Вплив забруднень теплообмінних поверхонь конденсаторів парових турбін ТЕС на величину викидів діоксиду азоту

Abstract

UK: Постановка проблеми. Одна з галузей промисловості які найбільше забруднюють атмосферу – це теплова енергетика, і тому зменшення емісії шкідливих газів, зокрема, діоксиду азоту постає важливою екологічною проблемою. Не зважаючи на зменшення обсягів виробництва ТЕС і ТЕЦ електроенергії порівняно з 2020 роком (на 12,5 %), наразі їх частка залишається суттєвою у всьому електроенергетичному комплексі, що спричинює екологічні ризики через великі викиди і скиди цими підприємствами шкідливих речовин у навколишнє середовище. Величина таких викидів залежить від ефективності роботи оборотних систем охолодження, яка впливає на раціональне використання палива та водних ресурсів і відповідно на стан навколишнього середовища. Підвищення температури відпрацьованої пари за рахунок зменшення теплопередачі через забруднену поверхню теплообміну збільшує тиск у конденсаторі парових турбін і знижує потужність турбіни, що, у свою чергу, підвищує споживання палива і збільшує кількість викидів шкідливих речовин. Один із таких викидів – діоксид азоту, що є шкідливою токсичною сполукою і належить до парникових газів. Мета роботи – розрахунок викидів діоксиду азоту залежно від товщини шару відкладень на теплообмінній поверхні конденсаторів парових турбін ТЕС. Висновки. Введено поняття частки шкідливих викидів, пов’язаної з виникненням і ростом шару забруднення теплообмінної поверхні конденсаторів парових турбін ТЕС, що виражається у частках одиниці, і отримано для цієї величини аналітичний вираз. На основі теорій спалювання палива, теплообміну а також поняття частки шкідливих викидів, пов’язаної з виникненням і ростом шару забруднення, отримано залежність кількості шкідливих викидів від спалюванням палива на ТЕС, від товщини шару забруднення теплообмінної поверхні конденсаторів парових турбін.

EN: Problem statement. One of the most polluting industries is the thermal power industry and therefore reducing the emission of harmful gases, in particular nitrogen dioxide, is an important environmental issue. Despite the decrease in the production of TPPs and CHPs of electricity compared to 2020 (by 12,5 %), at present their share remains significant in the entire electric power complex, which leads to environmental risks due to large emissions and discharges of harmful substances by these enterprises into environment. The magnitude of such emissions depends on the efficiency of the circulating cooling systems, which affects the rational use of fuel and water resources and, accordingly, the state of the environment. Increasing the temperature of the exhaust steam by reducing heat transfer through the fouled heat exchange surface increases the pressure in the condenser of steam turbines and reduces the power of the turbine, which increases fuel consumption and increases the amount of harmful substances emissions. One of these emissions is nitrogen dioxide, which is a harmful toxic compound and is classified as a greenhouse gas. The purpose of the work is to calculate nitrogen dioxide emissions depending on the thickness of the deposited layer on the heat exchange surface of the TPP steam turbine condensers. Conclusions. The concept of harmful emissions’ share associated with the emergence and growth of a pollution layer on the heat exchange surface of the TPPs’ steam turbines condensers, expressed in fractions of a unit, is introduced, and an analytical expression is obtained for this value. Based on the theories of fuel combustion, heat transfer, as well as the concept of harmful emissions’ share associated with the emergence and growth of a pollution layer, the dependence of the amount of harmful emissions associated with fuel combustion at TPPs on the thickness of the pollution layer on the heat exchange surface of steam turbine condensers is obtained