Повышение эффективности функционирования системы «конденсатор–пароструйный эжектор» паротурбинной установки» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Балакин Денис Юрьевич

• Балакин Денис Юрьевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Балакин Денис Юрьевич

Список принятых обозначений

Введение

Глава 1. Состояние вопроса. Постановка задач исследования

1.1 Совместная характеристика конденсатора и эжектора

1.2 Особенности эксплуатации системы «конденсатор-пароструйный эжектор» ПТУ

1.3 Исследование переходных процессов в теплообменных аппаратах с конденсацией пара

1.4 Выводы и постановка задачи исследования

Глава 2. Экспериментальные исследования системы «конденсатор-пароструйный эжектор»»

2.1 Выбор и обоснование метода исследования функционирования системы

«конденсатор-пароструйный эжектор»

2.2 Схема измерений и оценка погрешностей

Глава 3. Обобщение опыта испытаний системы ««конденсатор-пароструйный эжектор»»

3.1 Анализ результатов испытаний системы «конденсатор-пароструйный эжектор» ПТУ

3.2 Анализ показателя качества эжекторных групп действующих отечественных ПТУ

3.3 Выводы

Глава 4. Динамика системы «конденсатор-пароструйный эжектор» при увеличении присосов воздуха в конденсатор турбины

4.1 Исследование и анализ динамического взаимодействия конденсатора и эжектора во время испытаний со впуском воздуха в конденсатор

4.2 Математическое моделирование переходного процесса в системе «конденсатор-пароструйный эжектор» при впуске воздуха в конденсатор

4.3 Выводы

Глава 5. Разработка автоматизированной системы управления и контроля режима работы эжекторной группы паротурбинной установки

5.1 Совершенствование схемы контроля за состоянием работы системы «конденсатор-пароструйный эжектор»

5.2 Алгоритмы автоматизации системы «конденсатор-пароструйный эжектор»

5.3 Выводы

Глава 6. Рекомендации по эксплуатации и проектированию системы «конденсатор-пароструйный эжектор»

6.1 Организация дренажей конденсата пара из охладителей основных эжекторов ПТУ

6.2 Использование основного эжектора ПТУ в качестве пускового эжектора

6.3 Схема удаления присосов воздуха из системы подогрева сетевой воды турбоустановок с теплофикацией

6.4 Совершенствование схемы контроля за работой эжектора и автоматизация режима его функционирования

6.5 Выводы

Заключение

Библиографический список

136

Сокращения

АСУТП — автоматизированная система управления технологическим

процессом;

АЭС — атомная электрическая станция;

БЩУ — блочный щит управления;

ВТИ — Всероссийский теплотехнический институт;

КС — конденсатосборник;

КТЗ — Калужский турбинный завод;

ЛМЗ — Ленинградский металлический завод;

ПВД — подогреватель высокого давления;

ПВС — паровоздушная смесь;

ПНД — подогреватель низкого давления;

ПСГ — горизонтальный сетевой подогреватель теплофикационной турбины;

ПТУ — паротурбинная установка;

РДТ — расширитель дренажей турбины;

ТМЗ — Турбомоторный завод;

ТЭС — тепловая электрическая станция;

ТЭЦ — теплоэлектроцентраль;

УТЗ — Уральский турбинный завод;

ХТЗ — Харьковский турбинный завод;

ЦНД — цилиндр низкого давления.

Латинские символы

а — угловой коэффициент характеристики эжектора, кПа-ч/кг; критическая

скорость; коэффициент запаса

В — барометрическое давление, МПа

Ср — теплоемкость при постоянном давлении, кДж/(кг-К)

— диаметр, м; расход пара, кг/ч, кг/с; удельная паровая нагрузка, кг/м2; удельная воздушная нагрузка кг/м2

22 — площадь поверхности, м2; площадь сечения, м2

а — массовый расход теплоносителя, кг/ч, кг/с

g — ускорение силы тяжести, м/с2

к — высота гидрозтвора, м; уровень воды, м

Ь — энтальпия, кДж/кг

К,к — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2-К); показатель адиабаты; показатель

качества эжекторной группы;

Ь — длина, м; работа в термодинамическом цикле, Вт

т — масса, кг

N п — мощность, Вт; частоста вращения, Гц;

Р — давление среды, МПа, кПа

й — количество теплоты, Вт

ч — приведенная массовая скорость

я — радиус, м; газовая постоянная, Дж/кг-К

т, г — температура, оС, К; время, с

и — коэффициент эжекции

V — объемная производительность, м3/ч; объем, м3

V — удельный объем, м3/кг w — скорость, м/с

£ — количество эжекторов;

6Р —относительный прирост давления;

АР — абсолютный прирост давления;

д — недогрев воды до температуры насыщения пара, оС

А^ — разность температур, оС

е — содержание воздуха в паре

П — относительное давление

р — плотность, кг/м3

т — время

ф — относительное повышение частоты вращения.

Т — параметр эффективности конденсатора

ю — скорость роста давления, кПа/с Индексы

1 — вход;

2 — выход;

в — воздух, циркуляционная вода;

ж — жидкость;

к — конденсатор;

н — всас эжектора; насыщения;

ок — охлаждающий конденсат;

пвс — паровоздушная смесь;

п — пар, полная поверхность;

р — рабочий пар;

см — смесь;

с — стакан;

ф — фактичекский;

эг — эжектоная группа;

3 — эффективная поверхность; * — критический.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности функционирования системы «конденсатор–пароструйный эжектор» паротурбинной установки»»

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день значительная доля электрической и тепловой энергии вырабатывается на ПТУ, близких к исчерпанию проектного ресурса. Техническое состояние ухудшается как у паровой турбины, так и у вспомогательного оборудования — конденсатора турбины, сетевых и регенеративных подогревателей, а также основных эжекторов. В совокупности это приводит к повышенному давлению в конденсаторе, связанному с одной стороны с большими (превышающим норматив в 5-6 раз), зачастую неустранимым присосами воздуха в вакуумную систему ПТУ, а с другой стороны — с малой производительностью эжекторов, изначально неспособных функционировать с такими присосами воздуха.

Паротурбинные установки большинства энергоблоков ТЭС, ТЭЦ и АЭС оснащены АСУТП. Данная система позволяет в режиме реального времени контролировать различные параметры работы оборудования, влияющие на экономичность, безопасность и надежность выработки электроэнергии и теплоты. Ещё одной важной функцией системы АСУТП является управление режимом работы оборудования: поддержание заданной электрической и тепловой мощности, контроль уровня в ПВД и ПНД, выполнение последовательности переключений при переходах на резервное оборудования и т.д.

В эту систему заведены практически все основные параметры ПТУ, влияющие на безопасность, надежность и экономичность. Однако система воздухоудаления ПТУ в АСУТП практически не интегрирована, что не позволяет реализовать перспективные методы автоматизации и контроля за системой воздухоудаления для поддержания низкого давления в конденсаторе. Давление в конденсаторе напрямую оказывает влияние на экономичность ПТУ, что определяет необходимость разработки наиболее эффективных систем воздухоудаления.

Результаты исследований конденсаторов паровых турбин, а также широко используемых в качестве воздухоудаляющих устройств струйных насосов представлены в работах Александрова В.Ю., Бермана Л.Д., Соколова Е.Я., Зингера

Н.М., Ефимочкина Г.И., Лещинского А.М., Мильмана О.О., Шкловера Г.Г., Шемпелева А.Г., Белевича А.И., Цегельского В.Г.

В настоящей работе рассматриваются вопросы совершенствования системы «конденсатор-пароструйный эжектор» с позиции обобщения опыта её эксплуатации и испытаний, оценки влияния эжектора на давление в конденсаторе, динамического взаимодействия конденсатора и эжектора, автоматизации и контроля за режимом работы основного пароструйного эжектора.

Актуальность темы. Конденсационная установка является одной из важнейших технологических подсистем ПТУ, она обеспечивает надежную и экономичную выработку тепловой и электрической энергии паротурбинными установками. Конденсационная установка включает в себя собственно конденсатор, подсистемы циркуляционного водоснабжения, отвода конденсата, а также воздухоудаления (эжекторы). Внутри последней можно выделить в отдельную подсистему «конденсатор-пароструйный эжектор».

Герметичность вакуумной системы ПТУ в значительной степени определяет ее эффективность и надежность. Разработанные в 50-80-х годах прошлого столетия системы воздухоудаления рассчитаны на поддержание нормативного вакуума при нормативных значениях присосов воздуха. При повышенных присосах давление в конденсаторе возрастает, что сказывается на экономичности турбоустановки в целом. Для теплофикационных турбин, в случае, когда давление в теплофикационном отборе ниже барометрического, объем вакуумной системы турбины возрастает, а присосы воздуха увеличиваются.

