Экспериментальные исследования и моделирование процессов удаления из воды углекислоты в деаэраторах атмосферного давления

Проведены экспериментальные исследования процессов удаления из воды углекислоты в деаэраторах атмосферного давления. Расчет значения константы скорости реакции. Получено замкнутое математическое описание процессов декарбонизации воды в деаэраторах.

Рубрика Производство и технологии
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 02.12.2018
Размер файла 1,0 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экспериментальные исследования и моделирование процессов удаления из воды углекислоты в деаэраторах атмосферного давления

Г.В. Ледуховский

ФГБОУВО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», Иваново, Российская Федерация

Состояние вопроса: Проектирование деаэрационных установок и их режимная наладка связаны с поиском таких значений конструктивных и режимных параметров, которые обеспечивают требуемое химическое качество деаэрированной воды. Наибольшие трудности вызывает прогнозирование показателей эффективности декарбонизации воды в деаэраторах, поскольку это связано с моделированием процессов гидродинамики и тепломассообмена, осложненных химическими реакциями. Ранее нами разработана математическая модель процесса удаления из воды углекислоты в деаэраторе заданной конструкции при известных параметрах режима его работы. Эта модель содержит параметр идентификации - константу скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов, определяемую экспериментальным путем. Были вычислены значения этой константы для ограниченных, особенно по деаэраторам с барботажом в баке, диапазонов изменения влияющих параметров, что не позволило выполнить полноценную проверку точности предложенной модели. Для решения этой задачи требуется проведение дополнительных экспериментальных исследований.

Методы и материалы: Используются методы экспериментальных исследований, химической кинетики, математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Результаты: Проведены экспериментальные исследования процессов удаления из воды углекислоты в деаэраторах атмосферного давления. Выполнена обработка их результатов, позволившая рассчитать значения константы скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов, в широких диапазонах изменения влияющих факторов. Полученные данные позволили выявить для деаэраторов с барботажом в баке и уточнить для деаэраторов без барботажа в баке диапазоны изменения общей щелочности деаэрируемой воды, в которых вероятно протекание рассматриваемого процесса как реакции первого или второго порядков. В результате получено замкнутое математическое описание процессов декарбонизации воды в деаэраторах, статистическая оценка точности которого выполнена по результатам сопоставления расчетных и экспериментальных значений выбранных показателей эффективности.

Выводы: Математическая модель процесса удаления из воды углекислоты при деаэрации после экспериментального уточнения параметров идентификации позволяет прогнозировать значения показателей эффективности декарбонизации для деаэраторов с барботажом в баке и без него с точностью, соответствующей нормативной точности методов и средств количественного химического анализа.

Ключевые слова: деаэрация, декарбонизация, угольная кислота, математическая модель, константа скорости реакции, химическое равновесие.

Experimental research and modeling of processes of removing carbon dioxide from water in atmospheric deaerators. G.V. Leduhovsky

Background: Engineering and mode adjustment of deaerators are related with research of constructive and regime parameters, which provide the required chemical quality of deaerated water. The greatest difficulty in this case is forecasting indicators of decarbonisation efficiency in deaerators, because it is connected with simulation of processes of hydrodynamics and heat and mass transfer, complicated by chemical reactions. Previously, the authors have developed the mathematical model of removing carbon dioxide from water in deaerators with specified design and certain operation mode. This model includes the identification parameter - the reaction rate constant, which simulates the process of thermal decomposition of hydrocarbons, determined experimentally. The authors calculated values of the constant for limited range of change of influencing parameters, especially in deaerators with bubbling in the tank. This fact did not allow to carry out a full check of the proposed model precision. To solve this problem, the additional experimental research are required.

Materials and methods: The authors use methods of experimental research, chemical kinetics, mathematical modeling, probability theory and mathematical statistics. углекислота декарбонизация вода деаэратор

Results: The authors performed the experimental research of the processes of removing carbon dioxide from water in atmospheric deaerators. The processed results caused calculation of the value of the reaction rate constant, which simulates the process of thermal decomposition of hydrocarbons in a wide range of affecting factors. The received data allowed to reveal for deaerators with bubbling in the tank and to clarify for deaerators without bubbling in the tank ranges of total alkalinity of deaerated water. In these ranges the process is considered as a reaction of first or second order. The result is a closed mathematical description of water decarbonization process in deaerators, which statistical evaluation of precision is executed as a result of comparison of the calculated and experimental values of selected performance indicators.

Conclusions: The mathematical model of the process of removing carbon dioxide from water during deaeration after experimental constant refinement ensure predictive values of parameters of decarbonization efficiency for deaerators with and without bubbling in the tank with precision corresponding to the precision of regulatory methods and tools for quantitative chemical analysis.

