Отзыв оппонента (Разработка методов совершенствования систем оборотного водоснабжения с башенными градирнями электростанций для увеличения выработки электроэнергии)

Отзыв официального оппонента Корнеева СД. на диссертацию Наумова Андрея Вадимовича «Разработка методов совершенствования систем оборотного водоснабжения с башенными градирнями электростанций для увеличения выработки электроэнергии», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14. — «Тепловые электрические станции, ит энергетические системы и агрегаты».

1. Актуальность избранной темы диссертационной работы Увеличение выработки электрической энергии в настоящее время является одним из приоритетных направлений развития техники и науки. Системы оборотного водоснабжения оказывают непосредственное влияние на ее выработку. От эффективности охлаждения оборотной воды зависит уровень вакуума в конденсаторах энергоблоков. Следовательно, любое снижение параметров систем оборотного водоснабжения (по отношению к расчетным) отражается на эффективности всей электростанции. В связи с этим, тема диссертационной работы Наумова А.В.

является актуальной. 3. Содерэканне работы Представленная к защите работа и изложена на 119 страницах, содержит 62 рисунка, 10 таблиц и состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включаю|цего 116 наименований. Во введении автором дана общая характеристика проблемы, обоснована ее актуальность, сформулированы цели и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ проблем совершенствования и эксплуатации систем оборотного водоснабжения и их элементов. Рассмотрены имеющиеся исследования по тематике работы. Выполнена их систематизация и сделан вывод о необходимости применения комплексного подхода для решения поставленных в диссертационной работе задач. В связи с этим, Наумов А.В. рассматривает особенности эксплуатации градирен насосов и трубопроводов систем оборотного водоснабжения на примере одного из энергоблоков ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго» как в «зимний», так и в «летний» периоды функционирования энергоблока. Рассмотрены такие острые проблемы, как образование льда на различных элементах градирен, способные привести к их аварийной остановке, проблемы коррозии водоводов и деформация рабочих каналов циркуляционных насосов.

Упоминаются и проблемы теплообмена в градирнях применительно к «летнему» периоду эксплуатации. Во второй главе автор рассматривает проблему интенсификации теплообмена в градирнях башенного типа, достаточно распространенного на современных электростанциях РФ. Проведено исследование зависимости теплового потока от диаметра разбрызгиваемых капель, позволяющее внести дополнительные уточнения, по сравнению существующими методами расчета, Автор отмечает, что уменьшение диаметра капель имеет ограничения, связанные с возрастанием их уноса потоком воздуха и полного испарения капли. Для определения влияния дисперсности капельного потока на теплообмен в градирне с учетом их испарения, автором осуществлено расчетное исследование с применением современного пакетного продукта Р1оъ%з1оп.

Начальный диаметр разбрызгиваемых капель составлял в одном варианте расчета 1 мм, в другом Змм. Показано более эффективное охлаждение воды в случае капель меньшего диаметра. Наряду с этим, сделан вывод о нецелесообразности дальнейшего снижения диаметра капель ввиду возрастания их уноса потоком воздуха. В качестве способа изменения диаметра капель разбрызгиваемой в градирне воды автор предлагает применение поверхностна-активных веществ (ПАВ), снижающих поверхностное натяжение жидкости. Показано, что такой способ апробирован в НИУ «МЭИ» и может быть адаптирован и для систем оборотного водоснабжения.

Кроме того, в диссертационной работе Наумова А.В. предложен метод увеличения расхода воздуха через градирню с целью глубокого охлаждения оборотной воды. Показано, что формирование гидрофобного покрытия на внутренней поверхности градирен позволяет уменьшить аэродинамические потери по ходу потока воздуха на 2-3 ',4. Для этого автором подтверждена возможность создания таких покрытий на внутренних поверхностях градирен башенного типа, а положительный эффект рассчитан путем компьютерного моделирования процесса с использованием пакета Г1ов У1з1оп.

В третьей главе представлено исследование образования льда, на элементах градирен в области верхнего и нижнего опорных колец в условиях эксплуатации в зимний период и предложены способы его уменьшения. Автором осуществлена серия лабораторных экспериментов по изучению адгезин противогололедных покрытий: на основе эпилама, нитрида титана и гидрофобного покрытия на основе поверхностно — активных веществ. Из них бьии определены лучшие, т.е. те, с которыми наледь имела худшую сцепляемость. Сделан вывод о целесообразности применения покрытия для защиты градирен от наледи, выполненного по ПАВ- технологии, разработанной в НИУ «МЭИ». С целью изучения льдообразования в условиях реальной эксплуатации башенных градирен, Наумовым А.В.