Кроме того, известно, что отказ эжектора приводит к отказу конденсационной установки и останову турбины. Внезапный отказ эжектора зачастую может быть связан со схемой включения эжектора, в частности, схемой удаления дренажа из охладителей.

Направления совершенствования системы воздухоудаления связаны с накопившимся опытом испытаний и эксплуатации данных систем, а также с появлением новых средств измерения и контроля параметров, обладающих высокой точностью и быстродействием.

Степень разработанности темы исследования.

В ряде работ система «конденсатор-пароструйный эжектор» описывалась с помощью совместной характеристики. Совместная характеристика «конденсатор-пароструйный эжектор» представляет собой ломаную линию, вид которой зависит от характеристики эжектора на сухом (атмосферном) воздухе и расчетной характеристики конденсатора. Существенная неопределённость совместной характеристики заключается в неизвестном расчетном значении температуры паровоздушной смеси, отсасываемой из конденсатора.

Объектом исследования и разработки является система «конденсатор-пароструйный эжектор» ПТУ.

Цель работы. Исследование системы «конденсатор-пароструйный эжектор» и разработка рекомендаций для проектирования, эксплуатационного обслуживания и повышения надежности конденсационных установок ПТУ, а также совершенствования управления системой «конденсатор-пароструйный эжектор».

Задачи исследования.

• Проведение обследований и промышленных испытаний различных систем «конденсатор-пароструйный эжектор» на ТЭС. Обобщение и анализ результатов испытаний.

• Разработка и обоснование количественного показателя для оценки работы эжекторной группы с конденсатором ПТУ.

• Исследование и анализ динамического взаимодействия конденсатора и эжектора.

• Разработка упрощенной математической модели динамики системы «конденсатор-пароструйный эжектор»

• Анализ существующего метода контроля и управления системой «конденсатор-пароструйный эжектор» в условиях ТЭС и разработка автоматизированной системы контроля и управления.

• Обобщение опыта эксплуатации и разработка рекомендаций по проектированию и эксплуатационному обслуживанию системы «конденсатор-пароструйный эжектор» ПТУ.

Научная новизна работы заключается в следующем.

• На основании испытаний более 60-ти пароструйных эжекторов и 19-ти систем «конденсатор-пароструйный эжектор» ПТУ предложена и обоснована новая величина - показатель качества эжекторной группы Кэ г. Выявлена линейная взаимосвязь между показателем качества эжекторной группы Кэ г и относительным приростом давления в конденсаторе 5Р. Установлено, что при Кэ.г > 3,2 ± 0,4 давление в конденсаторе не зависит от количества включенных эжекторов. Полученное экспериментальное соотношение согласуется с существующими требованиями, предъявляемыми к проектированию эжекторов системы «конденсатор-пароструйный эжектор». Показатель качества Кэг также можно использовать при эксплуатации, проектировании и модернизации системы «конденсатор-пароструйный эжектор» для оценки маневренности и технического состояния эжекторной группы конденсационной установки ПТУ.

• Впервые экспериментально исследована динамика системы «конденсатор-пароструйный эжектор» при впуске воздуха в конденсатор в условиях действующего оборудования ТЭС. Установлено, что скорость подъема давления на всасе эжектора увеличивается при увеличении количества впускаемого в конденсатор воздуха. Время стабилизации давления при этом остается примерно одинаковым. Однако скорость подъема давления в конденсаторе не зависит от количества впускаемого воздуха, а время стабилизации увеличивается по экспоненте с возрастанием количества впускаемого воздуха.

• Разработана упрощенная математическая модель, описывающая переходный процесс в конденсаторе при работе с пароструйным эжектором для случая с резким увеличением присосов воздуха в конденсатор. Модель включает новую величину Ук — вентилируемый объем конденсатора. Используя предложенную модель и экспериментальные данные можно определить значение величины Ук.

Теоретическая и практическая значимость работы.

• Обобщены и проанализированы данные испытаний 19 систем «конденсатор-пароструйный эжектор».

• Введен и обоснован показатель качества эжекторной группы Кэ.г, характеризующий влияние воздухоудаляющего устройства на давление в конденсаторе.

• Проанализированы зависимости скорости подъема давления и времени стабилизации режима в конденсаторе и эжекторе при совместной работе от количества впускаемого в конденсатор воздуха.

• Разработана упрощенная математическая модель динамики системы «конденсатор-пароструйный эжектор» и метод оценки вентилируемого объема конденсатора.

• Проанализированы существующие схемы дренажей охладителей эжекторов. На основании проведенного анализа даны рекомендации по проектированию новых схем и модернизации действующих.

• Разработаны и обоснованы мероприятия по автоматизации и совершенствованию контроля режима работы системы «конденсатор-пароструйный эжектор».

• Ряд положений и выводов диссертации используется при чтении лекций по курсам «Теплообменные аппараты паротурбинных установок», «Паротурбинные установки».

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается использованием метрологически поверенных приборов и апробированных методик измерений; согласованием результатов испытаний систем «конденсатор-пароструйный эжектор» с известными зависимостями; совпадением результатов расчета динамических процессов в системе «конденсатор-пароструйный эжектор» с экспериментальными данными.

Апробация результатов. Основные результаты работы обсуждались на восьмой российской национальной конференции по теплообмену (г. Москва, 2022),

XVIII Всероссийской (X Международной) научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЭНЕРГИЯ — 2023» (г. Иваново, 2023), XIII семинаре вузов по теплофизике и энергетике (г. Нижний Новгород, 2023), XX научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2024), IV международной конференции «Современные проблемы теплофизики и энергетики», (г. Москва, 2024), конференции «Невская энергетическая перспектива» (г. Санкт-Петербург, 2024), международной научно-технической конференции «Эффективность работы гидроохладителей и вакуумных систем ТЭС: инновации, проблемы и способы их решения» (г. Москва, 2024), XXV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика А.И. Леонтьева (г. Рыбинск, 2025).

Публикации. Основные положения и выводы изложены в 13 печатных работах, в том числе в 5 публикациях в рецензируемых научных журналах, определенных ВАК РФ, в том числе 4 статьи в изданиях, входящих в международные базы данных научного цитирования Scopus. Список публикаций автора приведен в приложении.

Основные положения, выносимые на защиту.

• Данные обобщения результатов испытаний систем «конденсатор-пароструйный эжектор».

• Введенный показатель качества эжекторной группы.

• Упрощенная математическая модель, описывающая переходный процесс в системе «конденсатор-пароструйный эжектор» при резком увеличении присосов воздуха.

• Разработанная методика оценки вентилируемого объема конденсатора.

• Разработанные схемные решения по организации дренажей охладителей эжекторов.

Структура и объем диссертации. Квалификационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка из 143 наименований и приложений. Весь материал изложен на 150 страницах машинописного текста, включая приложения, содержит 44 рисунка, 6 таблиц.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования; сборе, обработке и анализе результатов испытаний оборудования, выполнении статистических и расчетных исследований; непосредственном участии в апробации результатов исследований; разработке схемы измерений, планировании и выполнении экспериментальных исследований системы «конденсатор-пароструйный эжектор»; обработке и интерпретации экспериментальных данных; разработке модели динамики системы «конденсатор-пароструйный эжектор»; подготовке публикаций по выполненной работе.

Работа выполнена на кафедре «Турбины и двигатели» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н.Ельцина и соответствует паспорту специальности 2.4.7 Турбомашины и поршневые двигатели в части направлений исследований:

• Разработка научных основ и экспериментальные исследования термодинамических, механических, тепло- и массообменных, физико-химических, гидро-газодинамических процессов в турбомашинах и поршневых двигателях, исследования общих свойств и принципов функционирования отдельных систем, элементов, вспомогательного оборудования турбомашин и поршневых двигателей;

• Разработка физико-математических моделей, пакетов прикладных программ, цифровых двойников, методов экспериментальных исследований, теоретические и экспериментальные исследования с целью повышения эффективности, надежности и экологичности рабочих процессов турбомашин, поршневых двигателей, их систем и вспомогательного оборудования в составе объектов применения;

• Совершенствование систем управления, регулирования, мониторинга технического состояния, диагностирования и контроля показателей функционирования турбомашин, поршневых двигателей, их систем и вспомогательного оборудования.

В диссертационной работе кроме результатов, полученных лично автором, использованы данные полученные совместно с коллегами по работе:

д.т.н. Аронсоном К.Э., д.т.н. Рябчиковым А.Ю., к.т.н. Брезгиным Д.В., к.т.н. Желонкиным Н.В., инж. Пановой Т.В., м.н.с. Демидовым А.Л., инж. Куньщиков И.С., инж. Гончаренко Д.С. При реализации результатов работы большую помощь также оказали сотрудники Сургутской ГРЭС -1, ООО «Энерготех-Эжектор» и ЗАО «Нестандартмаш».

