Aproksymacyjny model cieplno-przepływowy podgrzewacza regeneracyjnego

• Autorzy: Laskowski R. , Smyk A.

Warianty tytułu

EN

An approximate thermal-flow model of a regenerative heater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano analizy pracy wysokoprężnego podgrzewacza regeneracyjnego – płaszczowo rurowego wymiennika zawierającego schładzacz pary, strefę kondensacji oraz chłodnicę skroplin. Stworzono rozwinięty model mate-matyczny (symulator) takiego wymiennika z podziałem na trzy strefy wymiany ciepła. Na podstawie danych uzyskanych z symulatora pogrzewacza regeneracyjnego zaproponowano aproksymacyjną zależność do opisu efektywności cieplnej wymiennika jako funkcję temperatury wody na wlocie, temperatury nasycenia pary upustowej i strumienia masy wody zasilającej, z czterema stałymi współczynnikami. Przydatność proponowanej zależności sprawdzono na podstawie danych uzyskanych z symulatora i rzeczywistych danych pomiarowych podgrzewacza regeneracyjnego (HE3) zasilanego z pierwszego upustu turbiny 200 MW. Otrzymano dobrą zgodność pomiędzy efektywnością cieplną liczoną z definicji i z aproksymacyjnej zależności będącą funkcją referencyjną dla oceny pracy podgrzewaczy regeneracyjnych w układzie cieplnym bloku. Wykorzystanie symulatora do budowy analogicznych prostych modeli jest również przydatne dla dowol-nych podgrzewaczy regeneracyjnych w przypadku braku wymaganych danych pomiarowych.

EN

In the paper the performance of a high-pressure regenerative heater, being a shell-tube heat exchanger containing a desuperheater, a condensation zone and a condensate cooler, was analyzed. An extensive mathematical model (a simulator) of such exchanger was developed, with a division into three heat exchange zones. Based on the data from the regenerative heater simulator, an approximate relation was proposed to describe the exchanger heat transfer effectiveness as a function of the water temperature at the inlet, the saturation temperature of the bleed steam, and the feed water mass flow rate, with four constant coefficients. The applicability of the proposed relation was verified against the data obtained using the simulator and the real measurement data of a regenerative heater (HE3) supplied by the first bleed of a 200-MW turbine. A good agreement was achieved between the heat transfer effectiveness as calculated from the definition and from the approximate relation. The proposed relation may be used in diagnostics as a reference function for assessing the performance of regenerative heaters in a unit thermal system. Using the simulator to create analogous simple models may be applicable for any regenerative heaters if no required measurement data are available.

Słowa kluczowe

PL

powierzchniowy wymiennik ciepła; podgrzewacz regeneracyjny; model aproksymacyjny

EN

shell-tube heat exchanger; regenerative feed water heater; approximate model

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 6
• Strony: 77--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Laskowski R.

• Politechnika Warszawska Instytut Techniki Cieplnej, ul. Nowowiejska 21/25, 00-665 Warszawa

autor

Smyk A.

• Politechnika Warszawska Instytut Techniki Cieplnej, ul. Nowowiejska 21/25, 00-665 Warszawa

Bibliografia

• [1] Antar M. A., Zubair M. S.: The impact of fouling on performance evaluation of multi-zone feedwater heaters. Applied Thermal Engineering 27 (2007) 2505–2513.
• [2] Badyda K.: Zagadnienia modelowania matematycznego instalacji energetycznych. Rozprawa habilitacyjna, WPW 2001.
• [3] Barszcz T., Czop P.: A Feedwater Heater Model Intended for Model-Based Diagnostics of Power Plant Installations. Applied Thermal Engineering, vol 31 (8-9) pp 1357-1367 (2011).
• [4] Elfeituri A. I.: The influence of heat transfer conditions in feedwater heaters on the exergy losses and the economical effects of a steam power station. Ph.D. thesis, Warsaw University of Technology (1996).
• [5] Hussaini I. S., Zubair S. M., Antar M. A.: Area allocation in multi-zone feedwater heaters. Energy Conversion and Management 48 (2007) 568–575.
• [6] Kurpisz L.: Modelowanie matematyczne regeneracyjnych wymienników ciepła z uwzględnieniem zmiennych warunków pracy, rozprawa doktorska (Ph.D. thesis). Politechnika Warszawska (1972).
• [7] Laskowski R., Wawrzyk K.: Comparison of two simple mathematical models for feed water heaters. Journal of Power Technologies 91 (1) (2011) 14–22.
• [8] Radwański E., Skowroński P., Twarowski A.: Problemy modelowania systemów energetycznych. ITC PW Warszawa, 1993.
• [9] Smyk A.: Wpływ parametrów członu ciepłowniczego elektrociepłowni jądrowej na oszczędność paliwa w systemie paliwowo – energetycznym. Rozprawa doktorska (Ph.D. thesis), Politechnika Warszawska (1999).
• [10] Spalding D. Brian, Taborek J.: HEDH - Heat exchanger design handbook. Hemisphere Publishing Corporation, (1983).
• [11] Weber G. E., Worek W. M.: Development of a method to evaluate the design performance of a feedwater heater with a short drain cooler. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Transactions of the ASME (ISSN 0742-4795), vol. 116, no. 2, p. 434-441.