Оценка влияния интенсификации теплообменных процессов в подогревателях на эффективность энергоблока

В различных сферах современной промышленности, в том числе энергетике, актуальной является проблема низкой эффективности эксплуатации теплообменных аппаратов, в которых происходит конденсация парогазовых сред. Известно, что одним из эффективных способов решения данной проблемы является интенсификация теплообменных процессов путем перевода из традиционного пленочного в капельный режим конденсации. Перспективным и технически простым способом достижения капельного режима конденсации является способ, основанный на обработке теплообменных поверхностей с использованием поверхностно-активного вещества – октадециламина (ОДА). Анализ работ, в которых приведены результаты экспериментальных исследований и промышленного внедрения, показал, что применение указанного способа в условиях конденсации водяного пара способствует становлению устойчивого капельного режима конденсации, вследствие чего происходит увеличение коэффициента теплоотдачи по паровой стороне более чем в 2 раза.

Не менее важным и интересным является вопрос, связанный с определением влияния эффективности теплообменных аппаратов на показатели экономичности сложных систем, в технологических схемах которых они эксплуатируются. Проведен анализ влияния эффективности работы сетевых и регенеративных подогревателей на энергоэффективность и экономичность работы энергоблока на базе паротурбинной установки Т-110-12,8-3, эксплуатируемой в теплофикационном режиме. Для этого произведен расчет тепловой схемы при различных условиях работы указанных теплообменных аппаратов и определены некоторые из основных показателей экономичности, в том числе: коэффициент использования теплоты топлива (КИТТ) и электрический коэффициент полезного действия (КПДэ). Выявлено, что интенсификация теплообменных процессов в 2 раза в сетевых горизонтальных подогревателях (ПСГ) или в подогревателях низкого давления (ПНД) приводит к повышению показателей эффективности энергоблока в целом. При этом как показал анализ результатов расчета наибольший эффект достигается при реализации данного мероприятия в ПСГ.

1. Ларкин Д. К. Тепломассообменное оборудование предприятий: учебное пособие для вузов / Д. К. Ларкин. – 2-е изд. – Москва: Издательство Юрайт 2024, 1 – 246.

2. Hydrophobic hybrid silica sol-gel coating on aluminium: Stability evaluation during saturated vapour condensation / Basso Maria, Colusso Elena, Tancon Marco et al. // Journal of Non-Crystalline Solids: 2022, X. 17. 100143.

3. Goswami A. Surface modifications to enhance dropwise condensation / Goswami A., Pillai S. C., McGranaghan, G. // Surfaces and Interfaces 2021, 25, 101143.

4. Effect of steam velocity during dropwise condensation / Tancon M., Parin R., Bortolin S. et al. // International Journal of Heat and Mass Transfer 2021, 165, 120624.

5. Dropwise condensation heat transfers of the surface with micro columns / Yao Yuanlin, Peng Yi, Wu Xuan et al. // Energy Reports 2022. Vol. 8. PP. 8883 – 8895.

6. Modeling of growth and dynamics of droplets during dropwise condensation of steam / M. Mirafiori, M. Tancon, S. Bortolin, et al. // Int J. Heat. Mass Transf. 2024, 222, 125109.

7. Исследования теплообмена при пленочной и капельной конденсации пара в условиях эксплуатационных значений вакуума в конденсаторах паровых турбин / В. А. Рыженков, А. В. Куршаков, С. И. Погорелов [и др.] // Новое в российской электроэнергетике 2012; 5: 5 – 15.

8. Куршаков, А. В. Повышение надежности и экономичности ПТУ путем микродозирования ОДА в турбину / А. В. Куршаков, А. В. Рыженков, О. В. Рыженков // Надежность и безопасность энергетики 2014; 2(25): 13 – 17.

9. Интенсификация теплообменных процессов в конденсаторах паровых турбин с использованием поверхностно-активных веществ / А. В. Куршаков, А. В. Рыженков, А. А. Бодров [и др.] // Теплоэнергетика 2014; 11: 16 – 20.

10. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В. Д. Буров, Е. В. Дорохов, Д. П. Елизаров и др.; под ред. В. М. Лавыгина, А. С. Седлова, С. В. Цанева. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: МЭИ, 2020.