Research of deposit accumulated on heat exchange surfaces in the light of thermal degradation of heat exchange aparatus of steam power plants. Part I: study of real sediment

• Autorzy: Hajduk T.

Identyfikatory

DOI

10.2478/pomr-2018-0012

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presence of deposits on heat exchange surfaces in condensers and regenerative exchangers of ship and land steam power plants is always connected with the increase of the wall temperature on the water vapor side due to additional thermal resistances resulting from accumulated deposits. This increase always results in an increase in the condensing pressure, which results in the deterioration of the condensation process of the water vapor, leading to thermal degradation of a given heat exchanger. In addition, the resulting deposits form unevenness with a diversified, often stochastic, geometric structure of the surface layer surface, whose measure is most often the roughness parameters, describing the geometric structure of the surface. In addition, the increase in surface roughness of the heat transfer surface on the water vapor side promotes the formation of a thicker layer of condensate, thus worsening the organization of condensate runoff, which results in interference of the thermal degradation phenomenon of a given heat exchange apparatus. As a result, these phenomena lead to a reduction in the efficiency of a given thermal system, and thus entail an increase in the costs of energy conversion and consequently cause an increased degradation of the natural environment. In the article, based on the results of the author’s own experimental research, the types of pollution accumulating on heat exchange surfaces on the water vapor side of heat exchange apparatus in marine and land steam power plants and quantitative measures of the unevenness of the surface layer of these sediments are presented.

Słowa kluczowe

EN

steam power plants; heat exchangers; deposits; spectral analysis; surface geometric texture

• Wydawca: Gdańsk University of Technology, Faculty of Ocean Engineering & Ship Technology
• Czasopismo: Polish Maritime Research
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 1
• Strony: 99--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hajduk T.

• Faculty of Marine Engineering Gdynia Maritime University Morska 81-87, 81-225 Poland

