Підвищення ефективності роботи конденсаційних установок парових турбін шляхом застосування рідинно-парових ежекторів
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263331Ключові слова:
конденсаційна установка, парова турбіна, рідинно-паровий ежектор, рідинно-кільцевий вакуумний насос, ексергетична ефективність, термоекономічний аналізАнотація
Розглянуто можливість застосування рідинно-парових ежекторів у конденсаційних установках парових турбін. Дана установка призначена для відкачування пароповітряної суміші з конденсатора парової турбіни, в якому процес відбувається за тиску, нижчого за атмосферний. В традиційній схемі це забезпечується двоступеневим пароструминним ежекторним агрегатом. Пропонована схема передбачає застосування одноступеневого рідинно-парового ежектора та його можливий форвакуумний режим роботи спільно з рідинно-кільцевим вакуумним насосом. Робочий процес рідинно-парового ежектора не потребує підведення робочої пари ззовні, тому що її генерація відбувається в активному соплі рідинно-парового ежектора. Наведено опис традиційної схеми та пропонованих варіантів, які відмінні як за схемним рішенням, так і за робочими параметрами. Об’єктом дослідження є рідинно-паровий ежектор, який використовується у конденсаційній системі парової турбіни. Проведено термодинамічний розрахунок пропонованих схемних рішень. У результаті визначені необхідні режимні параметри схем. Для оцінювання доцільності застосування рідинно-парового ежектора в конденсаційних системах парових турбін виконано ексергетичний аналіз. Пропонована схема дає змогу підвищити ефективність у 2,3 рази, а при застосуванні з рідинно-кільцевим вакуумним насосом – у 2,44 рази. Для оцінки економічної ефективності модернізації конденсаційної системи було виконано термоекономічний аналіз. Використання пропонованої схеми дозволяє зменшити витрати на генерацію котельної пари та знизити вартість кінцевого продукту паротурбінної установки приблизно на 51 %. Одержано оцінну вартість одиниці кількості витраченої котельної пари на тонну продукту та на питому вартість пари
Посилання
- Šarevski, M. N., Šarevski, V. N. (2016). Water (R718) Turbo Compressor and Ejector Refrigeration / Heat Pump Technology. Butterworth-Heinemann. doi: https://doi.org/10.1016/C2015-0-01782-8
- El-Dessouky, H., Ettouney, H., Alatiqi, I., Al-Nuwaibit, G. (2002). Evaluation of steam jet ejectors. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 41 (6), 551–561. doi: https://doi.org/10.1016/s0255-2701(01)00176-3
- Akteriana, S. (2011). Improving the energy efficiency of traditional multi-stage steam-jet-ejector vacuum systems for deodorizing edible oils. Procedia Food Science, 1, 1785–1791. doi: https://doi.org/10.1016/j.profoo.2011.09.262
- Ahmadi, P., Fakhari, I., Rosen, M. A. (2022). A comprehensive approach for tri-objective optimization of a novel advanced energy system with gas turbine prime mover, ejector cooling system and multi-effect desalination. Energy, 254, 124352. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124352
- Bhowmick, A., Kundu, B. (2022). Extremum analysis based on exergy and economic principle for ejector-absorption cycles combined with regenerative organic-Rankine and gas-turbine cycles. Energy Conversion and Management, 253, 115174. doi: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.115174
- Woodland, B. J., Ziviani, D., Braun, J. E., Groll, E. A. (2020). Considerations on alternative organic Rankine Cycle congurations for low-grade waste heat recovery. Energy, 193, 116810. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.116810
- Zheng, L., Hu, Y., Mi, C., Deng, J. (2022). Advanced exergy analysis of a CO2 two-phase ejector. Applied Thermal Engineering, 209, 118247. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.118247
- Assari M.R., Tabrizi, H. B., Beik, A. J. G., Shamesri, K. (2022). Numerical Study of Water-air Ejector using Mixture and Two-phase Models. International Journal of Engineering, 35 (2), 307–318. doi: https://doi.org/10.5829/ije.2022.35.02b.06
- Sharapov, S., Husiev, D., Panchenko, V., Kozin, V., Baha, V. (2020). Analysis of the possibility of using R718 for a heat pump of a heating system based on a liquid-vapor ejector. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (8 (108)), 39–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.217274
- Rahvard, A. J., Lakzian, E., Foroozesh, F., Khoshnevis, A. (2022). An applicable surface heating in a two-phase ejector refrigeration. The European Physical Journal Plus, 137 (2). doi: https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-021-02203-3
- Arseniev, V. M., Meleichuk, S. S. (2018). Teplovi nasosy: osnovy teoriyi i rozrakhunku. Sumy: Sumskyi derzhavnyi universytet, 364. Available at: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/70532
- Tsatsaronis, G. (2006). Application of Thermoeconomics to the Design and Synthesis of Energy Plants. Encyclopedia of Life Support Systems (EOLSS). Available at: https://www.academia.edu/28447880/Application_of_Thermoeconomics_to_the_Design_and_Synthesis_of_Energy_Plants
- Tsatsaronis, Dzh. (2002). Vzaimodeystvie termodinamiki i ekonomiki dlya minimizatsii stoimosti energopreobrazuyuschey sistemy. Odessa: OOO «Studiya «Negotsiant», 152. Available at: http://catalog.odnb.odessa.ua/opac/index.php?url=/notices/index/IdNotice:21748/Source:default
- Sharapov, S., Arsenyev, V., Protsenko, M. (2013). The use of liquid-vapor ejector in vacuum systems. Compressors 2013 - 8th International Conference on Compressors and Coolants. Available at: https://szchkt.org/compressors/Contents/2013/proceedings.pdf
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Serhii Sharapov, Sviatoslav Yevtushenko, Vitalii Panchenko, Viktor Kozin, Oleksandr Ivchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