Key words: deaeration, decarbonization, carbonic acid, mathematical model, reaction rate constant, chemical equilibrium.

Эффективность удаления из воды в деаэраторах углекислоты является не менее важной, чем эффективность десорбции растворенного кислорода, поскольку присутствующая в теплоносителях свободная углекислота способна вызывать интенсивную коррозию металлов, особенно в зонах фазового перехода и в присутствии растворенного кислорода [1, 2]. Это касается, прежде всего, паровых котлов низкого и среднего давлений, включая котлы-утилизаторы парогазовых энергоблоков некоторых типов, а также установок приготовления подпиточной воды тепловых сетей. Отсутствие в деаэрированной воде свободной углекислоты не означает её отсутствия в оборудовании, расположенном по тепловой схеме за деаэратором, поскольку диоксид углерода является одним из продуктов реакций термического разложения гидрокарбонатов и гидролиза карбонатов, протекающих при дальнейшем нагреве воды в котлах, бойлерах или её выдержке при повышенной температуре [1-4]. Собственно эффективность удаления из воды в деаэраторах углекислоты оценивается по значениям следующих показателей [3, 4]:

1) степени термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторе у, ед., показывающей относительное уменьшение концентрации гидрокарбонатов в деаэраторе при их термическом разложении;

2) водородному показателю пробы деаэрированной воды;

3) массовой концентрации в деаэрированной воде свободной углекислоты в пересчете на диоксид углерода , мг/дм3.

При этом к деаэрированной воде предъявляются нормативные требования по значениям рН25, а также требуется отсутствие в ней свободной углекислоты (т.е. = 0).

Значения указанных показателей эффективности декарбонизации воды в деаэраторах определяются многими конструктивными и режимными факторами. При проектировании деаэраторов и в ходе их эксплуатации возникают задачи выбора таких значений этих факторов, которые обеспечивали бы работу деаэратора с заданными значениями у, и . Для решения этой задачи необходима математическая модель, обеспечивающая расчет рассматриваемых показателей с приемлемой точностью.

Ранее нами было показано, что используемая в настоящее время методика прогнозирования у, базирующаяся на связи этого показателя с длительностью пребывания воды в деаэраторе и наличием барботажа в деаэраторном баке, характеризуется недостаточной точностью [5], а методики прогнозирования и вовсе отсутствуют [6]. По результатам предшествующих исследований была предложена математическая модель процесса удаления из воды в деаэраторах углекислоты, позволяющая рассчитать значения искомых показателей эффективности декарбонизации [6-8]. Модель содержит параметр идентификации, определенный экспериментальным путем для ограниченных, особенно по деаэраторам с барботажом в баке, диапазонов изменения влияющих параметров. Это обстоятельство не позволило провести полноценную проверку точности предложенной модели. Задачей настоящей работы является проведение дополнительных экспериментальных исследований и разработка на основе полученных данных эмпирического обеспечения математической модели декарбонизации воды в деаэраторах при изменении влияющих факторов в регулировочных диапазонах.

Рассмотрим основные положения предложенной ранее математической модели процесса декарбонизации воды в деаэраторах.

Принимая во внимание полученные ранее данные [5] о низкой эффективности удаления углекислоты в деаэрационных колонках, процесс декарбонизации воды в деаэраторе моделируется как процесс термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторном баке, для которого записывается кинетическое уравнение реакции:

, (1)

где С - массовая концентрация гидрокарбонатов в воде, К - константа скорости реакции; - время; n - порядок реакции.

Отметим, что К здесь является не кинетической характеристикой собственно химического процесса, а косвенно учитывает и скорость диффузионных процессов в системе, то есть является зависимой от гидродинамических условий реализации процесса. Поэтому К рассматривается как параметр идентификации модели, значения которого подлежат определению экспериментальным путем.

В соответствии с данными В.А. Пермякова [9], рассматриваемый процесс с наибольшей вероятностью протекает как реакция второго порядка (n = 2), однако при малой общей щелочности деаэрируемой воды можно ожидать смену механизма химической стадии процесса и, возможно, порядка реакции на n = 1. Таким образом, значение n также следует установить в ходе экспериментальных исследований.

Ранее нами было показано [7, 8], что использование в качестве располагаемого времени процесса времени полного вытеснения, вычисляемого как отношение объема воды в баке к объемному расходу воды через бак, приводит к существенному разбросу относительного среднего экспериментальных значений К. Доказано, что наблюдаемые разбросы обусловлены влиянием гидродинамической обстановки в баке на кинетику термического разложения гидрокарбонатов.

