Главная
Научно-производственное внедренческое предприятие Турбокон

Комплексная технология оптимизации и обоснования технических характеристик и конструктивных параметров аппаратов воздушного охлаждения секционных типа АВС GI

Данная технология разработана при выполнения опытно-конструкторских работ по государственному контракту № 02.524.12.4005 от 25.11.2009 г. с Министерством образования и науки РФ в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» по лоту шифр «2009-04-2.4-20-01» по теме: «Разработка программного комплекса численного моделирования работы аппаратов воздушного охлаждения секционных типа АВС GI» (шифр заявки «2009-04-2.4-20-01-007»).

Комплексная технология оптимизации и обоснования технических характеристик и конструктивных параметров аппаратов воздушного охлаждения секционных типа АВС GI (далее – технология) предназначена для создания энергоэффективного воздушного конденсатора с уменьшенными массогабаритными характеристиками и низкими эксплуатационными затратами, снижения аварийности при работе электростанций (энергоустановок), удобства обслуживания, уменьшения трудоемкости при проектировании и изготовлении, повышения качества и конкурентоспособности отечественного машиностроения, расширения импортозамещения энергетической продукции, а также снижения техногенных выбросов в окружающую среду.

Технология представляет собой совокупность пакета прикладных оптимизационных параллельных программ численного моделирования работы аппаратов воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, позволяющих проводить обоснование и оптимизацию технических характеристик аппаратов воздушного охлаждения; аппаратов воздушного охлаждения секционного типа различной конструкции, энергоэффективной секции воздушного конденсатора, а также методики оптимизации и обоснования технических характеристик и конструктивных параметров аппаратов воздушного охлаждения секционного типа В качестве торговой марки используется обозначение «АВС GI».

Состав технологии:

Патент РФ на полезную модель №92160

Патент РФ на полезную модель №92160

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЕКЦИОННОГО ТИПА ABC GI

Формула полезной модели

Аппарат воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, состоящий из коллектора подвода пара, нескольких рядов наклонных или вертикальных труб и коллектора сбора конденсата, отличающийся тем, что на последних по ходу охлаждающего воздуха теплообменных трубах установлены вытеснители.

Рисунок к патенту №92160

Наверх

Патент РФ на полезную модель №92161

Патент РФ на полезную модель №92161

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЕКЦИОННОГО ТИПА ABC GI

Формула полезной модели

Аппарат воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, состоящий из коллектора подвода пара, нескольких рядов наклонных или вертикальных труб и коллектора сбора конденсата, отличающийся тем, что на последних по ходу охлаждающего воздуха теплообменных трубах установлены дроссельные шайбы.

Рисунок к патенту №92161

Наверх

Патент РФ на полезную модель №93514

Патент РФ на полезную модель №93514

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ С ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ И ПРОГРАММНЫМ КОМПЛЕКСОМ ABC GI

Формула полезной модели

Аппарат воздушного охлаждения с вычислительной системой и программным комплексом АВС GI, состоящий из секции аппарата воздушного охлаждения, вентилятора с электродвигателем для прокачки охлаждающего воздуха, конденсатосборника с конденсатным насосом и установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем, технологическими линиями с установленными на них датчиками параметров рабочей среды, соединительными линиями связи с блоком регистрации параметров, жалюзи для регулирования направления потоков воздуха с электродвигателем, отличающийся тем, что к блоку регистрации параметров соединительными линиями связи присоединена вычислительная система с программным комплексом оптимизации режимов, а вычислительная система соединена соединительными линиями связи с блоком управления работой аппарата воздушного охлаждения и далее с электродвигателем вентилятора для прокачки воздуха через секцию и установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем.