Автор выражает глубокую признательность и благодарность за ценные замечания коллегам, а также сотрудникам кафедры «Турбины и двигатели».

Глава 1

СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

Конденсационная установка ПТУ включает в себя конденсатор и эжектор, каждому из этих элементов уделено внимание в большом количестве работ.

Публикации, посвященные конденсатору паровой турбины, затрагивают вопросы диагностики [1-5], повышения эффективности и надежности [6-12], исследования и расчета [13-15], влияния различных режимных факторов на функционирование [16-20], а также математического моделирования [21].

Эжекторы используются в установках различного назначения: холодильных циклах, установках преобразования солнечной энергии, химической энергии топлива в электрическую энергию,в нефтеперерабатывающей промышленности. В ряде работ исследуются вопросы конструктивного исполнения струйных аппаратов [22-24], режимов функционирования эжекторов [25-34], газодинамики в струйных аппаратах [35-40], испытаний [41], обоснования выбора эжектора для схемы воздухоудаления [42-44], надежности [45-48] и проектирования [49].

Однако ряд задач, связанных с функционированием подсистемы конденсационной установки, включающей в себя конденсатор и эжектор, крайне затруднительно решить только на уровне конденсатора или эжектора в отдельности. Для исследования функционирования системы «конденсатор-эжектор» рассмотрим этот вопрос в трех основных направлениях:

• модель совместного функционирования конденсатора и эжектора;

• особенности эксплуатации системы «конденсатор-пароструйный эжектор»;

• исследование переходных процессов в теплообменных аппаратах с конденсацией пара.

1.1. Совместная характеристика конденсатора и эжектора

Система «конденсатор-эжектор» состоит из конденсатора, основных эжекторов, трубопроводов ПВС и арматуры. Режим функционирования данной системы зависит от различных факторов: расхода и температуры циркуляционной воды, расхода пара в конденсатор, количества присосов воздуха в вакуумную систему, загрязнения трубок [15,16,20,21,43,50-61].

Известно, что с уменьшением расхода пара в конденсатор зона интенсивной конденсации пара также сокращается, а зона конденсации паровоздушной смеси с низкими коэффициентами теплоотдачи увеличивается [16,20,21,50,57,60]. Это особенно выражено при повышенных присосах воздуха. Распределение коэффициента теплопередачи в таком случае имеет значительную неравномерность [21,60], а его среднее значение можно определить интегрированием по поверхности теплообмена.

Для теплофикационных турбин характерны длительные режимы с малым расходом пара в конденсатор и образованием в нем обширных зон с высоким содержанием воздуха. Нагрев циркуляционной воды в этих режимах может составлять не более 3 — 4 °С, а недогрев воды до температуры насыщения греющего пара — до 10 °С [9]. Таким образом, эффективность работы конденсатора в большей степени определяется эжектором, а давление в конденсаторе зависит от давления на всасе эжектора [20, 50]. Следует отметить, что производительность пароструйного эжектора на ПВС примерно в 2,1 раз ниже, чем на «сухом воздухе» [61], поэтому он не может снизить давление в конденсаторе только за счет отбора массы паровоздушной смеси из конденсатора.

Если давление на всасе эжектора по его характеристике выше, чем давление в конденсаторе при данных условиях, то вакуум в конденсаторе определяется эжектором. Величина давления в конденсаторе возрастает до давления на всасе эжектора с учетом сопротивления трубопроводов [15,57]. Температура насыщения, определенная по давлению пара в конденсаторе, будет отличаться от температуры

насыщения, соответствующей парциальному давлению пара в зоне отсоса воздуха из конденсатора.

Изначально Берманом Л.Д. был предложен следующий подход к описанию совместного функционирования конденсатора и эжектора [50]. На рис. 1.1 изображена зависимость давления в конденсаторе Рк и на всасе эжектора от расхода пара в конденсатор при постоянных расходе и температуре охлаждающей воды, но разных расходах воздуха.

Рис. 1.1. Давление в конденсаторе и на всасе эжектора в зависимости от расхода пара в конденсатор: 1,2 — давление на всасе эжектора при различной величине присосов воздуха Gв

^в1>Св2); 3 — характеристика конденсатора Когда при любом расходе пара давление на всасе эжектора ниже давления в конденсаторе (линия 2), вакуум определяет конденсатор. В случае, когда до расхода пара Бк\ давление на всасе эжектора выше давления в конденсаторе (линия 1), вакуум в большей степени определяет эжектор, который не может поддерживать низкое давление, создаваемое конденсатором. При Бк>Ок1 давление в конденсаторе снова определяется только конденсатором.

Приближенно оценить влияние характеристики пароструйного эжектора на давление пара в конденсаторе можно с помощью эмпирического соотношения ВТИ [50].

АРк ~ 0,5 ДРн

здесь ДРн — повышение давления на всасе эжектора;

ДРк —повышение давления в горловине конденсатора.

Такая упрощенная оценка влияния характеристики эжектора на давление в конденсаторе в эксплуатационной практике практически не применяется. В первую очередь это связано с тем, что параметр «давление на всасе эжектора» отсутствует на щите управления ТЭС, а штатные приборы не обладают необходимой точностью измерений.

Немного другая картина совместной характеристики имеет место для системы «конденсатор-водоструйный эжектор». На рис. 1.2 представлены экспериментальные зависимости давления пара в конденсаторе от величины присосов воздуха для различных температур циркуляционной воды при работе конденсатора с двумя водоструйными эжекторами [53].

Рис. 1.2. Зависимость давления в конденсаторе 300-КЦС и в приемной камере эжектора

ЭВ-4-1400 от расхода воздуха при разной температуре циркуляционной воды:-давление

в конденсаторе;---характеристика двух работающих эжекторов на сухом воздух

Из рис. 1.2 видно, что при Св<150 кг/ч и ?1в=2 С° давление в конденсаторе определяется характеристикой конденсатора и, следовательно, практически не зависит от величины присосов воздуха. В этом случае паровое сопротивление конденсатора и тракта отсоса ПВС изменяется вследствие изменения количества отсасываемого из конденсатора пара.

При присосах воздуха в конденсатор Св>150 кг/ч давление в конденсаторе практически соответствует давлению на всасе эжектора по его характеристике на сухом воздухе. При увеличении присосов воздуха в конденсатор уменьшается количество отсасываемого пара из конденсатора и объемный расход смеси, как следствие, также уменьшается паровое сопротивление конденсатора и тракта до эжектора. В этом случае давление в конденсаторе и приемной камере эжектора становятся практически равными. Также следует отметить, давление на всасе водоструйного эжектора в значительной степени зависит от температуры циркуляционной воды.

В отличие от водоструйного эжектора, давление на всасе пароструйного эжектора в значительной степени определяется количеством пара в паровоздушной смеси, отсасываемой из конденсатора турбины. Объемная производительность эжектора на ПВС в области предельного режима постоянна и не зависит от расхода отсасываемого воздуха.

Характеристика эжектора на сухом воздухе имеет следующий вид [50]:

Рн = Рп" + aGв,

где Рн - давление всасывания эжектора, кПа; РпП' - давление насыщения пара в отсасываемой смеси, кПа; вв - расход воздуха, кг/ч; а - угловой коэффициент характеристики, кПа-ч/кг.

Коэффициент а связан с максимальной объемной производительностью эжектора Ун зависимостью

У = вв + 273) н 1000 • а '

где Ив- газовая постоянная воздуха, Дж/кг-К, ^ - температура воздуха, °С, Ун - объемная производительность эжектора на предельном режиме, м3/ч.

Согласно [50], значение а необходимо определять в точке перелома характеристики на сухом воздухе, однако при испытаниях эжектора на «сухом» воздухе возможно определить только область перелома.

Подход, предложенный Берманом Л.Д., получил развитие в расчетной модели характеристики конденсатора при переменном режиме работы,

предложенной Шкловером Г.Г., Мильманом О.О [15]. Ими введен параметр эффективности конденсатора определяемый по выражению

( , ^ Л

¥ = 1 - exp

V °вСР* у

Аг (1.1)

Аг + Ы'

здесь к — коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2К); ¥ — площадь поверхности теплообмена, м2; Ов— расход циркуляционной воды, кг/с; ср — теплоемкость воды, Дж/(кгК); Аг — нагрев воды, °С;

5г — недогрев циркуляционной воды до температуры насыщения греющего пара, °С.

Тепловую нагрузку конденсатора можно записать следующим образом:

а = ¥■ Ов • СрВ-(Аг + Ы) . Из формулы (1.1) следует, что при нулевом расходе циркуляционной воды коэффициент теплопередачи для чистого конденсатора при одинаковых водяных эквивалентах равнялся бы некоторой нормативной (расчетной) величине. Тогда с учетом (1.1) можно записать

а=-0-=-^=А,

е А

•«-'норм норм

где А = Аг + 5г.