был осуществлен промышленный эксперимент на одной из градирен ТЭЦ-23 ОАО «Мосэнерго». Сравнивались и описывались процессы формирования льда на пролетах градирни. Детально описан процесс появления и распределения наледи. Выделены очаговые зоны, из которых наледь распространяется по всему пролету, препятствуя попаданию воздуха в градирню. Важным итогом промышленного эксперимента явилась зависимость степени обледенения пролета от параметров состояния окружающего воздуха.

Данная зависимость позволяет прогнозировать начало процесса льдообразования на поверхностях градирни и оценивать целесообразность ее перевода на зимний режим эксплуатации. Результаты выполненного экспериментального исследования автор объясняет и подтверждает расчетом. Показано, что наличие вихря между оросителем и стенкой градирни создает условия для формирования наледи и ее дальнейшего распространения. Аэродинамические процессы в области верхнего опорного кольца исследовались автором расчетным способом с использованием Р1ои%з1оп. Приведен анализ применения различных экранных конструкций для изменения условий взаимодействия воздушных масс с целью устранения факторов льдообразования.

Из числа рассмотренных вариантов выбрана рациональная конструкция. В четвертой главе предлагаются варианты улучшения эксплуатационных характеристик водоводов и насосного оборудования систем оборотного водоснабжения. Для трубопроводов указанных систем предложен метод снижения их гидравлического сопротивления путем формирования гидрофобного покрытия их проточной части. С целью снижения затрат на привод насосного оборудования системы оборотного водоснабжения, автором разработан вариант модификации элементов проточной части насосов путем формирования на ней гидрофобного покрытия. Приведены результаты лабораторных и промышленных экспериментов по определению величины снижения удельного энергопотребления насосами близкими по характеристикам к агрегатам, используемым в системах оборотного водоснабжения тепловых электростанций.

Прогнозируемый прирост к.п.д. насосов оценивается автором в 2'.4. 3. Оаучиан новизна и практическая ценность работы Научная новизна рассматриваемой работы, на мой взгляд, заключается в следующем: Автором получены экспериментальные зависимости степени обледенения пролетов градирен от периода сезонной эксплуатации.

Исследованы закономерности формирования наледи на конструктивных элементах градирен, что позволяет прогнозировать появление льда и своевременно переводить систему на зимний режим. Предложен и экспериментально обоснован метод борьбы со льдообразованием при эксплуатации градирен в зимний период путем использования гидрофоб ного покрытия элементов проточной части градирни с использованием ПАВ. Предложен и экспериментально обоснован метод снижения энергозатрат на транспортировку оборотной воды путем нанесения на элементы проточной части насосов и на внутренние поверхности трубопроводов гидрофобного покрытия с использованием ПАВ.

4. Степень обоснованности и достоверность положений, выводов и рекомендаций Наумовым А.В. выполнен подробный анализ проблем эксплуатации действукнцих систем оборотного водоснабжения. Это, в свою очередь, позволило определить основные подходы к совершенствованию элементов указанных систем. При выполнении исследований, автор использовал современные программные комплексы ~Р1ои Из1оп), При осуществлении лабораторных и промышленных экспериментов применял апробированные методики и современные средства и методы измерения. Поэтому основные положения, выводы и рекомендации, изложенные в работе, в достаточной мере достоверны и обоснованы. 5. Практическое значение диссертации Технические решения, изложенные в диссертации, позволяют повысить эффективность работы систем оборотного водоснабжения и улучшить условия охлаждения воды в градирнях башенного типа, а значит и увеличить выработку электроэнергии в энергоблоке вследствие снижения давления пара в конденсаторе..

Результаты диссертационной работы могут быть использованы при эксплуатации систем оборотного водоснабжения тепловых электростанций, в различных теплогенерирующих и промышленных компаниях, таких как ТГК-1, ООО «ГЭХ», ОАО «РАО Энергетические системы Востока» и на других предприятиях, эксплуатирующих системы оборотного водоснабжения. б. Апробация работы Результаты работы по тематике диссертации изложены в 7 публикациях.

Из них 2 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК. Доклады и тезисы докладов по теме диссертации представлялись на всероссийских и международных конференциях. Апробация основных результатов работы, по моему мнению, является достаточной. 7. Замечания По представленной к защите работе имеются следующие замечания: 1.