Матричное моделирование и диагностика состояния регенеративных подогревателей высокого давления
В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский, К.Н. Бубнов, С.И. Шувалов, М.А. Кузнецов
Вестник ИГЭУ, 2024 г. выпуск 2, сс. 82—91
Скачать PDF
Состояние вопроса. Повышение эффективности работы теплообменных аппаратов является одним из основных путей энергосбережения, которое относится к приоритетным направлениям развития науки, техники и технологий Российской Федерации. Совершенствование процессов тепломассообмена в регенеративных подогревателях и конденсаторах турбоустановок тепловых электрических станций позволяет существенно повысить эффективность работы энергетического оборудования. Диагностика состояния и совершенствование режимов работы регенеративных подогревателей высокого давления, которые являются составной частью систем регенеративного подогрева питательной воды турбоустановок, являются актуальными научными и практическими задачами.
Материалы и методы. Для разработки модели регенеративного подогревателя высокого давления использована методология матричной формализации описания тепло- и массообменных процессов. Для решения задач диагностирования состояния поверхностей нагрева теплообменного оборудования применены методы математического программирования.
Результаты. В рамках методологии матричной формализации разработан подход к моделированию и решению задач диагностики многоступенчатых теплообменных аппаратов с учетом фазового перехода в теплоносителях. Исследована чувствительность полученного решения к входным сигналам. Получены и проанализированы решения задачи для возможного диагностирования состояния регенеративного подогревателя высокого давления.
Выводы. Анализ полученных расчетных результатов показал адекватное описание моделью реального теплообменного процесса для анализируемого подогревателя и возможность использования предложенной модели для мониторинга и оперативной диагностики состояния энергетического оборудования. Предложенный подход позволяет формулировать и решать обратные задачи диагностики состояния оборудования теплообменных установок различного назначения.
- Бродов Ю.М., Ниренштейн М.А. Расчет теплообменных аппаратов паротурбинных установок: учеб. пособие. – Екатеринбург: УГТУ, 2001. – 373 с.
- Бродов Ю.М., Савельев Р.З. Конденсационные установки паровых турбин: учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1994. –288 с.
- Ледуховский Г.В., Поспелов А.А. Энергетические характеристики оборудования ТЭС. – Иваново, 2014. – 232 с.
- Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328 с.
- Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1: пер. с англ. / под ред. О.Г. Мартыненко и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 560 с.
- Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 288 с.
- Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации. – М.: Энергия, 1977. – 240 с.
- Исаченко В.П. Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 416 с.
- Жуков В.П., Барочкин Е.В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок. – Иваново, 2009. – 176 с.
- Матричный метод решения обратной задачи теплопередачи в теплообменных аппаратах / В.П. Жуков, А.Е. Барочкин, М.С. Боброва и др. // Вестник ИГЭУ. – 2021. – Вып. 2. – С. 62–69.
- Решение обратной задачи теплопередачи в конденсаторе турбоустановки со встроенным теплофикационным пучком / В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский, М.Д. Фомичев и др. // Вестник ИГЭУ. – 2024. – Вып. 1. – С. 85–91.
- Бродов Ю.М. Атлас конструкций теплообменных аппаратов турбоустановок ТЭС и АЭС: учеб. пособие для вузов. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1980. – 31 с.
- Теплообменные аппараты в системах регенеративного подогрева питательной воды паротурбинных установок: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Бродов, М.А. Ниренштейн, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков / под ред. Ю.М. Бродова. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998. –192 с.
- Теплообменники энергетических установок: учебник для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин и др.; под ред. Ю.М. Бродова. – Екатеринбург: Сократ, 2003. – 968 с.
- Бажан П.И., Каневец Г.М., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. – М.: Машиностроение, 1989. – 366 с.
- Берман С.С., Михеева И.М. Расчет теплообменных аппаратов турбоустановок. – М.: Энергия, 1973. – 320 с.