Для преодоления указанной проблемы предложено использовать в расчетах более сложную модель движения, в рамках которой поток воды через бак представляется в виде совокупности включенных параллельно друг другу m малых реакторов идеального вытеснения. Для каждого из таких реакторов имеет место свое значение времени пребывания воды в баке i, с, которое предложено вычислять по результатам моделирования течения воды в баке в программном комплексе FlowVision Применение пакетов прикладных программ при изучении курсов механики жидкости и газа: учеб. пособие / Т.В. Кондратин, Б.К. Ткаченко, М.В. Березникова и др. - М.: МФТИ, 2005. - 104 с.. В ходе специальных исследований обосновано требуемое число разбиений m = 1000 [7]. При таком подходе справедливы следующие соотношения:

, (2)

, (3)

где Сi, мкг-экв/дм3 - концентрация гидрокарбонатов на выходе из i-го малого реактора вытеснения; С0, мкг-экв/дм3 - концентрация гидрокарбонатов в воде на входе в бак; К - константа скорости реакции (одинаковая для всех m малых реакторов, поскольку температура воды во всех точках бака практически неизменна и соответствует температуре насыщения при данном давлении в деаэраторе), 1/с (n = 1) или кг/(мкг-экв·с) (n = 2); индексы n = 1 и n = 2 указывают соответственно на первый или второй порядок реакции; С, мкг-экв/дм3 - расчетное значение концентрации гидрокарбонатов в воде в выходном сечении деаэраторного бака.

Выяснено, что распределение времени пребывания воды в баке не является симметричным, что и обусловливает отличие значений К, вычисляемых по экспериментальным значениям концентраций С и С0 двумя рассматриваемыми методами расчета располагаемого времени процесса. При использовании предложенной методики выполнена обработка имеющихся опытных данных, по результатам которой получены комплексы экспериментальных значений К для деаэраторов с барботажом в баке и без него при разных значениях общей щелочности деаэрируемой воды (рис. 1). Полученные данные в соответствующих диапазонах изменения общей щелочности воды характеризуются разбросом относительно среднего, не превышающим показатели точности определения К как результата косвенного измерения (расчета К по результатам измерения общей щелочности, щелочности по фенолфталеину и ряда теплотехнических параметров потоков теплоносителей) [7, 8].

На основе описанной методики обработки экспериментальных данных, а также разработанной в ИГЭУ методики оценки эффективности декарбонизации воды [10, 11] для деаэраторов заданной конструкции при известных параметрах режима их работы разработана методика прогнозирования показателей эффективности декарбонизации воды, предусматривающая расчет у, и :

1) степень термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторе вычисляется как

, (4)

, (5)

где , мг-экв/дм3 - заданное значение общей щелочности химически очищенной (исходной) воды на входе в деаэратор; значение С, мкг-экв/дм3, определяется по выражениям (2), (3) после моделирования течения воды в баке для заданных значений конструктивных и режимных параметров в программном комплексе FlowVision и вычисления по его результатам комплекса значений i, с, для каждого из m выделенных малых реакторов; при этом значения n и К для расчета по (2) выбираются по данным рис. 1 при известном значении общей щелочности деаэрируемой воды (значения n принимаются такими, при которых комплексы экспериментальных значений К характеризуются большей прецизионностью, а в качестве К принимаются их средние значения в рассматриваемом диапазоне изменения щелочности);

2)  вычисляется следующим образом:

, (6)

, (7)

, (8)

, (9)

где - значение рН в охлажденной пробе химически очищенной воды; fII, fI - коэффициенты активности, которые для условий деаэрации химически очищенной воды могут быть приняты равными 0,95 и 0,85 соответственно;

3) , мг/дм3, рассчитывается по выражению

. (10)

Рассчитанные по приведенной методике значения у, и сопоставлены с экспериментальными значениями этих показателей для условий каждого из опытов, результаты которых отражены на рис. 1 [6, 12]. Выявлена в целом удовлетворительная сходимость: среднеквадратическое отклонение расчетных значений от экспериментальных соответствует нормируемой погрешности соответствующих методов и средств количественного химического анализа. Однако для более детальной проверки точности разработанной модели требуются дополнительные экспериментальные данные.