На рис. 1.3 представлена зависимость А = / (а) для одинаковых расходов

циркуляционной воды, которую можно считать, обобщенной характеристикой конденсатора при переменных нагрузках.

1 с о

Рис. 1.3. Характеристики конденсатора в безразмерных координатах: 1 — расчетная, без учета влияния воздухоудаляющего устройства; 2 — нижняя граница по температурам конденсации; 3

— действительная

Зависимость 1 не учитывает влияния воздухоудаляющего устройства на характеристику конденсатора. Кривая 3 соответствует характеристике конденсатора, когда в работе воздухоудаляющее устройство, а присосы воздуха -фактические. При Q > С эжектор не оказывает влияния работу конденсатора, а располагаемая разность температур равна А = Q.

На основе [15] Шемпелев А.Г. предложил откорректированную модель переменного режима конденсатора для фактических присосов воздуха и заданной характеристике воздухоудаляющего устройства [8]. На рис. 1.4 представлена

Рис. 1.4. Зависимость температуры пара в конденсаторе от расхода пара

Участок 1 соответствует работе конденсатора при расходе пара близком к номинальному - Бк ~ (0,4-0,6) Бкном. Считается, что в этом диапазоне расходов пара в конденсатор присосы воздуха и эжектор не влияют на давление в конденсаторе. Принимается, что эжектор функционирует на рабочем участке своей характеристики, а присосы воздуха близки к нормативным. Линейность зависимости гк=/(Бк) на участке 1 определяется примерным постоянством коэффициента теплопередачи при больших расходах пара.

Участок 2 начинается при малых расходах пара в конденсатор Бк < Д<ъ Предполагается, что в этом режиме происходит перераспределение зон активной конденсации и зон конденсации паровоздушной смеси. Давление пара в конденсаторе на этом участке превышает нормативные значения. Такие режимы характерны для теплофикационных турбин при больших расходах пара на теплофикацию.

Координату точки перехода характеристики конденсатора Рк = /Б) на характеристику эжектора при уменьшении расхода пара в конденсатор можно определить следующим образом [61]

Рк = Рв +Рг1 + АР,

здесь Рв — давление на всасе эжектора по его характеристике на сухом воздухе;

Рг1 — давление насыщения пара в отсасываемой паровоздушной смеси, определяемой по температуре г = г1в + 1, где г1в — температура циркуляционной воды на входе в конденсатор;

АР — сопротивление тракта отсоса паровоздушной смеси.

Предполагается, что давление в конденсаторе при Бк<Бк1 не зависит от расхода пара в конденсатор, однако это не вполне точно, потому что конденсатор и эжектор оказывают взаимное влияние друг на друга.

В работах Аронсона К.Э. показано использование предложенной Шемпелевым А.Г. совместной характеристики конденсатора и эжектора [8] для диагностики конденсатора, а именно для количественной оценки влияния на давление пара в конденсаторе присосов воздуха и загрязнения поверхности теплообмена [2, 62].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Балакин Денис Юрьевич, 2025 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Хает С.И. Разработка и апробация элементов системы мониторинга состояния и диагностики конденсатора паровой турбины/ С.И Хает., К.Э. Аронсон, Ю.М. Бродов, А.Г. Шемпелев //Теплоэнергетика. 2003. № 7. С. 67-69.

2. Бродов Ю. М. Концепция системы диагностики конденсационной установки паровой турбины/ Ю. М. Бродов, К. Э. Аронсон, М. А. Ниренштейн // Теплоэнергетика. 1997. № 7. С. 34-38.

3. Баран Л.С. Разработка системы комплексной технической диагностики конденсационной установки турбины К-800-240-3 //Труды ЦКТИ, 1994. Вып. 279. С. 40-51.

4. Баран Л.С. Диагностирование и оптимизация режимных характеристик конденсационных установок паровых турбин: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. / НПО ЦКТИ. Л., 1989. 180 с.

5. Баран Л.С. Система комплексной диагностики конденсационных установок паровых турбин // Труды ЦКТИ. 1992. № 273. С. 103-109.

6. Шавдинова М. Анализ эффективности работы конденсатора КГ-2-6200 на основе данных прямых измерений в различных режимах эксплуатации и результатов моделирования / Теплоэнергетика, 2022, № 9, С. 47-56.

7. Мильман О. О. Оптимизация параметров высокоэффективного конденсатора пара из парогазовой смеси с большим содержанием неконденсирующихся газов / О. О. Мильман, А. Ю. Картуесова, В. С. Крылов, К. Б. Минко, А. В. Птахин // Теплоэнергетика, 2021, № 12. С. 62-67.

8. Эфрос Е.И. Разработка и исследование некоторых способов повышения эффективности конденсационных устройств теплофикационных турбин при малопаровых режимах работы / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта: материалы II Всероссийской научно-практической конференции. Екатеринбург, 1998. С.166-167.

9. Шемпелев А. Г. Разработка и исследование некоторых способов повышения эффективности конденсационных устройств паровых тур-бин при малопаровых режимах работы: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. /УГТУ-УПИ. Екатеринбург, 1999. 21 с.

10. Муравьев В И. Исследование и разработка мероприятий по повышению надёжности и экономичности конденсационных систем ТЭС и АЭС: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. / ХГТУ. Харьков, 1993. 75 с

11. Попов А.В. Разработка технических решений по повышению надёжности конденсатно-питательного тракта энергоблока БРЕСТ-ОД-300 /

А.В. Попов, E.H. Кулаков, А.В. Проухин, Р.С. Тарасенко, И.Б. Денисова, С.Б. Есин, Ю.Г. Сухоруков //Электрические станции. 2023. № 4 (1101). С. 16-22.

12. Шапиро Г. А. Получение дополнительной мощности при ступенчатом подогреве воды в конденсаторах и сетевых подогревателях / Г. А. Шапиро // Участие теплофикационных турбин в переменных режимах энергосистем : сб. науч. тр.; под ред. Е. Р. Плоткина. - М. : Энергоатомиздат, 1983. - С. 75-80.

13. Review of opportunities for steam condenser performance improvements in power plants/ Milica Jovic // November 2016 Conference: International Conference POWER PLANTS 2016

14. Виноградов, В.Н. Деаэрационные испытания конденсатора турбины при повышенном содержании свободной углекислоты в остром паре / В.Н. Виноградов, Г.В. Ледуховский A.E. Барочкин [и др.]// Вестник ИГЭУ, 2009, вып. 2. C. 37-39.

15. Шкловер Г.Г. Исследование и расчет конденсационных установок паровых турбин / Г.Г. Шкловер, О.О. Мильман. М.: Энергоатомиздат, 1985. 240 с.

16. Берман Л.Д. Зависимость коэффициента теплопередачи конденсаторов паровых турбин от режимных условий / Л.Д. Берман, Э.П. Зернова // Изв. вузов: Энергетика. 1980. №9. С. 48-55.

17. Ali Jahangiri. A comprehensive investigation of non-condensable gas and condenser temperature effects on power plant ejector performance by considering condensation flow regime/ Thermal Science and Engineering Progress Volume 45, 2023

18. Шемпелев А. Г. Причины повышенного содержания кислорода в конденсате паротурбинных установок / А. Г. Шемпелев, П. В. Иглин // Надежность и безопасность энергетики. - 2015. - №4. - С. 61-64.

19. Шемпелев А.Г. Мероприятия по улучшению деаэрации основного конденсата в конденсаторах паротурбинных установок / А.Г. Шемпелев, П.В. Иглин // Надежность и безопасность энергетики. 2016. № 3 (34). С. 66-70.

20. Фукс С.Н. Гидравлическая и воздушная плотность конденсаторов паровых турбин / С.Н. Фукс. М.: Энергия, 1967. 120 с.

21. Алексеев Ю.П. Математическая модель конденсатора / Ю.П. Алексеев, Л.И. Селезнев, О.С. Чураев // Энергомашиностроение. 1986. № 11. С. 11 -14.

22. Александров В.Ю. Оптимальные эжекторы (теория и расчёт). - М.: Машиностроение, 2012 г. - 136 с.

23. Ефимочкин Г.И. Методика расчёта водовоздушного эжектора с удлинённой цилиндрической камерой смешения / Г.И. Ефимочкин, Б.Е. Коренов / Теплоэнергетика, 1976. №1. С. 84-85.

24. Александров В. Ю. Сравнение эффективности газовых эжекторов с изобарической и цилиндрической камерами смешения /

В. Ю. Александров, К. К. Климовский // Конверсия в машиностроении №2. -2008 г. - C. 70-74.

25. Цегельский В.Г. Струйные аппараты/ В.Г. Цегельский. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2017. 567 с.

