Размещено на http://allbest.ru

Контроль теплопроизводительности и эффективности прямоточных парогенераторов, а так же энтальпии и степени сухости

На прямоточных парогенераторах влажного пара необходимы средства контроля теплопроизводительности и эффективности (КПД), а так же энтальпии и степени сухости генерируемого ими пара. Отсутствие этих средств контроля является одной из причин недостаточно высокой эффективности самих парогенераторов, и последующих потерь в технологических системах и процессах использующих пар.

Известен ряд новых технических решений, которые могут быть использованы для контроля технологических параметров парогенератора влажного пара, это: “Способ контроля эффективности прямоточного парогенератора влажного пара” [1], “Способ контроля теплопроизводительности прямоточного парогенератора влажного пара с деаэратором [2] и “Способ контроля степени сухости влажного пара” [3].

Упомянутые технические решения протестированы в системе управления парогенератора УПГ-60/16М работающего в комплексе паротеплового воздействия на нефтесодержащие пласты одного из месторождений нефти.

Представленные результаты тестирования показывают простоту реализации упомянутых средств контроля и, надежность получаемых результатов вычисления теплопроизводительности и эффективности парогенератора, а так же энтальпии и степени сухости генерируемого им пара.

Эти результаты сделали явными имеющие место факты падения эффективности работы парогенератора в период его плановой эксплуатации, которые при отсутствии названных средств контроля остаются незамеченными.

теплопроизводительность парогенератор месторождение

На рисунке рис. 1. показана схема парогенератора, с необходимой детализацией технологических узлов и измерителей, используемых для контроля теплопроизводительности и эффективности, энтальпии и степени сухости генерируемого влажного пара. Парогенератор содержит:

- газопровод 1, с арматурой и расходомером топливного газа 2;

- паропровод парогенератора 3;

- линию 5 подачи воды в деаэратор 15, с расходомером воды 6 и датчиком температуры 7;

- линию 8 подачи воды от деаэратора 15 в пароводяной тракт парогенератора 16, с расходомером воды 9, датчиком температуры 10 и датчиком давления 12;

- линию 11 подачи пара в деаэратор;

- блок обработки технологической информации 18.

Через топливопровод 1 в топку парогенератора 17 поступает топливо, например топливный газ. Расход топливного газа измеряется расходомером 2.

По линии 5 в деаэратор 15 поступает химически обработанная исходная вода. Расходомером 6 измеряется расход исходной воды, а датчиком 7 ее температура. Для обеспечения деаэрации исходной воды в деаэратор 15 из паропровода 3, по линии 11, поступает пар.

По линии 8 из деаэратора 15 в пароводяной тракт 16 парогенератора подается деаэрированная питательная вода. Расходомером 9 измеряется ее расход, датчиком 10 - температура, датчиком 12 - давление. В деаэраторе 15 регулируется давление - подачей пара по линии 11, и уровень - подачей воды по линии 5.

Из пароводяного тракта 16 влажный пар поступает в паропровод парогенератора 3. Из паропровода парогенератора пар поступает:

- в паропровод внешней нагрузки;

- на подогрев исходной воды;

- в деаэратор.

По сигналам измерителей вычисляют: теплопроизводительность и эффективность парогенератора, энтальпию и степень сухости генерируемого пара.

Устройство, показанное на рисунке рис. 1., является «базовой принадлежностью» известного прямоточного парогенератора. Для осуществления, с его помощью, контроля производительности, тепловой эффективности, а так же степени сухости и энтальпии генерируемого влажного пара необходимо по измеряемым параметрам выполнять вычисления, регламентируемые предлагаемыми способами контроля.

В таблице табл. 1. показаны записи с измеряемыми параметрами и вычисляемые значения энтальпии и степени сухости генерируемого пара, эффективности и теплопроизводительности парогенератора.

Записи с 3-й и далее, включая 51-ю - параметры этапа наладки.

Записи с 52-й и далее, включая 104-ю - параметры этапа плановой эксплуатации.

