Skomentuj 
Podziel się!
Udostępnij
Twittnij
Wyślij
Drukuj
W elektrowni parowej pompy wody chłodzącej pracują w obiegu chłodzenia skraplacza turbiny, którego zadaniem jest obniżenie temperatury kondensatu co sprzyja uzyskaniu wyższej wartości podciśnienia za turbiną, dzięki czemu wzrasta sprawność całkowita obiegu cieplnego.
Natomiast jeśli elektrownia nie posiada zewnętrznego źródła wody chłodzącej pompy pracują w obiegu zamkniętym, podając wodę podgrzaną w skraplaczu do chłodni kominowej, w której woda ulega schłodzeniu do wyjściowej temperatury. W takim układzie pompy wody chłodzącej muszą pokonać dodatkowo geometryczną wysokość podnoszenia związaną z wysokością chłodni. Ponieważ moc pobierana przez pompę jest proporcjonalna do jej wysokości podnoszenia, z punktu widzenia energetycznego korzystne jest projektowanie chłodni, które zapewnią wymaganą intensywność chłodzenia przy minimalnej wysokości. Z tego powodu na przestrzeni lat obserwuje się tendencję do budowy coraz niższych chłodni. W
budowanych obecnie blokach energetycznych wysokiej mocy wyposażonych w chłodnie kominowe wysokość podnoszenia wymagana od pomp zazwyczaj jest na poziomie przekraczającym 20 m.
Jednocześnie wymagana wydajność pomp w blokach o mocy kilkuset megawatów jest rzędu kilkudziesięciu tysięcy metrów sześciennych na godzinę, w zależności od mocy bloku oraz przewidzianej do zainstalowania liczby pomp. Oznacza to pobór mocy rzędu kilku MW, co stanowi znaczącą pozycję w zużyciu energii na potrzeby własne bloku. Przy takiej kombinacji parametrów jako pompy wody chłodzącej współpracujące z chłodniami kominowymi stosuje się pompy diagonalne.
Ze względu na wspomniany znaczny pobór mocy celowe wydaje się dostosowanie wydajności pomp do warunków atmosferycznych (tzw. regulacja parametrów) to znaczy zmniejszanie wydajności pomp wody chłodzącej w okresach kiedy ze względu na niższą temperaturę powietrza intensywność chłodzenia jest większa, a także dostosowanie wydajności pomp wody chłodzącej do obciążenia bloku. Fakt ten nie jest tak oczywisty jak może się wydawać, gdyż zmniejszenie wydajności pomp, oprócz efektu w postaci zmniejszenia poboru mocy powoduje też zmniejszenie intensywności chłodzenia skraplacza.
Utrzymując wydajność pomp na tym samym poziomie pomimo niższej temperatury powietrza lub pomimo niższego obciążenia bloku można uzyskać większe podciśnienie w skraplaczu turbiny, a tym samym podnieść moc i sprawność obiegu parowego. Należy mieć na uwadze, że zakres regulacji mocy bloku nie powinien być zbyt szeroki gdyż bloki węglowe pracując ze zmniejszoną mocą wykazują obniżoną sprawność. W prawidłowo skonfigurowanym systemie energetycznym bloki węglowe o mocy rzędu 1000 MW nie powinny służyć do regulacji mocy systemu lecz pracować z pełnym obciążeniem i optymalną sprawnością.
Natomiast dostosowanie generowanej w systemie mocy do zapotrzebowania powinno być realizowane przez elektrownie szczytowe lepiej nadające się do tego celu, jak elektrownie wodne lub elektrownie cieplne opalane gazem.
Ustalenie czy regulacja wydajności pomp wody chłodzącej, a jeśli tak to w jakim zakresie, jest optymalna pod względem energetycznym wymaga analizy obejmującej obieg parowy, charakterystykę skraplacza, chłodni oraz charakterystykę regulacyjną pomp. Z punktu widzenia regulacji pomp istotne jest stwierdzenie, że w przypadku pomp wody chłodzącej dla bloków energetycznych wysokiej mocy racjonalny zakres regulacji zazwyczaj nie jest głęboki gdyż nadmierne ograniczenie strumienia cieczy chłodzącej przynosi więcej strat w obiegu parowym bloku niż korzyści z ograniczenia mocy pomp.
Znane są liczne metody regulacji parametrów pomp, z których każda posiada swoje wady i zalety. W ostatnim czasie w technice pompowej stosuje się często regulację przez zmianę prędkości obrotowej, która wymaga zastosowania tzw. przetwornic częstotliwości lub sprzęgieł hydrokinetycznych. W konkretnym przypadku pomp diagonalnych stosuje się też regulację przez zmianę kąta ustawienia łopatek wirnika. Obie te metody są skuteczne od strony technicznej lecz wymagają znacznych nakładów inwestycyjnych.
Grupa Powen-Wafapomp SA, największy polski producent pomp przemysłowych i tradycyjny dostawca pomp dla energetyki, oferuje również alternatywne rozwiązanie polegające na zastosowaniu wstępnej kierownicy prerotacyjnej, czyli urządzenia zmieniającego kat napływu cieczy do wirnika pompy. Taka metoda nie pozwala na tak szeroki zakres regulacji jak wspomniane wyżej lecz zakres ten jest w większości wypadków wystarczający dla pomp pracujących jako pompy wody chłodzącej w blokach energetycznych. Posiada natomiast liczne zalety. Należą do nich znacznie niższy koszt inwestycyjny, prostota rozwiązania konstrukcyjnego, co ma wpływ na podniesienie niezawodności, a także posiadający duże znaczenie fakt, że kierownicę wstępną można zainstalować w istniejącej pompie, która do tej pory nie posiadała regulacji.
Metoda regulacji pomp diagonalnych przy zastosowaniu kierownicy wstępnej nie jest wynalazkiem powstałym w ostatnim czasie. Rozwiązania takie były oferowane już poprzednio, lecz nie znajdowały szerokiego zastosowania z tego powodu, że kwestia oszczędzania energii na pompowanie nie była w przemyśle traktowana jako priorytet. W chwili obecnej, kiedy efektywność energetyczna staje się koniecznością sytuacja uległa zmianie Wychodząc naprzeciw zapotrzebowaniu na technologie pozwalające uzyskiwać oszczędności energii Grupa Powen-Wafapomp SA opracowała nowe rozwiązania kierownic wstępnych oparte o znaną, sprawdzoną zasadę działania oraz przeprowadziła ich badania na swojej stacji prób i obecnie oferuje je głównie dla przemysłu energetycznego, lecz również w innych branżach gdzie stosowane są pompy diagonalne.
dr Grzegorz Pakuła - Dyrektor Pełnomocnik Zarządu ds. Technicznych Grupy Powen Wafapomp SA
5
KOMENTARZE (0)
Do artykułu: Rozwiązanie Grupy Powen-Wafapomp SA dla regulacji pomp diagonalnych pracujących jako pompy wody chłodzącej w blokach energetycznych dużej mocy