Агрегативной устойчивости

Задача, поставленная перед советскими энергомашиностроителями семилетним планом, была успешно выполнена. В одном только 1963 г. введено в действие 33 турбоагрегата, среди которых агрегаты по 300 тыс. кет, установленные на Черепетской и Приднепровской ГРЭС. Наша теплоэнергетика уже пополнилась более чем 80 агрегатами мощностью в 190, 200 и 300 тыс. кет, и число их продолжает расти. В недалеком будущем войдут в строй турбогенераторы мощностью 600 и 800 тыс. кет. Наряду с укрупнением турбогенераторов идет увеличение производительности парогенераторов (свыше 950 т/час) и конструируемых головных образцов (1950 т/час). Увеличение паропроизводительности позволяет объединить звенья цепи преобразования энергии (парогенератор — турбина — электрогенератор) в единый энергетический блок с автоматическим регулированием.

К концу 1940 г. сформировалась Новосибирская энергетическая система. К этому времени была введена в действие крупная Новосибирская тепловая электростанция на кузнецких углях с агрегатами мощностью по 25 МВт.

Кураховская тепловая электростанция с агрегатами мощностью по 50 МВт была также введена накануне войны и являлась связующим звеном между двумя системами.

В десятой пятилетке энергетические системы пополнятся первыми специальными маневренными агрегатами, создаваемыми для покрытия переменной части графика нагрузок. Для этой цели будут введены полупиковый паротурбинный блок мощностью 500 МВт на газомазутном топливе на Лукомльской ГРЭС и три газотурбинных агрегата мощностью каждый по 100 МВт в Мосэнерго. Сооружается Загорская ГАЭС мощностью 1200 МВт с обратимыми агрегатами мощностью (в генераторном режиме) по 200 МВт.

К концу 1940 г. оформилась и Новосибирская энергосистема. К этому времени была введена в действие крупная тепловая электростанция на кузнецких углях с агрегатами мощностью по 25 МВт.

В настоящее время ТЭС сооружаются с агрегатами мощностью 500— 800 МВт; в дальнейшем их мощность будет возрастать, что позволит значительно повысить к. п. д. используемого топлива. Сейчас в США работает блок мощностью 1150 МВт._Брльшое значение имеет и сокращение потерь при передаче электроэнергии на расстояние. В настоящее время напряжение переменного тока уже достигло большой величины. Теперь уже стоит проблема перехода для сверхдальных электропепедач (на расстояние 1500 км

К энергоемким отраслям относится химическая промышленность, занимающая второе место по потреблению тепловой энергии среди других отраслей промышленности. По большинству видов химической продукции в одиннадцатой и двенадцатой пятилетках предусматривается снижение норм расхода тепловой энергии, что будет достигнуто в основном за счет дальнейшего расширения применения энерготехнологических агрегатов большой единичной мощности в производствах аммиака, метанола, карбамида, серной кислоты, слабой азотной кислоты, серы — газовой и природной и др. В частности, в одиннадцатой пятилетке прирост производства аммиака обеспечивается за счет ввода прогрессивных энерготехнологических схем единичной мощностью 600 и 1500 т в сутки, а метанола — за счет ввода новых бесконверсионных схем с агрегатами мощностью 100 тыс. т и более продукта в год, ускорения освоения действующих энерготехнологических установок и перевода производства на природный газ и синтез-газ, что позволит существенно снизить удельные расходы тепловой энергии в этих производствах.

В Социалистической Республике Вьетнам с помощью СССР в 1976—1980 гг. осуществлялось сооружение ТЭС Фалай с агрегатами мощностью 100 МВт, велись подготовительные работы по строительству крупнейшей в юго-восточной Азии гидроэлектростанции Хао-Бинь на р. Черной мощностью 1920 МВт, а также строительство линий электропередачи напряжением до 220 кВ.

Для разработки правильной методики расчета 4>УнДа-ментов с учетом динамической нагрузки нужно было прежде всего пересмотреть основные положения расчета, что можно осуществить только на основе исследований, проведенных на турбоагрегатах, находящихся в эксплуатации. Такие исследования были проведены группой сотрудников Тбилисского научно-исследовательского института сооружений и гидроэнергетики имени А. В. Винтера (ТНИСГЭИ) лод руководством автора настоящей книги. Опыты проводились по разработанной нами методике как на действующих теплоэлектростанциях с агрегатами мощностью 4—100 тыс. кет, так и на специально созданном вибростенде, моделирующем турбоагрегат и фундамент. Применявшаяся при этих опытах современная электроизмерительная аппаратура, обладавшая большой точностью и чувствительностью, позволила вскрыть и объяснить ряд явлений, ускользавших ранее от внимания исследователя.

