abbr. SJ GMU
ISSN 2657-5841 (printed)
ISSN 2657-6988 (online)
DOI: 10.26408
Determinanty procesu degradacji termicznej aparatów wymiany ciepła w siłowniach parowych
The Heat Exchanger Thermal Degradation Process Determinants within the Steam Power Plants
https://orcid.org/0000-0002-3683-6542Abstract:
The deposits presence on the heat transfer surfaces of the heat exchangers within the stationary and the ship steam power plants cause an inscrease in terminal temperature difference values and entails a decrease of the vacuum level, as well. That fact leads to reducing the total efficiency of the thermal unit. Symptoms of heat degradation are usually defined as the difference between the values of thermal-flow parameters for the current and the reference state. Moreover, thermal degradation of any heat transfer device always entails an increase in the cost of energy conversion, leading to increasing the emission output of greenhouse gases and finally increasing the environmental degradation process. The above-mentioned phenomena, the determinants of the thermal degradation as well as the results of the author’s own experimental research have been presented in the paper.
Streszczenie:
Obecność zanieczyszczeń na powierzchniach wymiany ciepła aparatów wymiany ciepła w okrętowych i lądowych siłowniach parowych jest przyczyną m.in. wzrostu spiętrzeń temperatur oraz związanego z tym pogorszenia stopnia próżni w skraplaczach. W końcowym efekcie proces degradacji termicznej wymienników ciepła prowadzi do zmniejszenia sprawności danego układu cieplnego. Symptomy degradacji termicznej najczęściej definiowane są jako różnica między wartościami parametrów cieplno-przepływowych dla stanu referencyjnego i wartościami dla stanu aktualnego. W efekcie końcowym zjawisko degradacji cieplnej pociąga za sobą wzrost kosztów przetwarzania energii, a w konsekwencji prowadzi do zwiększonej degradacji środowiska naturalnego. W artykule opisano powyższe zjawiska oraz zaprezentowano determinanty degradacji termicznej wymienników ciepła siłowni parowych, opierając się na rezultatach własnych badań eksperymentalnych.
Słowa kluczowe:
siłownie parowe
wymienniki ciepła
Issue:
Pages:
87
99
Download full text in pdf:
This article is an open access article distributed under a Creative Commoms Attribution (CCBY 4.0) licence
References:
Adamson, W.L., 1981, The Impact of Fouling on Condenser Design and Operation, w: Marto, P.J. (ed.), Power Condenser Heat Transfer Technology, Publishing Co.
Brahim, F., Augustin, W., Bohnet, M., 2003, Numerical Simulation of the Fouling Structured Heat Transfer Surfaces, ECI Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning, Fundamentals and Applications, s. 121–129.
Butrymowicz, D., 2001, Influence of Fouling and Inert Gases on the Performance of Regenerative Feedwater Heaters, Archives of Thermodynamics, vol. 23, no. 1–2, s. 127–140.
Butrymowicz, D., Gardzielewicz, A., 1996, Analiza możliwości pomiaru oporu cieplnego zanieczyszczeń powierzchni wymienników ciepła, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk.
Butrymowicz, D., Hajduk, T., 2006, Zagadnienia degradacji termicznej wymienników ciepła, Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna, R. XIII, nr 3(121), s. 111–117.
Butrymowicz, D., Trela, M., 2000, Zagadnienia obliczania wymiany ciepła w niskociśnieniowych wymiennikach regeneracyjnych, Zeszyty Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej, nr 56, s. 178–187.
Chenoweth, J.M., 1990, Final Report of the HTRI/TEMA Joint Commitee to Review the Fouling Section of the TEMA Standards, Heat Transfer Engineering, vol. 11, no. 1, s. 73–107.
Chmielniak, T., 2008, Technologie energetyczne, WNT, Warszawa.
Cunningham, J., 1981, The Effect of Use of Noncondensable Gases on Enhanced Surface Condensers, w: Marto, P.J., Nunn, R.H. (eds.), Power Condenser Heat Transfer Technology, Hemisphere Publishing Co.
