Арнайы экран конструкциясы17

Газ тығыздықты дәнекерленген экрандар қазіргі қазандықты қолданыста кең орындалады,олар тегіс құбырлыға қарағанда 10..15 % аз металл массасын қолданады.Құбырдың адымы s1 = (1,4.1,45) d дейін көбейеді, себебі құбырлардың арасында 14 . 16 енмен қыздырылады,сәйкесінше құбырдың саны қысқарады, ал қимасы массалық жылдамдық жұмыс ортасымен қамтамасыз етіледі.Осы экрандар жұмыстың алды шарттарында болады, себебі жұтылған қалқыма жылудың бөлігі сыртқа құбыр арқылы жылу тасқынына барады, бұл құбырдың осы бөлігін белсенді қызба бетіне айналдырады..Мынадай жазық экранда бөлек құбыр шығарылмайды,сол себептен температуралық режимі кемиді.

Оттықтың периметрінің кемуі үшін газтығыздықты оттық экрандар (қазандық қуаты 300.800 МВт) ені 1 м 22...35 кг/с жоғары бу қыздырғышпен жобаланады.Бұл ретте оттық камераның тереңдігі бірнеше рет көбейеді,ол шаршы қимасына жақындайды.Газ тығыздықты емес оттыктарда меншікті бу өндіруші фронты 12.,15 % кіші,ал оттық тереңдігінің еніне қатынасы 2: 1 құрайды.

Қазандықтың төбесіндегі тығыздықтың қамсыздандыруы кішкене қиындық тудырады,себебі ол арқылы құбыр коллекторы жоғары қыздырылып орналасады.Сондықтан төбе экрандарында екінші қоршалған қабырға шатыр орналасды(28а сурет).

Барлықбулақтырғышқұбырларжекеқыздырғышпакеттерініңішінде внутри шатырдаорналасады.Үргішвентиляторданкейіншатырауақысымындаболады,солсебептенқыздырылғанжұқақұбырбойындатөбеарқылышатыркөлемініңгазданушылығынаалыпкелмейді. Аяқталғантығыздықшатыршығысындабағыттаушықұбырболуықажет,оларбірақоның саны аз, қарамастанжәнеоларарнайысильфондытығыздықтардыарқылышығарылады(28б сурет).

а – қазандықтың жалпы түрі: 1 - отындық; 2 - оттық; 3 – түйінді ажырату экран панеліузел; 4 –нығыздаушы жоғарғы қорап; 5 – жоғарғы бу қыздырғыш қалқасы; 6 – конвективті жоғарғы бу қыздырғыш; 7 –төбе экраны; 8 – қатты экран белдеуі; б – қабырға арқылы құбыр түйінін тығыздау: 1 – бағыттаушы құбыр; 2 - шығарушы камера;

3 - герметикалық пластина; 4 - сильфон; в – экран панелдерін тұйіннен ажырату: 1 – газ тығыздықты экран;

2 - араластырғышколлектор; 3 – нығыздаушы жылу изоляцисяы бар металлды қорап; г – оттық өабырғасын шатырмен байланыстыру: 1 – газ тығыздықты экран; 2 - коллектор; 3 – аспа экраны;

4 – сильфонды компенсатор; 5 - гофрленген пластина; 6 –оттықтың қабырға шатыры; 7 – оттықты айналдыра қалау.

Рисунок 28 – бу қазандығын газ тығыздығымен және оның түйінімен тығыздау

Ең жауапты газ тығыздықты экранды орындау кезінде оттықтан құбырдың шығуы болып табылады. НРЧ, СРЧ және ВРЧ жұмыстарының қиысқан жерінде бөлек жинақтамаларының түсуі кезінде жабық шыңдалған қорабша бар,оның ішінде араластырғыш коллектор орналасқан (28 в сурет). Тағы да басқа, құбырлардыңарасындасаңылауларпанельдіңқабысуыныңзонасындақызбаиректәріздізатпенжабылады.

Төбе экрандар бөлек газ тығыздықты блок панельдерінде орындалады. Құбырдың қалқасынан өту үшін, төбе панельдеріндегі конвекциялық пакеттің арнаулы сақылауы құбыр тартуға орындалады, ал өту жері тып-тығыз болып келеді.

Жеке қатты отын үшін арналған камералар отынды футеровты экранмен қаптайды(22 г, д сурет).

Футеровты экранды контактілі немесе бұрышты дәнекерлеу үшін диаметрі 10 мм және биіктігі 15…25 мм қылқанды ерітеді. Қалқандар отқа қажымайтын материалдан яғни толтырылған массаның қаңқасын бекіту ушін өзінен шығарған жылуды құбыр экранына беру үшін қолданлады.Толтырылған масса жылу қабылдағыш экранын бірнеше рет азайтады. Соңғысы тез құлдырағанда жылуөткізгіш жетерліктей қабылданған сәулеленуді бұрып жіберіп. және қыздырылған футерлеуді шығарады.

Жаңа қалқан түрлерін қолдануға сыртқы жоғарғы құбыр қабырғасы қолданылады.Оралған құбырлар мықты және олар толтырылған массаны жақсы ұстап тұрады және экран жөндеу кезінде ыңғайлы болып келеді.

Ауа қыздырғыштыр20

Ауа қыздырғыштар құрылымы бойынша құбырлы (рекуперативті) және пластиналы (регенративті ) болады.

Рекуперативті ауа қызғыштардың құбырлы қыздыру беті тұрақты, қозғалыссыз және олар арқылы қыздырылған ауағы үздіксіз жану өнімдеріне жылу беріледі.

Регенративті ауа қыздырғыштардың пластиналы қыздыру беті айналады және кезек кезек жану өнімдерімен ауамен шайылады, олар қыздырылған ауаға жылуды бере отырып, бірінші қызады кейіннен суиды.

Ауа қыздырғыштарда қыздырушы жану өнімдері және қыздырылған ауа арасындағы төмен температуралы қысыммен жұмыс істейді және қазандықтардың басқа беттерімен салыстырғанда жылу алмасу коэффиценті төмен. Осылайша, ауа қыздырғвыштың қыздыру беті су бу жолының барлық элементтерінің қыздыру беттерінің қосындысынан көп және күшті болктар қазандықтары үшін жүздеген мың шаршы метрді құрайды.

Құбырлы ауа қыздырғыш (ҚАҚ) құбырлы ауа қыздырғыштың құрылымы

1 – болат құбырлар; 2, 6 – жоғарғы және төменгі құбыр тақтайлары; 3 – жылу компенсаторы; 4 – ауа өткізгіш қорап; 5 – аралық құбыр тақтайы; 7 – тіреуіш колонналар; 8 – горизонтальды балкалар.

