Утилизация пара в градирнях ТЭЦ методом акустической коагуляции

Номер документа 7220170053

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
44.09.33. Гидроэнергетические ресурсы

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Энергетическое машиностроение и оборудование
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Информационный листок
Номер: ?2-025-17
Автор (принявший орган): Тюменский индустриальный университет, кафедра Кибернетических систем, 625000 г.Тюмень, ул. Володарского, 38, Логачев Виктор Григорьевич, д.т.н., профессор, 8(906)8203160, t-park@tsogu.ru
Дата: 01.09.2017
Регион: Тюменская область
Источник информации: https://www.tyuiu.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Назначение - осаждение пара в градирнях ТЭЦ

 В настоящее время при работе ТЭЦ с оборотным циклом  происходит выброс значительного количества пара и тепла в атмосферу; пар, смешиваясь с выхлопными и дымовыми газами, способствует образованию парникового эффекта, а также выпадает в виде кислотных дождей. Выбросы водяного пара из градирен не так уж безобидны: каждая тонна пара, выброшенная из градирни в приземный слой атмосферы, где, собственно, и образуется парниковый эффект, эквивалентна по парниковому эффекту 360 кг углекислого газа.В наше время парниковый эффект в среднем до 78% обусловлен парами воды и только на 22% углекислым газом.                                                                                                                        Башенные градирни используются для охлаждения больших объемов воды на тепловых и атомных электростанциях. 
Характеристики башенных градирен: изготавливаются из монолитного бетона; высота может достигать 90м; площадь орошения – до 3200м2 

 

 

На Тюменской ТЭЦ-2 для охлаждения воды работают четыре градирни, максимальный суммарный расход воды на градирни  №1-4 составляет 76 570 кубометров в час. Потери воды вследствие уноса ветром и испарения в градирнях без водоуловительных устройств составляют более 1% расхода охлаждаемой воды. По расчетам специалистов кафедры Кибернетических систем Тюменского индустриального университета при испарении 1% в градирнях  годовые безвозвратные потери воды составляют  6 707 532 куб. метров. Испаряется чистая вода, которую можно использовать в технологическом процессе, например, в качестве котловой. Стоимость которой составляет 50 руб. за куб.метр.
При этом финансовые потери составляют 335 376 600 руб.в год.
Путь снижения негативного воздействия ТЭЦ с оборотным циклом: использование явления физического процесса акустической коагуляции пара стоячими ультразвуковыми волнами.

Акустическая коагуляция - это процесс сближения и укрупнения взвешенных в газе жидких капелек под действием акустических колебаний звуковых и ультразвуковых частот. В результате коагуляции происходит осаждение взвешенных в газе (аэрозоли) жидких капелек. Малый размер частиц аэрозоля является причиной их большой подвижности: частицы участвуют в броуновском движении, увлекаются конвективными течениями. При наложении звукового поля возникают дополнительные силы, способствующие коагуляции: взвешенная в газе частица вовлекается в колебательное движение, на нее действует давление звукового излучения, вызывая ее дрейф, она увлекается акустическими течениями. На практике технология работает следующим образом.

Внутри градирни  в нижней ее части по центру основания устанавливают усеченный круговой конус таким образом, чтобы ультразвук отражался по всему объему градирни. В качестве материала для усеченного кругового конуса  используют любой звукоотражающий материал, например металл (стальной металлический лист), стекло и т.п. Размеры усеченного кругового конуса  выбирают из условия угла падения и отражения ультразвука в объеме градирни.

Генераторы ультразвука, расположенные внутри градирни на ее боковой поверхности, излучают ультразвуковые волны в направлении усеченного конуса. Ультразвук отражается от боковой поверхности усеченного кругового конуса  по 

направлению к внутренней поверхности градирни. Отраженным ультразвуком  создается ультразвуковое поле в виде стоячих волн  в объеме внутренней полости градирни. В оросительной системе градирни происходит охлаждение теплой воды холодным воздухом. Пар от охлаждаемых водяных струек конвективными потоками воздуха увлекается вверх и попадает в ультразвуковое поле в виде стоячих волн, где происходит его коагуляция. Укрупненные коагулированные капельки  пара под действием собственного веса осаждаются в резервуар.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
На фиг.1 изображено: 1 - градирня, 2 - усеченный круговой конус; 3 - труба для подачи теплой воды, 4 - оросительная система, 5 - струйки воды, 6 - капельки пара, 7 - отраженный звук, 8 - падающий звук, 9 - излучатель звука, 10 - генератор звука, например ГЗ-34, 11 - резервуар.
Повышается КПД ТЭЦ за счет сокращения потребления энергии на собственные нужды и снижения выброса пара в атмосферу. Сконденсированная вода может использоваться в качестве котловой. Появляется возможность снижения тарифов на электроэнергию. Решается частично экологическая проблема – парниковый эффект.