С точки зрения обоснованности применения в расчетах по разработанной модели, комплексы экспериментальных значений К, приведенные на рис. 1, имеют следующие недостатки:

1) по деаэраторам без барботажа в баке при общей щелочности деаэрируемой воды менее 2,3 мг-экв/кг наблюдается увеличение разброса экспериментальных значений К относительно среднего только по одному из исследованных аппаратов - деаэратору ДА-50, что не позволяет надежно обосновать выбор значения порядка реакции n при этих условиях;

Рис. 1. Значения константы скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов в атмосферных деаэраторах без барботажа в баке (вверху) и с барботажом в баке (внизу), определенные по предложенной методике на основе экспериментальных данных: n - прядок реакции; К - константа скорости реакции, 1/с (n = 1) или кг/(мкг-экв·с) (n = 2); Щоисх - общая щелочность воды перед деаэратором, мг-экв/кг; точки - экспериментальные данные для деаэраторов разных моделей: ? - ДА-300м, ОАО «Северсталь»; ^ - ДСА-300 (два струйных отсека в деаэрационной колонке), ОАО «Северсталь»; Д - ДСА-300 (один струйный отсек в деаэрационной колонке), ОАО «Северсталь»; _ - ДА-50, Родниковская ПГУ-ТЭС

Таблица 1. Характеристика объектов дополнительных экспериментальных исследований

Характеристика,

показатель,

единица измерения

Значение для объекта исследований

ДСА-200,

Ивановская ТЭЦ-1

ДА-300,

ОАО «Северсталь»

ДА-50,

котельная «Южная», г. Череповец

ДСА-75,

Костромская ГРЭС

ДА-200,

ТЭЦ-ЭВС-2 ОАО «Северсталь»

ДСА-100,

ОАО «Северсталь»

1. Конфигурация деаэрационной колонки

2 струйных отсека

2 струйных отсека + барботажный лист

2 струйных отсека + барботажный лист

3 струйных отсека

2 струйных отсека + барботажный лист

2 струйных отсека

2. Вместимость деаэраторного бака, м3

75

75

15

35

50

100

3. Тип затопленного барботажного устройства деаэраторного бака

Перфорированный коллектор

Перфорированный коллектор

Устройство системы ЦКТИ

Нет

Нет

Нет

4. Номинальная гидравлическая нагрузка, т/ч

200

300

50

75

200

100

5. Диапазон изменения гидравлической нагрузки в период испытаний, т/ч

От 10 до 24,8

От 55 до 164

От 12,1 до 22,6

От 21,5 до 59,5

От 45 до 150

От 16,3 до 50

6. Уровень воды в деаэраторном баке, мм

1850 ± 150

1650 ± 45

1520 ± 80

От 450 до 1450 (регулировался отдельно в каждом опыте с отклонениями не более 15 мм)

2250 ± 45

2150 ± 120

7. Температура воды перед деаэратором, оС

75,0 ± 2,2

70,0 ± 1,5

70,5 ± 2,5

От 68,7 до 85,6 (регулировалась отдельно в каждом опыте с отклонениями не более 0,8 оС)

72 ± 3

От 32,7 до 98,0 (регулировалась отдельно в каждом опыте с отклонениями не более 2,5 оС)

8. Избыточное давление в деаэраторе, кПа

20 ± 2

18 ± 2

20 ± 3

20 ± 5

20,0 ± 3,2

25 ± 5

9. Удельный расход выпара, кг/т

4,1 при гидравлической нагрузке 27,4 т/ч

(не регулировался)

2,8 при давлении в верхней части колонки 15 кПа;

3,6 при давлении в верхней части колонки 33 кПа

(не регулировался)

3,2 при гидравлической нагрузке 22 т/ч (не регулировался)

От 17,7 до 33,0 (не регулировался)

Не менее 5,3

Не менее 5,0

10. Количество опытов

21

4

16

4

33

4

2) по деаэраторам с барботажом в баке имеющиеся экспериментальные данные охватывают лишь узкий диапазон изменения общей щелочности, что не позволяет судить о вероятной смене механизма процесса при изменении щелочности деаэрируемой воды.

Для устранения этих недостатков возникла необходимость проведения дополнительных экспериментальных исследований в требуемых диапазонах изменения щелочности воды. Такие исследования реализованы на деаэраторах разных моделей; общая характеристика объектов дополнительных экспериментальных исследований приведена в табл. 1. Метрологическое обеспечение испытаний составляли преимущественно средства измерения образцового класса точности, прошедшие государственную поверку. Обработка результатов испытаний выполнена по разработанной ранее методике. Результаты расчета константы скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторах, в совокупности с полученными ранее по деаэраторам ДА-300м, ДСА-300 и ДА-50 данными приведены на рис. 2.

Проведенный с привлечением методов математической статистики анализ данных рис. 2, результаты которого отражены в табл. 2, в сопоставлении с данными рис. 1 позволяет сделать следующие выводы:

? по деаэраторам без барботажа в баке:

- дополнительные экспериментальные данные в целом не изменили выявленную ранее тенденцию: имеются статистически доказанные основания полагать изменение механизма процесса термического разложения гидрокарбонатов, выражаемое в изменении порядка реакции n, при общей щелочности деаэрируемой воды около 2,3 мг-экв/кг;

- для практических расчетов можно рекомендовать следующие значения параметров идентификации математической модели: n = 1 и К = (6,54 ± 0,97)·10-5 1/c при Щоисх < 2,3 мг-экв/кг; n = 2 и К = (3,22 ± 0,64)·10-8 кг/(мкг-экв·с) при Щоисх ? 2,3 мг-экв/кг;

Рис. 2. Расширенные комплексы значений констант скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов в атмосферных деаэраторах без барботажа в баке (вверху) и с барботажом в баке (внизу), определенных по предложенной методике на основе экспериментальных данных: точки - экспериментальные данные для деаэраторов разных моделей: ? - ДА-300м, ОАО «Северсталь»; ^ - ДСА-300 (два струйных отсека в деаэрационной колонке), ОАО «Северсталь»; Д - ДСА-300 (один струйный отсек в деаэрационной колонке), ОАО «Северсталь»; _ - ДА-50, Родниковская ПГУ-ТЭС; ? - ДСА-200, Ивановская ТЭЦ-1; ? - ДА-300, ОАО «Северсталь»; х - ДА-50, котельная «Южная»; ¦ - ДСА-75, Костромская ГРЭС; ж - ДА-200, ТЭЦ-ЭВС-2 ОАО «Северсталь»; ¦ - ДСА-100, ОАО «Северсталь»; прочие обозначения соответствуют рис. 1

? по деаэраторам с барботажом в баке:

- дополнительные экспериментальные исследования позволили существенно расширить учтенный диапазон изменения щелочности деаэрируемой воды, в результате чего выявлена и статистически доказана смена механизма процесса термического разложения гидрокарбонатов при общей щелочности воды около 0,7 мг-экв/кг;

- практические расчеты рекомендуется вести с использованием следующих значений параметров идентификации математической модели: n = 1 и К = (5,35 ± 1,81)·10-5 1/c при Щоисх < 0,7 мг-экв/кг; n = 2 и К = (1,87 ± 0,29)·10-7 кг/(мкг-экв·с) при Щоисх ? 0,7 мг-экв/кг.

Таблица 2. Параметры, характеризующие расширенные комплексы экспериментальных значений константы скорости реакции, моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторах

Параметр, единица измерения, гипотеза

Значение для деаэраторов

с барботажом

в баке

без барботажа

в баке

Граничное значение общей щелочности воды Щогр, соответствующее изменению механизма процесса, мг-экв/кг

0,7

2,3

Количество экспериментальных значений К, шт., при Що < Щогр / при Що ? Щогр

32 / 33

294 / 358

Средние значения К при Що < Щогр и порядке реакции n = 1, 1/с / n = 2, кг/(мкг-экв·с)

5,35·10-5 / 2,74·10-7

6,54·10-5 / 6,00·10-8

Среднеквадратическое отклонение К, %, при Що < Щогр и n = 1 / n = 2

33,9 / 63,8

14,9 / 31,1

Средние значения К при Що ? Щогр и порядке реакции n = 1, 1/с / n = 2, кг/(мкг-экв·с)

2,34·10-4 / 1,87·10-7

7,82·10-5 / 3,22·10-8

Среднеквадратическое отклонение К, %, при Що ? Щогр и n = 1 / n = 2

31,0 / 15,6

46,9 / 19,9

Значение критерия Фишера для комплексов значений К при n = 1 и n = 2

при Що < Щогр / при Що ? Щогр

3,54 / 3,95

4,34 / 5,54

Критическое значение критерия Фишера при Що < Щогр / при Що ? Щогр

1,81 / 1,79

1,21 / 1,19

Равноточны ли комплексы значений К при n = 1 и n = 2 при Що < Щогр / при Що ? Щогр?

Нет / Нет

Нет / Нет

Среднее квадратическое отклонение К, %, при Що ? Щогр и n = 1 / n = 2

31,0 / 15,6

46,9 / 19,9

Погрешность расчета К, %, как погрешность косвенного измерения (по результатам измерения контролируемых в опытах параметров) при Що < Щогр / при Що ? Щогр

29,9 / 12,9

15,8 / 18,2

Отметим, что характеризующие точность математической модели величины среднеквадратических отклонений К в рекомендованных диапазонах изменения общей щелочности воды соответствуют погрешности определения К как результата косвенного измерения, т.е. могут считаться обусловленными нормативными метрологическими характеристиками методов и средств измерения химических и теплотехнических параметров теплоносителей. Дальнейшее уточнение эмпирического обеспечения модели возможно при использовании более точных методов измерения, главным образом, щелочности (общей и по фенолфталеину) деаэрируемой воды.

