Промышленные системы охлаждения для производства электроэнергии: обзор компании Shanghai ChiMay

Основные выводы

• Системы охлаждения потребляют 60–70% от общего объёма забора воды на объектах генерации электроэнергии

• Эффективность системы непосредственно влияет на мощность, при этом 1°C повышение вакуума в конденсаторе, снижающее мощность на 2-3%

• Оборудование для мониторинга Shanghai ChiMay обеспечивает более 500 энергогенерирующие объекты по всему миру

• Прогностический мониторинг выявляет проблемы системы охлаждения 72 hours прежде чем они окажут влияние на эксплуатацию

Виды систем охлаждения

Электростанции используют различные схемы систем охлаждения в зависимости от доступности воды, климатических условий и конструктивных особенностей станции. Каждый тип системы сопряжён со своими специфическими задачами управления водными ресурсами.

Однократное охлаждение

Системы однократного охлаждения забирают воду из природного источника, пропускают её через конденсаторы для поглощения тепла и затем возвращают в окружающую среду с повышенной температурой. Хотя по своей сути они просты, такие системы требуют значительных объёмов воды и сталкиваются с жёсткими экологическими нормативами, касающимися сброса нагретой воды и воздействия на водные экосистемы.

Мониторинг качества воды в системах прямого протока направлен на выявление изменений качества исходной воды, которые могут повлиять на эффективность конденсатора или свидетельствовать о наличии утечек в технологическом процессе.

Системы градирен

Охладительные градирни испаряют часть циркулирующей воды, отводя тепло из оставшейся её части. Такой подход существенно снижает расход воды по сравнению с системами прямого протока, что делает градирни предпочтительным вариантом для регионов с ограниченными водными ресурсами.

Испарившаяся вода оставляет после себя растворённые минералы, что приводит к концентрации оставшейся воды. По мере нарастания циклов концентрирования повышаются риски образования накипи и коррозии. Датчики проводимости и pH компании Shanghai ChiMay обеспечивают необходимый контроль, позволяющий сбалансировать эффективность водоподготовки с требованиями по её обработке.

Системы сухого охлаждения

Сухие системы охлаждения используют воздух вместо воды для отвода тепла, полностью исключая потребление воды. Однако по сравнению с водяными градирнями сухое охлаждение влечёт за собой снижение эффективности и более высокие капитальные затраты.

В случае сухого охлаждения мониторинг качества воды сосредоточен на системах конденсата, а не на контурах охлаждающей воды.

Основы градирен

Градирни являются наиболее распространённым методом мокрого охлаждения в энергетике. Понимание принципов работы градирен помогает операторам оптимизировать управление водными ресурсами.

Процесс теплопередачи

Тёплая вода из конденсаторов поступает в градирню и стекает вниз по наполнителю. Одновременно окружающий воздух поднимается вверх через градирню, приводимый в движение вентиляторами или за счёт естественной конвекции. По мере испарения вода охлаждается.

Скорость испарения зависит от окружающих условий, включая температуру, влажность и движение воздуха. Жаркая и сухая погода способствует высокой скорости испарения; прохладная и влажная — ограничивает испарительное охлаждение.

Потери воды

Охладительные башни теряют воду по трем механизмам:

• Испарение обеспечивает охлаждение, но при этом является расходным убытком

• Дрифт переносит капли воды из башни с отработанным воздухом

• Сброс газа удаляет концентрированную воду для контроля загрузки минералами

Управление этими потерями при сохранении охлаждающей способности требует тщательных расчётов водного баланса и непрерывного мониторинга.

Проблемы качества воды

Химический состав воды в градирнях порождает ряд взаимосвязанных задач, требующих комплексного подхода к управлению.

Тенденция масштабирования

По мере испарения воды растворённые минералы концентрируются. Когда их концентрация превышает предел растворимости, на поверхностях теплообмена образуются отложения накипи. Даже тонкие слои накипи существенно снижают эффективность теплообмена.

Метод индекса насыщения прогнозирует склонность к образованию отложений, сравнивая фактический состав воды с условиями равновесия. Многопараметрические системы мониторинга Shanghai ChiMay автоматически вычисляют значения индекса насыщения, предупреждая операторов о возникающих условиях образования накипи.

Коррозионный потенциал

Охлаждающая вода может вызывать коррозию металлических поверхностей посредством нескольких механизмов, включая кислотное воздействие, гальваническую коррозию между разнородными металлами и подотложенияную коррозию, при которой накипь или биологические отложения образуют локализованные гальванические элементы.