Пластиналы ауа қыздырғыштар – айналмалы регенеративті ауа қыздырғыш (РАА), оның айналмалы корпусында (ротор) жылу айналым беті кезегімен газ ағымында орналастырылады, жоғарғы температуралы газдармен қыздырылады, сонан соң суық ауа ағынына жіберіліп, ауаны жылытады.

Барабандық қазандықтың сепарациялық құрылғысы48

Қазіргі заманғы бу барабандық қазандықтарында негізгі сепарациялық құрылғысы барабан болып табылады. Кейбір жағдайларда қосымша көтерілу циклондары қолданылады.

Бу қазандықтарындағы барабанбуланған су трактін экономайзерлік, булану және қайта жылытуучасткелеріне бөлуші ыдыс ролін орындайды;

будан ылғалды сепарациялауға арналған құрылғы болып табылады: табиғи немесе мәжбүрлі циркуляция контурына элемент ретінде кіреді.

Бу қазандығының барабаны диаметрі 1600…1800 мм дейінгі және ұзындығы 15…20 м дейінгі, қазандықтың бу өндірісіне байланысты одан асатын цилиндрлі көлденең ыдыстан тұрады. Барабанға экономайзерден су немесе буланған қоспа беріледі (60-сурет).

Барабандағы деңгейден артық су беру кезінде және су көлемінің бетіне оның түсуі , барабанның бу кеңістігіне көтерілетін су тамшысының көп мөлшері пайда болады. Егер су енгізуді деңгейдің астына жүргізетін болсақ, онда судың қабаты жартылай ағынның энергиясын тоқтатады, дегенмен оны толық тоқтатуға жеткіліксіз. Сондықтан су көлемінде токтың күрделі желілері, толқынның пайда болуы және бу кеңістігіне тамшының шашырауы құрылады. Осы жерден барабан ішіндегі құрылғыларға бірінші талап туады - экономайзерден соң құбырлардан су немесе буланған су ағысының кинетикалық энергиясын өшіру.

Барабаннан судың бір бөлігі циркуляция контурының ысырмалы құбырларына бағытталады. Ысырмалы құбырлардың жұмысын талдау кезінде екінші талап туындайды - ысырмалы құбырларға судың бірқалыпты кіруін, аз кедергімен кіруін ұйымдастыру және шұңғымалауға және түсіп бара жатқан судың буды ұстап қалуының (көшіруін) алдын алатын құрылғыларды ұйымдастыру. Ысырмалы құбырларға кірер алдында су деңгейі биіктігінің ең жоғарғы болуы үшін, ысырмалы құбырларды барабаннан оны жасаушыға неғұрлым жақын шығару қажет.

Барабанға айналма контурынан бағыттаушы құбырлар бойымен бу мен су қоспасы үлкен жылдамдықпен түседі. Егер бағыттаушы құбырлардың шоғырландырылған кірісін су деңгейіне қарай ұйымдастырса, онда ағыстың үлкен кинетикалық энергиясының және бу фазасының айтарлықтай көлемінің есебінен бу көпіршіктерімен қаныққан су деңгейі орташадан айтарлықтай биік болады, яғни деңгейдің ісінуі болады. Бу шек арқылы өткен кезде су-бу бу легімен көтерілетін су тамшыларының көптеген мөлшері құралатын болады.

Осыннан үшінші талап – барабанның ұзындығы мен қимасы бойына бу апаратын құбырлардың кіргізілуінің біркелкілігін және келіп түскен су мен бу ағынының күшін басуды ұйымдастыру, бу фазасының барабан қимасысы бойына біркелкі таралуын қамтамасыз ету, тамшылардың пайда болу және олардың бу кеңістігіне тасталу қарқындылығын төмендету.

Барабанға түскен қаныққан бу барабанның жоғарғы бөлігіне көтеріледі және құбырлар арқылы бу қыздырғышқа апарылады. Ол құбырлардың барабанның жоғарғы жасаушысының бойында орналасуы тиіс екені айқын, әйтпесе іркілу аймағы пайда болуы мүмкін. Шоғырланған бұрып жіберушіге бағытталған бу ағыны барабан қимасын нашар толтырады, сонымен бірге орта бөліктегі бу жылдамдығы айтарлықтай ұлғаяды. Бу ағыны бу кеңістігінен тамшылардың бір бөлігін бағыттаушы құбырларға және одан ары бу қыздырғышқа алып кетуі мүмкін. Тамшыларды алып кету салмағы бойынша үлкен болмағандықтан, онда ол ылғал бу қыздырғыштағы жылу алмасу жағдайына әсер етпейді. Егер ылғал тастау, яғни оның бумен үлкен алып кетуі орын алатын болса, онда су бу қыздырғыш құбырларының қабырғаларына тиіп, олардың дереу салқындауын және металдың қыздырып шытынауын тудырады. Алайда ылғалдың алып кетуінің аз мөлшері де бу қыздырғыш жұмысының бұзылуына әкеліп соғуы мүмкін – су тамшыларында судың булануы кезінде бу қыздырғыш қабырғаларында төмен жылу өткізгішті қыртыстану қалыптастыратын қоспалар бар, ал қыздырылған бу ағынында булану кезінде қоспалар буға айналады және турбинаға кетеді.

Төртінші талап – бу жылдамдығының төмендеуі кезінде және будың судан бөлінуінің жақсаруында барабанның жоғарғы бөлігінің бу ағынымен толтырылуын ұйымдастыру.

Барабандағы су қабаты арқылы айналып тұратын қаныққан бу қысым жоғары болған кезде қоспалардың айтарлықтай көлемін құрайды, және сонда бесінші талап туындайды - барабан ішіндегі будың жуылуын ұйымдастыру.

Бу жіберетін қазандардың металы50

Бу жіберетін қазандардағы металл қызметінің шарттары алауан тұрлігімен ерекшеленді: температура бөлмелік 1000 °С-ге дейін және одан жоғары өзгереді, қысым - атмосфералық 35 МПа-ға дейін, жұмыс ортаның белсенділігі – бейтараптан химиялық белсендіден.

