2. Очистка дымовых газов. Аппараты для очистки. Принципы работы и эффективность. Роль дымовых труб.

Золоуловители:

Сухие пылеуловители

К сухим пылеуловителям относятся все аппараты, в которых отделение частиц примесей от воздушного потока происходит механическим путем за счет сил гравитации, инерции. Конструктивно сухие пылеуловители разделяют на циклоны, ротационные, вихревые, радиальные, жалюзийные пылеуловители и др.

Широкое применение для сухой очистки газов по­лучили циклоны различных типов (рис. 66). Газовый поток вводится в циклон через патрубок 2 по касательной к внутренней поверхности корпуса 1 и совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру 4. Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит за счет поворота газового потока в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовый поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу 3, Для нормальной работы циклона необходима герметичность бункера. Если бункер негерметичен, то за счет подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу.

Рис. 66. Циклон

Производительность циклона зависит от его диаметра, увеличиваясь с ростом диаметра.

Для очистки больших масс газов (дымовые газы при сжигании твердого топлива, пыль сушилок и т. п.) применяются батарейные циклоны (рис. 67), состоящие из большого числа параллельно установленных циклонных элементов. Конструктивно они объединяются в один корпус и имеют общий подвод и отвод газа. Опыт эксплуатации батарейных циклонов показал, что эффективность очистки таких циклонов несколько ниже эффективности отдельных элементов из-за перетока газов между циклонными элементами.

Рисунок 67. Батарейный циклон

Ротационные пылеуловители относятся к аппаратам центробежного действия и представляют собой машину, которая одновременно с перемещением воздуха очищает его от относительно крупных фракций пыли. В отличие от описанных устройств они обладают большой компактностью, так как вентилятор и пылеуловитель обычно совмещены в одном агрегате. В результате этого при монтаже и эксплуатации таких машин не требуется дополнительных площадей, которые необходимы для размещения специальных пылеулавливающих устройств при перемещении запыленного потока обыкновенным вентилятором.

Конструктивная схема простейшего пылеуловителя ротационного типа представлена на рис. 68. При работе вентиляторного колеса частицы пыли за счет центробежных сил отбрасываются к стенке спиралеобразного кожуха 2 и движутся по ней в направлении выхлопного отверстия 4. Газ, обогащенный пылью, через специальное пылеприемное отверстие 3 отводится в пылевой бункер, а очищенный газ поступает в выхлопную трубу 4.

Рисунок 68. Пылеуловитель ротационного типа

Коэффициент обеспыливания сухих золоуловителей достаточно маленький – 0,4-0,5

Мокрые пылеуловители

Аппараты мокрой очистки газов имеют широкое распространение, так как характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсных пылей, а также возможностью очистки от пыли горячих и взрывоопасных газов.

Аппараты мокрой очистки работают по принципу осаждения частиц пыли либо на поверхность капель жидкости, либо на поверхность пленки жидкости. Осаждение частиц пыли на жидкость происходит под действием сил инерции и броуновского движения.

Коэффициент обеcпыливания у мокрых пылеуловителей больше чем у сухих пылеуловителей, приблизительно он равен 90%.

Электрофильтры.

Электрическая очистка — один из наиболее совершенных, видов очистки газов от взвешенных в них частиц пыли и тумана. Этот процесс основан на ударной ионизации газа в зоне коронирующего разряда, передаче заряда ионов частицам примесей и осаждении последних на осадительных и коронирующих электродах.

Загрязненные газы, поступающие в электрофильтр, всегда оказываются частично ионизованными за счет различных внешних воздействий (рентгеновских лучей, радиоактивных излучений, космических лучей, нагрева газа и др.), поэтому они способны проводить ток, попадая в пространство между двумя электродами. Величина силы тока зависит от числа ионов и напряжения между электродами. При увеличении напряжения в движение между электродами вовлекается все большее число ионов и величина тока растет до тех пор, пока в движении не окажутся все ионы, имеющиеся в газе. При этом величина силы тока становится постоянной (ток насыщения), несмотря на дальнейший рост напряжения. При некотором достаточно большом напряжении движущиеся ионы и электроны настолько ускоряются, что, сталкиваясь с молекулами газа, ионизируют их, превращая нейтральные молекулы в положительные ионы и электроны. Образовавшиеся новые ионы и электроны ускоряются электрическим полем и в свою очередь ионизируют новые молекулы газа. Этот процесс называется ударной ионизацией газа.