По данным таблицы табл.1., в координатах «расход топливного газа - давление воздуха перед горелками» построены: линия режимов по исходным данным периода наладки, и линия режимов по исходным данным периода эксплуатации. Отмеченные линии режимов работы парогенератора показаны на рисунке рис. 2.

Из характера этих двух линий следует, что в период плановой эксплуатации режимная карта работы парогенератора существенно отличалась от режимной карты построенной по данным периода наладки. То есть, эксплуатация не соблюдала рекомендованную специалистами наладки режимную карту работы парогенератора.

В координатах «расход топливного газа - производительность», по данным периода наладки и, данным периода плановой эксплуатации построены: график зависимости производительности от расхода топлива в период наладки, и график зависимости производительности от расхода топлива в период эксплуатации.

Табличный материал, и графики, показывают, что модификация режимов горения в период эксплуатации, при увеличении расхода газа привела к уменьшению теплопроизводительности, и, к увеличению давления в топке до уровня существенно превышающего аварийный предел (0,70 кПа).

Некоторые численные результаты этой модификации режимов:

Ю Эффективность парогенератора с уровня значений ~0,78 (записи 48, 49) при наладке, упала до уровня ~0,53 (записи 56, 57) при эксплуатации;

Ю При практически одинаковом расходе газа [~1867 м3/ч мВт на этапе наладки (записи 48, 49) и ~1880 м3/ч на этапе эксплуатации (записи 56, 57)] теплопроизводительность парогенератора с ~24,0 мВт, снизилась до значения ~17,2 мВт;

Ю При наладке парогенератор производил влажный пар со значением степени сухости ~0,45 (записи 48, 49), при эксплуатации - производил недогретую воду (записи 56, 57);

Ю При наладке, с расходом газа 1683,99 м3/ч, достигалась более высокая теплопроизводительность (20,187 мВт, запись 37), чем при эксплуатации, с расходом газа 2302,64 м3/ч (20,015 мВт, запись 80);

Ю Теплопроизводительность 24,308 мВт (запись 49) достигавшаяся при наладке (расход газа 1867,0 м3/ч) в период плановой эксплуатации оказалась недостижимой;

Ю Рабочий диапазон теплопроизводительности от 12,23 мВт до 24,00 мВт (по топливу от 1020,76 м3/час до 1867,0 м3/час) в период наладки, в период плановой эксплуатации изменился в диапазон от 13,60 мВт до 19,44 мВт (по топливу от 1496,38 м3/час до 2236,98 м3/час).

Таким образом, показано, что:

§ Эксплуатация парогенераторов без средств контроля теплопроизводительности, эффективности и качества генерируемого ими пара не позволяет объективно оценивать эффективность производства и использования тепловой энергии, а так же оперативно реагировать на уменьшение параметров эффективности.

§ Предлагаемые технические решения обеспечивают возможность контролировать теплопроизводительность и энергетическую эффективность прямоточных парогенераторов, а так же энтальпию и степень сухости генерируемого ими влажного пара.

§ Контроль теплопроизводительности и эффективности парогенераторов, энтальпии и степени сухости генерируемого ими пара существенно расширяет возможность оптимизации режимов эксплуатации, и обеспечивает платформу для создания эффективной системы автоматического регулирования и управления процессами производства пара.

Список ссылок по тексту работы

1. Способ контроля эффективности прямоточного парогенератора влажного пара, заявка № 2009137054, приоритет от 06.10.2009 г., РЕШЕНИЕ о выдаче патента от 24 февраля 2011 г., дата публикации заявки на изобретение: 20.04.2011 г. Бюл. № 11.

2. Способ контроля теплопроизводительности прямоточного парогенератора влажного пара с деаэратором, приоритет от 11.05.2010 г., экспертиза по существу.

3. Способ контроля степени сухости влажного пара, приоритет от 15.05.2008 г., зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27 января 2010 г., патент RU № 2380694 C1.

Размещено на Allbest.ru