Газотурбинная электростанция с агрегатами мощностью по

ций с двумя агрегатами мощностью соответственно 5 000 и 22 000 кет. При работе установки на мазуте топливная система для тех же установок может быть приблизительно оценена в 25—10 долларов за 1 кет. Увеличение стоимости мазутной топливной системы по сравнению со стоимостью топливной системы для дизельного топлива объясняется необходимостью установки в первой системы очистки топлива. Для станции из двух установок мощностью по 22 000 кет стоимость мазутной топливной системы будет порядка 15 долларов за 1 кет. Стоимость очистки мазута может колебаться в широких пределах в зависимости от наличия вредных

3-12) использование электроэнергии более благоприятно для процессов термической обработки, плавки стекломассы, нагрева в кузнечных цехах (особенно при высоком технико-экономическом уровне производства и распределения электроэнергии; так, например, в расчетах было принято генерирование на конденсационных электростанциях с агрегатами мощностью 200 Мет и выше).

Согласно [132] процесс флокуляции проходит следующие эта-лы: снижение агрегативной устойчивости частиц, химическое взаимодействие макромолекул с некоторыми примесями воды, адсорбция молекулярных цепочек на поверхности частиц с образованием полимерных мостиков, фазовое разделение системы.

Установленное экспериментально стабилизирующее действие органических соединений основного класса на.оксиды железа может быть обосновано следующими соображениями. Агрегативная устойчивость оксидов железа повышается вследствие образования на поверхности частиц Fe2O3 оболочек из гидрофильных молекул основных органических веществ, придающих им дополнительный отрицательный заряд. Это приводит к снижению поверхностной энергии частиц оксидов железа, а следовательно, к повышению их агрегативной устойчивости.

значения дзета-потенциала частиц, были проведены параллельные опыты на рас-творах-имитатах концентратов сточной воды, не содержащих органических веществ, с различными значениями рН. Значения коэффициентов дисперсности, полученные на указанных растворах при рН=7,0 и рН=11,0, практически не отличаются и значительно превышают значения коэффициента дисперсности, полученные на реальных концентратах сточной воды. Следовательно, полученные данные по агрегативной устойчивости оксидов железа следует отнести в основном к действию органических веществ, а не за счет благоприятного значения рН.

Чтобы выделить из воды коллоидные примеси, нужно создать условия для снижения их агрегативной устойчивости, т. е. для коагуляции.

Потеря коллоидной системой седиментаци-онной и агрегативной устойчивости ведет к разрушению дисперсной системы — коагуляции. Продукты разрушения дисперсной системы, представляющие собой осадки или всплывающие образования различной структуры (плотные, творожистые, хлопьевидные, волокнистые), называются коагулятами.

агрегативной устойчивости частиц примесей в результате об-

Влияние температуры воды на процесс коагуляции ее примесей. Молекулы воды, а также частицы ее примесей находятся в тепловом броуновском движении, интенсивность которого прямо пропорциональна температуре воды. Процесс коагуляции во времени делится на две фазы: перекинетическую и ор-токинетическую. Первая фаза весьма непродолжительна и заключается в том, что после введения коагулянта и нарушения агрегативной устойчивости частиц примесей в результате обменной адсорбции ионов наступает процесс их агломерации при контактировании. Очевидно, что вероятность соударения отдельных частиц между собой и их последующая агломерация зависят от скорости взаимного перемещения от теплового бро-.уновского движения. Перекинетическая фаза процесса коагулирования примесей воды заканчивается образованием первичных агрегатов, для дальнейшего передвижения которых энергии теплового броуновского движения уже недостаточно.

В процессе гидролиза коагулянта образуется значительное количество свободного оксида углерода, пузырьки которого адсорбируются на поверхности микрохлопьев формирующихся в процессе перекинетической коагуляции. Это влечет за собой образование непрочных рыхлых хлопьев и понижение рН обрабатываемой воды. Возрастает разница между рН воды и рНиз примесей воды, что способствует возрастанию их агрегативной устойчивости. Поэтому удаление углекислоты из зоны смешения коагулянта с водой и формирования микрохлопьев, достигаемое за счет аэрации воды (рис. 5.2,в), значительно интенсифицирует процесс коагуляции. Аэрирование способствует не только лучшему гидравлическому перемешиванию вводимых реагентов с водой, обогащению ее кислородом воздуха, но позволяет получить плотные прочные хлопья с большей гидравлической крупностью. Аэрирование рекомендуется при использовании любых технологических схем водоподготовки.

Если очистка воды от тяжелых ГДП может быть принципиально осуществлена обычным отстаиванием, время которого определяется размером и удельной массой частиц (табл. 2.1), то коллоидные примеси за счет их особого свойства (агрегативной устойчивости) могут быть выделены из воды только методом коагуляции.

Для оценки агрегативной устойчивости (стабильности) коллоидных систем и приемов дестабилизации рассмотрим следующие положения.

где ^ — электрокинетический потенциал, В. Функция U= f(h) в общем случае дважды пересекает ось h, образуя I и II энергетические максимумы. Высота барьера возрастает с увеличением ? и уменьшением с. Отсутствие потенциального барьера имеет место при взаимодействии разноименно заряженных частиц двух различных коллоидов и приводит их к взаимному разрушению, т.е. к потере седиментацион-ной и агрегативной устойчивости системы — коагуляции. Принцип взаимной коагуляции используют в практике подготовки воды для ТЭС и АЭС. В дисперсных системах кроме коагуляции могут протекать процессы диспергирования и стабилизации. Схема таких процессов приведена на рис. 7.29.