автореферат диссертации по энергетике, 05.14.03, диссертация на тему:Разработка методов диагностирования теплообменного оборудования атомных электростанций на наличие в нем отложений

На правах рукописи

БУДАРИН ПАВЕЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА НАЛИЧИЕ В НЕМ ОТЛОЖЕНИЙ

Специальность 05.14.03 - Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003159076

I____

Москва 2007

Работа выполнена на кафедре «Теплоэнергетические технологии и оборудование» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (НПИ)»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Бубликов Игорь Альбертович

Научный консультант

Защита диссертации состоится «10» октября 2007 г в 10 30 на заседании диссертационного Совета Д 217 040 01 при ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения» (ОАО ВНИИАМ) по адресу 125171, г Москва, ул Космонавта Волкова, 6а

Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью организации), просим направлять по адресу 125171, г Москва, ул Космонавта Волкова, 6а Ученому секретарю Совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО ВНИИАМ

Автореферат разослан "10" сентября 2007 г

доктор технических наук, доцент Кравец Сергей Борисович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Горбатых Валерий Павлович

кандидат технических наук Трубачев Вадим Маркович

Ведущая организация ФГУП «Фирма «Атомтехэнерго»,

г Мытищи

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук

Безруков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Отложения солей и продуктов коррозии из технической воды на поверхности нагрева теплообменных аппаратов всегда вызывали проблемы, связанные с существенным снижением коэффициента теплопередачи, а вместе с ним и эффективности теплообмена

Как показывает практика, при скорости роста отложений на теплооб-менные поверхности конденсаторов турбин АЭС из технической воды от 0,5 до 3 мм/год имеет место снижение выработки электроэнергии от 120 до 250 млн кВтч или от 1,7 до 3,47% соответственно на 1000 МВт установленной мощности

Достоверных методов и средств диагностирования интенсивности образования отложений в теплообменном оборудовании в настоящее время не существует

Все эти обстоятельства обосновывают актуальность выполненных научных исследований, в результате применения которых можно качественно и количественно с высокой достоверностью прогнозировать рост отложений

Исследования проводились в рамках комплексной госбюджетной научно-исследовательской работы №1 3 99Ф «Разработка теории и методов повышения технологической прочности, качества и надежности оборудования на основе создания математических методов расчета и моделирования, новых технологий и материалов», а также комплексных научно-технических программ Северо-Кавказского научного центра высшей школы «Атоммаш» и «Реактор»

Цель научной работы. Разработка эффективных методов количественного диагностирования отложений на поверхностях нагрева теплообменников, работающих в системах технической воды АЭС

Задачи исследования:

- проанализировать существующие и разработать оригинальные методики инструментального исследования теплофизических и некоторых физикохи-мических свойств отложений,

- определить роль поверхностных процессов, а также воздействие электродного потенциала и материала трубки на интенсивность образования отложений,

- на основании полученных результатов построить математическую модель и разработать программные средства диагностирования образования отложений на теплообменных поверхностях оборудования,

- разработать простые доступные для эксплуатационного персонала методы диагностирования отложений на основании показаний штатных приборов

Положения диссертации, выносимые на защиту и их научная новизна

1 Впервые систематизированы и подробно описаны все средства диагностирования теплообменного оборудования на наличие загрязнений в виде методов, рекомендаций и программных средств, отличающихся от сущест-

вующих ранее простотой использования

2 Впервые установлено влияние различных материалов те-плообменных аппаратов на скорость образования и удельное количество отложений

3 Проанализирована динамика загрязнения в течение нескольких лет некоторых теплообменных аппаратов Волгодонской АЭС и ТЭЦ-2 (конденсаторы турбин, конденсаторы турбопитательных насосов)

4 Впервые разработана математическая модель процесса загрязнения, учитывающая материал теплообменной поверхности, состав воды и условия эксплуатации

Достоверность результатов исследований подтверждается

- применением современных, как оригинальных, так и стандартных, а также традиционных методов постановки, проведения экспериментов и обработки результатов исследований,

- корректным использованием методов математического моделирования процессов,

- положительными результатами практического использования предложений и рекомендаций,

- идентичностью и сходимостью расчетных и экспериментальных данных (расхождение не превышает 10 %)

Практическая значимость работы:

- разработана математическая модель диагностирования теплооб-менного оборудования на наличие отложений, учитывающая материал теплообменной поверхности и режимы эксплуатации,

- предложены методы диагностирования отложений на теплообменных поверхностях по штатным приборам

Реализация работы:

На основании проведенных исследований разработаны программные средства, позволяющие диагностировать теплообменное оборудование на наличие отложений

Результаты исследований и разработанные основные положения методики диагностирования теплообменного оборудования внедрены на Волгодонской АЭС и в филиале ОАО «Ростовская генерация» ТГК-8 (Волгодонская ТЭЦ-2)

Апробация работы. Основные результаты по отдельным разделам диссертации докладывались и обсуждались на семинарах кафедры "Теплоэнергетических технологий и оборудования", научно-практических конференциях ВИ ЮРГТУ (НПИ) ежегодно, с 1999 по 2007 гг, 2-й международной научно-технической конференции "Повышение эффективности теплообменных процессов и систем" (г Вологда, 2000 г), XVI-XX международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологии» (Ростов-на-Дону, 2003г, Кострома, 2004 г, Казань, 2005 г, Ворнеж 2006 г и Ярославль 2007г), международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Севастополь, 2004г), V-й международной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (Новочеркасск, 2005), Все-

российской конференции "Приоритетные направления развития энергетики на пороге XXI века и пути их решения" (Новочеркасск, 2000), межрегиональной конференции "Молодые ученые России - теплоэнергетике" (Новочеркасск, 2001), научно-практической конференции «Проблемы развития атомной энергетики на Дону» (Ростов-на-Дону, 2000г)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 17 печатных работ

Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и заключения, содержит 193 страниц машинописного текста, 48 рисунков и 7 фотографий, 30 таблиц и приложений Список используемых источников составляет 103 наименования

В работе используются следующие сокращения ТГ - турбогенератор, ТПН — турболитательный насос

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цели и задачи, представлена научная новизна

Первая глава «Существующие положения в средствах диагностирования образования отложений». Как показывают исследования химического состава накипных отложений основными накипеобразую-щими компонентами являются соединения Са2+ и М£+ (карбонаты СаС03, М^2С03), в зависимости от географического расположения холодного источника, состава охлаждающей среды и режимов работы теплообменного аппарата, карбонаты способны образовывать структуры более чем тридцати модификаций Процесс образования отложений - сложный механизм, протекающий в несколько стадий образование микрокристаллов солей, их рост, коагуляция с дисперсными частицами в более крупные коллоидные соединения, доставка материалов отложений к стенке под действием различных сил (силы тяжести, силы Архимеда, динамический напор потока и т д), участвующих в механизме осаждения частиц на стенку, закрепление частиц под действием электрохимических сил (химические связи, ионные и молекулярные связи), удаление или естественный смыв под действием силы, возникающей со стороны потока и образующей смывное касательное напряжение, при условии, что энергетические связи осевших частиц меньше энергии смыва, старение отложений из-за упаривания, рекристаллизации солей, при которых структура отложений уплотняется

Разработка и внедрение средств диагностирования теплообменного оборудования на наличие в нем отложений имеет своей целью оптимизировать сроки и способы очистки При этом достигается снижение затрат на текущий ремонт, текущий оперативный контроль состояния теп-лообменной поверхности и предотвращение аварийных ситуаций, связанных с катастрофическим зарастанием теплообменных поверхностей отложениями, поддержание оптимального уровня вакуума в конденсаторах турбины, в результате чего поддерживается КПД установки на максимальном уровне и экономится топливо

Подобных средств диагностирования в виде технических средств в настоящее время не реализовано Методики представлены в виде эмпи-

рических зависимостей, не учитывающих совокупность технологических и физико-химических показателей воды, не обобщены и не могут служить универсальными средствами для диагностирования теплообменных аппаратов

В общем случае, можно выделить следующие методы диагностирования (рисунок 1)

- инструментальный метод, при котором используются специальные инструменты или приборы, при помощи которых определяется толщина и теплофизические свойства отложений,

- параметрический метод, который заключается в периодическом или непрерывном наблюдении за рабочими параметрами при помощи штатных средств измерения энергоблока,

- специальные средства, представляющие собой уникальный комплекс инструментов, приборов и предназначенные только для проведения диагностирования

Рисунок 1 - Классификация методов диагностирования

Результаты наблюдений позволяют рассчитать толщину и термическое сопротивление отложений, определить динамику их образования Расчетные методы диагностирования основаны на результатах анализа эксплуатационных и экспериментальных данных с привлечением методов математической статистики, линейной и нелинейной регрессии, теории подобия и математического моделирования В свою очередь, расчетные методы можно подразделить на эмпирическое и математическое моделирование процессов, протекающих в теплообменном оборудовании при образовании отложений

Инструментальные методы непрерывного контроля над процессом образования отложений, доступные для широкого внедрения, в настоящее время отсутствуют Уникальные установки рентгеновского просвечивания, ультразвукового или электромагнитного воздействия являются очень дорогими и используются, как правило, на стадии экспериментальных исследований Другие инструментальные методы связаны с отбором образцов отложений или вырезкой образцов труб в период останова оборудования Для определения теплофизических свойств отложений используются стандартные методы определения толщины, пористости и теплопроводности отложений

К штатным средствам параметрического метода отнесены все приборы и системы технического контроля блока манометры, термометры, вольтметры, амперметры, расходомеры и другие регистрирующие и показывающие приборы О динамике загрязнения теплообменного оборудования и толщине отложений можно судить по изменению гидравлического сопротивления, определяемого по штатным манометрам

Простые модели описывают процесс образования отложений на теплообменных поверхностях как комплекс химических реакций, происходящих в потоке и на поверхности, и связывают скорость образования отложений лишь с концентрациями накипеобразующих веществ и веществ, влияющих на их растворимость Существуют и упрощенные эмпирические зависимости, которые связывают показания технологических приборов и массовую скорость отложений, и, в общем виде представляют зависимость от одного, двух факторов, например Уг = !"(/*, IV, С, р)

Наиболее известные математические модели механизм формирования отложений обычно подразделяют на следующие составляющие скорость отложений при химических реакциях, скорость отложений при диффузии частиц в жидкости, скорость отложений при седиментации частиц, скорость отложений при испарении растворов, скорость смыва образовавшихся отложений Все вышеперечисленные зависимости являются функцией скорости загрязнения от концентрации частиц, их плотности, константы химической реакции, а также сил молекулярной вязкости, силы среза Однако все эти модели не могут в полной мере служить при описании механизма образования отложений, поскольку не учитывают ряд факторов

Исследования показывают, что энергия образования кристаллов отложений на нерастворенных частицах примеси меньше чем энергия самопроизвольного возникновения центров кристаллизации Следовательно, образование и рост отложений на мелкодисперсных частицах в воде более вероятно Существующие методики описания движения сред, содержащих мелкодисперсные частицы (центры кристаллообразований) можно условно разделить на 2 направления расчет гидротранспорта мелкодисперсных частиц, описывающего движение структурных жидкостей, имеющих частицы размером 250мкм-2мм (движение пульпы, отработанной породы и пр ), расчет осаждения мелкодисперсных частиц в спокойной воде при проектировании канализационных сооружений Однако, эти методики

описывают лишь движение срез больший массовых концентраций (550%). Оба случая не могут достаточно точно описывать процесс доставки материала загрязнения на теилообменную поверхность и для технической воды требуют корректировки.

Таким образом, основными задачами при достижении цели диссертации, является исследование факторов, не учтенных в приведенных выше моделях: механизм доставки мелкодисперсных частиц; воздействие поверхностных процессов, происходящих на частице ¡1 Теплообмен ной стенке на интенсивность образования отложений.

Вторая глава. «Инсщулюнта.-циыс методы, используемые в Исследовании толщины и теплофпзичеекнх свойств отложен пи». Во

второй главе изложены инструментальные методики, применяемые в процессе исследования, проводимых с использованием экспериментальных установок на образцах отложений.

Для систем, работающих с использованием технической воды, источником формирования отложений являются: растворенные в воле соли; взвешенные вещества (дисперсные Частицы размером от 1 до 15 мкм, содержащиеся в иоле песок, ил н т.д.); продукты коррозии; микроорганизмы, размеры которых колеблются от I мкм до 1 мм, характеризуемые общим микробным числом (ОМЧ), а также продукты их жизнедеятельности.

а) б)

Рису нок I - Структура от ложении: а ■ Ровенская ЛГ)С, б - Волгодонская ТЭ11 -2

Как показывает исследование структуры на изломе отложений, даже при небольшом увеличении различаются комки, расположенные слоями, то есть о гложення носят дисперсионный характер.

В природной воле содержится большое количество мелкодисперсных частиц: микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, песок, глина различных фракций. Например, в р. Дон содержание мелкодисперсных частиц не превышает 10 мг/кг. Имея размеры 5 100 мкм, они оседают под действием силы тяжести и являются центрами кристаллизации растворенных а воде солей. При диагностировании теплообменных аппаратов на наличие отложений важным является механизм доставки мелкодисперсных частиц к теплообменной поверхности, как наиболее

вероятного материала образуемых отложений

С целью моделирования доставки мелкодисперсных частиц, имеющих характерные для отложений размеры, была смонтирована экспериментальная установка, в которой через стеклянную трубку по очереди прокачивались растворы следующих частиц мел с размерами частиц 3-10 мкм, тальк 3-10 мкм, кристаллический СаСОэ (30-50мкм) Варьируя расход, определялась длина от начала трубки по ходу потока, на которой происходило осаждение частиц

Анализ существующих эмпирических зависимостей, описывающих процесс загрязнения и экспериментальных данных, показывают, что в упрощенном виде процесс может быть записан функцией в виде

(2)

2 юч

где А = const- параметр, «условно» не влияющей на длину осаждения, Re - критерий Рейнольдса,

b - показатель степени, от которого зависит характер кривой, соч - скорость осаждения частицы (гидравлическая крупность), м/с, v -кинематическая вязкость, м2/с,

к — коэффициент, учитывающий несовершенство гидродинамических условий (автором установлено, что для кристаллов СаС03 с <¿,=30 мкм к - 5 10"2, частицы мела d4=5 мкм и частиц талька d,=10 мкм, к = 10"2) Зависимость (2) позволяет достаточно оперативно прогнозировать процесс доставки мелкодисперсных частиц размером 5 50 мкм Стекло является диэлектрическим материалом, поэтому полученная зависимость (2) в полной мере не может быть использована для диагностирования теп-лообменного оборудования Как показывают многие экспериментальные исследования, в основе механизма образования отложений лежат электродные процессы взаимодействия между частицей в потоке и материалом стенки теплообменной трубки, обусловленные наличием электродного потенциала Причиной его возникновения являются поверхностные процессы, происходящие на границе раздела «стенка-жидкость», «частица-жидкость» в результате перемещения ионов материала теплообменной поверхности в раствор и противоионов раствора к поверхности материала Образующийся в результате слой (двойной электрический слой) изменяет потенциал поверхности в зависимости от состава раствора, его концентрации и температуры

Решают эту проблему в теплоэнергетике различными методами используют теплообменную поверхность из материала с низкой скоростью образования отложений (нержавеющие или титановые трубки), применяют устройства электростатического и ультразвукового воздействия на техническую воду

Влияние материала поверхности в механизме образования отложений автором исследовались лабораторно на экспериментальной установке, представляющей собой милливольтметр, платиновый электрод сравнения ЭПВ-1, присоединенный к отрицательной клемме прибора и

электрод, изготовленный из исследуемого материала и подсоединенный к положительном клемме. Как показываю? исследования, на уровень электродного потенциала в большем мере влияет материал поверхности, чем природа раствора и его концентрация. Так при уровнях концентраций водных растворов СаСОз до 30 мг/л и NaCl ло 5 г/л соответственно, измерение электродного потенциала показало следующие диапазоны значений, лежащие в отрицательной области: сплавы МНЖ-5-1 и Ло-70 10 к 40 мВ, углеродистая сталь 90 и ISO мВ, нержавеющая сталь 08Х18Ш0Т, алюминий технический 210 и 280 мВ

Построение поляризационной кривой дает представление не только о склонности материала к накоплению отложений, по и интенсивности протекания этого процесса, В качестве исследуемого раствора использовалась водопроводная вода, как наиболее приближенная по химическому составу к природной. В экспериментах использовались те же материалы, что и при исследовании электродног о потенциала, методика проведения исследования аналогична методике определения электродного потенциала.

Рисунок 2 - I Ъляризационные крины с различных теплообменных материалов; I - 15ХМ: 2 - Ст. 20: 3 МНЖ-5~};4 Ло - 70: 5 - 68Х1&Ш0Т

Анализ графика 2, экспериментальные данные по определению электродного потенциала и эксплуатационных данных говорит о том. что важную роль в интенсивности образования отложений играют поверхностные процессы на теплообменной поверхности. Интенсивность отложений тем выше, чем большее значение в отрицательной области принимает электродный потенциал металла н чем выше концентрация дисперсных

частиц в воде На рис 2 видно, что наименьшее значение удельного количества отложений будет иметь такая система, у которой будет состояние пассивности, соответствующая в некоторых случаях области от -200 до -400 мВ

Поляризационную кривую можно представить в виде полинома г = а Еъ +Ъ Е2 + с Е + й, где коэффициенты уравнения регрессии для различных материалов, расчетные значения которых представлены в таблице 1

Таблица 1 - Коэффициенты регрессии поляризационной кривой

Материал Коэффициенты регрессии

а, А/В3 Ь, А/В2 с, А/В А

Сталь ХМ 2,792 КГ6 1,907 10"6 1,488 10"6 3,838 10"'

Сталь 22К 2,758 10-6 9,765 10"6 9,296 10"6 3,726 10"7

08Х18Н10Т 1,677 10"' 1,651 10"7 9,087 10"' 3,834 10"*

МНЖ -3,546 10"' 5,898 10"' 1,653 КГ" 2,062 10"'

Латунь 4,731 10"7 5,741 10"' 9,753 10"' 5,261 10""

Кроме этого в теплообменных трубках конденсатора турбины

ТГ—1 Волгодонской ТЭЦ-2 были смонтированы 4 электроизолированные струны Исследование воздействия заключалось в наведении противопо-тенциала на струны из нержавеющей стали таким образом, чтобы разность потенциалов между струной и трубкой была близка к нулю, с периодической (1 раз в 2 суток) корректировкой уровня электростатического воздействия Отклонения от нуля не превышали 8-10 мВ За июль—сентябрь 2003 года турбиной отработано 1250 ч Удельный тепловой поток в теплообменных трубках типа МНЖ составил от 80 до 100 кВт/м2 При анодной поляризации до +100 мВ отмечено повышенное образование отложений При катодной поляризации в пределах от 0 до -100 мВ отмечено снижение удельного количества отложений, что говорит о непосредственном влиянии электродного потенциала на интенсивность образования отложений Полученные экспериментальные данные по электродному потенциалу могут использоваться не только в целях диагностирования, но и снижения интенсивности образования отложений

Как дополнительное термическое сопротивление, слой отложений необходимо учитывать в модели диагностирования Экспериментальное исследование теплопроводности таких структур сводится, в основном, к определению перепада температур на слое определенной толщины, т е термического сопротивления При этом теплопроводность структуры будет зависеть от соотношения объемных долей фаз (пористости или содержания включений), плотностей и теплопроводностей

Сопоставление известных расчетных зависимостей с экспериментальными данными показывает, что наилучшим образом теплопроводность отложений описывает формула Цвиклера После преобразования и упрощения для многокомпонентной структуры можно получить расчетную формулу

К»=К/К+п/х,+ +п„А„Г, (3)

где Пм, Хм и Хв, Пв - пористость и теплопроводность монолитных отложений и среды в порах соответственно

Из формулы (3) видно, что на теплопроводность отложений будет сильное влияние оказывать пористость, которая может меняться по толщине от стенки в соответствие со структурой монолит, слой рыхлых отложений и желеобразный слой

Третья глава. «Использование параметрических методов при определении толщины и теплофизических свойств отложений в конденсаторах турбин». На основании изложенных выше положений, диагностирование теплообменного оборудования можно проводить при помощи показаний штатных средств электрической станции и расчетными методами, позволяющими определить удельное количество и толщину отложений, а также скорость их роста Схемы параметрического метода диагностирования толщины отложений по изменению перепада давлений теплообменного аппарата, а также по изменению текущего коэффициента теплопередачи представлены на рисунке 3

по перепаду давлений по перепаду составлением уравнений теплового ба-

давлений ланса

Рисунок 3 - Схема параметрического метода измерения

К примеру, на основании показаний штатных приборов, в первые 80-100 ч работы теплообменного аппарата обнаруживается снижение гидродинамического сопротивления примерно на 25% Это явление обусловлено появлением желеобразного слоя на теплообменной стенке, как первого этапа формирования отложений Дальнейший рост гидродинамического сопротивление объясняется изменением проходного сечения трубки вследствие увеличения толщины отложений

Приемлемой точности диагностирования толщины образующихся в трубах отложений можно достигнуть, если с максимальной точностью измерить перепад давлений на чистом теплообменном аппарате ЛРзагр, и наработавшем определенный ресурс АРзагр Толщину загрязнений в этом случае можно определить по следующей формуле

й

8

загр ^

1-,

А АР„,

2 АР -АР

загр ч!

(4)

где А - это отношения коэффициентов гидравлического сопротивления загрязненного ^загр и чистого ¿;чист теплообменника Для подогревателей сырой воды А = 0,75, для конденсаторов турбин автором установлено А = 0,62

Кроме этого, при отсутствии данных по гидродинамическому сопротивлению чистого теплообменного аппарата, можно использовать значение гидродинамического падения напора на очищенном от отложений аппарате (рис 4)

АД кгс/см2 0,5

0,4

0,3

0,2.

О □ пв п

□ □ □ п —---Н5--Д и —в---в ® пп п 0 □

□ □ □

1000

2000 1

3000 _|_

4000 _1_

5000 т, час _1_|

0 42 83 125 167 208 т,сут

Рисунок 4 - Динамика изменения перепада давления по пучкам конденсатора ТПН ТГ К-12-10ПА ТПН №1 бл №1 Во АЭС

2 8 отл , ММ

к г!м' 4

3

2

1

0

3 2 1 -1- ^ 1 1 V-¿0= 1000 Вт/(м К)

1 ( 1 Х/ к0 = 5000 Вт/(м2 К)

- ( ( 1 У и =10000 Вт/(м2 К)

\ / \ \ /4

О

кт/к0

0,2 0,4 0,6 (

б)

Рисунок 5 - Характер зависимости толщины (а) и удельного количества (б) отложений от изменения текущего коэффициента теплопередачи

Условием для критического значения удельного количества отложений в теплообменных трубках, при достижении которого будет проис-

ходить интенсивное нарастание отложений из-за срыва циркуляции, вплоть до перекрытия проходного сечения будет равенство

&КРИТ Ро'

(8рв 4р о,

4/5

Ш1П

АР

,2/5 шах J

(5)

Вследствие того, что с течением временем термическое сопротивление отложений увеличивается, можно определить изменение текущего значения коэффициента теплопередачи и удельное количество отложений

(1-П)

1 1

, к V Т

= Рта (1-П)

-О /

.ъ

а.

_1_ а,

(6)

Так, характер изменения коэффициента теплопередачи от его начального значения, в зависимости от толщины отложений будет иметь вид кривых, представленных на рисунке 5

В действительности характер изменения текущего коэффициента теплопередачи, в соответствии с формулой (6) представлен на рисунке 6

1Ст ? Вт'(м2К)

3000

2000

1000

т.еут

Рисунок 6 - Динамика изменения коэффициента теплопередачи определенного через термическое сопротивление ТГ К-12-10ПА ТПН №1 бл №1 ВоАЭС

В формулах (5) и (6) А.отл и руп - плотность уплотненных (монолитных) отложений, руп = 2400 кг/м3, ко, к^- начальный и текущий коэффициенты теплопередачи теплообменного аппарата, </„ о^, а2 - удельный тепловой поток и коэффициенты теплоотдачи по греющей и охлаждающей средам, Хст, 5СТ теплопроводность и толщина стенки теплообменной трубки диаметром £/тр и длинной ¿^ соответственно, Стт - минимальное значение массового расхода через трубу покрытую слоем отложений с коэффициентом гидродинамического сопротивления АРтах - максимальное значение падения давления на теплообменной трубке

Четвертая глава. «Разработка расчетной модели диагностиро-

вания».

В основе расчетной методики лежит взаимосвязь траектории

движения дисперсной частицы или кристалла в потоке воды, под действием результирующей силы В общем случае на частицу действуют следующие силы (рисунок 7а)

- воздействия жидкости, вызванная ее поступательным движени-р IV2 % с12

Г Ж отн ч

ем

=а

Р^ =

2 4

сила сопротивления движению частицы в жидкости

Ц 71 ¿1 ,

сила турбулентного воздействия р _ г

ТУрб

Ш1

" турВ

Т1 ^

из-

2 4

меняющие направление вектора скорости от продольной оси до ± 30°,

- сила тяжести ж

- сила Архимеда ^арх = f>жgVч,

- сила электростатического взаимодействия частицы со стенкой трубы На основании экспериментальных данных по электродному потенциалу, поверхностному заряду и формулы Кулона, нами была получена зависимость электростатической силы от этих величин

- VI.-' (7)

кг/м3,

Рисунок 7 - Расчетная схема траектории движения частиц

В представленных формулах расчетного метода

рв, рч — плотность воды и материала частицы соответственно,

с!ч - диаметр частицы, м,

1Уотн - относительная скорость движения частицы относительно потока (для оси X ¡¥тп = ¡¥пот — ¡¥х, - скорость движения частицы 1¥х относительно скорости потока ^пох, для осей У и Ъ соответственно Жош = ^уиГотн=^),м/с,

^турб = X Р» - скорость частицы, учитывающая турбулентное воздействие потока воды При этом случайным образом % определяется в интервале хе [0,0,8],

С, - принимает значения +1,-1 г - расстояние от частицы до стенки трубы, ¡¿ф - внутренний диаметр трубки, м, о - сила поверхностного натяжения, Н/м

На основании схемы сил представленной на рисунке 7 а определяются движущие силы частицы относительно осей X, У и Ъ

- X т ах = - ^опр ± (8)

- У тау = ± эту, (9)

-Ъ may = (mg-Fapx)±Fmcosy, (10)

где у - угол между вектором электростатической силы и его проекцией на вертикальную плоскость

Для частиц размером 5, 10 и 50 мкм, соответственно порядок движущей силы р = р _ р + р составляет 10~8, 10"7, 10~б, силы

х пот сопр турб

тяжести - 10"12, 10 и, 10"9, силы Архимеда - 1013, 10"12, 10_11Н Значение электростатической силы от центра до расстояния соответствующего 0,1 гтр, как показано на рисунке 8, составляла для частиц размером 50 мкм Ю"10 - 10^, 10 мкм 3 10"12 - 3 10"5, 5 мкм 7 Ю-13 - 10"5 Н Это говорит о том, что действие электростатической силы на частицу на 2-3 порядка превышает значение других сил на близком расстоянии от стенки трубы, то есть, вблизи ламинарного подслоя или непосредственно в нем

Рисунок 8 - Порядок действующих электростатических сил на частицы

различного размера в зависимости от расстояния от стенки трубы из стали 20

Решение системы уравнений (7) - (10) при наихудшей раскладке сил дает значение результирующей силы В проекциях на продольную х и

вертикальную у оси значение результирующей силы имеет следующий вид

/г Рв ^ ^ (1 + 0,1 к собЗО"-0,01)'

6 г

где £ - 25 Яе °7 - коэффициент сопротивления потоку сферической частицы,

$ _ 71 ^ч — площадь сечения сферической частицы размером с!ч 4

В общем случае, используя классический подход, путь, пройденный дисперсной частицей можно выразить через проекции ускорений ах и Оу и расстояния от частицы до теплообменной стенки (рисунок 76)

Используя экспериментальные данные по седимитационному составу воды и распределив частицы по сечению трубы произвольным образом, можно определить для каждой частицы в соответствии с ее размером, массой и начальными координатами, длину /ч, на которой она осядет Разбивая длину трубы на отдельные участки трубы /, < 1Ч, < 11+1 длиной Л/, =

1,+х - /„ можно определить количество п и массу ы т осевших час' ¿-и Ч }

1' 1

тиц за определенный период времени на /-ом участке Таким образом, количественно можно определить удельное количество отложений на ¿-ом участке

„ _ т, _ м__,

S ж d AI 6 d AI

TO I тр I тр I

где STOI — 7i dyp А/, - площадь поверхности трубки на г-ом участке

Сопоставление расчетных данных с экспериментальными, полученными на Волгодонской ТЭЦ-2, представленными на рисунке 9, показывает хорошую сходимость для стали 20

На рис 10 представлено сопоставление расчетных методик с параметрическими для конденсатора турбопитательного насоса блока №1 Волгодонской АЭС

Тепловые и гидродинамические испытания, проведенные на Волгодонской ТЭЦ-2 на подогревателе сетевой воды ПСГ-2300, показали, что по гидродинамическим показаниям результаты расчета толщины отложений более стабильны Существенную роль на результаты расчета оказывает точность измерения давления и перепада давлений

кг/м

И0.38мкм.с ОО.Ьмкм'с В0.7мкмд. ОО.бмки/с

Рост кристаллов

0,7 -: 0,6 -f 0,5 0,4 0,3

<и 0.1 о

0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 /, м

Рисунок 9 - Со поста плен Щ расчетных и эксперимента л ьньгх данных по удельному количеству отложении на углеродистой стали при различных скоростях кристаллизации

м 12

0

0 1000 2000 3000 -1000 5000 х час

Рисунок [0 - С опоставление данных расчетной модели (—) и параметрического метода определения толщины отложений по перепаду давлений ( ) и но термическому сопротивлению (а)

Разработанная расчетная модель позволяет учитывать в расчетах одновременно несколько факторов, таких, как профилирование скоростей по сечению трубы, полидисперсность системы, концентрация накипеоб-разующих солей, теплофнзические свойства среды, поверхностные про-

цессы, существующие на границе раздела фаз «жидкость - теплообмен-ная труба», «жидкость - частица» Как показывает сопоставление расчетных данных с параметрическими методиками (рисунок 10), эта модель адекватно описывает процесс накопления отложений на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов ТЭС и АЭС, работающих в системах технической воды

Таким образом, математическую модель процесса загрязнения в строгом теоретическом виде построить невозможно Задача эта с большой степенью достоверности может быть решена с использованием некоторых допущений

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 В работе установлено влияние на процесс образования отложений электродного потенциала Большее его отрицательное значение для теп-лообменной поверхности приводит к большему количеству образующихся на ней отложений Наименьшее удельное количество отложений наблюдается на материалах имеющих электродные потенциалы близкие к нулю или занимающие положительную область

2 На основании экспериментальных исследований на натурном оборудовании ВоАЭС и Волгодонской ТЭЦ-2 установлены факторы влияющие на механизм образования отложений Разработаны наиболее эффективные способы, а также установлены параметры внешних воздействий, позволяющие снижать скорость образования отложений на тепло-обменных поверхностях оборудования ТЭС и АЭС

3 Инструментальные средства диагностирования наиболее точно позволяют определить такие параметры как толщина, структура, пористость и теплопроводность отложений Существующие методы определения этих параметров, а также разработанные лично автором позволяют с погрешностью в пределах до 10 % определить указанные параметры Однако методы определения указанных характеристик связаны с остановкой, разборкой теплообменного аппарата, выемкой и подготовкой к экспериментальным исследованиям образцов трубок с отложениями, что делает их не применимыми для работающих теплообменных аппаратов

4 Параметрические методики диагностирования отложений на поверхностях нагрева являются достаточно гибкими Их можно применять на теплообменниках, работающих в широких диапазонах нагрузок и технологических параметров Основное достоинство - это простота и легкость в определении толщины отложений на поверхностях нагрева Разработанные методики позволяют с точностью до ± 10 % определять толщину и удельное количество отложений за заданный период эксплуатации Применение параметрических методов в полной мере возможно только в случае использования данных, полученных в результате предварительного инструментального исследования характерных образцов отложений для рассмотренных систем

5 Предлагаемая в работе математическая модель - единственная, учитывающая материал теплообменной поверхности Она дает результаты

вполне адекватные эксплуатационным данным

6 Рассмотренные методики разработаны для определения динамики увеличения толщины отложений из технической воды с рН = 7,8-8,6, для химического состава, характерного для пресных источников Европейской части России Разработанные модели могут служить для диагностирования и других теплообменных аппаратов, имеющими тепловые потоки <7 = 10-50 кВт/м2 и работающих на технической воде, таких как маслоохладители системы смазки подшипников турбин, охладители газа электрогенераторов, теплообменники аварийного расхолаживания, сетевые подогреватели и др Представленные расчетная и параметрическая модели, могут быть использованы и для теплообменных аппаратов, работающих с другими средами

Таким образом, в соответствии с разработанными методами диагностирования оборудования по штатным приборам и расчетным моделям можно прогнозировать удельное количество образующихся отложений и запланировать своевременную очистку оборудования, что приведет к снижению расходов связанных с аварийным отказом оборудования

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

1 Бударин, П А Механизм осаждения мелкодисперсных частиц в трубе из потока воды в зависимости от режима течения /ПА Бударин, И А Бубликов // Изв вузов Сев -Кавк регион Техн науки - 2002 -№4 -С 90-93

2 Бударин, П А Влияние материала поверхности теплообмена на динамику образования отложений /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко // Изв вузов Сев -Кав регион Техн науки — 2004 - Прил №5 -С 20-24

3 Бударин, П А Влияние электростатических взаимодействий на механизм образования отложений в теплообменном оборудовании ТЭС и АЭС /ПА Бударин, И А Бубликов // Изв вузов Сев - Кав регион Техн науки-2005 -Спец вып - С 71-76

4 Бударин, П А Диагностирование загрязнения теплообменного оборудования ТЭС и АЭС /ПА Бударин, И А Бубликов // Изв вузов Сев - Кав регион Техн науки-2006 -Прил №16 -С 77-81

5 Бударин, П А Исследование влияния напряженности электростатического поля и содержания коллоидного графита на теплопроводность фторопласта /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко и др // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем материалы II Междунар науч -техн конф , 19-22 апр 2000г -Вологда Во ГТУ, 2000 -Ч 1 -С 139-142

6 Бударин, П А Моделирование процессов теплопроводности многокомпонентных структур отложений /ПА Бударин, И А Бубликов // Математические методы в техники и технологии — ММТТ — 16 Сб тр XVI Междунар науч конф В 10-ит Т 5 Секция 5 - Ростов н/Д РГАСМ ГОУ, 2003 - Т 5 - С 24-26

7 Бударин, П А Моделирование процессов загрязнения теплооб-

менных поверхностей /ПА Бударин, И А Бубликов // Математические методы в техники и технологии - ММТТ- 17 Сб тр XVII Междунар науч конф В 10-и т Т 5 Секция 5 - Кострома, 2004 - С 113-115

8 Бударин, П А Моделирование образования осаждений в электрохимических аппаратах /ПА Бударин, И А Бубликов // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-18 Сб тр XVIII Междунар науч конф В Ют Т 4 Секция 4 -Казань, 2005 - С 39-42

9 Бударин, ПА Математическое моделирование для диагностирования состояния теплообменных поверхностей /ПА Бударин, И А Бубликов // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-19 Сб тр XIX Междунар науч конф В 10-и т Т 5 Секция 5 - Воронеж, 2006 - С 59-63

10 Бударин, ПА Диагностирование отложений на поверхностях теплообмена конденсаторов турбин Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-20 Сб тр XX Междунар науч конф В 10-ит Т4 Секция 5 -Ярославль, 2007 - С 59-63

11 Бударин, П А Моделирование теплопроводности двухкомпо-нентных полимерных покрытий теплообменных труб //ПА Бударин, И А Бубликов // Машиностроение и техносфера XXI века Сб тр XI Междунар науч-техн конф, 13-18 сент 2004г, г Севастополь - Донецк ДонНТУ, 2004 - Т 1 -С 106-109

12 Бударин, П А Инструментальные методы диагностирования отложений в оборудовании ТЭС и АЭС Повышение эффективности производства электроэнергии материалы V Междунар науч -техн конф, г Новочеркасск, 26-28окт 2005г - Новочеркасск, 2005 - С 121-124

13 Бударин, ПА Возможность управления механизмом загрязнения теплообменного оборудования ТЭС и АЭС /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко // Повышение эффективности производства электроэнергии материалы IV Междунар науч конф , 27-29 мая 2003 г, г Ростов н/Д - Новочеркасск ЮРГТУ(НПИ), 2003 -С 105-108

14 Бударин, П А Исследование механизма осаждения мелкодисперсных частиц в зависимости от режимов течения технической воды / П А Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко // Молодые ученые России-теплоэнергетике материалы межрегион конф, 24-26 мая 2001 г -Новочеркасск ЮРГТУ, 2001 -С 40-43

15 Бударин, П А Исследование теплопроводности полимерных покрытий и интенсивности образования отложений на различных материалах /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко // Современные проблемы тепловой энергетики и машиностроения сб науч тр -Новочеркасск ЮРГТУ, 2000-С 20-24

16 Бударин, ПА Повышение межочистного ресурса теплообменников систем технического водоснабжения ТЭС и АЭС /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко и др // Проблемы развития атомной энергетики на Дону материалы науч-практ конф, 29 февр-1 марта 2000г-Ростов н/Д, 2000 - Т 2 - С 260-264

17 Бударин П А Исследование влияния напряженности электроста-

тического поля и содержания коллоидного графита на теплопроводность фторопластов /ПА Бударин, И А Бубликов, А Н Шевейко и др // Совершенствование конструкций и режимов эксплуатации паровых котлов сб науч тр - Новочеркасск ЮРГТУ, 2000 - С 163-167

Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах [16] - постановка задачи, [1-3, 5, 14, 15, 17] - проведение экспериментальных исследований, [4] - разработка методов диагностирования, [9] - разработка алгоритмов и программного обеспечения, [6-8, 11, 13] - построение математической модели

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследований 6 Цель научной работы.

1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ В СРЕДСТВАХ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ

1.1 Общие сведения о механизме образования отложений.

1.2 Классификация существующих средств диагностирования теплообменного оборудования.

Выводы.

Задачи исследования.

2 ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИССЛЕДОВАНИИ ТОЛЩИНЫ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТЛОЖЕНИЙ

2.1 Влияние технологических и физико-химических показателей теплоносителя на структуру и характер образования отложений.

2.2. Инструментальное определение пористости отложений и ее влияние на теплопроводность.

2.3 Инструментальное определение теплопроводности отложений и ее влияние на теплопроводность.

2.4 Методика исследования закономерности осаждения мелкодисперсных частиц.

2.5 Методика проведения исследований электродных процессов в механизме образования отложений.

Выводы.

3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ

ОПРЕДЕЛЕНИИ ТОЛЩИНЫ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОТЛОЖЕНИЙ В КОНДЕНСАТОРАХ ТУРБИН

3.1 Основные положения параметрического метода диагностирования.

3.2 Параметрический метод диагностирования, основанный на измерении перепада давлений.

3.3 Параметрический метод диагностирования, основанный на уравнениях теплового баланса.

3.4 Анализ результатов используемых параметрических методов.

Выводы.

4 РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ МОДЕЛИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

4.1 Анализ адекватности экспериментальных данных осаждения мелкодисперсных частиц с существующими методиками.

4.2 Влияние поверхностных процессов на механизм образования отложений.

4.3 Влияние поляризации теплообменной поверхности в механизме образования отложений.

4.4 Разработка расчетных методов диагностирования.

4.5 Взаимосвязь электродного потенциала и поверхностного заряда.

4.6 Анализ адекватности разработанных методик экспериментальным данным.

Выводы.

Теплообменные процессы являются неотъемлемой частью технологических процессов тепловой энергетики. Теплопередача в поверхностных теплообменниках часто происходит между средами не только с различными технологическими параметрами, но имеющих различное качество по составу. Как правило, общим холодным источником термодинамического цикла тепловой станции является окружающая среда и активно контактирующие с ней водные объемы: естественные (реки, озера, моря) и искусственные (пруды-охладители, брызгательные бассейны, градирни) (табл.В.1).

Таблица В. 1 - Требования к химическому составу технической воды для энергоблоков с реактором ВВЭР-1000

Значение рН 6,5-8,5

Жесткость: общая карбонатная 5-7 мг-экв/л карбонатная 1,5-2,5 мг-экв/л

Хлориды, не более 150 мг/л

Сульфаты, не более 400 мг/л

Нитраты, не более 10 мг/л

Фосфаты, не более 2 мг/л

Окисляемость, не более 20 мг/л

Взвешенные вещества, не более 50 мг/л

Общее солесодержание, не более 800 мг/л

Непосредственный контакт с окружающей средой не позволяет использовать в этих системах воду необходимой чистоты, а с экологической точки зрения невозможно производить химическую обработку этих вод. Поэтому на технологические нужды приходится использовать воду природного качества, содержащую в себе взвешенные вещества, растворенные соли, живые микроорганизмы, способные загрязнять теплообменную поверхность отложениями и тем самым снижать ее эффективность за счет уменьшения коэффициента теплопередачи.

Отложения на теплообменных поверхностях, даже при небольшой толщине (8 = 0,2-1,0мм), приводят к существенному снижению коэффициента теплопередачи (до 30-60%). Это вызвано тем, что они имеют очень малые значения коэффициента теплопроводности (0,2-1,5) Вт/(м-К), в сравнении с теплопроводностью материала теплообменных труб (А, = 20-100 Вт/(м-К). Причем, падение до 30% при работе в различных системах технического водоснабжения может происходить, например, на морской воде за первые 10-40 часов или, внутри континентальных водоемов, за 60-200 часов. При этом скорость роста отложений из пресной воды может достигать от 0,5 до 3,0 мм/год.

Образование отложений на теплообменных поверхностях конденсаторов турбин влечет за собой снижение КПД, в результате чего в энергетике США имеет место недовыработка электроэнергии на сумму 1,36 млрд дол. в год. Экономический расчет по России в тарифах начала 21-го века показывает, что при средней скорости роста отложений 0,6 мм/год энергоблок электрической мощностью 1000 МВт за счет отложений теряет в виде недовыработанной электроэнергии на сумму 175 млн.руб. или 175 руб. на 1 кВт установленной мощности. В целом же по тепловой энергетике страны потери составляют величину около 30 млрд. руб. в год.

Так, например, монтаж и ввод в эксплуатацию системы шарикоочистки германской фирмы «Тапрогге», привело к выработке дополнительно количества энергии в 2006 г. на следующих АЭС на 1000 МВт установленной мощности:

• Балаковская АЭС (бл. №1) - 120 млн.-кВт-час или 1,7%;

• Южно-Украинская АЭС (бл. №1,2) - 250 млн.-кВт/час или 3,47%;

• Запорожская АЭС (бл. №1,2,4) - 200 млн.-кВт/час или 2,78 %;

• Волгодонской АЭС (бл.№1) - 140 млн. кВт-час или 2%.

Несмотря на это, многими специалистами проблема формирования отложений признается не решаемой в комплексе всех процессов. Для каждой системы охлаждения предполагается уникальность процессов загрязнения. Лабораторные исследования часто сводятся к получению частных зависимостей, причем на столько упрощенных, что результаты их не могут быть адекватно использованы в теплообменном оборудовании промышленного масштаба. В результате, в настоящее время все представленные методы прогнозирования и диагностирования не систематизированы, а отдельно взятые зависимости не могут в полной мере описать процессы доставки и накопления загрязнений в теп-лообменных аппаратах.

Достоверных методов и средств диагностирования интенсивности образования отложений в теплообменном оборудовании в настоящее время не существует.

Экономический эффект от внедрения рекомендаций, способов, устройств, способствующих снижению скорости образования отложений в оборудовании систем технической воды на 10, 20, 30 %, может составить в целом по тепловой энергетике страны соответственно 3, 6, 9 млрд. руб. в год.

Обзорный материал, приведенный выше подчеркивает актуальность научных исследовавший, в результате которых могут быть получены принципиально новые сведения о свойствах отложений, о характере их распределения на поверхностях нагрева теплообменных аппаратов, о влиянии режимов работы теплообменного оборудования и качества воды на интенсивность образования отложений. Исследование механизма образования отложений позволяет получить новые расчетные зависимости для оценки интенсивности образования отложений.

На основании разработанных эмпирических методик, инструментальных и штатных средств можно оптимизировать режимы работы оборудования, прогнозировать своевременный вывод его в ремонт.

Применение технологий основанных на снижении интенсивности роста отложений позволит уменьшить металлоемкость теплообменников и, как, следствие, затраты на изготовление, увеличить межочистной ресурс теплообменных аппаратов, качественно и количественно прогнозировать рост отложений.

Все эти обстоятельства обосновывают актуальность выполненных научных исследований, в результате применения которых можно качественно и количественно с высокой достоверностью прогнозировать рост отложений.

Целью научной работы является: Разработка эффективных методов количественного диагностирования отложений на поверхностях нагрева теплообменников, работающих в системах технической воды АЭС. Поставленная цель достигается решением следующие задачи:

-разработать простые доступные для эксплуатационного персонала методы диагностирования на основании показаний штатных приборов;

-проанализировать существующие и разработать оригинальные методики инструментального исследования теплофизических и некоторых физикохими-ческих свойств отложений;

- определить роль поверхностных процессов, а также воздействие электродного потенциала и материала трубки на интенсивность образования отложений;

- на основании полученных результатов построить математическую модель процесса образования отложений и программные средства диагностирования образования отложений на теплообменных поверхностях оборудования.

Положения диссертации, выносимые на защиту и их научная новизна:

1. Впервые систематизированы и подробно описаны все средства диагностирования теплообменного оборудования на наличие загрязнений в виде методов, рекомендаций и программных средств, отличающихся от существующих ранее простотой использования.

2. Впервые установлено влияние различных теплообменных материалов на скорость образования и удельное количество отложений.

3. Проанализирована динамика загрязнения в течение нескольких лет некоторых теплообменных аппаратов Волгодонской ТЭЦ-2 и АЭС (конденсаторы турбин, конденсаторы турбопитательных насосов).

4. Впервые разработана математическая модель процесса загрязнения, учитывающая материал теплообменной поверхности, состав воды и условия эксплуатации.

Апробация работы. Основные результаты по отдельным разделам кандидатской диссертации докладывались и обсуждались на семинарах кафедры "Теплоэнергетических технологий и оборудования" и на научно-практических конференциях ВИ ЮРГТУ (НПИ) ежегодно, с 1999 по 2005 гг., на 2 международной научно-технической конференции "Повышение эффективности тепло-обменных процессов и систем" (г. Вологда, 2000 г.), на XVI-XX международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии» (г. Ростов-на-Дону, 2003г., г. Кострома, 2004 г., г. Казань, 2005 г., г. Воронеж 2006 г. и г. Ярославль, 2007 г.), на международной научно-технической конференции 13-18 сент. «Машиностроение и техносфера XXI века» (г.Севастополь, 2004г.), на V международной конференции «Повышение эффективности производства электроэнергии» (г.Новочеркасск, 2005), на Всероссийской конференции "Приоритетные направления развития энергетики на пороге XXI века и пути их решения" (г. Новочеркасск, 2000), на межрегиональной конференции "Молодые ученые России - теплоэнергетике" (г. Новочеркасск, 2001), на научно-практической конференции «Проблемы развития атомной энергетики на Дону» (г. Ростов-на-Дону, 2000г.).

Личное участие автора в получении результатов.

Основные результаты диссертационной работы автором получены самостоятельно. Непосредственно автором выполнено следующее:

1. Принимал активное участие в разработке и монтаже экспериментальных стендов по исследованию процессов загрязнения, в том числе полупромышленная установка на Волгодонской ТЭЦ-2.

2. Произведен анализ всех процессов, участвующих в механизме формирования отложений. Разработаны методы воздействия на эти процессы.

3. Непосредственно принимал участие в подготовке и проведении экспериментальных и аналитических исследований представленных в диссертации.

4. Подготовил большинство публикаций по результатам работы, а также доклады и выступления на научно-технических конференциях и семинарах.

Степень достоверности результатов исследований подтверждается:

1. Применением современных, как стандартных, так и оригинальных, а так же традиционных методов постановки, проведения и обработки результатов исследований;

2. Корректным использованием математического и экспериментального моделирования процессов [1];

3. Положительными результатами практического использования предложений и рекомендаций;

4. Идентичностью и адекватностью расчетных и экспериментальных данных ± 10 %.

Научная новизна работы:

- впервые систематизированы и подробно описаны все методы диагностирования теплообменного оборудования на наличие отложений;

- существенно переработана и упрощена математическая модель процесса загрязнения, на новом уровне разработано программное обеспечение;

- установлена хорошая адекватность эксплуатационных данных с расчетными диагностическими.

Практическая значимость результатов работы.

- предложены средства диагностирования отложений на теплообменных поверхностях по штатным приборам и с помощью расчетных методик, основанных на анализе существующих зависимостей и экспериментальных исследований;

- проанализирована динамика загрязнения в течение нескольких лет некоторых теплообменных аппаратов ВоАЭС и ВД ТЭЦ-2 (конденсатор ТПН, конденсаторы турбин);

-предложен способ минимизации образования отложений в оборудовании ТЭС и АЭС, основанный на создании электростатического поля, направленного действия.

Реализация работы:

На основании проведенных исследований разработаны программные средства, позволяющие диагностировать теплообменное оборудование на наличие отложений.

Результаты исследований и разработанные основные положения методики диагностирования теплообменного оборудования внедрены на Волгодонской АЭС и филиале ОАО «Ростовская генерация» ТГК-8 (Волгодонская ТЭЦ-2).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В трубах из нержавеющих высоколегированных сталей типа 08Х18Н10Т, а так же в трубах из медноникелиевых сплавов типа МНЖ после эксплуатации наблюдается наименьший уровень удельного количества загрязнений. В трубах из стали 20 загрязнений в 8-10 раз больше, причём половину из них составляет продукты коррозии. Установлено влияние на процесс образования отложений электродного потенциала. Большее его отрицательное значение для теплообменной поверхности приводит к большему количеству образующихся на ней отложений. Наименьшее значение роста удельного количества образования отложений проявляют материалы, имеющие электродный потенциал близкий к нулю или занимающие положительную область (золото и др.). Эти факты нужно учитывать в модели диагностировании оборудования, а в процессе проектирования теплообменных аппаратов могут служить критериями при выборе материала теплообменной поверхности.

2. Инструментальные средства диагностирования наиболее точно позволяют определить такие параметры как толщина, структура, пористость и теплопроводность отложений. Существующие методы определения этих параметров, а также разработанные лично автором позволяют с погрешностью в пределах до 25% определить указанные параметры. Однако методы определения указанных характеристик связаны с остановкой, разборкой теплообменного аппарата, выемки и подготовке к экспериментальным исследованиям образцов трубок с отложениями, что делает их не применимыми для работающих теплообменных аппаратов.

3. На основании экспериментальных исследований на натурном оборудовании ВоАЭС и Волгодонской ТЭЦ-2 установлены факторы влияющие на механизм образования отложений. Разработаны наиболее эффективные способы, а также установлены параметры внешних воздействий, позволяющие снижать скорость образования отложений на теплообменных поверхностях оборудования ТЭС и АЭС.

4. Параметрические методики диагностирования отложений на поверхностях нагрева являются достаточно гибкими. Их можно применять на теплообменниках, работающих в широких диапазонах нагрузок и технологических параметров. Основное достоинство - это простота и легкость в определении толщины отложений на поверхностях нагрева. Разработанные методики позволяют с точностью до ± 20 % определять толщину и удельное количество отложений за заданный период эксплуатации. Применение параметрических методов в полной мере возможно только в случае использования данных, полученных в результате инструментального исследования образцов отложений.

5. Математическую модель процесса загрязнения в строгом теоретическом виде построить невозможно. Задача эта с большой степенью достоверности может быть решена с использованием некоторых допущений. Однако, следует отметить, что предлагаемая математическая модель - единственная, учитывающая материал теплообменной поверхности. Она дает вполне адекватные результаты, сопоставимые с эксплуатационными данными. Таким образом, в соответствии с разработанными методами диагностирования оборудования по штатным приборам и расчетным моделям можно прогнозировать удельное количество образующихся отложений и запланировать своевременную очистку оборудования, что приведет к снижению расходов связанных с аварийным отказом оборудования.