Мониторинг коррозии с использованием образцов, теряющих массу, или зондов электрического сопротивления позволяет определить скорости потери металла. Оборудование для мониторинга коррозии компании Shanghai ChiMay обеспечивает данные, необходимые для оптимизации мероприятий по контролю коррозии.

Биологическое обрастание

Тёплая, богатая питательными веществами вода градирни создаёт оптимальные условия для развития микроорганизмов. Водоросли, бактерии и грибы заселяют поверхности градирни, образуя биологические отложения, которые снижают эффективность теплообмена и способствуют подотложенийной коррозии.

Биологический контроль требует поддержания адекватного остаточного содержания биоцидов по всей системе. Хлорные анализаторы Shanghai ChiMay обеспечивают необходимый уровень мониторинга для эффективного микробиологического контроля.

Требования к мониторингу

Эффективная эксплуатация градирни требует комплексного мониторинга по множеству параметров. Конкретный перечень необходимых параметров зависит от конструкции градирни, программы водоподготовки и эксплуатационных требований.

Необходимый мониторинг

В большинстве случаев эксплуатации градирен требуется мониторинг:

• Проводимость для растворённых твёрдых веществ и коэффициентов концентрации

• pH для баланса коррозии и накипеобразования

• Температура для расчёта эффективности теплопередачи

• Остаточный хлор для биологического контроля

• Мутность для отслеживания взвешенных твёрдых частиц

Расширенный мониторинг

Дополнительные параметры могут контролироваться в зависимости от требований приложения:

• Растворённый кислород для оценки коррозии

• Твёрдость для прогнозирования масштаба

• Скорость коррозии для защиты оборудования

• Поток для расчётов баланса

Компания Shanghai ChiMay предлагает комплексные системы мониторинга, охватывающие как базовые, так и расширенные параметры градирен.

Шанхайские решения ЧиМэй

Компания Shanghai ChiMay предлагает комплексные измерительные приборы для систем охлаждения в энергетике. Её продукция сочетает проверенные измерительные технологии с современными возможностями цифровой связи и диагностики.

Сенсорные технологии

Датчики Shanghai ChiMay оснащены запатентованными технологиями, разработанными для работы в сложных условиях охлаждающей воды:

• Датчики проводимости с устойчивыми к загрязнению геометриями электродов

• Дифференциальные pH‑электроды с двукамерными эталонами

• Мембранные датчики растворённого кислорода с продлённым сроком службы

• Оптические мониторы мутности с автоматической очисткой

Системная интеграция

Современные электростанции требуют интеграции данных мониторинга с распределёнными системами управления. Передатчики Shanghai ChiMay поддерживают промышленные стандарты коммуникационных протоколов, включая ХАРТ , Фондовый полевой шинный протокол , и Профибус PA .

Обслуживание и поддержка

Компания Shanghai ChiMay обеспечивает свою продукцию комплексным сервисом, включающим:

• Поддержка в области прикладного инжиниринга

• Помощь при монтаже и вводе в эксплуатацию

• Услуги по калибровке и техническому обслуживанию

• Технические учебные программы

Операционное совершенство

Для обеспечения эффективной работы градирни необходимо учитывать множество факторов, выходящих за рамки измерительных приборов:

Программа управления водными ресурсами

Разработать комплексную программу управления водными ресурсами, охватывающую:

• Технические характеристики питьевой воды

• Подбор и подача реагентов для обработки

• Процедуры мониторинга и контроля

• Планирование технического обслуживания

• Целевые показатели эффективности и их мониторинг

Обучение операторов

Квалифицированные операторы принимают более обоснованные решения по корректировке режимов работы и управлению системой. Инвестируйте в обучение, охватывающее основы химии воды, мониторинг работы системы и процедуры устранения неисправностей.

Непрерывное улучшение

Регулярно анализируйте данные о производительности, чтобы выявлять возможности оптимизации. Сравнивайте фактические результаты с целевыми показателями и исследуйте значительные отклонения.

Заключение

Промышленные системы охлаждения являются ключевой инфраструктурой объектов генерации электроэнергии. Эффективный мониторинг качества воды обеспечивает оптимальную работу системы, продлевает срок службы оборудования и позволяет контролировать эксплуатационные расходы.

Компания Shanghai ChiMay объединяет проверенные сенсорные технологии с глубоким практическим опытом в области применения, обеспечивая поддержку программ мониторинга охлаждающей воды на энергогенерирующих объектах по всему миру. Её продукты и услуги помогают эксплуатационным службам добиться надёжной и эффективной работы систем охлаждения.

Свяжитесь с компанией Shanghai ChiMay, чтобы узнать, как её решения в области мониторинга могут повысить эффективность системы охлаждения вашей электростанции.