Едәуір қарапайым жағдайларда қазан қаңқа меалы жұмыс істейді, оның қапамасы – атмосфералық қысымды, бөлмелік темпераурадан аса аспайтын температурада, орта - ауа. Ауа жылыту элементтері (құбырлар, құбыр тақтайлары, тығыздаулар, бекіткіштер) де атмосфералық қысымға жақын қысымда жұмыс істейді, бірақ температура едәуір биік. Сужылытқыштарды жасаудағы металдың көп шығынын ескере және ешқандай жүкетемелер болмаған жағдайда (жылу және механикалық) оларды жасау үшін арзан көміртекті болат қолданылады. Кейбір жағдайларда ыстық ауа мен бу газдарының температурасын қменде көрсеілгендей шектеуге тура келеді, металл температурасы көміртекті болатқа мүмкін болаын температурадан асапуы керек. Ауа жылытқыштың металы күкірт қышқылы коррозиясы және қатты отын жанғанда ұшатын күлдің абразивті тозуына ұшырайды. Жоғары температуралар жағдайында (1000 °С және одан да жоғары) және қарқынды коррозияда құбырлардың салқындатылматйын бағаналары мен салпыншақтары жұмыс істейді, олардың бекіткіш элементтері, жанарғы бөлшектері.

Бу жіберетін қазан конструкциясы элементтерінің басқа тобына жылыту жабындылары жатады, олар жылытаын құбырлар мен коллекторларды, жылыту жабындылардың арасындағы құбырларды, жұмыс ортаның жоғары ішкі қысымы мен жоғары темпераура әсерінен жұмыс істейін барабанды қамиды. Сонымен қатар, жылыту жабындылары газ салдарынан және су жылу алмасу салдарынан коррозияға және ұшатын күлдің абразивті тозуына ұшырайды. Жылыту жабындылары металының нақты жұмыс шарттарының едәуір айырмашылықтары бар және оларды орындау үшін тиісі сападағы металды қолдану жөн.

Металдың жұмыс қабілеті оның механикалық, технологиялық және оған тән қабілеттері кешендерімен анықталады.

Металдың арнайы қабілеттері оның жұмыс жағдайын аса қиын шарттарда қамтамасыз етеді. Так, для поверхностей нагрева паровых котлов, работающих при высоких температурах, важное значение имеют жаропрочность и окалиностойкость металла.

Ыстыққа төзімділік- способность материала выдерживать механические нагрузки без существенной деформации и разрушения при повышенных температурах. Жаропрочность отражает свойство стали сохранять прочность, пластичность и стабильность структуры при высоких температурах в условиях ползучести металла в течение расчетного срока службы в сочетании с высокой коррозионной стойкостью.

Ыстыққа беріктік (қабыршаққа беріктік) - жоғары температура кезінде материалдың қышқылдаушы газ ортасының әсерінен сыртқы жағының химиялық бұзылуға қарама-қайшы тұру қабілеті. Қабыршақтануға беріктіктің белгісі ретінде белгілі уақыт кезеңіндеші металдың қышқылдану кезіндегі үлестік салмақ жоғалтуы болады.

Бу ошақтарында қолданылатын әрбір құрыш үшін, ыстыққа төзімділігі және қақтың пайда болуы бойынша сыртқы бетінің шекті температурасы белгіленеді, оның шегінен шығу газды ортада құрыштың қарқынды тотығуына және оның механикалық қасиетінің тез бұзылуымен металл құрылымының өзгеруіне әкеп соқтырады.

Бу ошағының бетіндегі металл татының сыртқы (газды) және ішкі (субулық) тарапының қызуы ощақ құрылымының металл элементтерінің төзімділік сипатын төмендетеді және бұл элементтердің сенімді қызметіне жету үшін тиісті сапалы металлды қолдану қажет.

Бу қазандығы барабанындағы гидродинамикалық процесстер49

Барабан ішіндегі құрылғылардың сындарлы орындалуын қарастырмас бұрын, барботаж және барабан ішіндегі буды әкету процесстеріне талдау жүргізу қажет.

Су арқылы бу барботажы – сұйықтықтағы бу фазасының көтерілуі, оның (сұйықтықтың) келтірілген бағытталған қозғалыс жылдамдығы аз немесе нөлге тең. Бу барботажы қазандықтар барабандарында, еркін деңгей, іркілу пайда болған немесе айналманы төңкеру кезінде айналма контуры көтермелі құбырларда, бугенераторларында және атомды электростанциялар реакторларында, буландырушыларда және көптеген өндіріс салаларының бірқатарының басқа құрылғыларында болады. Жалпы жағдайда сұйықтық қабаты арқылы бу барботажы процесі жүретін құрылғы барботер деп аталады.

Барботер (соның ішінде барабанда да) қимасы бойына бу фазасының біркелкі таратылуы және барботаж қабатындағы бу жылдамдығын түзету үшін бөлгіш құрылғы орнатылады. Әдетте тиісті түрде есептелген мөлшерде таңдалған d₁ диаметрлі саңылаулары бар сұйықтық қабатына батырылған тесілген парақ қолданылады. Дұрыс есептелген тесік парақтар сондай-ақ су мен бу ағындарының кинетикалық энергиясын өшіреді.

Тесік парақтың жұмыс режимі бу фазасының шығындалуына және бу көпіршіктерінің және парақтағы (61-сурет) саңылау диаметріне тәуелді. Будың шығыны көп болмаған жағдайда және кіші диаметрде (d_П< d₁) көпіршіктер саңылау арқылы тұтаспай жеке көпіршік ретінде еркін өтеді (61, а сурет). Егер d_П> d₁ болса, онда бу көпіршігі саңылауға екі бөлікке бөлініп жұтылады (61, б сурет). Парақтың үстінде тұрған көпіршік бөлігіне оны парақтан жұлып алуға тырысатын көтергіш күші және конвективті токтар әсер етеді.

Тесік парақтың саңылауларындағы орташа жылдамдық мына формула бойынша анықталады

онда f_ОТВ – саңылаулардың сомалық қимасы, м².

Бу қазандықтарында, бугенераторларында, буландырғыштарда және сондай бөлшектерде саңылаулар диаметрі 8…12 мм және одан үлкен батқан тесік парақтар қолданылады, өйткені су мен бу қоспасында шлам(лайлар, құбырлардың ішкі қабаттарынан темір оксидтерінің қабыршақтары) болуы мүмкін, және ол майда саңылауларды бітейтін болады.

Тесік парақ астында саңылау диаметрі үлкеюмен бу жастықшасы бу фазасының көбірек шығындалуынан пайда болады. Бұл жағдайда бу парақ саңылауы арқылы тұтас ағын ретінде өтетін болады. Барботаждаған кезде бу ағыны жеке көпіршіктерге бөлінеді.