Рисунок к патенту №93514

Наверх

Патент РФ на полезную модель №96418

Патент РФ на полезную модель №96418

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЕКЦИОННЫЙ ТИПА ABC GI С ГАЗООХЛАДИТЕЛЕМ

Формула полезной модели

Аппарат воздушного охлаждения секционный типа АВС GI с газоохладителем, состоящий из парового и конденсатного коллекторов и нескольких рядов, вертикальных или наклонных, теплообменник труб, концы которых заделаны в паровой и конденсатный коллекторы, отличающийся тем, что в паровом коллекторе установлена перегородка, разделяющая его на паровой и газовый объемы, к паровому объему присоединены входные концы теплообменных труб, а к газовому объему присоединены выходные концы теплообменных труб, образующих газоохладитель со встречным движением пара и конденсата.

Рисунок к патенту №96418

Наверх

Патент Германии на полезную модель №20 2010 007 211.5

Патент Германии на полезную модель №20 2010 007 211.5

Luftkuhlunsanlage mit einem Rechnersystem und einem Programm-Modul

(Аппарат воздушного охлаждения с вычислительной системой и программным комплексом АВС GI)

Формула полезной модели

Аппарат воздушного охлаждения с вычислительной системой и программным комплексом АВС GI, состоящий из секции аппарата воздушного охлаждения, вентилятора с электродвигателем для прокачки охлаждающего воздуха, конденсатосборника с конденсатным насосом и установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем, технологическими линиями с установленными на них датчиками параметров рабочей среды, соединительными линиями связи с блоком регистрации параметров, жалюзи для регулирования направления потоков воздуха с электродвигателем, отличающийся тем, что к блоку регистрации параметров соединительными линиями связи присоединена вычислительная система с программным комплексом оптимизации режимов, а вычислительная система соединена соединительными линиями связи с блоком управления работой аппарата воздушного охлаждения и далее с электродвигателем вентилятора для прокачки воздуха через секцию и установкой для удаления неконденсирующихся газов из внутренней полости аппарата воздушного охлаждения с электродвигателем.

Рисунок к патенту №20 2010 007 211.5

Наверх

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2010613887

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2010613887

Тепловой расчет высокотемпературных паротурбинных установок с перегревом пара за счет сжигания водорода и кислорода в его среде, в том числе, с воздушным конденсатором

Программа предназначена для расчета параметров по тракту паротурбинных установок, в том числе с перегревом пара за счет сжигания водорода и кислорода в его среде. Программа базируется на общепринятых уравнениях массового, энергетического и теплового балансов для установившихся процессов. Структура конкретной тепловой схемы, расчет которой необходимо выполнить, задается в исходных данных порядком следования в направлении движения рабочего тела типовых элементов (котел, турбина, пароперегреватель и т.д.). Каждый типовой элемент описан соответствующей подпрограммой, обращение к которой производится после идентификации типа элемента в процессе выполнения. За счет этого выполняются тепловые расчеты схем, различных как по типовому составу, так и по количеству входящих в них элементов.

Наверх

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610408

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610408

Программа расчета оптимальных технических характеристик и конструктивных параметров аппаратов воздушного охлаждения секционного типа ABC GI

Программа предназначена для определения оптимального расхода и нагрева воздуха в воздушно-конденсационных установках паровых турбин. В качестве целевой функции использован минимум площади поверхности теплообмена при заданных затратах мощности на прокачку охлаждающего воздуха. Расчет выполняется по методу базовой точки, в качестве которой выступают параметры воздушно-конденсационной установки, детально разработанной по известным уравнениям тепломассообмена и гидродинамики. Программа предполагает возможность вариации значений коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления. В рамках расчета определяются габариты модуля ВКУ и установки в целом.

Наверх

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610406

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610406

Программа расчета аппаратов воздушного охлаждения секционного типа ABC GI с дроссельными устройствами

Программа предназначена для определения минимально необходимого расхода паровозушной смеси, отсасываемой из модуля ABC GI для обеспечения высокоэффективной работы всех рядов труб аппарата воздушного охлаждения секционного типа ABC GI. Расчет выполняется с использованием общепринятых зависимостей для определения теплосъема и гидравлического сопротивления при конденсации водяного пара. В результате расчета определяется расход пара в каждом из рядов труб, последовательно охлаждаемых воздухом, а также степень конденсации пара во втором и последующих рядах по ходу воздуха. В итоге определяется количество несконденсировавшегося пара, который необходимо отвести в зону газоохладителя.