Bibliografia

• 1. Adamczak S.: Ocena chropowatości i falistości powierzchni. Informacje podstawowe. Mechanik, 2005, nr 5-6, s. 492-495.
• 2. Bednarek G., Maciejko M.: Reżim chemiczny stosowany w eksploatacji bloków energetycznych o mocy 360 MW w Elektrowni Bełchatów. Energetyka, 2003, rok XLVIII, nr 5, str. 309-321.
• 3. Brahim F., Augustin W., Bohnet M.: Numerical simulation of the fouling structured heat transfer surfaces. ECI Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning. Fundamentals and Applications, 2003, pp. 121-129.
• 4. Butrymowicz D.: Influence of fouling and inert gases on the performance of regenerative feedwater heaters. Archives of Thermodynamics, 2001, Vol. 23, No. 1-2, pp. 127-140.
• 5. Butrymowicz D., Głuch J., Hajduk T., Trela M., Gardzilewicz A.: Analysis of fouling thermal resistance of feed-water heaters in steam power plants. Polish Maritime Research, 2009, Special issue S1, pp. 3-8.
• 6. Butrymowicz D., Hajduk T.: Zagadnienia degradacji termicznej wymienników ciepła. Technika chłodnicza i klimatyzacyjna, 2006, rok XIII, nr 3(121), s. 111-117.
• 7. Cygański A.: Metody spektroskopowe w chemii analitycznej. WNT, 1993, Warszawa.
• 8. Förster M., Bohnet M.: Modification of the interface crystal/ heat transfer surface to reduce heat exchanger fouling. (ed.) Müller-Steinhagen H., Heat Exchanger Fouling. Fundamental Approaches & Technical Solutions, 2002, pp. 27-34.
• 9. Giebień R.: Biokorozja w energetyce. Energetyka, 2002, nr 8, str. 579-586.
• 10. Hobler, T.: Ruch ciepła i wymienniki. WNT, 1986, Warszawa.
• 11. Kazi S.N., Duffy G.G., Chen X.D.: A study of fouling and fouling mitigation on smooth and roughened metal surfaces and a polymeric material. (ed.) Müller-Steinhagen H., Heat Exchanger Fouling. Fundamental Approaches & Technical Solutions, 2002, pp. 65-72.
• 12. Knudsen J.G.: Fouling in Heat Exchangers. Overview and Summary. (ed.) Hewitt G.F., Handbook of heat exchanger design, Begell House Inc., 1992, New York, pp. 3.17.1.1-7.5.
• 13. Krzyżanowski J.A., Głuch J.: Diagnostyka cieplnoprzepływowa obiektów energetycznych. Wydawnictwo IMP PAN, 2004, Gdańsk.
• 14. Kukulka D.J., Devgun M.: Fouling surface finish evaluation. Applied Thermal Engineering, 2007, Vol. 27, pp. 1165-1172,.
• 15. Łodej M.: Nowa metoda chemicznego oczyszczania regeneracyjnych podgrzewaczy wysokoprężnych po stronie parowej. Energetyka, 2002, rok XLVII, nr 10/11, str. 809-811.
• 16. Nowicki, B.: Chropowatość i falistość powierzchni. WNT, 1991, Warszawa.
• 17. Pauling L., Pauling P.: Chemia. Wydawnictwo Naukowe PWN, 1998, Warszawa.
• 18. Senatorski J. K.: Podnoszenie tribologicznych właściwości materiałów przez obróbkę cieplną i powierzchniową. Instytut Mechaniki Precyzyjnej, 2003, Warszawa.
• 19. Stańda J.: Woda do kotłów parowych i obiegów chłodzących siłowni cieplnych. WNT, 1999, Warszawa,.
• 20. Śliwa A.: Wpływ stopnia czystości pary na procesy korozyjne występujące w części przepływowej turbiny. Energetyka, 2003, nr 6, str. 407-410.
• 21. Taborek J.: Effects of Fouling and Related Comments on Marine Condenser Design. Marto P.J., Nunn R.H. (eds.): Power Condenser Heat Transfer Technology. Hemisphere Publishing Co., 1981, pp. 425-430.
• 22. Twardowski S., Maciejko M., Kozupa M.: Nowoczesne środki aminowe do korekcji czynnika roboczego w obiegach bloków energetycznych. Energetyka, 2000, Vol. LIV, nr 9, str. 75-79.
• 23. Wajs J., Milkielewicz D.: Influence of metallic porous microlayer on pressure drop and heat transfer of stainless steel plate heat exchanger. Applied Thermal Engineering, 2016, Vol. 93, pp. 1337-1346.
• 24. Wajs J., Milkielewicz D.: Effect of surface roughness on thermal-hydraulic characteristics of plate heat exchangers. Key Engineering Materials, 2014, Vol. 597, pp. 63-74, doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.597.63
• 25. Webb R.L.: The use of enhanced surface geometries in condensers. An overview. (eds) Marto P.J., Nunn R.H.: Power Condenser Heat Transfer Technology, 1981, pp. 353-366.
• 26. Xu Z.M., Wang J.G., Chen F.: A new predictive model for particulate fouling. (ed.) Bott T.: Understanding Heat Exchanger Fouling and Its Mitigation. 1999, New York, pp. 185-192.
• 27. Zbroińska-Szczechura E., Dobosiewicz J.: Uszkodzenia i diagnostyka wymienników ciepła w elektrociepłowniach. Energetyka, 2004, nr 12, str. 796-800.
• 28. DIN-EN ISO 4288, GPS – Surface texture: Profile method. Rules and procedures for assessment of surface texture, 1998.
• 29. Gdańsk University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, www.pg.gda.pl/~kkrzyszt/struktura.html
• 30. Surface Roughness Tester SJ-301: User’s Manual. 1. Adamczak S.: Ocena chropowatości i falistości powierzchni. Informacje podstawowe. Mechanik, 2005, nr 5-6, s. 492-495.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).