Будың тесік парақтың шетінен айналып кетпеуі үшін бүйірлеу орындалады (62-сурет).

Ары қарайғы будың шығындалуы кезінде (бу жылдамдығы w_МАКСболғанда) будың жеке ағыстары тесік парақты жақын жатқан сұйықтықтан бөлетін, оның үстінде тұтас бу қабатын түзеп, тесік параққа жақын тұтасуы мүмкін. Бұл құбылыс барботаж дағдарысы деп аталады.

Тесік парақ саңылауларынан шыққаннан кейін бу сұйықтық қабаты арқылы барботаждайды. Бу барботажы болатын су мен бу қоспасы қабаты динамикалық екі фазалы қабат деп аталады.

Динамикалық екі фазалы қабатта биіктік бойынша үш аумақты белгілеуге болады.

Биіктігі Н₁ = 30…40 мм бірінші зонада тесілген табақша үстінде, көпіршіктердің қозғалысы табақша астында пайда болатын нивелир қысымы және көтеру күштерінің әсерінен болады. Осы учаскеде тұрақты бу көпіршіктері қалыптасады (ұсақ және ірі бу ағындарының қосылуы), бу фазасының жылдамдығы төмендейді, будың болуы көбееді.

Екінші зонаны будың болуының тұрақтандыру мағыналарының зонасы деп атайды, бұл учаскеде будың болуы тұрақты φ^СТАБ_БАРБ тең. Осы биіктігі H_II = H_СТАБ зонада бу көпіршікері көтеру күшінің – Архимед күшінің әсерімен қозғалады.

Үшінші зона ауыспалы (Н_III = H_П.З). Жоғарғы қабаттарға өту барысында көпіршіктер қозғалысы жоғары керу күшінің әсерімен баяулайды, оның салдарынан φ = 1 (63 сурет). Ылғалдықы алып кету пайыз үлестерін құрайды және бу ағындарының гидродинамикасына ықпалын тигізбейді.

Барабандағы су деңгейі су өлшеуіш шыны көмегімен анықталады, ол барабанның бу және су мөлшерлерімен қосылған. Су өлшеуіш шыныда сұйық фазада бу көпіршіктері жоқ, су тығыздығы ρ' тығыздығына жақын.

Сечение барабана f_БАР барабанның кесігі булы сулы мөлшерінің биіктігі бойынша өзгереді, сондықтан w"₀ мағынасы ортаның шығындарынан ғана емес, биіктігіне де байланысты. w"₀ барабан кесігі бойынша булы сулы және бу мөлшерлерінің шекаралары арасында есептеу қабылданған. Осы шекараны булану айнасы деп атайды.

Сұйықтықты амшыларға бөлу барысында, булану айнасы бу ағыны түрінде наразылығын білдіргенде немесе бу көпіршігі су мөлшерінен шығу барысында булыдан бумен ылғалды алып кету болады.

Ылғалды бумен алып кеу оның ылғалдықω, % сипаттталады, ол су тамшыларының салмағының m_В ылғалды бу салмағына қатысылығымен анықталады

Бұл жерде m_П - бу фазасының салмағы.

Осылайша, бу ылғалдығы су тамшыларын буды бағыттайтын құбырларға тастаумен және амшыларды бу ағынымен алып кетумен анықталады. Бу кеңістігінің кішкентай биіктіктерінде негізгі рөлді су тамшыларының тура лақтырылуы ойнайды, ал үлкен биіктіктерде – ылғалдықты алып кету.

Бу қазандығындағы су жылу тасымалдағышы және оның физикa- химиялық сипаттамалары 38 Жылу электр станцияларында қарапайым су кеңінен таралған жылу тасымалдағыш болып табылады, ол арзан жұмыс денесі ретінде жақсы зерттелген, тығыздығы, жылу сыйымдылығы, жылу өткізгіштігі, тұтқырлығы өте жоғары және жылу алмасудың жоғары коэффициенттеріне ие. Судың жылу тасымалдауыш ретіндегі басты кемшілігі бу энтальпиясының қысымға тәуелділігі аз. Сондықтан термодинамикалық циклдың ПӘК арттыру үшін жоғары және шектік су қысымы қажет, бұл құрылғылардың құнын арттырады.

Су карозиялық белсенді сұйықтық және пайда болатын корозия құрылғының беріктігін төмендетеді. Су жылу тасымалдауышының қоспалары соның ішінде коррозия өнімдері қыздырылатын құбыр ішінде турбинаның ағынды бөлігінде және блоктың басқа құрылғыларында жинақталады, бұл электр станция жұмысының беріктігі мен тиімділігін төмендетеді. Су жылу тасымалдағышында қоспалар концентрациясын төмендету үшін блоктардың су химиялық режимдерін ұйымдастыруға болады.

Турбинада пайдаланған бу конденсаты 1 конденсатордан 2 және 4 сорғыштар арқылы 5, 6және 7, қыздырғыштар жүйесіне, сонан соң 8 деаэраторға жіберіледі, мұнда судан газ тәріздес қосындылар алынады (оттегі, көмір қышқыл газы, азот және т,б). Деаэратордан ауыз су 9 және 7 сорғыштармен 12 жоғарғы қысым қыздырғыштар тобына бағыталады және реттеуіш арқылы 13 бу қазандығына жіберіледі.

Бу қазандығында су 14 экономайзер, 15 – 17 пештегі қызу беттері, 19, 20 бу қыздырғыштар пакетіннен өтеді. Сонан соң қыздырылған бу (545 - 565 °С) бу турбинасына бағытталады және 23 өте жоғары және 24 жоғары қысым турбиналарының бөліктері арқылы өтіп, бу қазандығының 28 аралық бу қыздырғышына жіберіледі және мұнда қайтадан 545 - 565 °С дейін қыздырылады және турбинаға қайта қайтады (25 орташа қысым бөлігі, 26 төменгі қысым бөлігі).

Конденсаторда бу конденсацияланады, жылу бұл жағдайда салқын сумен жойылады 32. 18 орнатылған задвижка, 29 орнатылған сепаратор және 30 жағу кеңейткіші бу қазандығын іске қосықан да және тоқтанқанда пайдаланылады.

Бу қазандығында жылу алмасу жоғары температура (түтінді газдар 1500 - 1800 °С,су жылу тасымалдауышы 545 - 565 °С) және жоғарғы қысым (30 МПа дейін) шарттарда жүзеге асырылады. Бұл жағдайда шектік жылу ағындары жоғары мәнге жетеді (500 - 800 кВт/м² дейін). Қыздыру беттерінің метал құбырлары бұл жағдайда беріктігі төмен шарттар мен жұмыс істейді.