Наверх

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610407

Свидетельство РФ на программу для ЭВМ №2011610407

Программа расчета теплообменных процессов при течении пароводяного потока внутри труб аппаратов воздушного охлаждения секционного типа ABC GI

Программа предназначена для расчета расходов пара по трубам воздушно-конденсационной установки, последовательно охлаждаемых поперечным потоком воздуха. Каждая из труб разбивается на отдельные участки, для которых рассчитывается тепловой поток, гидравлическое сопротивление и количество сконденсированного пара. В программе использованы общепринятые зависимости для расчета коэффициента теплоотдачи, теплопередачи и гидравлического сопротивления со стороны воздуха и конденсирующегося пара. Потери давления по пару рассчитываются по гомогенной модели. В результате расчета определяется количество сконденсированного пара по рядам труб и длина труб, на которых проходит активная конденсация.

Наверх

Свидетельство о регистрации товарного знака РФ №420664

Свидетельство о регистрации товарного знака РФ №420664

Наверх

Свидетельство о регистрации товарного знака РФ №420764

Свидетельство о регистрации товарного знака РФ №420764

Наверх

Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2009144181

Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2009144181

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЕКЦИОННОГО ТИПА ABC GI

Аппарат воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, состоящий из коллектора подвода пара, нескольких рядов наклонных или вертикальных труб и коллектора сбора конденсата, отличающийся тем, что на последних по ходу охлаждающего воздуха теплообменных трубах установлены дроссельные шайбы.

Рисунок к заявке №2009144181

Наверх

Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2009144182

Заявка на выдачу патента РФ на изобретение №2009144182

АППАРАТ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЕКЦИОННОГО ТИПА ABC GI

Аппарат воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, состоящий из коллектора подвода пара, нескольких рядов наклонных или вертикальных труб и коллектора сбора конденсата, отличающийся тем, что на последних по ходу охлаждающего воздуха теплообменных трубах установлены вытеснители.

Рисунок к заявке №2009144182

Наверх

Кроме того в состав единой технологии входят чертежи энергоэффективной секции воздушного конденсатора, макетов воздушного конденсатора с различными конструктивными особенностями, макета теплоутилизационной системы, экспериментального стенда воздушного конденсатора. Также в состав единой технологии входит методика оптимизации и обоснования технических характеристик и конструктивных параметров аппаратов воздушного охлаждения секционного типа АВС GI, обеспечивающей возможность комплексного анализа технических характеристик, существующих и вновь проектируемых аппаратов.

Область применения технологии: энергомашиностроение и энергетика: - газо- и нефтетранспортные компании, энергомашиностроительные заводы, судостроительные заводы, жилищно-коммунальное хозяйство России, атомная и водородная энергетика, тепловые и геотермические станции.

Монография ''Воздушно-конденсационные установки''

Сотрудники ЗАО НПВП "Турбокон" имеют большой опыт работы с воздушными конденсаторами. По данному направлению издана монография:

Мильман О.О., Федоров В.А. Воздушно-конденсационные установки. — М.: Издательство МЭИ, 2002. — 208 с.

 

В журнале "Вестник МЭИ" опубликована статья о единой технологии:

В.А Федоров, О.О. Мильман, В.И. Артемов, Д.В. Федоров, П.А.Ананьев, А.А. Кирюхина. Новое направление создания высокоэффективных конденсаторов паротурбинных установок. Вестник МЭИ. 2010г. №3, с. 53-59. Ниже приводится её полный текст.

Наверх

Новое направление создания высокоэффективных конденсаторов паротурбинных установок.

Вестник МЭИ

В. А. Федоров, О. О. Мильман, В. И. Артемов, Д. В. Федоров, П. А. Ананьев, А. А. Кирюхина.

На основе опыта эксплуатации воздушных конденсаторов паротурбинных установок и анализа процессов в воздушно-конденсационных установках и аппаратах воздушного охлаждения предложены новые типы воздушных конденсаторов (ВК) и схема экспериментального стенда для их испытаний.

