Termotehnika

Određivanje dinamičkih sila kojima nestacionarna struja fluida deluje na cevovod je neophodno u cilju sagledavanja maksimalnih naprezanja koja deluju na strukturu, spojeve i oslonce, odnosno u cilju dobijanja podloga za projektovanje ovih elemenata na maksimalna dinamička naprezanja. U radu su prikazani metodologija i rezultati računarske simulacije nestacionarnih gasodinamičkih sila koje deluju na parovod tople međupregrejane pare termoelektrane „Nikola Tesla B”. Nestacionarne gasodinamičke sile nastaju usled nestacionarnog strujanja radnog fluida pri delovanju sigurnosno-zaštitnih sistema. Zatvaranje pregradnih ventila ispred tur bine srednjeg pritiska zaustavlja protok pare i dovodi do porasta pritiska ispred pregradnih ventila, i prostiranja i superponiranja talasa pritiska duž parovoda, što izaziva dopunska dinamička opterećenja parovoda. Određivanje dinamičkih fluidnih sila se vrši zajedno sa simulacijom nestacionarnog strujanja pare. Simulacija strujanja i određivanje fluidnih dinamičkih sila su sprovedeni pomoću računarskog programa TEA razvijenog na Mašinskom fakultetu u Beogradu. Dobijeni rezultati su korišćeni u okviru revizije inostranog projekta rekonstrukcije (zamene) parovoda međupregrejane pare na termoelektrani „Nikola Tesla B”. Rezultati proračuna dobijeni programom TEA su upoređeni sa rezultatima inostranog računarskog programa SHOCK i dobijeno je prihvatljivo slaganje.

Toplotno zračenje je dominantni mod prostiranja toplote sa vrućih produkata sagorevanja ka zidovima ložišta. Tačnost računanja flukseva zračenja je od suštinskog značaja za tačnost numeričkih simulacija, kojima se mogu predvideti performanse celokupnog procesa. Do sada je razvijeno nekoliko modela razmene toplote zračenjem, koji se mogu svrstati u fluksne, zonalne i hibridne modele. Reprezentativni modeli zračenja svake grupe opisani su u radu. Poređenje modela predstavljeno je za laboratorijsko ložište, za koje su prethodno određene tačne vrednosti neto razmenjenih energija zapreminskih zona i neto razmenjenih flukseva površinskih zona. Poređenje pokazuje da su zonalni modeli tačniji od fluksnih modela, čime se preporučuje njihova primena za numeričke simulacije ložišta za sagorevanje fosilnih goriva.

Niz nedavnih ispitivanja na postrojenjima Elektroprivrede Srbije pokazuju da se problem smanjene efikasnosti kotlova TE „Nikola Tesla”, usled visokih temperatura dimnih gasova, odnosno nefunkcionisanja regenerativnih zagrejača napojne vode visokog pritiska, može efikasno rešiti reorganizacijom procesa sagorevanja u ložištu, što se vrlo uspešno sprovodi primenom tzv. žaluzina za preraspodelu ugljenog praha i aerosmeše po visini mlinskih kanala.

U cilju sveobuhvatnije analize efekata primene žaluzina u mlinskim kanalima, koja ne iziskuje velike troškove, u Laboratoriji za termotehniku i energetiku Instituta za nuklearne nauke „Vinča” razvijen je postupak za detaljnu numeričku simulaciju baziran na 2-D CFD komercijalnim modelima turbulentnog, dvofaznog toka sa Lagranžeovskim pristupom praćenja čestica. U radu je dato poređenje rezultata merenja preraspodele ugljenog praha i aerosmeše u mlinskim kanalima kotlova TE „Nikola Tesla”-A6 kod kojih su ugrađeni uređaji za preraspodelu goriva, sa rezultatima numeričke simulacije. Pored toga, predložen je postupak za proračun sastava produkata sagorevanja i teorijske temperature sagorevanja ugljenog praha u atmosferi aerosmeše, pomoću koga su, uz rezultate numeričke simulacije preraspodele ugljenog praha, date analize raspodele temperature po gorionicima duž visine kotla, što je važan podatak za primenu regenerativnih zagrejača napojne vode visokog pritiska i povećanja efikasnosti bloka.