Қыздырудың метал беттерінің жұмысының беріктігі каррозия, тозу және газ жағынан күлке толу, ішкі су жағында қақтың пайда болуы сияқты үрдістерге тәуелді.

Бу қазандығының құбырларының ішкі жағында коррозия интенсивтілігі және қақтың түзілуі судағы қоспа құрамына және оның санына тәуелді, яғни су сапасына байланысты. Бу қазандықтарының сапа нормалары қоспалар құрамы мен мөлшерін қатаң шектейді.

52 суретте конденсат кондесатордан кейін 3 блоктық тазалау қондырғысына жіберіледі, мұнда қоспалардың басым бөлігі тазаланады. Қыздырғыштағы бу конденсаттары конденсаторға жіберіледі және блоктық тұссыздандыру қондырғысынан өтеді (БТҚ). Жиі жиі конденсат және ауыз су қоспаларының құрамы химикаттар қосу арқылы реттеліп отырады.

Әр энергетикалық блок үшін бу қазандығының типіне байланысты, бу параметрлеріне байланысты өзіндік оңтайлы су химиялық режимі таңдалады.

Жылу электр станцияларында су жылу тасымалдауышының оқшауланған қозғалыс циклі ұйымдастырылады, су және бу шығындары 31 тұссыздандырылған қосымша су жіберу арқылы толтырылады.

Жылу электр станцияларында 7 – 31 негізгі бу контурынан басқа екі контур бар, ол арқылы судың басым бөлігі айналады: 33 – 39 жылу қамту жүйесі, 32, 40 – 43 су жүйесі және конденсатордағы салқындатушы бу.

ЖЭС оқшау жылумен қамту жүйесінен 33 кері торап суы жіберіледі, ол

34 негізгі тораптық қыздырғышта ысытылады, қажет болған жағдайда 35 тораптық қыздырғышта ысытылуы мүмкін. Сонан соң 36 ыстық торап суы 37 жылу тұтынушыларына жіберіледі. Тораптық қыздырғыштарға ысытушы бу турбинадан алынады, ал 38 конденсат турбина конденсаторына бағытталады.

Жылумен қамтудың жабық жүйесінде 39 қосымша торап суы ретінде деаэрацияланған және химиялық өңдеуден өткен техникалық суды пайдалануға рұқсат беріледі. Суарма және торап суларына гидрозин қосуға тыйым салынады. Торап суын толықтыруға продувка және дренаж суын пайдалану ұсынылмайды. Жылумен қамтудың ашық жүйелеріне қосымша химиялық өңдеусіз құбырдағы ауыз су жіберіледі.

Бу қазандығының жалпы құрылғысы4

Бу турбиналық электр станцияларда жұмыс заты ретінде су мен су буы қолданылады, ал өндірістік және тұрғын-коммуналды шаруашылығында негізгі жалытасымалдағыш ретінде бу мен бумен немесе жану өнімдерімен қыздырылған су қолданлыда.

Қолданыстағы энергетикалық, өндірістік және жылулық қазандық агрегаттары тұтынатын қондырғылар талаптарына, отын жұмысының сипаттамасына байлансыты, конструктивті сызбалар арқылы дайындалған.

Төменгі қысымды қанққан бу өндіретін ең қарапайым қазандық - цилиндрлік корпус. Онда желтартқыш торы бар отындықта талданған көмір бөлшектрі жанады, ал жануға арналған ауа тор арқылы келеді.

Жылутудың жоғарғы бөлігі ретінде көлденең цилиндрдің асытңғы жағы диаметрі 1,2…1,6м, ¾ көлемге оны ыстық газдар шайатын сумен толтырылған. Қазандықтың құрылғысы қарапайым, қаныққан будың біршама мөлшерін береді, жоғары температурадан ((200…300 °С) ПӘК төмен. Осы қазандықтардың даму себебі: жылуқабылдайтын беті бар, көптеген кіші өлшемді құбырлар түрінде (80…60мм) ыстық газ ағымында орналасқан ауақұбырлы қазандықар сериялары (сурет 7,8,9).

Сурет 6 – суқұбарлы цилиндрлік қазандық	1 – отындық; 2 – барабан-сепаратор; 3 – төменгі барабан; 4,5 – тарататын және алатын тегіс камералар; 6 – жылытылған буландырғыш құбырлар; 7 – экономайзер; 8 – буқыздырғаш; 9 – акақыздырғыш; 10 – желдеткіш тор; 11 – жанғыш; 12 – таратушы коллектор; 13 – қазандыққа су кіру; 14 – бу шығу
Сурет 7 – көлденең суқұбырлы камералы қазандық	Сурет 8 – Екібарабанды тігінен-акақұбырлы қазандық
Сурет 9 – Бірбарабанды факелді тік-ауақұбырлы қазандық	1 – отындық; 2 – барабан-сепаратор; 3- төменгі барабан; 4,5 – тарататын және алатын тегіс камера; 6 – жылытылған буландырғыш құбырлар; 7 – экономайзер; 8 – буқыздырғыш; 9 – ауақыздырғыш; 10 – желдеткіш тор; 11 – жанғыш; 12 – таратқыш коллектор; 13 – қазандыққа су кіру; 14 – бу шығу.

Нәтижесінде қазандық буөндіргіштігі артты және қаныққан бу қысымы жоғарылады, газ жылуының көп бөлігі суды жылыту мен буландыруға кетеді. Сурет 8 құрылысында ысырмалы газоходта жылуалмастырғышты буөндіргіш құбыр үстінде экономайзер бар. Экономайзерда кеткен газдар қосымша жылуды суға беріп, қазандықтан 150…180 °С жойылады, нәтижесінде ПӘК жоғарылайды.

Қазіргі заманғы қазандық ретінде тік-ауақбырлы қазандықтар қолданлыда. Онда қыздырылған буды буқыздырғыш иілгіш бетінде қамтамасыз етеді, ал отын жағу отындық камерада жүзеге асады. Камера қабырғалары вертикальды құбырлармен жабық, онда жоғары қысымда су қызып, буланады.

Жануға арналған отын мен ауа жанғыш арқылы жіберіледі. Жанғышта отын мен ауа қоспасы отындық көлемде жүреді. Көмір алдын ала шан түріне дейін ұсақталады. Отын жағуды жақсарту үшін ауа қазандықтың ысырмалы газоход ауақыздырғышында қыздырылады, нәтижесінде қазандықтан шыққан газ температурасы төмендейді.