Новым направлением в разработке и создании ВК являются введение конструктивных средств управления гидравлическими режимами течения конденсирующего пара и использование программных комплексов численного моделирования для оптимизации режимов работы ВК.

В настоящее время теплообменные аппараты воздушного охлаждения (АВО) секционного типа применяют в различных отраслях промышленности:

в теплоэнергетике в качестве конденсаторов водяного пара для парогазовых, геотермальных и теплоутилизационных установок;

в газовой промышленности в качестве охладителей масла и природного газа после его сжатия на газокомпрессорных станциях;

в нефтеперерабатывающей и химической промышленности;

в атомной энергетике для систем аварийного расхолаживания ядерных реакторов;

в кондиционерах и калориферах различного типа и назначения.

РИс.1

Рис. 1. Вид электростанций с воздушно-конденсационными установками:
а — воздушный конденсатор Верхне-Мутновской ГеоЭС (ОАО «КТЗ»); б — Московский мусоросжигающий завод с воздушным конденсатором (ОАО «КТЗ»); в — воздушно-конденсационная установка фирмы GEA.

Наиболее полно результаты исследований процессов в (ВК) для паротурбинных установок, выполненных к началу XXI века, и особенности разнообразных конструкций ВК изложены в [1].

В ходе эксплуатации первых крупных ВК, произведенных в России и работающих в ее холодных регионах, был выявлен ряд недостатков, приводящих к аварии ВК и остановке электростанции в целом. Эти аварии связаны как правило с разрывом теплообменных труб из-за замерзания конденсата и с разрушением вентиляторных установок вследствие намерзания льда на их лопастях при установке вентиляторов под трубным пучком. При этом аварийный простой электростанции мощностью 100 МВт оценивается в размере 360 тыс. долл. США в сутки.

Актуальность нового этапа исследований ВК паротурбинных установок связана с необходимостью уменьшить массогабаритные характеристики АВО, со снижением аварийности при работе электростанций, удобством обслуживания, уменьшением трудоемкости при проектировании и изготовлении, повышением качества и конкурентоспособности отечественного машиностроения, расширением импортозамещения энергетической продукции, а также со снижением техногенных выбросов в окружающую среду.

Например, стоимость ВК производства ОАО «Силовые машины» (ОАО «Калужский турбинный завод») для парогазовой установки мощностью 110 МВт, введенной в эксплуатацию Казахстане, составляет около 17 млн долл. США. Уменьшение поверхности ВК на 10% дает экономический эффект в размере более 1 млн долл. США. При использовании ВК в энергоустановке необходимое количество технической воды по сравнению с оросительной градирней меньше на 1 млн т/год, следовательно, уменьшаются выбросы вредных веществ в атмосферу и обеспечивается благоприятный для населения микроклимат в районе электростанции. Необходимо также отметить, что при строительстве электростанций в промышленных регионах с недостатком водных ресурсов альтернативы ВК не существует.

На рис. 1 а, б представлены фотографии электростанций с воздушно-конденсационными установками (ВКУ) производства ОАО «Калужский турбинный завод», созданными впервые в России под руководством авторов статьи, и фирмы GEA (рис. 1, в).

Важным направлением использования ВК может стать программа внедрения теплоутилизационных комплексов для производства электроэнергии на газокомпрессорных станциях (ГКС) ОАО «Газпром», которая включена в «Стратегию развития электроэнергетики в ОАО «Газпром». Это связано с тем, что для перекачки природного газа в настоящее время в качестве приводов компрессоров используются электродвигатели и газовые турбины. При этом расход газа для работы газовых турбин составляет около 9 % добываемого природного газа. Коэффициент полезного действия газовых турбин единичной мощностью 4—25 МВт колеблется от 20 до 32 % в зависимости от года выпуска и условий эксплуатации.