26. Цегельский В.Г. Экспериментально-теоретическое исследование режимов работы сверхзвуковых газовых эжекторов с цилиндрической и конической камерами смешения / В.Г. Цегельский, М.В. Акимов, Т.Д. Сафаргалиев // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2012. № 3. С. 48-58.

27. Аронсон К.Э. Эффективность функционирования промежуточных охладителей многоступенчатых пароструйных эжекторов паровых турбин / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Ю.М. Бродов, Н.В. Желонкин, И.Б. Мурманский //Теплоэнергетика. 2017. № 3. С. 15-21.

28. Investigation of the effect of pressure increasing in condensing heat-exchanger / Murmanskii, I. B.; Aronson, K. E.; Brodov, Yu M.; и др. // Серия книг: Journal of Physics Conference Series. 2017. № 891. Номер статьи: UNSP 012122.

29. Gas dynamics and heat-and-mass transfer in multistage steam jet pumps with intermediate condensers / Brodov Yu.M., Aronson K.E., Ryabchikov A.Yu., Brezgin D.V., Murmanskii I.B., Zhelonkin N.V. // Energy Production and Management in the 21st Century II, volume 205, 2016, P. 105-113. ISBN 978-178466-107-6.

30. Analysis of experimental characteristics of multistage steam-jet electors of steam turbines / Aronson, K.E., Ryabchikov, A.Y., Brodov, Y.M., Brezgin, D.V., Zhelonkin, N.V., Murmanskii, I.B. // Thermal Engineering. 2017. 64(2), с. 104-110.

31. Changing some of the parameters impacting ejector flow performance in thermal power plant condensers/ Anas Sani Maihulla // Life Cycle Reliability and Safety Engineering, 2024, 13(46)

32. Evaluating sustainability power plant efficiency: Unveiling the impact of power plant load ratio on holding steam ejector performance/ Amir Momeni Dolatabadi// Energy Volume 305 1 October 2024

33. Барбасова Т.А. Построение расчётных характеристик пароструйного эжектора для оптимизации работы конденсационной установки ТЭЦ / Барбасова Т.А., Вахромеев И.Е., Дивнич П.Н., Шнайдер Д.А. // Вестник ЮУрГУ, 2007. №23. С. 63-64.

34. Шкловер Г.Г. Безразмерные характеристики пароструйных эжекторов КТЗ / Г.Г. Шкловер, А.З. Росинский, А.В. Герасимов // Теплоэнергетика. 1966. №9. С.42-48

35. Performance prediction of steam ejector using computational fluid dynamics: Part 1. Validation of the CFD results / T. Sriveerakul, S. Aphornratana, K. Chunnanond // International Journal of Thermal Sciences 46 (2007) 812-822

36. Computational fluid dynamics simulation of the supersonic steam ejector. Part 1: Comparative study of different equations of state; Part 2: Optimal design of geometry and the effect of operating conditions on the ejector / H T Zheng, L Cai, Y J Li and Z M Li // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 2012 226:709 originally published online 5 September 2011 DOI: 10.1177/0954406211415777

37. Performance prediction of steam ejector using computational fluid dynamics: Part 2. Flow structure of a steam ejector influenced by operating pressures and geometries / T. Sriveerakul, S. Aphornratana, K. Chunnanond // International Journal of Thermal Sciences 46 (2007) 823-833

38. Modelling and simulation of steam jet ejectors / Narmine H. Alya, Aly Karameldin, M.M. Shamloul // Desalination 123 (1999) 1-8

39. Investigation and improvement of ejector refrigeration system using computational fluid dynamics technique / K. Pianthong, W. Seehanam, M. Behnia, T. Sriveerakul, S. Aphornratana // Energy Conversion and Management 48 (2007) 2556-2564

40. Experimental studies of a steam jet refrigeration cycle: Effect of the primary nozzle geometries to system performance / Natthawut Ruangtrakoon, Satha Aphornratana, Thanarath Sriveerakul // Experimental Thermal and Fluid Science 35 (2011) 676-683

41. Берман Л.Д. Построение эксплуатационных характеристик пароструйных эжекторов по данным испытаний на сухом воздухе/ Электрические станции. 1954. № 6. С. 12-16.

42. Evacuation systems for steam surface condensers: vacuum pumps or steam jet air ejectors?/ Ranga Nadig // Proceedings of the ASME 2016 Power Conference POWER2016 June 26-30, 2016, Charlotte, North Carolina

43. Energy efficiency analysis of steam ejector and electric vacuum pump for a turbine condenser air extraction system based on supervised machine learning modelling/ D. Strusnik, M. Marcic, M. Golob, A. Hribernik, M. Zivic, and J. Avsec// Applied Energy 173 (2016) 386-405

44. Сухоруков Ю. Г. Сравнительный анализ энергетических характеристик воздухоудаляющих устройств конденсаторов турбоустановок/ Ю.Г. Сухоруков, Г.И. Казаров, В.Д. Гаев, Ю.В. Смолкин, Е.Н. Кулаков//Теплоэнергетика, 2023, № 4, С. 16-22

45. Бродов Ю.М. Надежность пароструйных эжекторов турбоустановок / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Б.Е. Мурманский, И.Б. Мурманский, Н.В. Желонкин // Надежность и безопасность энергетики. 2016. № 2 (33). С. 60-64.

46. Бродов Ю.М. Надёжность пароструйных эжекторов паротурбинных установок ТЭС / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, И.Б. Мурманский, С.И. Хает // Энергетик. 2016. № 12. С. 40-41.

47. Increasing the reliability of steam-jet ejectors in power plant turbines / Ryabchikov, A.Y., Aronson, K.E., Brodov, Y.M., Murmanskii, B.E.. Murmanskii, I.B., Zhelonkin, N.V., Khaet, S.I. // Power Technology and Engineering. 2017. 50(5), 546-548.

48. Ejectors of power plants turbine units efficiency and reliability increasing / Aronson, K.E., A.Yu. Ryabchikov, V.K. Kuptsov, I.B. Murmanskii, Yu.M. Brodov, N.V. Zhelonkin, and S.I. Khaet. //Journal of Physics: Conference Series (IOP Publishing) 891

49. Аронсон К.Э. Пароструйный эжектор для паровых турбин ПГУ ЗАО «УТЗ» / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Н.В. Желонкин, И.Б. Мурманский, А.А.Чубаров // Академия энергетики. 2016. № 1 (69). С. 30-35.

50. Берман Л.Д. Воздушные насосы конденсационных установок паровых турбин / Л.Д. Берман, Н.М. Зингер. М.;Л.: Госэнергоиздат, 1962. 96 с.

51. Денисов Э.П. Влияние присосов воздуха на работу конденсационной установки / Э.П. Денисов, А.В. Дорошенко, В.Ю. Григорьев // Теплоэнергетика. 1997. № 1. С. 55-59.

52. РД 34.30.302-87. Методические указания по испытаниям и эксплуатации пароструйных эжекторов конденсационных установок турбин ТЭС и АЭС: М.: РАО «ЕЭС России», 1987. 34 с.

53. Бродов Ю.М., Савельев Р.З. Конденсационные установки паровых турбин: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1994. 288 с.

54. Берман Л.Д. Руководящие указания по тепловому расчету поверхностных конденсаторов мощных паровых турбин тепловых и атомных электростанций / Л.Д. Берман, Э.П. Зернова. // М.: Союзтехэнерго, 1982.

55. Бродов Ю.М. К расчету коэффициентов теплопередачи в конденсаторах паровых турбин / Ю.М. Бродов, Р.З. Савельев, М.А. Ниренштейн // Теплоэнергетика. 1981. №12. С.59-61.

56. Бродов Ю.М. Анализ показателей надежности теплообменных аппаратов турбоустановок ТЭС / Ю.М. Бродов, Р.С. Резникова, Г.И. Краснова, А.И. Чайка // Энергомашиностроение. 1982. № 11. С. 35-39.

57. Берман Л.Д. Инженерный метод теплового расчета конденсаторов паровых турбин / Л.Д. Берман. М.:ВТИ, 1963. 100с.

58. Бродов Ю.М. Анализ методик теплового расчета конденсаторов паровых турбин / Ю.М. Бродов, Р.З. Савельев // Теплоэнергетика. 1980.№7.С.57-59.

59. Берман Л.Д. К инженерному тепловому расчету конденсаторов паровых турбин / Л.Д. Берман //Теплоэнергетика. 1975. №10. С.34-39.

60. Алексеев Ю.П. Метод анализа параметров парового пространства поверхностных конденсаторов паровых турбин / Ю.П. Алексеев, Л.И. Селезнев, О.С. Чураев // Известия АН СССР: Энергетика и транспорт. 1987. № 5. С. 119-126.

61. Лещинский А.М. Повышение эффективности работы конденсаторов и пароструйных эжекторов теплофикационных турбин /А.М. Лещинский, П.А. Зубов. Киев: Знание, 1986. 23 с.

