Диссертация (Разработка математических и компьютерных моделей переноса тепла, массы, импульса для систем тепло- и водоснабжения), страница 6

В градирне 1 наблюдается большое различие (до 50 см) в уровнях чаши и приемного канала, а также чаши и аванкамеры(до 1,4 м). В правой подсистеме уровень в чашах градирен составляет 50 − 60 смот верхней кромки. Различие уровней в чашах и аванкамере около 0,5 − 0,6 м.Отмечается существенно различающиеся подпоры насосов в левой( H н  5,5 м) и правой ( H н  3,8 м) подсистемах. Значительно меньший подпор вправой подсистеме создает условия для срыва работы насосов. Отметим, что вправой подсистеме характеристика сети является более крутой, чем в левой и ужепересекает суммарную характеристику насосов в зоне неустойчивой их работы.Анализируя состояние конденсаторов, можно заключить о существенном отличиирасходов через конденсаторы ТГ − 10 и ТГ − 11 по сравнению с паспортнымирасходами.

Так, в ТГ − 10 расход по сравнению с паспортным меньше на 11400 −5340 = 6060 т/ч, а ТГ − 11 на 13904 − 7973 = 4931 т/ч, что свидетельствует либооб их большой загрязненности, либо о прикрытости задвижек, через которые наних подается вода. То же самое можно отметить и для конденсаторов ТГ − 1(7468 − 5123 = 2345 т/ч) и ТГ − 5 (12488 − 10164 = 2324 т/ч).Правая и левая подсистемы цирксистемы ТЭЦВАЗ в настоящее время работают раздельно.

Отметим, что существенный интерес представляет исследованиевозможности их объединения. Необходимость проведения таких исследований32очевидна потому, что в объединенной цирксистеме имеются большие возможности для маневра (проще решаются вопросы резерва, вывода оборудования в ремонт и пр.). Следует, к тому же, отметить, что первоначально цирксистема проектировалась для их совместной работы.Результаты исследований объединенной цирксистемы даны на рис. 2.12.Отметим, что расчет в данном случае выполнялся для идентифицированнойсистемы с реальными характеристиками и при таком же составе оборудования,как и во втором варианте исследований.Анализируя полученные результаты расчётов можно заключить, что расходпо сравнению с предыдущим вариантом практически не изменился.

Такой результат объясняется тем, что система сеть − насосы является самонастраивающейся,то есть изменения происходят лишь внутри системы при неизменных общих расходных показателях. Однако отмечаются значительные изменения внутри системы. Например, уровни в чашах градирен левой подсистемы намного выше кромокбортов: в градирне 1 на 70 см, ГР − 2 на 40 см, ГР − 3 на 30 см, ГР − 4 на 20 см. Тоесть во всех этих градирнях будет наблюдаться перелив воды в больших количествах.В правой подсистеме уровень воды в чашах градирен и аванкамере существенно уменьшается (до 0,5−0,7 м в чашах градирен).

В результате подпор на насосах ЦНС − 2 уменьшается до 1,6 м, что недопустимо по условиям их устойчивойработы. Напор на соплах по сравнению с предыдущим вариантом практически неизменяется и составляет 3 − 4 м.По результатам выполненных исследований можно заключить, что объединение левой и правой подсистем цирксистемы ТЭЦВАЗ недопустимо.ТГ – 7 и ТГ – 8)работающих насосах (система разъединена на две подсистемы междуРис. 2.11. Результаты расчета цирксистемы с паспортными характеристиками при всех 10 − ти33Q  Q5 , 6 , 7  52970  31212  84182 т / ч 58157 т / чH1, H 2 , H 3 , H 4ЦНС 11, 2 , 3 , 4Q  QQЦНС  2 32349 т / ч34352.4. Модель цирксистемы Тольяттинской ТЭЦВ настоящем разделе приведены результаты расчётов цирксистемы Тольяттинской ТЭЦ, выполненные на разработанной для этих целей компьютерной модели.