Рис. 3. Сопоставление экспериментальных (уэ) и расчетных (ур) значений степени термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторах с паровым барботажом в баке (вверху) и без него (внизу): точки - результаты расчетов по предложенной методике при условиях опытов; обозначения точек соответствуют рис. 2; линия - совпадение расчетных и экспериментальных значений

На рис. 3 приведены результаты сопоставления для условий каждого из опытов экспериментальных значений у и значений у, рассчитанных по предложенной методике. При этом использованы определенные на предшествующем этапе рекомендованные для практических расчетов значения n и средние значения К при соответствующих опытных значениях Щоисх.

На рис. 4 аналогичное сопоставление выполнено по , а на рис. 5 - по(в этом случае сопоставление выполняется только для тех опытов, в которых экспериментально зафиксировано присутствие свободной углекислоты в деаэрированной воде). Сводные данные по результатам сопоставления приведены в табл. 3. Адекватность модели доказана по критерию Фишера.

Рис. 4. Сопоставление расчетных (рНд,р) и экспериментальных (рНд,э) значений рН деаэрированной воды для деаэраторов с паровым барботажом в баке (вверху) и без него (внизу): пунктирные линии показывают доверительный интервал, обусловленный нормативными характеристиками точности потенциометрического метода измерения рН; прочие обозначения соответствуют рис. 3

Таким образом, получено замкнутое математическое описание процессов декарбонизации воды при атмосферной деаэрации, характеризующееся точностью, соответствующей точности методов и средств количественного химического анализа. Это позволяет рекомендовать математическую модель к использованию при решении задач проектирования деаэрационных установок и их режимной наладки, связанных с поиском значений конструктивных и режимных параметров, обеспечивающих требуемое химическое качество деаэрированной воды.

Рис. 4. Сопоставление расчетных (СО2,р) и экспериментальных (СО2,э) значений массовой концентрации свободной углекислоты в пересчете на диоксид углерода в деаэрированной воде для деаэраторов без барботажа в баке: пунктирные линии показывают доверительный интервал, обусловленный нормативными характеристиками точности алкалиметрического метода измерения концентрации свободной углекислоты; прочие обозначения соответствуют рис. 3

Таблица 3. Параметры, характеризующие точность предложенной математической модели процесса декарбонизации воды в деаэраторах

Параметр,

единица измерения

Значение для деаэраторов

с барботажом в баке

без барботажа в баке

Среднеквадратическое отклонение расчетных значений от экспериментальных, %:

- у;

- ;

-

15,7

1,9

-

13,9

2,0

44,3

Средняя по опытам нормативная погрешность прямого измерения показателей эффективности, %:

- ;

-

2,3

-

2,4

45,7

Список литературы

1. Акользин, П.А. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования / П.А. Акользин. - М.: Энергоиздат, 1982. - 304 с.

2. Йовчев, М. Коррозия теплоэнергетического и ядерно-энергетического оборудования / М. Йовчев ; пер. с болг. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 222 с.

3. Кострикин, Ю.М. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления / Ю.М. Кострикин, Н.А. Мещерский, О.В. Коровина. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 254 с.

4. Шарапов, В.И. Термические деаэраторы / В.И. Шарапов, Д.В. Цюра. - Ульян. гос. техн. ун-т, 2003. - 560 с.

5. Особенности декарбонизации воды термическими струйно-барботажными деаэраторами атмосферного давления / Е.В. Барочкин, А.В. Мошкарин, В.Н. Виноградов и др. // Теплоэнергетика. - 2012. - № 7, С. 40-44.

6. Методика прогнозирования рН воды, выработанной деаэраторами атмосферного давления / Г.В. Ледуховский, С.Д. Горшенин, В.Н. Виноградов и др. // Вестник ИГЭУ - 2015. - вып. 6. - С. 5-9.

7. Ледуховский Г.В., Горшенин С.Д., Коротков А.А. Уточнение механизма процесса и константного обеспечения модели термического разложения гидрокарбонатов в атмосферных деаэраторах без парового барботажа в баке // Вестник ИГЭУ - 2013. - вып. 3. - С. 9-15.

8. Влияние парового барботажа в баке атмосферных деаэраторов на кинетику процесса термического разложения гидрокарбонатов / Г.В. Ледуховский, С.Д. Горшенин, А.А. Коротков // Вестник ИГЭУ - 2015. - вып. 3. - С. 5-12.