62. Аронсон К.Э. Разработка элементов комплексной системы мониторинга состояния теплообменных аппаратов ПТУ / К.Э. Аронсон, Ю.М. Бродов, Н.Н. Акифьева и др. / Теплоэнергетика, 2002. № 2. С. 32-34.

63. Берман Л.Д. Руководящие указания по тепловому расчету поверхностных конденсаторов мощных паровых турбин тепловых и атомных электростанций / Л.Д. Берман, Э.П. Зернова. // М.: Союзтехэнерго, 1982. 106 с.

64. МУ-34-70-122-85. Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций. М.: Союзтехэнерго. 1986. 214 с.

65. Лещинский А.М. Воздушное расхолаживание паровых турбин и пути повышение его эффективности/ А.М. Лещинский, В.В. Куличихин, Э.И Тажиев, П.А. Зубов //Электрические станции. 1982. №10. С.28-31

66. Газовый эжектор (его варианты) Патент на изобретение № 1150411. СССР, МПК F04 F 5/20. Заявитель и патентообладатель. Производственное объединение «Турбомоторный завод» им. К.Е. Ворошилова- Заявка № 3617016/25-06; заявл. 04.07.1983; опубл. 15.04.1985 Бюл. № 14/ А.М. Лещинский

67. Способ управления воздухоудаляющим устройством конденсационной установки. Патент на изобретение № 705232. СССР, МПК F28B 9/10. Заявитель и патентообладатель Челябинская ТЭЦ-2. - Заявка № 2625259; заявл. 02.06.1978; опубл. 25.12.1979. дата регистрации 02.06.1978, 2 с. / Щапин Н.М., Лещинский А.М., Мудрых Б.А., Райский Ю.Б.

68. Effect of non-condensable gas on heat transfer in steam turbine condenser and modelling of ejector pump system by controlling the gas extraction rate through extraction tubes/ Strusnik, Dusan, Marjan Golob, and Jury Avsec// Energy Conversion and Management 126 (2016) 228-246

69. Турбина паровая Т-180/210-130-1, Т-180/210-130-2. Инструкция по эксплуатации № 1570001-ИЭ. ЛМЗ. 1981 г., 158 с.

70. Турбина паровая Т-100-130. Инструкция по эксплуатации УТЗ. 1960 г., 95 с.

71. Типовая инструкция по эксплуатации установок подогрева сетевой воды на ТЭЦ и КЭС/РД 34.40.503-94. М.: ОРГРЭС, 1997 - 68 с.

72. Блочная автоматизированная система смешения природного газа с атмосферным воздухом Патент на изобретение № 2600484. Российская федерация, МПК B01F 3/02 (2006.01), F02M 21/04 (2006.01) F23D 14/62 (2006.01). Заявитель и патентообладатель ООО "Автоматизированные системы смешения природного газа с атмосферным воздухом» Гаранин А.С., Орлин С.Н., ООО "Фирма "Гамми". - Заявка № 2015119334/06; заявл.

22.05.2015; опубл. 20.10.2016 Бюл. № 29/ Гаранин А.С., Орлин С.Н, Масленников Ю.Л.

73. Устройство для автоматического регулирования подачи угольной пыли при помощи паровых эжекторов в горелки котлоагрегата Патент на изобретение № 1153196. СССР, МПК F23N 1/00 (2006.01). Заявитель и патентообладатель. - Заявка № 3661299/24-06; заявл. 09.11.1983; опубл. 30.04.1985/Завьялова Т.А., Ломашевич Л.Г., Гайдрага Е.Ф., Яхимович А.Г.

74. Способ автоматизации технологии получения порошкообразного продукта из фильтрата спиртовой барды Патент на изобретение № 2546214. Российская федерация, МПК А23К 1/06 (2006.01), А23К 1/00 (2006.01). Заявитель и патентообладатель. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технология-Заявка № 2013144104/13; заявл. 02.10.2013; опубл. 10.04.2015 Бюл. № 10/ Шевцов А.А., Дранников А.В., Муравьев А.С.

75. Способ управления эжекторным блоком переменной производительности Патент на изобретение № 2660723. Дания, МПК F25B 41/00 (2006.01), F25B 49/02 (2006.01). Заявитель и патентообладатель. Данфосс А/С - Заявка № 2017107152; заявл. 23.06.2015; опубл. 09.07.2018/ Мадсен Кеннет Б., Принс .Я, Фредслунн К.

76. Панков Е.В. Динамика теплообмена и процессов аккумуляции материи и тепла в конденсаторе пароэнергетической установки/ Е.В. Панков // Труды центрального научно исследовательского института им. академика А.Н. Крылова, №174, 1961, С. 94-130.

77. Аронсон, К.Э. Теплообменники энергетических установок: учебник для вузов / К.Э.Аронсон, С.Н.Блинков, В.И. Брезгин [и др.]; Под ред. проф., д-ра техн. наук Ю.М. Бродова. Екатеринбург: Сократ. 2003. - 968 с.

78. Бродов, Ю.М. Подогреватели сетевой воды в системах теплоснабжения ТЭС и АЭС: учеб. пособие / Ю.М. Бродов, В.И. Великович, М.А. Ниренштейн, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков. Екатеринбург:- УГТУ. 1999. -138 с.

79. Бродов, Ю.М. Справочник по теплообменным аппаратам паротурбинных установок / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, М.А. Ниренштейн:- Екатеринбург. 2006. -584 с.

80. Замалеев, М.М. Резервы повышения эффективности использования регенеративных отборов турбин ТЭЦ / М.М. Замалеев, В.И. Шарапов / Теплоэнергетика. 2008. № 4. С. 64-67.

81. Кириллов, И.И. Автоматическое регулирование паровых и газовых турбин / И.И. Кирилов. М.: Машгиз. 1961.- 600 с.

82. Кириллов, И.И. Влияние бойлера на динамическую устойчивость регулирования паровых турбин / И.И. Кириллов.//- Труды ЛПИ. 1938.

83. Кириллов, И.И. Регулирование паровых и газовых турбин / И.И. Кириллов. - М.: Госэнергоиздат. 1952. - 428 с.

84. Кириллов, И.И. Регулирование паровых и газовых турбин / И.И. Кириллов, В.А. Иванов.- М.-Л.: Машиностроение. 1966. -272 с.

85. Сурис П.Л. Исследование предохранительных клапанов теплофикационного отбора паровых турбин / П.Л. Сурис // Энергомашиностроение. 1973. № 5. С. 13-15.

86. Сурис П.Л. Исследование рычажно-грузового предохранительного клапана типа КПР-600/800 / П.Л. Сурис // Энергомашиностроение. 1966. №2 11. С. 22-25.

87. Сурис П.Л. К расчёту динамики предохранительных устройств регулируемых отборов паровых турбин / П.Л. Сурис // Теплоэнергетика. 1967. - № 8. С. 80.

88. Сурис П.Л. Предохранительные и обратные клапаны паротурбинных установок / П.Л. Сурис. - М.: Энергоиздат. 1982. 192 с.

89. Сурис П.Л. Испытания предохранительных клапанов производственного отбора и противодавления паровых турбин / П.Л. Сурис,

A.Я. Лесниченко // Энергетическое машиностроение (НИИинформтяжмаш). 1967. № 13. С. 61-65.

90. Рабинович А.В. О расчёте устройства для предотвращения резкого вскипания конденсата / А.В. Рабинович // Теплоэнергетика. 1963. №11.

91. А.С. № 128875 (СССР). Устройство для предотвращения резкого вскипания конденсата в теплообменнике / А.В. Рабинович, Д.П. Бузин // Открытия. Изобретения. - 1960. - № 11.

92. Патент РФ на изобретение №2 2136898. Регулирующая диафрагма / Б.Ю. Мосенжник, Б.Ф. Солдатов // Бюллетень изобретений. 1999. № 25.

93. Новосёлов, В.Б. О защите теплофикационной турбины от обратных потоков пара из сетевых подогревателей при сбросе электрической нагрузки /

B.Б. Новосёлов // Тяжёлое машиностроение 1998 - № 9 С. 46-49.

94. А.с. № 1100484 (СССР). Устройство для ограничения обратного потока пара в турбину из конденсатосборника теплообменника / С.Н. Иванов, В.В. Лебедев, А.М. Лещинский, П.А. Зубов, В.Б. Новосёлов // Открытия. Изобретения. - 1984. - № 24.

95. Трояновский, Б.М. Паровые и газовые турбины атомных электростанций; учеб. пособие для вузов / Б.М. Трояновский, Г.А. Филиппов, А.Е. Булкин. - М.: Энергоатомиздат. 1985. - 256 с.