Барабнды қазандықтар құрылысын дамыту сипаттамасына қарағанда, төменгі қысымды қазандық үш түрлі жылуалмастырғыш беттерден тұрады: қоректі судың қаныққан температураға дейін қыздырылуын қамтамасыз ететін экономайзерлы, қажетті мөлшерде қаныққан бу өндіретін буландырғыш, будың температурасы мен жұмыс жасау қабілетін жоғарылататын буқыздырғыштар. Барлық беттер түрлері барабанмен байланысты, олардың өлшемі өзгермейді.

Бу қазандығының құбырларындағы ағынның пульсациясы44

Өту режимдерінде және тұрақты режим кезіндегі бу қазандықтарында жұмыс істеу кезінже параметрлердің тербелуі әрқашан орын алады: отынның шығыны, бір отыннан екіншіге өту, шілтерді қосу және ажырату, қоректі сорғылардың жұмыс істеуіненқысымның және орта шығынының өзгеруі, жүктеменің артуы немесе төмендеуі кезіндегі, қоректі су температурасының өзгеруі, ПВД және т.б. қосу және ажырату кезінде өзгеруі. Соңғы нәтижесінде барлық ауытқулар су жылу тасымалдаушысының шығынында көрінеді және жалпы қазандықтың немесе құбыр аралық пульсацияларын тудыруы мүмкін.

Жалпы қазандық пульсациялар қазандықтың бірізді қосылған элементтерінің бірқатарындағы (циркуляция контурлары, барабандық қазандықтағы экономайзер немесе бу қыздырушы, су салқындатушыларды шашушы және тікелей ағымдық қазандықтарындағы аралық бу қыздырушы арасындағы учаскелер) және бүкіл қазандықтағы орта шығынының тербелісін білдіреді.

Қазандықтың параллельді қосылған элементтеріндегі орта шығыны синхронды өзгереді. Жалпы қазандық пульсациялар отынның, судың және будың, қазандықтағы қысым шығынының күрт ауытқуы кезінде, негізгі параметрлерді реттеу жүйесінің тұрақсыз жұмыс істеуі кезінде туындауы ммүкін. Бұл пульсациялар сөнуші болып табылады, ауытқуларды реттеген соң тоқталады. Егер тербелістер амплитудасы үлкен болса, онда қандай да бір құбырда апаттық жарылыс болуы мүмкін. Тербелістер амплитудасы ауытқулар амплитудасына байланысты, соған сай жалпы қазандық пульсацияның салдарымен күресудің негізгі жолы - амплитуда мен ауытқулар жиілігін азайту.

Құбыраралық (айналым аралық) пульсация құбырдың кірісіндегі және шығысындағы ортаның шығының жиі өзгеруінде болып табылады, оның үстіне құбырдың кіріс және шығыс учаскелеріндегі шығын тербелістері фазаға қарама-қайшы тұр. Бұл құбырдағы шығынның тербелістері элементтің басқа паралельді құбырларындағы шығынның тербелісімен өтеледі, яғни шығынның бұл тербелістері шын мәнінде элементтің барлық құбырларын қамтиды. Паралельді құбырлардғаы ағымның пульсациялары фаза бойынша жылжытылған, сондықтан қазандықтың элементі арқылы ортаның жалпы шығынының жалпы шығыны және ондағы қысымның түсуі дерлік тұрақты болып қалады.

Бу қазандығының негізгі элементтері5

Типті бу қазандығы құрылысы жағынан П – типті болады. Оның негізгі элементтері:

Отындық камера, онда өлшенген қалыпта органикалық отын жанады және жану өнісдерінің мүмкін болатын жоғары температурасы орнайды. Құбыр түріндегі жылуқабылдаушы беттер камераны қоршап тұрған қабырғаларда орналасып, газ көлемінен радиация арқылы жылу алады (радиоционды алмасу);

Көлденең газохож, онда тік қозғалмалы газ көлденеңге ауысады. Осы газоход көлемінде буқыздырғыш беттері орналасқан, онда газды жану өнімдер мен құбыр ішіндегі жұмыс ортасы арасында радиационды-конвективі, конвективті жылуалмасу жүреді. Конвективті шахта- газдар түсірмелі қозғалысқа ие, шахтаның көлемі аралық буқыздырғыш пен экономайзер беттерінің тығыз пакеттерімен толтырылған және оларда конвективті жылуалмасу басым болатын шахта.

Конвективті шахтаның төменгі жағында газдардың қоршаған ортаға айдалып шығуынан бұрын олардың терең суытылуын және қысқа уақытта оттықтағы газдардың белсенді жануы мен толық өртенуін қамтамасыз ететін ауа қыздырғыш беті орналасқан. Жоғары қуатты қазандықтарда ауақыздырғышты ысырмалы конвективті шахтаның шегінен шығарып тастайды.

Қыздыру беттеріндегі қоршаған ортаның жылуқабылдауы мына түрде үлестіріледі: жағу камерасының экранында 45…50 %, көлденең газбен жүрушіде - жуықтап 20 %, конвективті шахтада – 30…35 %, соның ішінде ауақыздырғыштағы ауаның қабылдануы-жуықтап газ ағынының жалпы пайдалы газқабылдауының 10 % . Көрініп тұрғандай жылудың ең көп мөлшерін қоршаған орта қыздыру экран беттерінен алады.

Бу қазандықтарындағы қыздыру беттерінің үйлестіру принципі.6

Газбен жүрушіде жану камерасының өзара орналасуын белгілейтін қазандықтың жалпы үйлестірімі жанатын отын түріне, бу параметрлеріне және бу өнімділігіне тәуелді.

Тас көмірлерлердің көп маркаларын және табиғи газ бен мазутты жандыру кезінде көтермелі шахтада жандыру камерасы, ал түсірмелі шахтада конвективті қыздыру беттері орналасатын П-тәріздес үйлестіру қолданылады. (13, а сурет) . Мұндай үйлестірудің кемшілігі жану өнімдер ағынының жылдамдықтарының біркелкі еместігі және газ ағынының айналымы салдарынан көлденең газ бен жүруші мен конвективті шахта қимасында пайда болатын күл концентрациясы.

а — П-тәріздес; б — Т-тәріздес; в — үш жүрісті; г — төрт жүрісті; д — мұнаралы.

13 сурет - Бу қазандықтары үйлестірімдерінің схемалары.