6. Анализ полученных данных говорит об удовлетворительной сходимости расчетных и параметрических моделей. Рассмотренные методики разработаны для определения динамики толщины отложений из технической воды с рН = =7,8-8,6, для химического состава, характерного для пресных источников Европейской части России. Следует отметить, что разработанные модели могут служить для диагностирования и других теплообменных аппаратов, имеющими тепловые потоки q = 10 - 50 кВт/м2 и работающих на технической воде, таких как: маслоохладители системы смазки подшипников турбин, охладители газа электрогенераторов, теплообменники аварийного расхолаживания, сетевые подогреватели. Представленные расчетная и параметрическая модели, могут быть использованы и для теплообменных аппаратов, работающих с другими средами по химическим и теплофизическим свойствам.

Представленные в диссертационной работе методики позволяет с приемлемой точностью на основании экспериментальных исследований, показаний штатных приборов, и расчетных зависимостей оперативно проводить диагностику теплообменных аппаратов.

141

Заключение

В результате выполнения работы получены принципиально новые научные данные:

• о склонности теплообменных материалов к образованию на них отложений;

• о влиянии материала теплообменной поверхности и состава воды на интенсивность и структуру образования отложений;

• воздействие поляризационных процессов в механизме доставки и формирования отложений.

Определены зависимости:

• электродного потенциала от удельного количества отложений;

• влияния электродных процессов на интенсивность образования отложений;

• взаимосвязь поверхностного заряда и электродного потенциала на уровень электростатических сил.

Произведена классификация всех средств диагностирования. Разработаны:

• инструментальные средства диагностирования, такие как определение поляризационной кривой, электродного потенциала, определение длины трубы по ходу потока на которой происходит оседание мелкодисперсных частиц;

• параметрические методы, позволяющие оперативно диагностировать эксплуатационному персоналу на основании простых зависимостей текущее состояние теплообменной поверхности;

• математическая модель, позволяющая с удовлетворительной точностью определять текущее состояние теплообменной поверхности.

1. Математическая теория планирования эксперимента./ Под ред. С.М.Ермакова. -М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат. лит-ры, 1983.-392 с.

2. Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: Учебник для вузов. М.: Высш. Школа, 1981. - 320 С.

3. Громогласов А.А. и др. Водоподготовка: Процессы и аппараты: Учеб. пособие для вузов/ А.А.Громогласов, А.С.Копылов, А.П.Пилыциков; Под ред. О.И.Мартыновой. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 272 С.

4. Механизм образования и способы предотвращения отложений в теплообменниках систем технической воды. Бубликов И.А., БесединА.М., Лукьянцев А.А., Мазаев В.М., Хренков В.И.: Обзор. М.: ЦНИИТЭИ-тяжмаш, 1990. - 32с.

5. Mrowier Mieczyslaw, Malgorzata Strodulcka. Krawczyk wplyw+worzarego sip osadu w wymiennikach ciepla na wymiane ciepla // NAFTA. 1984. vol.40.No.l.p.33-37.

6. Химическая технология теплоносителей энергитичкских установок /Под ред. Седова В.М.- М: Энергоатомиздат,1985.-317г.

7. Стерман JI.C. и др. Тепловые и атомные электростанции: учебник для вузов -2-е изд., перераб.-М.: Издательство МЭИ, 2000. 408с.

8. Балабан-Ирменин Ю.В., Шереметьев О.Н. и др. Взаимосвязь между водно-химическим режимом, составом и структурой отложений на внутренней поверхности трубопроводов теплосети.// Теплоэнергетика. 1998. №7. С. 43-47.

9. Sheldon G. P., Polan N. W. The Heat Transfer Resistance of various Heat Exchanger Tubing alloys in Natural and Synthetic Seawaters // J. Materials for Energy System. 1984. vol.5. №4. p.259-264.

10. З.Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы): учебник для ВУЗов. М.; Химия, 1984. - 400 с.

11. Анализ методов определения дисперсного состава твердой фазы суспензий. М.Г.Лагуткин, А.М.Кутепов, И.Г. Терновский, Д.А.Баранов./ Известия ВУЗов, 1985. Том 28, № 9, С. 105-108.

12. Бударин П.А., Бубликов И.А. Математическое моделирование для диагностирования состояния теплообменных поверхностей. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-19: сб. тр. XIX Междунар. науч. конф.: в Ют. Воронеж, 2006. С.59-63.

13. Бударин П.А. Инструментальные методы диагностирования отложений в оборудовании ТЭС и АЭС. // Повышение эффективности производства электроэнергии: материалы V Междунар. науч.-техн. конф., г.Новочеркасск, 26-28окт. 2005г. Новочеркасск, 2005. - С.121-124.

14. Курганов А. М., Федоров Н. Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации.—Изд. 2-е, перераб. и доп.—Д.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1978.— 424 с.

15. Бубликов И.А. Загрязнение теплообменного оборудования ТЭС и АЭС (структуры и механизм образования отложений, способы борьбы). Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2003. 232с.

16. Богорош А.Т. Вопросы накипеобразования. Киев: Выща шк.,1990.- 178 с.

17. Bohnet Matthias. Fouling von warmeubertragungsflachem // Chemie Ingenieur Technik. 1985. vol.57. No.l. p.24-36.

18. Predictive methods for foulin behavior / Tahorek J., Anki Т., Ritter R.R., Palen J.W., Knudsen J.G. // Chemical Fogineering Progress. 1977.vol.68.No.7.p.69-78.

19. Scott J.M., Dawson D.M. Cristallisation of Calcium Carbonate at Heated Surfaces // Progress in the Prevention of fouling in Industrial Plant. Nottingham. 1981. p. 27-39.

20. V. Garside, L.G. Gibilaro and N.S. Tavare. Evaluation of crystal growth kinetics from a desuperstaturation curve using initial derivatives//Chemical Engineering Science. Vol. 37, No. 11. pp. 1625-1628.

21. Kraus S. Neuere Untersuchungen zum Fouling von warmeubertragungsflachem durch Sedimentbildung and Kristallisation // Chemie Ingenieur Technik. 1986. vol.58. No.2. p. 146-147.

22. Mechanism of Calcium Carbonate scale deposition on Heattransfer surfaces / D. Hasson, M.Avrial, W.Resnick, T.Rozenman, S.Windreich // I&EC Fuda-mentals. 1968. vol.7. N0l.p.59 65.

23. Fouling: The Major Unresolved Problem in Heat Transfer /Tahorek J., Anki Т., Ritter R.B., Palen J.W., Knudsen J.G. //Chemical Fogineering Progress. 1977.vol.68.No.7.p.59-67

24. Справочник по теплообменникам: В 2 т. T.2 /Пер. с англ., под ред. О.Г. Мартыненко и др. -М.:Энергоатомиздат, 1987. -352 с.

25. Огородников С.П. Гидромеханизация разработки грунтов. -М.: Стройиз-дат, 1986.-256с.

26. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов/ Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б.Некрасов и др. 2-е изд., пе-рераб. - М.: Машиностроение, 1982.-423 с.

27. ЗО.Чугаев P.P. Гидравлика: Учебник для вузов. 4-е изд., доп. и перераб. -JL: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. - 672 с.

28. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. 2-е изд., доп. Д., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1976. 504 с.

29. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000,576с.

30. Прозоров И.В. Гидравлика водоснабжение и канализация городов: Учеб. пособие для вузов / И. В. Прозоров, Г.И. Николадзе, А.В. Минаев. М.: Высш. шк., 1975.-422 с.

31. Тареев Б. М. Физика диэлектрических материалов: Учебное пособие вузов.- М.: Энергоиздат, 1982 320 с.

32. Внутритрубные образования в паровых котлах сверкритического давления / В.П. Глебов, Н.Б. Эскин, В.М. Трубачёв, В.А. Таратута, Х.А. Кяар -М.: Энергоиздат,1983 240с.

33. Бубликов И.А. Структурные особенности и теплофизические свойства внутритрубных отложений на теплообменных поверхностях в системах технической воды. Теплоэнергетика. 1998.- №2.-С.30-34.

34. Лукин Г.Я., Шуманов Ю.Р. Условия и скорость кристаллизации арагонита и кальцита при опреснении океанской воды // Вопросы повышения эффективной эксплуатации энергетических установок на судах рыбопромыслового флота Калининград, 1984.-С. 103-105.

35. НШ R. A. total capability in water treatment // Water services. 1984. vol. 88. No.1059. p. 178-179.

36. Шакольская M. П. Кристаллография: Учебное пособие для втузов.- 2-е издание; переработанное и дополненное.- М. : Высшая школа. ,1984. -376 с.

37. Fouling: The Major Unresolved Problem in Heat Transfer /Tahorek J., Anki Т., Ritter R.B., Palen J.W., Knudsen J.G. //Chemical Fogineering Progress. 1977. vol.68.No.7.p.59-67.

38. Мискар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиций. М.: Мир, 1968,464 с.

39. Дульнев Г. Н., Зарчиняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов.- М.: Энергия, 1974. 264 с.

40. Теплотехнический справочник. В 2-х т. Т.1 / Под ред. В.Н. Юренева, П.Д. Лебедева. 2-е изд., перераб. - М.; Энергия, 1975. - 744 с.

