Analiza warunków pracy skraplacza energetycznego z wykorzystaniem pomiarów i modelu aproksymacyjnego

• Autorzy: Laskowski R. , Smyk A.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W trakcie eksploatacji skraplaczy może dochodzić do zmiany warunków ich pracy, co zwykle prowadzi do obniżenia mocy bloków energetycznych. Pogorszenie się warunków wymiany ciepła może wynikać z odkładania się zanie-czyszczeń zawartych w wodzie chłodzącej na powierzchni wymiany ciepła lub ze zwiększonej ilości gazów inertnych (powietrza). Oba wspomniane zjawiska prowadzą do podwyższenia ciśnienia i temperatury pary w skraplaczu. Do oceny wpływu tych dwóch niekorzystnych zjawisk można wykorzystać różnicę pomiędzy mierzonym i referencyjnym ciśnieniem lub odpowiadającą zmianie ph różnicę temperatury kondensacji pary. W celu otrzymania zależności na temperaturę referencyjną w zmienionych warunkach pracy stworzono symulator skraplacza bloku energetycznego. Na podstawie danych otrzymanych z symulatora skraplacza zaproponowano prostą zależność do opisu temperatury nasycenia (ciśnienia pary) jako funkcji trzech niezależnych parametrów mających największy wpływ na pracę skraplacza: temperatury i strumienia masy wody chłodzącej na wlocie do skraplacza oraz strumienia masy pary. Proponowaną zależność zastosowano do oceny stanu technicznego skraplacza 200 MW pracującego w jednej z krajowych elektrowni. W przykładowej analizie, zamieszczonej w artykule, na podstawie danych pomiarowych z początku roku dokonano walidacji modelu dla analizowanego skraplacza. Następnie zbadano różnice między mierzonym i wyznaczonym z proponowanej zależności ciśnieniem (temperaturą) dla rzeczywistych danych z końca roku. Ponieważ różnice wartości temperatury na początku i pod koniec roku mieściły się w tym samym przedziale ± 0,8 oC można stwierdzić, iż nie doszło do pogorszenia się warunków pracy skraplacza.

EN

During operation of steam condensers a change in their working conditions may occur, which usually leads to a decreased performance of a power plant. The degradation of the heat transfer conditions may be due to deposition of impurities contained in the cooling water on the heat transfer surface or to increased amounts of inert gases (air). Both of these phenomena lead to an increase in steam pressure and temperature in the steam condenser. To assess the impact of these two negative phenomena, the difference between the measured and the reference pressure, or the difference in steam condensation temperatures as corresponding to a change in ph, can be used. In order to obtain the relation for the reference temperature in the off-design conditions, a simulator of the steam condenser for a power plant was created. On the basis of data obtained from a steam condenser simulator, a simple relation to describe the saturation temperature (steam pressure) was proposed as a function of three independent parameters that have the greatest impact on the performance of the steam condenser: the temperature and mass flow rate of cooling water at the inlet to the steam condenser and the mass flow rate of steam. The proposed relation was used to evaluate the technical condition of a 200-MW steam condenser operating in one of domestic power plants. In the sample analysis, published in the article, the model for the analyzed steam condenser was validated against measurement data from the beginning of a year. Next, the differences were calculated between the pressures (temperatures) as measured and obtained from the proposed relation using the actual data from the end of the year. As the differences between the temperatures at the beginning and at the end of the year are in the same range of ±0.8°C, it can be concluded that the working conditions of the steam condenser did not degrade.

Słowa kluczowe

PL

skraplacz energetyczny; model matematyczny; ocena pracy skraplacza

EN

steam condenser; mathematical model; evaluation of technical conditions of the steam condenser

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 1
• Strony: 110--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

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] Butrymowicz D., Trela M., Zagadnienia wpływu zanieczyszczeń i gazów inertnych na wymianę ciepła przy skraplaniu, XI Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy, Gliwice-Szczyrk 2001, tom 2, 209-216.
• [2] Jackowski L., Wpływ przepływu dwufazowego na warunki wnikania ciepła w skraplaczach energetycznych. Rozprawa doktorska. Politechnika Warszawska, 1987.
• [3] Kopczyński O., Lewandowski J., Koncepcja systemu diagnostyki cieplno-przepływowej wymiennika ciepła, Mat. V Konf. Problemy badawcze energetyki cieplnej, Politechnika Warszawska 2001.
• [4] Krzyżanowski J.A., Głuch J., Diagnostyka cieplno-przepływowa obiektów energetycznych, Gdańsk 2004.
• [5] Laskowski R. M., A mathematical model of the steam condenser in the changed conditions, Journal of Power Technologies, 92 (2) (2012), pp. 101–108.
• [6] Laskowski R., Lewandowski J., Simplified and approximated relations of heat transfer effectiveness for a steam condenser, Journal of Power Technologies 92 (4) (2012) 258-265.
• [7] Laskowski R., Smyk A. Aproksymacyjny model cieplno-przepływowy podgrzewacza regeneracyjnego, Rynek Energii nr 6(109)/2013, s. 77-82.
• [8] Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F., Elektrownie WNT Warszawa 2009.
• [9] Poullikkas A., Grimes R., Walsh E., Hadjipaschalis I., Kourtis G.: Optimal sizing of modular air-cooled condensers for CSP plants. Journal of Power Technologies Vol 93, No 3 (2013).
• [10] Praca zbiorowa pod redakcją Chmielniak T., Trela M., Diagnostics of New-Generation Thermal Power Plants, Gdańsk 2008.
• [11] Praca zbiorowa pod redakcją Laskowski R., Lewandowski J., Wybrane modele matematyczne w diagnostyce i symulacji procesów cieplno-przepływowych w instalacjach energetycznych, ITE-PIB, Warszawa 2008.
• [12] Putman R.E., Harpster J.W., The measurement of condenser losses due to fouling and those due to air ingress, EPRI Condenser Seminar and Conference, San Antonio, TX, Sept. 10-12, 2002.
• [13] Rusinowski H., Plis M., Milejski A., Diagnostyka wymienników ciepła z uwiarygodnieniem wyników pomiarów eksploatacyjnych, Rynek Energii nr 5(108)/2013, s. 57-62.
• [14] Rusowicz A., Zagadnienia modelowania matematycznego skraplaczy energetycznych, rozprawa habilitacyjna, Politechnika Warszawska, 2013.
• [15] Salij A., Wpływ jakości i niezawodności układu skraplaczy turbinowych na pracę bloku energetycznego, rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, 2011.
• [16] Smyk A., Wpływ parametrów członu ciepłowniczego elektrociepłowni jądrowej na oszczędność paliwa w systemie paliwowo – energetycznym, rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, 1999.
• [17] Szapajko G., Rusinowski H., Empirical modelling of heat exchangers in a CHP plant with bleed-condensing turbine. Archives of Thermodynamics Vol. 29(2008), No. 4, pp. 177-184.
• [18] Szapajko G., Rusinowski H., Mathematical modelling of steam-water cycle with auxiliary empirical functions application. Archives of Thermodynamics Vol. 31(2010), No. 3, pp. 165-183.
• [19] Szkłowier G.G., Milman O.O., Issledowanije i rasczot kondensacionnych ustrojstw parowych turbin. Energoatomizdat. Moskwa 1985.
• [20] Wiśniewski S., Wiśniewski T., Wymiana ciepła. PWN Warszawa 1997.
• [21] Zbroińska-Szczechura E., Dobosiewicz J., Diagnostyka materiałowa i cieplna skraplaczy, Energetyka Nr 3, 2000, s.122-124.