Ылғал қоңыр көмір және жоғары абразивті күлді көмірмен жұмыс істейтін қуатты қазандықтар үшін Т-тәрізді үйлестірім қолданылады. Біріншіден, бір мезгілде конвективті шахта тереңдігін және көлденең газбен жүруші биіктігін кішірейткенде жану өнімдерінің жылдамдығын төмендету үшін(күлдің тозуын азайту мақсатында), екіншіден газдардың ось симметриялық ағынын және қазан периметрі бойынша тепе-тең жылубөліну қамтамасыз етілу қажет. Күлінің құрамында кальций оксиді көп болатын отындарды жандыру кезінде қазандықтың үш немесе төрт сатылы құрылымы қолданылады. (сурет 13,в және г).

Мазутты, табиғи газды және жоғарыабразивті золасы бар қатты отында жанатын қуатты қазандықтар үшін мұнаралы құрылым қолданылады(сурет 13, д). Бұл құрылымның кемшілігі қыздыру беттері, вентилятор және түтін сорғылар үшін бекіткіш орнатылуы қиын.

Қазандықтың жартылай мұнаралы құрылымы да бар, мұнда регенеративті ауақыздырғыш және үрлемелі қондырғылар астында орналастырылады.

Қыздырғыш беттерінің рационалды құрылымының негізіне қазандықта екі фактор басты болып табылады: сенімділік және үнемділік.

Осы міндеттерді орындаудың ең басты шарттарының бірі болып қыздырғыш бетінің температурасын сақтайтын жылуалмасудың интенсификациясы табылады. Ол пайдалану кезінде белгіленген уақытта қондырғы сенімділігін қамтамасыз етеді.

Бу қыздырушы18

Бу қыздырғыштың маңызды элементінің бірі қатты ысытуға арналған будың қаныққан буға температура арқылы берілуі.Жоғарғы температура кезінде металл қыздырғыш шартты түрде жұмыс жасайды.

Бу қыздырғыштар жылу қабылдау және конструкциясына байланысты:

конвективті конвективті газ шығарушы қондырғыларында және ең бастысы конвективті жылу алу кезінде қолданылады;

радиациялы отындық камераның қабырғасында немесе төбесінде орналасқанда және горизонтальды газ шығарушы, жылу алу және ең бастысы жоғарғы қыздырылған газ радиациясын алу кезінде қолданылады;

жартылай радиациялы жоғарғы отындық газ шығарушы шығысында және тегіс қалқа мен таспа түрінде орындалып,бір жазықтықта бір бірінен бу қыздырушы құбырмен жинақталған.

Бу қыздырғыштар жоғарғы бу мен аса критикалық қысым қыздыруына байланысты негізгі деп бөлінеді, ішінара қайта қыздырылған бу аралық деп аталады.

Конвективті бу қыздырғыштар сыртқы диаметрі 32...42 мм болат құбырмен жоғарғы және аса критикалық қысыммен және қабырға қалыңдығы 5..7 мм бойынша орындалады. Аралық бу қыздырғыштарында будың қысымы төмен болған жағдайда 42…50 мм диаметрлі және қалыңдығы 4…5 мм болатын құбырлар пайдаланылады.

Әдетте бу қыздырғыштар үшін жылтыр құбырлар пайдаланылады, себебі олар өндірісте технологиялық тұрғыдан өнімді сыртына қақ тұрмайды және тез тазаланады. Жылтыр құбырлы қыздыру бетінің кемшілігі газ ағымының төмен жылдамдығы жағдайында төмен жылу қабылдағыштығы. Қыздырғыш құбырларынан иілу радиусы 1,9d кем емес оралымдар түзіледі. Оралымның шеттері дөңгелек кесінді коллекторға жалғанған осылайша қыздырғыштың оралымды тізбегі түзіледі. Оралымдар қатарының арасындағы қашықтық s₁ = (2…5)d құрайды. Бір, екі және көп қатарлы оралымдар (сурет 29) бір бірінен оралым құраушы паралеллді құбырлар санымен ерекшелінеді. Қазандықтың қуаттылығы жоғары болған жағдайда бу қыздырғыштары 3…4 қатар құбырдан тұрады. Бұл жағдайда құбыр бөліктерін коллекторға жалғау қиындап, ондағы тесік саны көбейеді және оның беріктігі төмендейді. Сондықтан құбыр саны көп болған жағдайда оралым құруға екі коллектор пайдаланылады.

Бу қыздырғышының ширмалық құрылымы көптеген вертикалды құбырлардың жүйесін құрайды (14…50 дана), ол жалпақ үлкен лентаны құрайды және бір айналымы 180° және түсіру, көтеру аймағынан құралады (сурет 30). Ширмалар бір бірінен үлкен қашықтықта жағу камерасының шығысында орналасады, ширма қадамы s₁= 550…700 мм, яғни (17…22)d, бұл олардың арасындағы газ өткелдерінің ластануын болдырмау үшін жасалады. Газ ағыны жалпақ ширма бойымен қозғалады және жылуды ширма құбырларына радиациялық және конвективті жолмен береді.

Жеке құбырлардың ширма жазықтығынан шығып кетпеуі үшін ширма құбырларын екі деңгейде биіктік бойынша байлап қояды, ол қатардағы екі шеткі құбырды және лента сыртындағы горизонталды соңғы көтеру қатарын екі жағынан біріктіреді (сурет 30, б). Горизонталды аймақта бұл құбырлар өз ара проставкамен байланысқан және бір жазықтықтағы басқа құбырларды қатаң бекітеді.

Ширмалық бу қыздырғыштар радиациялық конвективті бетке жатады және олардың жылу қабылдағыштығы қызған газдар мен от ядросының радиациялық сәулеленуінен және ширма көлеміндегі конвективті жылу алмасу үлесінен құралады. Себебі газдар ширманы ұзынан және көлденеңінен 5…8 м/с жылдамдықпен шайып жатады. Ширма бу қыздырғыштары бу қыздырғыштың барлық жылу қабылдағыштығының 30…40 % құрайды. Соңғы кездері ширмалар жылтыр емес, желбезекті құбырлардан жасала бастады, себебі ортасына поставка қойылған жылтыр құбырлар тұтас ширманы құрайды (сурет 30, в). Бұндай ширмалардың ластануы төмен, сыртқы қалдықтардан оңай тазартылады, ширма құбырлары ранжирден шықпайды және горизонталды тұтас ширмалар қатты жазық жүйе болғандықтан аралық тіреу орнатуды қажет етпейді.

