Математические модели тепломассообменных процессов в насадочных деаэраторах.

АННОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ В СХЕМАХ ВОДОПОДГОТОВКИ 9
1.1 .Основы деаэрации воды 9
1.1.1. Влияние «качества» воды на работу
теплоэнергетического оборудования 9
1.1.2. Очистка воды от растворенных газов 17
1.2.Технология удаления коррозионно-активных газов в деаэраторах 22
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В НАСАДОЧНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ 36
2.1. Подходы к проектированию промышленных аппаратов 36
2.2. Основы математического описания массообменных процессов в промышленных аппаратах 38
2.3. Система уравнений тепло- и массопереноса в промышленных колоннах 41
2.4. Алгоритм расчета насадочного деаэратора 45
2.4.1. Материальный баланс 49
2.4.2. Расчет скорости газа и диаметра аппарата 50
2.4.3. Расчет движущей силы массопередачи и числа единиц переноса 52
2.4.4. Расчет коэффициента массопередачи 53
2.4.5. Определение высоты и поверхности насадочного слоя 59
2.5. Результаты расчетов деаэраторов 60
2.6. Расчет высоты слоя насадки по диффузионной модели 62
2.7. Обобщенное решение 68

ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА МАССОПЕРЕДАЧУ ПРИ ДЕАЭРАЦИИ 70
3.1. Описание проблемы 70
3.2. Математическая модель с учетом тепловых эффектов 73
3.3. Результаты расчетов деаэраторов 77
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ ДЕАЭРАТОРА В КОТЕЛЬНОЙ 13-Я УЛИЦА 80
4.1. Влияние коррозии на работу оборудования водоподготовки
в котельных 80
4.2. Схема деаэрации в Котельной 13-я улица 81
4.3. Технические характеристики и краткое описание устройства
деаэраторов низкого давления и подпитки теплосети 82
4.4. Исследование и модернизация деаэратора ДСА-150
Котельной 13-я улица 84
4.5. Расчет ожидаемого экономического эффекта от внедрения 90
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 94
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 95

Весь текст будет доступен после покупки

Во введении отмечается актуальность работы, формулируются цель и задачи исследования, отмечается научная новизна.
В первой главе отмечается одна из основных проблем в системах водоподготовки - коррозия. Рассмотрены основные типы и конструкции деаэрационных установок. Сделан вывод: модернизация тепло- и массообменных аппаратов с использованием высокоэффективных контактных устройств является все более актуальным направлением в различных отраслях промышленности и энергетике.
Во второй главе рассмотрены математические модели для расчета насадочных деаэраторов. Представлена общая система уравнений массо- и теплопереноса и её частные случаи. Даны результаты расчетов с использованием модели идеального вытеснения и диффузионной модели структуры потоков с различными насадочными элементами. Представлено сравнение с экспериментальными данными различных авторов. Сделаны выводы об эффективности контактных устройств.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ В СХЕМАХ
ВОДОПОДГОТОВКИ
1.1. Основы деаэрации воды
1.1.1. Влияние «качества» воды на работу теплоэнергетического
оборудования
В результате электрохимических процессов взаимодействия воды с металлом происходит разрушение последнего, называемое коррозией [13].
Присутствие в воде растворенных коррозионно-активных газов, таких как кислород О2, диоксид углерода СO2 (свободная углекислота), аммиак NH3 усугубляют процессы коррозионного разрушения теплоэнергетического оборудования [36].
Кислород O2 и азот N2 попадают в воду вследствие контакта её с атмосферным воздухом. В природных и подземных водах, поступающих в теплоэнергетические установки для использования в качестве теплоносителя, диоксид углерода присутствует обычно в количествах, превышающих равновесное с атмосферным воздухом (иногда в несколько раз). Свободный диоксид углерода поступает в воду как конечный продукт биохимических процессов окисления органических веществ, содержащихся в водоемах и почве. Насыщение артезианской воды свободным диоксидом углерода обычно происходит в результате химических реакций в горных породах, через которые проходит вода. В результате обработки воды подкислением или водород- катионированием концентрации СO2 в воде резко увеличиваются. Водород, содержащийся в воде, обычно является продуктом коррозии металла оборудования. Аммиак NH3 может содержаться в исходной воде в виде примеси или вводится в химически очищенную или питательную воду при амминировании или присадке сульфата аммония. Сернистый ангидрид SO2 и сероводород Н2S могут попадать в пароводяной цикл станции с исходной водой или в результате разложения сульфита натрия при использовании этого реагента для химического обескислороживания воды [7].
Многочисленными исследованиями установлено, что растворенные в жидкости газы являются одной из главных причин внутренней коррозии трубопроводов [1,6,104]. Коррозионная активность воды зависит в основном от содержания в ней растворенного кислорода и углекислоты [57,58,106]. Другие растворенные в воде газы, за исключением углекислоты, неагрессивны. Углекислота способствует кислородной коррозии тем, что препятствует образованию защитного слоя окислов металла. Свободная углекислота уменьшает щелочность воды, что также способствует коррозии. При высокой температуре (выше 100 °С) и отсутствии кислорода в воде свободная углекислота является активным коррозионным агентом. Агрессивными газами являются так же сероводород и аммиак [77].
Коррозия паровых котлов, испарителей, паропреобразователей, подогревателей, трубопроводов, арматуры баков и другого оборудования наносит большой ущерб тепловым электростанциям, промышленным котельным, тепловым сетям и другим теплоэнергетическим объектам [55].
Одним из важных направлений исследований являются исследования в области предотвращения коррозии паровых котлов высокого давления [2]. Т.к. эти котлы являются наиболее ответственным оборудованием тепловых электростанций [62]. Повреждение такого котла, а особенно самой дорогой его части - барабана, влечет за собой дорогостоящий и трудный ремонт, а иногда даже замену барабана [7].

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки