С.В. Цанева - М.: Издательство МЭИ, 2002. – с., ил.
  2. Кожуховский И.С. Анализ ситуации и прогноз развития электроэнергетики. // Электрические станции, 2009, №6. – С.2-6.
  3. Ольховский Г.Г., Тумановский А.Г. Теплоэнергетические технологии в период до 2030 г. // Известия российской академии наук. Энергетика, 2008, №6. – С.79-94.
  4. Повышение экологической безопасности тепловых электростанций: Учеб. пособие для вузов / А.И. Абрамов, Д.П. Елизаров, А.Н. Ремезов и др.; Под ред. A.C. Седлова. - М.: Издательство МЭИ, 2001. - 378 е., ил.
  5. Бушуев Е.Н., Новоселова А.С. Выбор экологически эффективной технологии водоподготовки на Заинской ГРЭС // Вестник ИГЭУ. 2008. №4.- С.8-12.