Ударная ионизация газа протекает устойчиво лишь в неоднородном электрическом поле, характерном для цилиндрического конденсатора (рис. 69). В зазоре между коронирующим и осадительным (2) электродами создается электрическое поле убывающей напряженности с силовыми линиями (3), направленными от осадительного к коронирующему электроду или наоборот. Напряжение к электродам подается от выпрямителя (4).

Рисунок 69. Схема расположения электродов в электрофильтре

Экзаменационный билет№8.

1. Техническое водоснабжение ТЭС. Потребности воды на ТЭС. Определение расхода охлаждающей воды для конденсации пара. Преимущества и недостатки основных систем водоснабжения. Охладители оборотной системы водоснабжения.

Различают три основные системы технического водоснабжения на ТЭС: прямо­

точную, оборотную и комбинированную. При прямоточной системе техническая

вода забирается из природного источника (реки, озера, моря) и после использования

на электростанции и соответствующей очистки сбрасывается в тот же источник.

При оборотной системе на электростанции организовано замкнутое водоиспользова-

ние, а из природных источников техническая вода на ТЭС подается лишь в количе­

ствах, необходимых для восполнения естественных ее потерь на электростанции.

Оборотные системы технического водоснабжения оборудованы прудами-охладите­

лями или градирнями.

Основное потребление технической воды на ТЭС вызвано необходимостью

отвода теплоты от отработавшего пара в конденсаторах турбин. Отвод теплоты

в конденсаторе производится при постоянном давлении р_к, а следовательно, и тем­

пературе t_K. При этом 1 кг отработавшего в турбине пара, конденсируясь, отдает

охлаждающей воде теплоту.

Выбор той или иной системы технического водоснабжения ведется в зависимо­

сти от характеристик водоисточника, типа электростанции и ее мощности. Наибо­

лее простой является прямоточная система водоснабжения Однако

в этой системы допустимое повышение температуры в источнике не должно пре­

вышать 5 °С летом.и 3 °С зимой. Для соблюдения этого требования запас воды, должен в 3—4 раза превышать потребность электростанции в охлаждающей воде.

Прямоточная система технического водоснабжения позволяет получать высокие

показатели по тепловой экономичности работы электростанции. Однако примене­

ние ее ограничивается дебитом источников, экологическими факторами и гидрав­

лическим сопротивлением на перекачивание циркуляционной воды.

Оборотная система технического водоснабжения может выполняться с прудами-

охладителями или градирнями.

В системе с прудами-охладителями для охлаждения воды используется искусст­

венно созданный водоем (пруд) на базе реки с небольшим дебитом. Экс­

плуатационные преимущества такой системы охлаждения обусловлены достиже­

нием достаточно низких и устойчивых температур охлаждающей воды, меньшими

потерями, относительно малыми расходами электроэнергии на привод циркуляци­

онных насосов за счет уменьшения напора. Требуемая для охлаждения воды пло­

щадь пруда выбирается в зависимости от мощности электростанции, климатиче­

ских условий, формы и тепловой нагрузки пруда. Рациональной формой пруда

является вытянутая, при которой подогретая в конденсаторах турбин вода сбрасы­

вается в водохранилище на значительном расстоянии от места забора (10 км и

более). Охлаждение воды происходит за счет испарения части ее с поверхности и

за счет конвективного теплообмена с воздухом (в случае, когда температура возду­

ха ниже температуры воды). В условиях, когда охлаждение происходит только за

счет испарения, количество испаряемой воды примерно равно количеству пара,

сконденсированного в конденсаторах турбин.

В последние годы начали интенсивно применяться схемы с гибридными гра­

дирнями и комбинированные системы водоснабжения. Гибридные градирни сов­

мещают в себе принцип оросительного пленочного охлаждения с охлаждением в радиаторах в одной башенной градирне. Комбинированные системы сочетают

охлаждение воды, поступающей из конденсаторов, по прямоточной схеме или схе­

ме с прудом-охладителем с охлаждением воды, поступающей от других аппаратов

или механизмов, по оборотной схеме с градирнями.

Расход охлаждающей воды: Gв = Dк (iк –i’k)/ Св ∙ (tв2 - tв1),

iк = ~ 550,i’k = ~ 30, tв2 =25° С, tв1= 15° С

Абсолютное значение расхода охлаждающей воды:

Gв / Dк= m = (iк –i’k)/ Св ∙ (tв2 - tв1) ≈ 50

Сколько необходимо воды для конденсации одного кг пара (примерно 50)

m= 40÷120 кг охл. воды / кг пара