И, в частности, выполнено исследование её текущего состояния и выданырекомендации, связанные с изменением режимов работы и по её реконструкции,позволяющие существенно повысить её эффективность. Выданы также некоторыерекомендации, справедливые и для ряда других цирксистем такого типа.Цирксистемы предназначены для охлаждения воды, направляемой в конденсаторы паровых турбин для конденсации пара. Эффективность её работы повеличине расхода оценивается её гидравлическим состоянием, которое влияет нетолько на пропускную способность, но и на расход энергии на перемещение воды.Многие существующие цирксистемы работают значительно ниже их проектныхвозможностей, что связанно с рядом причин. К ним относятся: ошибки проектирования (как правило, завышение диаметров трубопроводов, некорректный подбор оборудования, в частности, подбор насосов на режим максимальных давлений, критических наружных температур и максимальных температур теплоносителя, и как следствие, завышенных расходов, в то время как система работает вподобном режиме лишь 2 − 3% от полного времени работы насосов , а в остальноевремя должна выходить на средние характеристики, в результате чего происходитперерасход мощности и понижение КПД работы насосов), засорение конденсаторов турбин, работа параллельно соединённых насосов с различными мощностями,повышенное давление на входе насосов, высокое давление воды перед конденсаторами и др.

Выявить все эти проблемы и найти степень их влияния на эффективность работы можно лишь на модели, где цирксистема представлена как единаяцелая система, и в которой полностью моделируются протекающие в ней процессы.ЦирксистемаТоТЭЦпредставляетсложнуюгидравлическуюсеть(рис. 2.13) [25]. Определение расходов и давлений воды в разных точках цирксистемы не может быть проведено с помощью методов расчёта для параллельного36или последовательного соединения оборудования.

Эта задача может быть выполнена лишь для всей системы в целом путём разработки её компьютерной модели.Основную трудность при моделировании цирксистем представляют градирни,где поступление воды в атмосферу производится из сопел. Затем под действиемсилы тяжести вода поступает в чаши градирен таким образом, на участке сопла −чаши градирен происходит нарушение неразрывности потока, что создает особыетрудности при математическом и компьютерном моделировании таких систем.Для преодоления этих трудностей сопла градирен моделируются как вершины сети с заданным напором.

В чашах градирен происходит уравновешивание поступления воды из сопел и отбора её во всасывающие коллектора насосов.Рис. 2.13. Схема цирксистемы ТоТЭЦДвижение воды в градирнях сопровождается ее частичным испарением иуносом. Эти потери воды считаются известными и, поэтому величина восполнения потерь, производимая путем подпитки, известна. Точки подпитки являютсявершинами сети с известной подачей воды.Компьютерная модель строится на основе паспортных характеристикоборудования.

Для максимального приближения к реальному объекту необходимо выполнить её идентификацию. Для этого используется экспериментально полученные расходы и давления на различных участках системы. Для выполнения идентификации сопротивления элементов сети изменяют так, чтобы37определяемые на модели расчетные данные в соответствующих точках моделисовпадали с результатами эксперимента. Отметим, что идентификация – итеративный процесс, который на модели автоматизирован.Математическая модель включает следующую систему уравнений: 1 –балансовые соотношения по каждому узлу системы; 2 – соотношения по каждому участку системы, связывающие напоры в начале и в конце участка; 3 –граничные условия, задаваемые для всех узлов системы (либо требуемый отбор, или требуемый напор).В данной системе уравнений неизвестными являются давления и расходыводы.

Заданием указанных соотношений и краевых условий однозначно определяются расходы и напоры, в виду равенства числа уравнений числу неизвестных. При идентификации гидравлических сетей неизвестными являются коэффициенты гидравлических сопротивлений участков. Для однозначной идентификации системы необходимо привлекать данные экспериментов по определению параметров (расходов и давлений) в различных точках сетиВ схеме цирксистемы ТОТЭЦ число узлов составляет 255, число участков –289.

Для идентификации модели были привлечены экспериментальные данные,полученные в 69 точках цирксистемы. Точность идентификации при указанномчисле экспериментальных точек составляет не более 3 %.Выполненные на модели расчеты позволили заключить о больших перекосах в распределении циркводы в правой (ГР − 1,2) и левой (ГР − 3,4,5,6)частях цирксистемы. И, в частности, для цирксистемы с паспортными даннымипоступление воды на ГР − 1,2 на 8000 т/час меньше отбора, тогда как поступление воды на ГР − 3,4, 5,6 на ту же величину больше отбора.