41. Васильев JI. П., Танаева С. А. Теплофизические свойства пористых материалов. Минск: Наука и техника, 1971. 268 с.

42. Бударин П.А., Бубликов И.А. Механизм осаждения мелкодисперсных частиц в трубе из потока воды в зависимости от режима течения. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2002.-№4.- С. 90-93.

43. В.И. Елманова К вопросу осаждения твердых частиц в жидкости /Сборник научных трудов Всесоюзного заочного института железнодорожного транспорта. 1983 г.- С. 134-146.

44. Д.Мидгли, К. Торренс. Потенциометрический анализ воды./ Пер. с англ. под ред. С.Г.Майрановского. -М.: «Мир», 1980.- 518 с.

45. Исследование влияния качества технической воды на выбор оптимального диаметра трубок теплообменников АЭС: Отчёт / Бубликов И.А., БесединА.М., Лукьянцев А.А и др. х/д4041/2; № гр011860007395 Инв.№ 02870043173. Новочеркасск, 1986. - 87.

46. Исследования процессов отложения загрязнений на теплообменных по-верностях: Отчёт / Бубликов И.А., БесединА.М., Кудрявцев В.Н. х/д41832; № гр01870053317 Инв.№ 02890059614 Новочеркасск, 1989. -147с.

47. Бударин П.А., Бубликов И.А., Шевейко А.Н. Влияние материала поверхности теплообмена на динамику образования отложений. // Изв. вузов. Сев.-Кав. регион. Техн. Науки. 2004. - Прил. №5. - С. 20-24.

48. Бударин П.А., Бубликов И.А. Моделирование образования осаждений в электрохимических аппаратах. Математические методы в технике и технологиях. ММТТ-18. сб. тр. XVIII Междунар. науч. конф.: в Ют. - Казань, 2005 - Т.4, секция 4. - С.39-42.

49. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. - Издательство МЭИ, 2002. - 260 с.

50. Быстров П.И., Михайлов B.C. Гидродинамика коллекторных теплообменных аппаратов. М.: Энергоиздат, 1982. - 224с.

51. Стерман Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции: Учебник для вузов 2-е изд., перераб. - М.: Издательство МЭИ, 2000.-408 с.

52. Теплотехника и теплоэнергетика. Справочная серия. Тепловые и атомные электрические станции/ Под ред. чл. корр. РАН А. В. Клименко и проф.

53. Сравнительные исследования конденсатора 200 КЦС-2 с гладкими и накатанными трубами / Г. В. Николаев, В. В. Назаров, Г. В. Григорьев, Ю. Н. Боголюбов // Энергомашиностроение. 1987. №1. С.15-16.

54. Справочник по теплообменникам: В 2 т. Т.2 /Пер. с англ., под ред. О.Г. Мартыненко и др. М.:Энергоатомиздат, 1987. -352 с.

55. H.Muller-Steinhagen. Control of heat exchanger fouling. Process & control engineering, №11,1988.

56. Исаченко В.П. Теплообмен при конденсации.М.,«Энергия»,1977.-240с.

57. Ривкин C.JI., Александров А.А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. -М.: Энергия, 1980.-424 с.

58. Основы эксплуатации средств измерений/В.А.Кузнецов, А.Н. паликов, О.А. Подольский и др.;Под ред.Р.П.Покровского.-М.:Радио и связь, 1984.-184 с.

59. Трембовля В.И. и др. Теплотехнические испытания котельных установок / В.И. Трембовля, Е.Д. Фишер, А.А. Авдеева. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1991.-414 с.

60. Иванова Г.М. и др. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, B.C. Чистяков. М: Энергоатомиздат, 1984.232 с.

61. Чистяков B.C. Краткий справочник по теплотехническим измерениям. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 320 с.

62. Бененсон Е.И., Иоффе JI.C. Теплофикационные паровые турбины / Под ред. Д.П. Бузина. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. -272 с.

63. Турбины тепловых и атомных электрических станций: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин,

64. А.Д. Трухний; Под ред. А.Г. Костюка, В.В. Фролова. М.: Издательство МЭИ, 2001.-488с.

65. Методические указания по предотвращению образования минеральных и органических отложений в конденсаторах турбин и их очистке. РД 34.22.501 87 М. СПО Союзтехэнерго. 1989.- 80 с.

66. Герасимов В.В., Каспирович А.И., Мартынова О.И. Водный режим атомных электростанций. М., Атомиздат, 1976.-400 с.

67. Л.Миропольский, И.А.Бубликов, Б.Е.Новиков Исследование термического сопротивления отложений в теплообменниках, охлаждаемых технической водой / Теплоэнергетика. 1992,№ 5,С.71-74.

68. Краткий справочник физико- химических величин. Изд.8-е, перераб. / Под ред. А.А. Равделя и А.М.Пономаревой. Л.: Химия, 1983.-232 с.

69. Йовчев М. Коррозия теплоэнергетического и ядерно-энергетического оборудования: Пер. с болг. -М.: Энергоатомиздат, 1988 -222с.

70. Х.Рачев, С.Стефанов Справочник по коррозии М.: "Мир", 1982 - 520с.

71. Стрижевский И.В., Сурис М.А. Защита подземных теплопроводов от коррозии. -М.: Энергоатомиздат, 1983. 344 с.

72. Султанов Ю.И., Абдулаев А.И., Беламерзаев Н.М. О физических методах защиты оборудования и трубопроводов Гео ТЭС от отложения солей //Альтернативные источники энергии. Материалы Советско-Итальянского симпозиума. М.1983.-С.83-88.

73. Бударин П.А., Бубликов И.А. Моделирование процессов загрязнения теплообменных поверхностей. Математические методы в техники и технологии ММТТ- 17: сб. тр. междунар. науч. конф. Кострома, 2004 - Т.5-С.113-115.

74. Бударин П.А., Бубликов И.А. Влияние электростатических взаимодействий на механизм образования отложений в теплообменном оборудовании ТЭС и АЭС. // Изв. вузов. Сев. Кав. регион. Техн. Науки.- 2005. - спец. вып.-С.71-76.

75. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. с нем. М.:Мир, 1982. - 520 с.

76. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Из-во Физ.-мат.лит., 1963. 870 с.

77. Аленицын А.Г., Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Краткий физико-математический справочник.-М. :Наука.Гл.ред.физ.-мат.лит., 1990 -368 с.

78. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии / Пер. с англ. А.В. Белого, Н.К.Мышкина; под ред. А.И. Свириден-ка. -М.: Машиностроение, 1986.-360 с.

79. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия: Учеб. для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 328с.

80. Физическая химия.В 2 кн. Кн.2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ: Учеб. для вузов / К.с.Краснов, Н.К.Воробьев, И.Н.Годнев и др.; Под ред. К.С.Краснова 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2001. - 319с.

81. Kornbau R. W., Ruchard С. С., Lewis R. О. Seawater biofouling countermea-sures for spirally enhanced condenser tubes // Condensers: Theory and Pract. Conf. Manchester. 1983. p.200-212.

82. Duddridge J. F., Kent C. A., Laws J. F. Bakterial adhesion to metallic surfaces // Progress in the Prevention of Fouling in Industrial Plant. Nottingham. 1981. p.137-153.

83. Richardson D.S. Cooling-water system hiofouling // Chemical Fogineerig. USA.1982.Vol.89.No.25.p. 103-104

84. Van Rozmalen G.M. Scale prevention with special reference to threshold treatment II Chem.Fog.Commun.l983.Vol.20.No.3-4.p.209-233.

85. Teubner Max. The motion of charged colloidal particles in electric fields. Journal of chemical physics, Vol. 76, №ll,1982.-C.85-89.

86. Шматько E.M., Рогов B.M., Мазур Т.Б., Стабилизационная обработка воды электрическим током // Новые исследования систем водоснабжения.- Л.1985.-С. 27-33.

87. Найманов А.Я., Никитина С.Б. Исследование работы антинакипного электрического аппарата. // Энергетика. №2, 1993.-С.70-72.

88. Якубенко А.Р., Щербакова И.Б. Исследование обрастания судовых циркуляционных систем заборной водой//Судостроение.1981. №12. С.20-22.

89. Ю1.Бударин П.А., Бубликов И.А. Диагностирование загрязнения теплообменного оборудования ТЭС и АЭС. // Изв. вузов. Сев. Кав. регион. Техн. науки.- 2006. - Прил. № 16. - С. 77-81.

90. Ю2.Бударин П.А. Диагностирование отложений на поверхностях теплообмена конденсаторов турбин. // Математические методы в технике и технологиях ММТТ-20.: Сб. тр. XIX Междунар. науч. конф. В 10-и т. Т.4. Секция 5. - Ярославль, 2007. - С.59-63.

91. Аоки К., Сакагуши И. Связь между скоростью морской воды в трубопроводе и обрастанием его поверхности морскими организмами // Какаку кокаку. 1983. Т.47. №.5. с.316-318.