В ООО «Мострансгаз» (ГКС «Чаплыгин») в течение пяти лет успешно эксплуатируется опытный образец блочного утилизационного теплоэнергетического комплекса (БУТЭК) «Чаплыгин-0,5», разработанного ЗАО Научно-производственным внедренческим предприятиям «Турбокон» и изготовленного ОАО «КТЗ» и ОАО «Белэнергомаш» по заказу ООО «Мострансгаз».

Блочный утилизационный теплоэнергетический комплекс «Чаплыгин-0,5» предназначен для обеспечения электроэнергией потребителей ГКС «Чаплыгин» в автономном режиме работы и в режиме параллельной работы с энергосистемой посредством утилизации части тепловой энергии, выбрасываемой с потоком горячих газов из приводной газовой турбины газоперекачивающего агрегата ГПА-Ц-6,3. Энергокомплекс состоит из котла-утилизатора, турбогенератора «Кубань-0,75» с паровой противодавленческой турбиной мощностью 500 кВт, воздушного конденсатора, системы химводоочистки и вспомогательного оборудования (рис. 2). В этой технологии фактически используется парогазовый цикл, средний коэффициент полезного действия которого превышает 40 %.

Рис.2

Рис. 2. Электрогенерирующий комплекс с паровой турбиной и воздушным конденсатором на газоперекачивающей станции «Чаплыгин-0,5» ООО «Мострансгаз».

Турбогенератор «Кубань-0,75» смонтирован в контейнере вагонного типа изготовления НПВП «Тверской вагоностроительный завод». Параметры пара

перед турбиной:

давление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,75 МПа;

температура пара . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 200 °С;

расход пара при номинальных параметрах . . . . не более 9,5 т/ч;

абсолютное давление пара за турбиной . . . . . . . . . . . 0,102 МПа.

Воздушно-конденсационная установка (рис. 3) состоит из шести секций (модулей), расположенных в два ряда по три модуля в каждом. Из общего числа модулей ВКУ четыре модуля являются чисто конденсационными, а два выделены под модули, включающие в себя газоохладители (ГО). Модули ВКУ конструктивно расположены на наклонной А-образной опоре и образуют конструкцию шатрового типа, собирающуюся на общей раме. На два модуля приходится один вентилятор. Воздушно-конденсационная установка смонтирована на отдельной площадке и расположена выше уровня площадки боксов с оборудованием. Для системы водяного охлаждения генератора используются два аналогичных модуля 7, 8 воздушного охлаждения, расположенных на раме ВКУ.

РИс.3

Рис. 3. Принципиальная схема ВКУ:
В1—В4 — вентиляторы; 1—6 — номер модуля ВК; 7—8 — ВО — водоохладитель.

Каждый модуль содержит трубный пучок из 78 труб диаметром 38х3 мм с двумя трубными досками. для увеличения теплообменной поверхности со стороны охлаждающего воздуха трубы оребрены алюми ниевой лентой. В трубных досках трубы закреплены механической развальцовкой с последующей обвар кой. Для предотвращения электролитической коррозии стальные трубы перед оребрением оцинкованы с наружной и внутренней сторон.

Принудительное прохождение воздуха через теплообменные поверхности модулей обеспечивается с помощью вентиляционных установок типа ВГ-25-РК с тремя лопастями (диаметр колеса 2,5 м).

Для устранения застойных зон были смонтированы две линии продувки из нижних камер модулей секций № 1, 2, 4 и 5. На выходе каждой продувочной линии установлены запорная арматура и дроссельная шайба. Схема присоединения продувочных коллекторов с дросселями диаметром 5 мм к нижним камерам модулей ВКУ представлена на рис. 3.

Результаты измерений температуры (рис. 4) наружной оребренной поверхности труб модулей позволили выявить ее резкое уменьшение в первых по ходу пара модулях № 1 и 4, что свидетельствует об ухудшении теплообмена внутри труб. Причина ухудшения — наличие газообразных застойных зон в теплообменных трубах и «выключение» части теплообменной поверхности конденсатора.