9. Оликер, И.И. Термическая деаэрация воды на тепловых электростанциях / И.И. Оликер, В.А. Пермяков. - Л.: Изд-во «Энергия», 1971. - 185 с.

10. Оценка эффективности декарбонизации добавочной воды атмосферными деаэраторами / Б.М. Ларин, А.Б. Ларин // Теплоэнергетика. - 2015. - № 2, С. 77-80.

11. Ларин, Б.М. Измерения электропроводности и рН в системах мониторинга водного режима ТЭС / Б.М. Ларин, А.Б. Ларин, А.В. Колегов. - Ивановский гос. энергетич. ун-т, 2014. - 332 с.

12. Прогнозирование показателей эффективности декарбонизации воды термическими деаэраторами атмосферного давления без парового барботажа в деаэраторном баке / Г.В. Ледуховский, С.Д. Горшенин, В.Н. Виноградов и др. // Теплоэнергетика. - 2015. - № 7, С. 68-75.

References

1. Akol'zin, P.A. Korroziya i zashchita metalla teploenergeticheskogo oborudovaniya [Corrosion and metal protection of the heat power equipment], Moscow: Energoizdat, 1982. - 304 p.

2. Yovchev, M. Korroziya teploenergeticheskogo i yaderno-energeticheskogo oborudovaniya [Corrosion of thermal power and nuclear power equipment],Moscow: Energoatomizdat, 1988. - 222 p.

3. Kostrikin, Yu.M., Meshcherskiy N.A., Korovina O.V. Vodopodgotovka i vodnyy rezhim energoob"ektov nizkogo i srednego davleniya [Water treatment and water regime of power low and medium pressure], Moskow: Energoatomizdat, 1990, 254 p.

4. Sharapov, V.I., Tsyura, D.V. Termicheskie deajeratory [Deaerating heaters], Ul'janovsk: UGTU, 2003. - 560 р.

5. Barochkin, E.V., Moshkarin, A.V., Vinogradov, V.N., Ledukhovskiy, G.V., Korotkov, A.A. Teploenergetika, 2012, issue 7, рр. 40-44.

6. Leduhovsky, G.V., Gorshenin, S.D., Vinogradov, V.N., Korotkov, A.A. Vestnik IGEU, 2015, issue 6, рр. 5-9.

7. Leduhovsky, G.V., Gorshenin, S.D., Korotkov, A.A. Vestnik IGEU, 2013, issue 3, рр. 9-15.

8. Leduhovsky, G.V., Gorshenin, S.D., Korotkov, A.A. Vestnik IGEU, 2015, issue 3, рр. 5-12.

9. Oliker, I.I., Permyakov, V.A. Termicheskaya deaeratsiya vody na teplovykh elektrostantsiyakh [Thermal deaeration of water at heat power stations], Leningrad: Energiya, 1971, 185 p.

10. Larin, B.M., Larin, A.B. Teploenergetika, 2015, issue 2, рр. 77-80.

11. Larin, B.M., Larin, A.B., Kolegov, A.V. Izmereniya elektroprovodnosti i pH v sistemakh monitoringa vodnogo rezhima TES [Measurements of electrical conductivity and pH of the water regime monitoring systems TPP], Ivanovo: IGEU, 2014 - 332 р.

12. Ledukhovskiy, G.V., Gorshenin, S.D., Vinogradov, V.N., Barochkin, Korotkov, A.A. Teploenergetika, 2015, issue 7, рр. 68-75

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Методика и основные критерии сравнения двух вариантов дегазаторов: пленочного, с насадкой из керамических колец Рашига (рассчитанного по методике СНиП /2/), и барботажного с гравийной загрузкой. Расчет барботажного дегазатора с гравийной загрузкой.

    практическая работа [29,8 K], добавлен 21.11.2010

  • Разработка проекта щеточной моечной установки для грузовых автомобилей. Расчёт давления воды в насадке. Определение силы гидродинамического давления струи и проверка выполнения условия удаления загрязнений. Расчёт основных параметров очистных сооружений.

    курсовая работа [414,0 K], добавлен 07.08.2013

  • Общие потери давления. Температура нагреваемой (холодной) воды на выходе из подогревателя. Коэффициент трения и плотность воды. Расчётный расход тепла. Определение радиуса и диаметра сечения, средней скорости движения воды и местных сопротивлений.

    контрольная работа [500,0 K], добавлен 13.04.2015

  • Классификация примесей, содержащихся в воде для заполнения контура паротурбинной установки. Показатели качества воды. Методы удаления механических, коллоидно-дисперсных примесей. Умягчение воды способом катионного обмена. Термическая деаэрация воды.