Förster, M., Bohnet, M., 2002, Modification of the Interface Crystal/Heat Transfer Surface to Reduce Heat Exchanger Fouling, w: Müller-Steinhagen, H., (ed.), Heat Exchanger Fouling. Fundamental Approaches & Technical Solutions, Publico Publications, Essen.
Górski, Z., 2007, Budowa i działanie okrętowych wymienników ciepła. Construction and working of marine heat exchangers, Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia.
Hajduk, T., 2016a, Fizyczne i chemiczne aspekty występowania zanieczyszczeń na powierzchniach wymiany ciepła w siłowniach parowych, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, nr 96, s. 59–70.
Hajduk, T., 2016b, Identification of Fouling Deposited on the Heat Transfer Surfaces of the Steam Power Plants Heat Exchangers, Journal of KONES, vol. 23, no. 4, s. 135–142.
Hajduk, T., Butrymowicz, D., 2008, Dokumentacja techniczna stanowiska do badań oporów cieplnych zanieczyszczeń energetycznych wymienników ciepła wraz z systemem chłodzenia, Instytut Maszyn Przepływowych PAN, Gdańsk.
Hajduk, T., Butrymowicz, D., Dudar, A., 2008, Zagadnienia pomiaru oporu cieplnego zanieczyszczeń wymienników ciepła, VII Konferencja Naukowo-Praktyczna „Energia w nauce i technice”, Białystok-Suwałki, s. 620–631.
Hobler, T., 1986, Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa.
Karabelas, A.J., 2001, Scale Formation in Tubular Heat Exchangers – Research Priorites, Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Pisa, s. 73–81.
Knudsen, J.G., 1981, Fouling of Heat Transfer Surfaces: An Overview, w: Marto, P.J., Nunn, R.H. (eds.), Power Condenser Heat Transfer Technology, Hemisphere Publishing Co.
Knudsen, J.G., 1992, Fouling in Heat Exchangers. Overview and Summary, w: Hewitt, G.F. (ed.), Handbook of Heat Exchanger Design, Begell House Inc., New York.
Kotlewski, F., Mieszkowski, M., 1972, Pomiary w technice cieplnej, WNT, Warszawa.
Michiejew, M., 1953, Zasady wymiany ciepła, PWN, Warszawa.
Mwaba, M.G., Rindt, C.C.M., Vorstman, M.A.G., Steenhoven van A.A., 2002, Calcium Sulfate Deposition on a Heated Plate and Removal Characteristics, w: Müller-Steinhagen, H. (ed.), Heat Exchanger Fouling. Fundamental Approaches & Technical Solutions, Publico Publications, Essen.
Perrakis, M., Andritsos, N., Karabelas, A.J., 1999, CaCO3 Scaling under Constant Heat Flux, w: Bott, T.R. (ed.), Understanding Heat Exchanger Fouling and Its Mitigation, Begell House Inc., New York.
Pudlik, W., 1988, Wymiana i wymienniki ciepła, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk.
Rusowicz, A., 2004, Analiza powstających osadów w rurach skraplacza energetycznego, XII Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy, Kraków, s. 753–761.
Szargut, J.,1993, Ekologiczne uwarunkowania energetyki, Energetyka, nr 1(463), s. 378–383.
Taborek, J.,1981, Effects of Fouling and Related Comments on Marine Condenser Design, w: Marto, P.J. (ed.), Power Condenser Heat Transfer Technology, Publishing Co.
Xu, Z.M., Wang, J.G., Chen, F., Zhao, X.T., Yang, S.R., 1999, A New Predictive Model for Particulate Fouling, w: Bott, T.R. (ed.), Understanding Heat Exchanger Fouling and Its Mitigation, Begell House Inc., New York.
Zbroińska-Szczechura, E., Dobosiewicz, J., 2000, Diagnostyka materiałowa i cieplna skraplaczy, Energetyka, vol. LIV, nr 3(549), s. 122–124.