РИс.4

Рис. 4. Температура наружной поверхности труб ВКУ (l — расстояние вдоль труб, отсчитываемое от нижней трубной доски)

Как отмечалось выше, в ходе эксплуатации в России ВК с конденсационными паровыми турбинами были выявлены также дополнительные проблемы:

разрушение вентиляторных установок;

разрушение труб из-за замерзания конденсата;

неравномерная раздача пара по отдельным рядам труб.

С целью повысить надежность и эффективность ВКУ ЗАО НПВП «Турбокон» на основе использования численного моделирования и оптимизации тепломассообменых процессов были предложены новые конструкции секционных ВК, имеющих следующие признаки:

высокую интенсивность теплообмена благодаря исключению застойных зон и равномерной раздаче теплоносителя по секциям;

исключенную вероятность разрушения теплообменных труб;

исключенную вероятность разрушения вентиляторных установок;

использование энергосберегающих технологий;

патентную чистоту.

В качестве торговой марки предлагаемых конструкций аппаратов воздушного охлаждения, зарегистрированной в Роспатенте, используется обозначение «АВС GI».

Рассмотрим более подробно особенности предлагаемых конструкций.

Анализ экспериментальных данных показал, что первые по ходу охлаждающего воздуха трубы работают недостаточно эффективно: конденсация пара в основном завершается в верхней части трубы (на участке 60—70 % общей длины), а в нижней части трубы происходит переохлаждение конденсата, тогда как в последних по ходу воздуха трубах имеет место неполная конденсация пара. В итоге поверхность первых труб используется неэффективно, и есть опасность замерзания конденсата и разрушения труб при низкой наружной температуре.

Этот недостаток предлагается устранить путем установки дроссельных шайб или вытесняющих стержней в последних по ходу воздуха рядах труб, повышающих гидравлическое сопротивление этих труб и, следовательно, увеличивающих расходы пара в их первых рядах.

Конструкции секционных аппаратов такого типа показаны на рис. 5. Секция состоит из коллектора входа пара 1, нескольких рядов наклонных или вертикальных теплообменных труб 2, коллектора сбора конденсата 3 и дроссельных шайб 4 (или вытесняющихставок).

РИс.5

Рис. 5. Конструкции аппаратов воздушного охлаждения типа АВС GI:
а — с дроссельными шайбами; б — с вытесняющими стержнями; в — с дополнительным охлаждением парогазовой смеси.

Аппарат работает следующим образом [2]. Пар поступает в коллектор 1 и расходится по теплообменным трубам 2. В тех трубах, в которых установлены дроссельные шайбы, расход пара меньше по сравнению с расходом пара в первых по ходу воздуха теплообменных трубах. Вследствие перераспределения расхода пара конденсация имеет место практически по всей длине теплообменных труб, относящихся к разным рядам по ходу охлаждающего воздуха. Таким образом возрастает эффективность использования поверхности теплообмена и исключается опасность замерзания конденсата.

Для устойчивой работы газо- или воздухоудаляющих устройств (эжектор, водокольцевой насос и др.) необходимо иметь минимальную температуру паровоздушной смеси на выходе из конденсатора. С этой целью в аппарате должна быть выделена часть поверхности для работы в режиме газоохладителя со встречным движением парогазовой смеси и конденсата.

Схема аппарата воздушного охлаждения секционного типа АВС GI с газоохладителем [3] представлена на рис. 5, в. Аппарат состоит из парового коллектора 1, разделенного перегородкой 4 на паровой объем 6 и газовый объем 7. К паровому объему 6 присоединяются верхние концы труб 2, а к газовому объему — верхние концы вертикальных или наклонных теплообменных труб 5; нижние концы всех труб присоединены к конденсатному коллектору 3. Пар поступает в паровой объем 6 парового коллектора 1 и далее в вертикальные или наклонные теплообменные трубы 2 и частично конденсируется в них, передавая тепло охлаждающей среде. Конденсат собирается в конденсатном коллекторе 3 и отводится от него.