96. Кириллов, И.И. Автоматическое регулирование паровых турбин и газотурбинных установок: учеб. для вузов / И.И. Кириллов. - Л.: Машиностроение. 1988. - 447 с.

97. Трояновский, Б.М. Турбины для атомных электростанций. - 2-е изд./ Б.М. Трояновский. - М.: «Энергия». 1978. - 232 с.

98. Рабинович А.В. Отопительные отборы паровых турбин как объекты регулирования /А.В. Рабинович, С.Н. Иванов // Теплоэнергетика. 1975. № 4. С. 75-81.

99. Профос, П. Регулирование паросиловых установок. Пер. с нем. / П. Профос. - М.: «Энергия». 1967. - 368 с.

100. Фрагин, М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин: настоящее и ближайшая перспектива. Серия «Проблемы энергетики». Вып. 6. - СПб.: Энерготех. 2005. - 248 с.

101. Фрагин, М.С. Регулирование и маслоснабжение паровых турбин. Вопросы проектирования, наладки и эксплуатации / М.С. Фрагин. - СПб: «Издательско-полиграфическая компания «Коста». 2011. - 400 с.

102. Новоселов В. Б. Разработка методов исследования и совершенствования электрогидравлической системы регулирования и защиты паровых теплофикационных турбин и их элементов/ Дис. ... докт. техн. наук— Екатеринбург :, 2014. — 417 с.

103. Конденсаторы паротурбинных установок / В.А. Федоров, О.О. Мильман. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 560 с.

104. Numerical analysis of steam condensation over a vertical surface in presence of air./ Su, J., Sun, Z., & Zhang, D.// Annals of Nuclear Energy,2014,72, 268-276.

105. Yoon, D. S., Jo, H., & Corradini, M. L. CFD modeling of filmwise steam condensation with noncondensable gas with modified boundary condition/ Yoon, D. S., Jo, H., & Corradini, M. L.// International Journal of Heat and Mass Transfer,2018 125, 485-493.

106. A mathematical model of forced convection condensation of steam on smooth horizontal tubes and tube bundles in the presence of noncondensables/ Minko, K. B., Yankov, G. G., Artemov, V. I., & Milman, O. O.// International Journal of Heat and Mass Transfer,2019, 140, 41-50.

107. Prediction of steam condensation in the presence of noncondensable gases using a CFD-based approach./ Dehbi, A., Janasz, F., & Bell, B.// Nuclear Engineering and Design,2013, 258, 199-210.

108. Numerical Simulation of Steam Condensation in a Steam-Gas Mixture Flow in a Variable-Section Channel with a Bundle of Smooth Horizontal Tubes/ Minko, K. B., Artemov, V. I., Yan'kov, G. G., & Krylov, V. S.// Thermal Engineering, 2019, 66(12), 928-935.

109. Методические указания по расчету и проектированию пароструйных эжекторов конденсационных установок турбин ТЭС и АЭС / А.И. Белевич // РД 34.30.105. М.: Минэнерго СССР, 1985 - 53 с.

110. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2016611885 Российская федерация. Программный комплекс для ЭВМ «Конструкторский и поверочный расчет пароструйных эжекторов» / Аронсон К.Э., Мурманский И.Б., Брезгин Д.В., Рябчиков А.Ю., Чубаров А.А., Бродов

Ю.М. // Заявитель и патентообладатель: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. - Заявка .№20156185492. Дата регистрации в Реестре программ для ЭВМ 12.02.2015.

111. Зайдель, А.Н. Погрешности измерений физических величин / А.Н. Зайдель. Л.: Наука, 1985. — 112 с.

112. РД 34.30.501 Методические указания по эксплуатации конденсационных установок паровых турбин электростанций, 1986 г., 111 с.

113. IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam. In: International Steam Tables. Springer, Berlin, Heidelberg.

114. Ривкин С.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара / С.А. Ривкин, А.А. Александров. М.: Энергия, 1980. 423 с.

115. Лаврентьев М. М., Романов В. Г., Шишатский С. П. Некорректные задачи математической физики и анализа. — М.: Наука, 1980. - 286 с.

116. СО 153-34.20.501-2003. Правила технической эксплуатации электростанций и сетей Российской федерации. М.: Энергосервис, 2004, 161 с.

117. Балакин Д.Ю. Особенности разработки и функционирования многоступенчатых пароструйных эжекторов/ К.Э. Аронсон, А. Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, Д.В. Брезгин, А.Л. Демидов // Теплоэнергетика, 2023, №4, С. 5-15

118. Балакин Д.Ю. Влияние присосов воздуха на динамические характеристики системы конденсатор-эжектор паротурбинной установки/ К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Н.В. Желонкин, Демидов А.Л., Балакин Д.Ю.// Теплоэнергетика. 2025. № 2. С. 12-18.

119. Балакин Д.Ю. Влияние температуры рабочего пара на характеристики основных эжекторов конденсационных установок/ Аронсон К.Э., Рябчиков А.Ю., Брезгин Д.В., Балакин Д.Ю., Мурманский Б.Е., Файзуллин М.З// Энергетик. 2025. № 6. С. 39-41.

120. Методические указания по испытанию конденсационных установок паровых турбин: МУ 34-70-010-82. М.: СПО Союзтехэнерго, 1982. 68 с.

121. РД 153-34.1-30.311-96 Методические указания по проведению экспресс-испытаний паровых турбин ТЭС. М.: СПО ОРГРЭС, 2001, 61 с.

122. ГОСТ 34347 —2017 Сосуды и аппараты стальные сварные Введ. 30.11.2017. М.: Стангдартинформ. 2018. 114 с.

123. СДОС-07-2012 Методические рекомендации о порядке проведения контроля герметичности технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. М.: ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность». 2012. 103 с.

124. ПНАЭ Г-7-019-89 Унифицированная методика контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов АЭУ М.: Государственный комитет по надзору за безопасным ведением работ в атомной энергетике. 1990. 77 с.

125. A comprehensive review of acoustic based leak localization method in pressurized pipelines/Hu, Z., Tariq, S., & Zayed, T.// In Mechanical Systems and Signal Processing, 2021 (Vol. 161, p. 107994). Elsevier BV.

126. Acoustic Imaging Method for Gas Leak Detection and Localization Using Virtual Ultrasonic Sensor Array / Liang, M., Yang, K., Feng, M., Mu, K., Jiao, M., & Li, L.// In Sensors, 2024 Vol. 24, Issue 5, p. 1366. MDPI AG

127. Acoustic method of leak detection using high-temperature microphones/ Shimanskii, S. B., Strelkov, B. P., Anan'ev, A. N., Lyubishkin, A. M., Iijima, T., Mochizuki, H., Kasai, Y., Yokota, K., & Kanazawa, J.// In Atomic Energy, 2005 (Vol. 98, Issue 2, pp. 89-96). Springer Science and Business Media LLC.

128. Чекардовский С. М. Методы и способы комплексных исследований и оценки технического состояния оборудования инженерных систем: монография / С. М. Чекардовский, И. А. Чекардовская, К. Н. Илюхин [и др.]. -Москва: РУСАЙНС, 2021. - 284 с.

129. ЭВ-200.000. 000.000.00РЭ Преобразователи расхода вихревые «ЭМИС-ВИХРЬ 200 (ЭВ-200)» Руководство по эксплуатации, 76 с.

130. Демидов А. Л. Расходомерное устройство для вакуумной системы паровой турбины/ К. Э. Аронсон, Н.В. Желонкин, И.Б. Мурманский, А.Ю. Рябчиков// Турбины и дизели, 2020, №1 (88).С. 60-62

131. Патент на полезную модель № 231042 Российская федерация, МПК F16K 17/192 (2006.01) Гидравлический предохранительный клапан / Печенегов Ю. Я., Косов А. В., Косова О. Ю., Косов В. А., Косов М. А., Печенегова С. Ю.// Заявитель и патентообладатель: Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. -№ 2024114892. Заявл. 31.05.2024 опубл. 28.12.2024. Бюл. 1. - 5с.

132. ГОСТ 8.586.2-2005 (ИСО 5167-2:2003) Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Москва: Стандартинформ, 2006. 43 с.

133. Балакин Д.Ю. Модернизация схемы отсоса неконденсирующихся газов из подогревателей сетевой воды теплофикационных турбин/ К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Н.В. Желонкин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин, Ю.В. Махнев, К.А. Таров // Электрические станции, №8, 2022.С.9-14.

134. Балакин Д.Ю. Разработка испытание и внедрение новых пароструйных эжекторов для теплофикационных турбин/ К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин // "Турбины и дизели" 2023, №6 (111).С.74-48.

135. ГОСТ 24802-81 Приборы для измерения уровня жидкости и сыпучих веществ. Термины и определения М.:Издательство стандартов 1991, 7 с.