    реферат [690,8 K], добавлен 08.04.2015

  • Расчет мембранного аппарата. Определение количества мембранных элементов, составление балансовых схем по движению воды и компонента, подбор насосного оборудования для обеспечения требуемого рабочего давления при подаче воды в мембранный аппарат.

    контрольная работа [245,6 K], добавлен 06.05.2014

  • Проблемы воды и общий фон развития мембранных технологий. Химический состав воды и золы ячменя. Технологическая сущность фильтрования воды. Описание работы фильтр-пресса и его расчет. Сравнительный анализ основных видов фильтров для очистки воды.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 08.05.2010

  • Характеристика полиэтилена высокого давления. Физико-химические свойства. Нормативно-техническая документация. История возникновения и развития ОАО "Казаньоргсинтез". Назначение и особенности IDEF0-моделирования. Модель производства процессов "Как есть".

    курсовая работа [42,5 K], добавлен 03.05.2015

  • Рассмотрение основных методов промышленной очистки воды. Очищение от загрязнений методом электрокоагуляции. Изучение технологических процессов и конструкции электрокоагуляторов. Расчет производительности устройства и показателей его эксплуатации.

    курсовая работа [704,3 K], добавлен 30.06.2014

  • Мембранная технология очистки воды. Классификация мембранных процессов. Преимущества использования мембранной фильтрации. Универсальные мембранные системы очистки питьевой воды. Сменные компоненты системы очистки питьевой воды. Процесс изготовления ПКП.

    реферат [23,1 K], добавлен 10.02.2011

  • Методы обеззараживания воды в технологии водоподготовки. Электролизные установки для обеззараживания воды. Преимущества и технология метода озонирования воды. Обеззараживание воды бактерицидными лучами и конструктивная схема бактерицидной установки.

    реферат [1,4 M], добавлен 09.03.2011

  • Нормативные документы, регламентирующие производство и контроль качества воды. Типы воды, ее загрязнение и схемы очистки. Системы распределения воды очищенной и воды для инъекций. Контроль систем получения, хранения и распределения, валидация системы.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 12.03.2010

  • Расчет и корректировка исходного состава воды, коагуляция с известкованием, содированием и магнезиальным обескремниванием. Оборотные системы охлаждения, расчет осветлителя и состава воды после осветлителя, проверка и корректировка состава исходной воды.

    курсовая работа [169,1 K], добавлен 25.11.2010

  • Исследования процесса мойки автомобиля. Снижение поверхностного натяжения путем применения подогретой воды или СМС. Подача воды к моющим рамкам насосом с давлением. Расход жидкости через насадки. Конические, коноидальные и цилиндрические насадки.

    контрольная работа [543,6 K], добавлен 22.08.2011

  • Оценка качества воды в источнике. Обоснование принципиальной технологической схемы процесса очистки воды. Технологические и гидравлические расчеты сооружений проектируемой станции водоподготовки. Пути обеззараживания воды. Зоны санитарной охраны.

    курсовая работа [532,4 K], добавлен 02.10.2012

  • Изучение истории создания и теплофизических свойств полимеров и полимерных пленок. Экспериментальные методы исследования тепловодности, температуропроводности и теплоемкости. Особенности применения полимерных пленок в различных областях производства.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.12.2013

  • Задачи обработки воды и типология примесей. Методы, технологические процессы и сооружения для очистки воды, классификация основных технологических схем. Основные критерии для выбора технологической схемы и состава сооружений для подготовки питьевой воды.

    реферат [1,2 M], добавлен 09.03.2011

  • Пакет Flow Simulation программы Solidworks 2012. Моделирование аэродинамической трубы на примере ПВД, получение эпюр распределения давления. Распределение давления вблизи корпуса. Динамическое давление внутри трубки Пито. Приемник статического давления.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2014

  • Моделирование АИС. Создание автоматизированной системы управления процессом измельчения для повышения эффективности функционирования технологического комплекса за счет улучшения системы регулирования и контроля подачи руды и расхода воды в мельницу.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.01.2009

  • Методы производства полиэтилена низкого давления; выбор и обоснование технологии проектируемого производства. Характеристика продукции, ее применение; расчет и подбор оборудования; автоматизация процессов. Экологическая и экономическая оценка проекта.

    дипломная работа [209,2 K], добавлен 12.03.2011

  • Материальный баланс процессов в рабочем пространстве рекуперативного нагревательного колодца. Выбор датчика давления, преобразователя, исполнительного механизма, пускателя, блока ручного управления, регистратора и программируемого логического контроллера.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.07.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.