Парогазовая смесь с неконденсирующимися газами из конденсатного коллектора поступает в нижние концы вертикальных или наклонных труб 5, и при движении вверх по этим трубам пар практически полностью конденсируется. Образовавшийся конденсат стекает вниз в конденсатный коллектор и отводится от него. Неконденсирующиеся газы в смеси с остатками пара поступают в газовый объем 7 и удаляются из аппарата. Перегородка 4 отделяет паровой объем 6 от газового объема 7, препятствуя перетоку паровоздушной смеси. Ввиду того, что в вертикальных или наклонных теплообменных трубах 2 имеет место неполная конденсация пара, все трубы эффективно работают по всей длине, а вертикальные или наклонные трубы 5 образуют газоохладитель с минимальным содержанием пара в парогазовой смеси на выходе. При этом газоохладитель находится в зоне подогретого воздуха, что предотвращает замерзание труб.

Таким образом, принципиально новым в разработке и создании ВКУ является введение конструктивных элементов, обеспечивающих необходимое регулирование тепломассообменными и гидравлическими процессами.

Дополнительное преимущество можно получить, оснастив аппарат воздушного охлаждения АВС GI (далее АВО) измерительно-вычислительным комплексом (ИВК) и блоком управления, позволяющим оптимизировать частоту вращения вентиляторов и электродвигателя установки удаления неконденсирующихся газов в зависимости от расхода пара и температуры охлаждающего воздуха.

Схема такого устройства приведена на рис. 6 [4].

РИс.6

Рис. 6. Схема аппарата воздушного охлаждения с ИВК и блоком управления.

При отклонении параметров работы энергоустановки и секции 1 АВО от заданных значений ИВК, связанный линиями 7 с датчиками 5, установленными на трубопроводах 8 и конденсатосборнике 3, формирует сигнал для блока управления. Далее блок управления работой АВО передает управляющий сигнал на электродвигатели вентилятора 2 для прокачки воздуха через секцию 1, и на установку для удаления неконденсирующихся газов 6 для оптимизации режима работы энергоустановки и АВО. Дополнительно для регулирования расхода и направления потока воздуха используются жалюзи 9 с электроприводом.

Целесообразность комплексного использования регулирования частоты вращения электродвигателей вентилятора и газоудаляющего устройства определяется необходимостью свести к минимуму затраты энергии на собственные нужды энергокомплекса и исключить возможность замерзания конденсата внутри АВО при низкой температуре охлаждающего воздуха. Для экспериментальной проверки принимаемых решений в межведомственной научно-исследовательской лаборатории, созданной по соглашению между Правительством Калужской области, МГУ им. М.В. Ломоносова, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калужским филиалом МГТУ им. Н.Э. Баумана, Российской академией наук, ЗАО «УНИХИМТЕК» и ЗАО НПВП «Турбокон», был разработан экспериментальный стенд, схема которого представлена на рис. 7.

В процессе работы на стенде будет проверена не только эффективность новых технологических решений, но и получены данные, необходимые для верификации программ и алгоритмов расчета и управления АВО.

Работа выполняется по заказу Минобрнауки РФ, государственный контракт № 02.524.12.4005.

РИс.7

Рис. 7. Схема экспериментального стенда для испытания ВК.

Литература

1. Мильман О.О., Федоров В.А. Воздушноконденсационные установки. — М.: Издательство МЭИ, 2002. — 208с.

2. Патент на полезную модель № 92161. Аппарат воз душного охлаждения секционного типа АВС GI / В.А. Федоров, О.О. Мильман.

3. Федоров В.А., Мильман О.О. Патент на полезную модель № 92160 «Аппарат воздушного охлаждения секционного типа АВС GI».

4. Решение от 04.02.2010 о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2010101720/22 (002349). Аппарат воздушного охлаждения с вычислительной системой и программным комплексом АВС GI / В.А. Федоров, О.О. Мильман.

Наверх

ЗАО НПВП "Турбокон"
Россия, 248010, г.Калуга, ул.Комсомольская роща, д.43, E-mail: turbocon@kaluga.ru
© 2015-2017г. Все права защищены

Яндекс.Метрика