136. ЭС.000.000.00РЭ Сигнализаторы уровня «ЭМИС-сигнал» руководство по эксплуатации, г. Челябинск, АО «ЭМИС» 46 с.

137. Соколов Е.Я. Струйные аппараты / Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер // М.: Энергоатомиздат, 1989 г. - 352 с.

138. Типовая энергетическая характеристика турбоагрегата Р-100-130/15 ТМЗ. М.:ОРГРЭС, 1979. 29 с.

139. Балакин Д.Ю. Организация дренажей многоступенчатых пароструйных эжекторов паровых турбин/ К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, Д.В. Брезгин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин, Д.С. Гончаренко // Электрические станции, 2024; № 4 (1113); С.2-7.

140. Баринберг Г.Д. Паровые турбины и турбоустановки Уральского турбинного завода / Г.Д. Баринберг, Бродов Ю.М., Гольдберг А.А., Иоффе Л.С., Кортенко В.В., А.Ю.Култышев, Новоселов В.Б., Сахнин Ю.А., Степанов М.Ю., Шехтер М. В., Шибаев Т.Л., Ямалтдинов А.А. Екатеринбург, 2017 г. -540 с.

141. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок: 4-е изд., перераб. и доп. /Под общ. ред. докт. техн. наук Ю.М. Бродова. Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2012. 570 с.

142. Пароструйный эжектор. Патент на полезную модель № 203733. Российская федерация, МПК F04F 5/22(2006.01). Заявитель и патентообладатель ООО «Башкирская генерирующая компания». - Заявка № 2021104756; заявл. 25.02.2021; опубл. 19.04.2021. дата регистрации 19.04.2021, Бюл. 11. - 12 с. / Аронсон К.Э., Боданин М.В., Брезгин Д.В., Демидов А.Л., Дубов И.Ю. Желонкин Н.В., Купцов В.К., Махнев Ю.В., Рябчиков А.Ю., Таров К.А.

143. Паротурбинная теплофикационная установка. Патент на изобретение № 2766653. Российская федерация, МПК F01К 17/02(2006.01). Заявитель и патентообладатель ООО «Башкирская генерирующая компания». - Заявка № 2021120422; заявл. 18.12.2022; опубл. 15.03.2022. дата регистрации 15.03.2022, Бюл. 18. - 16 с. / Аронсон К.Э., Боданин М.В., Брезгин Д.В., Демидов А.Л., Дубов И.Ю., Желонкин Н.В., Махнев Ю.В., Рябчиков А.Ю., Таров К.А., Фрайфельд В.М.

Публикации автора

Статьи, опубликованные в рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК РФ и Аттестационным советом УрФУ:

1. Балакин Д.Ю. Модернизация схемы отсоса неконденсирующихся газов из подогревателей сетевой воды теплофикационных турбин / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Н.В. Желонкин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин, Ю.В. Махнев, К.А. Таров // Электрические станции, №8, 2022.С.9 - 14; 0,38п.л./0,05п.л.

Balakin, D. Yu. Scheme Modernization for the Evacuation of Noncondensable Gases from Delivery Water Heaters of Cogeneration Turbines / D. Yu. Balakin, K. E. Aronson, A. Yu. Ryabchikov, D. V. Brezgin, N. V. Zhelonkin, A. L. Demidov, Yu. V. Makhnev, K. A. Tarov // Power Technology and Engineering. - 2023. Vol. 56 No. 8. P.703-708; 0,44п.л./0,05п.л. (Scopus).

2. Балакин Д.Ю. Особенности разработки и функционирования многоступенчатых пароструйных эжекторов / Д.Ю. Балакин, К.Э. Аронсон, А. Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, Д.В. Брезгин, А.Л. Демидов // Теплоэнергетика, 2023, №4, С. 5-15; 0,69 п.л./0,14 п.л.

Balakin, D. Yu. Features of the Development and Operation of Multistage Steam Jet Ejectors / D. Yu. Balakin, K. E. Aronson, A. Yu. Ryabchikov, D. V. Brezgin, N. V. Zhelonkin, A. L. Demidov // Thermal Engineering, Vol. 70 No. 4, P.245-253; 0,5 п.л./0,08 п.л. (Scopus).

3. Балакин Д.Ю. Организация дренажей многоступенчатых пароструйных эжекторов паровых турбин / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, Д.В. Брезгин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин, Д.С. Гончаренко // Электрические станции, 2024; № 4 (1113); С.2-7; 0,44 п.л./0,06 п.л.

Balakin, D. Yu. Drainage Organization of Multi-Stage Steam-Jet Ejectors of Steam Turbines / D. Yu. Balakin, K. E. Aronson, A. Yu. Ryabchikov, D. V. Brezgin, N. V. Zhelonkin, A. L. Demidov, D. S. Goncharenko // Power Technology and Engineering. - 2024. Vol. 58 No. 3. P.488-493; 0,44п.л./0,06 п.л. (Scopus).

4. Балакин Д.Ю. Влияние присосов воздуха на динамические характеристики системы конденсатор-эжектор паротурбинной установки / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Н.В. Желонкин, Демидов А.Л., Балакин Д.Ю. // Теплоэнергетика. 2025. № 2. С. 12-18; 0,44 п.л./0,07 п.л.

Balakin, D. Yu. The Influence of Air Inleakages on the Dynamic Characteristics of the Steam Turbine Unit Condenser-Ejector System. Thermal Engineering / D. Yu. Balakin, K. E. Aronson, A. Yu. Ryabchikov, D. V. Brezgin, N. V. Zhelonkin, A. L. Demidov // Thermal Engineering, Vol. 72 No. 2, P.91-97; 0,44 п.л./0,07 п.л. (Scopus).

5. Балакин Д.Ю. Влияние температуры рабочего пара на характеристики основных эжекторов конденсационных установок / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Д.В. Брезгин, Д.Ю. Балакин, Б.Е. Мурманский, Файзуллин М.З // Энергетик. 2025. № 6. С. 39-41; 0,19 п.л./0,03 п.л.

Другие публикации:

6. Балакин Д.Ю. Анализ влияния различных факторов на распределение удельных паровых нагрузок в конденсаторах теплофикационных турбин / А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин, А.А. Зверев // Восьмая Российская национальная конференция по теплообмену, тезисы докладов, Москва, 2022 г. С. 350-351; 0,2 п.л./0,07 п.л.

7. Балакин Д.Ю. Разработка эжекторов для систем подогрева сетевой воды паровых турбин/ Балакин Д.Ю., Аронсон К.Э., Демидов А.Л.//Всероссийская конференция с элементами школы молодых ученых «XXXVIII Сибирский теплофизический семинар», посвящённый 65-летию Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, тезисы докладов, г. Новосибирск, 2022 г. С. 15; 0,09 п.л./0,03 п.л.

8. Балакин Д.Ю. Разработка испытание и внедрение новых пароструйных эжекторов для теплофикационных турбин / К.Э. Аронсон, А.Ю. Рябчиков, Н.В. Желонкин, А.Л. Демидов, Д.Ю. Балакин // "Турбины и дизели" 2023, №6 (111).С.74-77; 0,19 п.л./0,04 п.л.

9. Балакин Д.Ю. Определение предельного режима функционирования ступени многоступенчатого пароструйного эжектора с помощью расширенной схемы измерения / Балакин Д. Ю., Аронсон К. Э. // XIII семинар вузов по теплофизике и энергетике, тезисы докладов Всероссийской научной конференции, г. Нижний Новгород, 2023 г. С. 165166; 0,08 п.л./0,04 п.л.

10. Балакин Д.Ю. Схема измерений для исследования многоступенчатых пароструйных эжекторов / Балакин Д.Ю., Аронсон К.Э. // XVIII Всероссийская (X Международная) научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «ЭНЕРГИЯ — 2023», тезисы докладов, г. Иваново, 2023 г. С. 29. 0,03 п.л./0,01 п.л.

11. Балакин Д.Ю. Система мониторинга режима работы основного эжектора ПТУ ТЭС / Балакин Д. Ю., Аронсон К. Э. // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика, Тезисы докладов Тридцатой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. Москва, 2024 г. С. 1033; 0,03 п.л./0,01 п.л.

12. Балакин Д.Ю. Особенности динамического взаимодействия элементов системы конденсатор-эжектор при переменных присосах воздуха / Материалы IV международной конференции "Современные проблемы теплофизики и энергетики", Москва, 2024 г. С.392-393; 0,16 п.л./0,08 п.л.

13. Балакин Д.Ю. Моделирование динамики пароструйного эжектора при работе на сухом воздухе / Д.Ю. Балакин, К.Э. Аронсон // Материалы XXV Школы-семинара молодых ученых и специалистов академика А.И. Леонтьева, г.Рыбинск, 2025 г. С. 247-248, 0,06 п.л./0,03 п.л.