Радиациялық бу қыздырғыштар қабырғаға арналып жасалады, оларды жылу ағыны төмен пештің жоғарғы бөлігіне орналастырады. Барабанды бу қазадығының радиациялық бу қыздырғышы пештің төбесіне орналасады, егер бұл аздық етсе оны вертикалды қабырғаларға да орналастырады (сурет 31).

Қабырғадағы қыздырғыштар пештің толық биіктігіне сәйкес панель түрінде орындалады (экранды буландырғыш құбыр орнына), алайда олар сенімсіз себебі металдан буға жылу беру қайнап жатқан сумен салыстырғанда төмен. Қабырға қыздырғышының метал құбырлары қысым төмендетілген жағдайда ауыр режимде жұмыс істейді себебі құбырдағы бу шығыны төмендейді. Сондықтан қыздырғыштың радиациялық панелдері қажет болған жағдайда пештің жоғарғы бөлігінде экранды құбыр үстіне орналастырылады.

Тура ағынды бу қазандығында бу қыздырғышының радиациялық беттері әдетте пештің жоғарғы бөлігін, төбені және газ ағынының горизонталды қабырғаларын толықтай алады.

Қуатты энергетикалық блоктарда будың аралық қыздырылуы қолданылады. Бу турбинасының цилиндірінен келетін будың төмен гидравликалық қысымын ескере отырсақ (3…4 МПа), аралық бу қыздырғыштарының қарсылығы төмен болуы тиіс (0,2…0,3 МПа). Бұл будың массалық жылдамдығын шектейді және оның шектік көлемі үлкен болған жағдайда құбыр диаметрінің үлкен болуын талап етеді (44…54 мм) бұл қабырғадан буға жылу берілу коэффициентін төмендетеді. Ішкі жылу берілу коэффициентінің төмен мәндері әсіресе оның шығыс бөлігінде бір қатар жағдайда ерітілген болат температурасының шектен тыс артуын туғызады. Беріктікті қамтамасыз ету үшін мұндай бу қыздырғыш жылуы төмен зонада орналасқан (шығыстағы газ температуралары 850 °С артық емес). Ішкі жылу алмасуды интенсификациялау үшін ішкі көлденең винті қырланған құбарларды пайдалануға болады. Мұндай құрылым ішкі жылу алмасу бетін арттырып, ағын турбулентілігін көбейтеді.

Бу қыздырғыштарының жоғары және шектік бу қысымы жағдайында жылу қабылдауы жоғары болғандықтан (35 % және қазандық бетінің жылу қабылдауы жалпы), оны кешенді түрде орындайды және үш тәсілдіде қамтиды (радиациялық, радиациялы қабырғалық, жартылай радиациялық ширмалық немесе ленталық және оралымды конвективті). 31 суретте мұндай кешенді бу қыздырғышының жоғары қысым қазандығына арналған бастапқы нұсқаларының бірі көрсетілген.

Металл беттердің жұмысының сенімділігін қамтамасыз ету үшін радиациялық бу қыздырғыш жағу аймағына орналасатындығын ескеру қажет, мұнда жылу ағындары жоғары және оның әртектілігі құбырдың сыртқы бетінің температурасы оның ішіндегі бу температурасынан жоғары болуын және жеке құбырларда орташа есепке қарағанда температуралардың жоғары болуын анықтайды.

Сондықтан бу қыздырғышының қарапайым радиациялық бөлігі бу қыздырудың бастапқы этапында пайдаланылады, бұл кезде оның температурасы төмен және металды пайдалану шарттары оңтайлы. Соынмен қатар жоғары және орташа жылу қысымымен газ ағыны температураларының әр тектілік жағдайында бу қыздырудың орташа зонасында орналасатын жартылай радиациялық беттер жұмыс істейді. Қыздырудың соңғы кезеңі оралымды конвективті пакеттерде жүзеге асырылады, олар газ бен жылу ағындарының төмен температурасы аймағында орналасады, алайда шығыстағы температура қысымы 200…250 °С, олай болмаған жағдайда сапалы болаттан жасалған пакет беті тым үлкен.

Бірінші конвективті (суық) пакер әдетте газдардың төмен температурасы аймағында орналасады, бұл пакетті орындауда арзан көміртекіт болатты пайдалануға мүмкіндік береді (қабырға температурасы t_СТ<450°С).

Газды отынның жануы28

Газ жанғанда тармақталған реакция жүреді, ішіндегі белсенді орта екі не одан да көп жаңа белсенді ортаны жояды. Тізбекті реакция теорияясын академик Н.Н.семенов тапқан.

Осы теорияға сәйкес тізбекті тармақтаған реакция келесі реакцияларды қосады: тізбек басы- бастапқы өнімнен белсенді бөлшектің түзілуі; тарамдалған тізбек – белсенді бөлшек бастапқы бөлшекпен бірге екі не одан да көп жаңа белсенді бөлшек түзеді; жанғыш компоненттің бітуіне байланысты реакция баяулайды, тізбектер үзіліп, реакция әлсіреп – жану тоқтайды.

Газды отынның ауамен қоспада үлкен жылдамдықта жанады(метал қоспасының ауамен дайын көлемі 10³м, 0,1с жанып бітеді)

Сондықтан табиғи газдың бу қазандығындағы жану қарқындылығы оның ауамен араласу жылдамдығына байланысты.

Турбулентті жүйеде метанның ауамен жанғыш қоспасы жылдамдығы отпен таралады u_ПЛ, м/с,. Турбулент диффузиямен анықталады және мына формуламен анықталады.

w_ГОР – қыздырғыштан шығардағы ауа жылдамдығы, м/с;

Т_Г, - газды ортаның есепті температурасы, К

n = 0,60…1,65 – деңгей көрсеткіші, жанғыш қоспа құрамына және жылдамдығына байланысты.

Еріксіз циркуляциялы бу қазандықтары.8

Қысым жоғарылауына байланысты табиғи циркуляциялы қазандықтағы қозғалмалы напор төмендейді,себебі мұнда ρ_см → ρ_оп, бірақ түсірмелі құбырларда орналасқан арнайы насос арқылы бутүзуші құбырларда жұмысшы ортаның еріксіз қозғалысын тудыруға болады.(14б сурет)

Мұндағы қозғалмалы напор циркуляциясы табиғи циркуляциялы напорды бірнеше есе артып кетеді. Бұл қозғалыс жылдамдығын жоғарылатуға және бутүзуші құбырларды оттықта әрқалай орналастыруға мүмкіндік береді. Экранды құбырларда жұмысшы ортаның циркуляция сенімділігі артады, бірақ циркуляция қысқалық шамасы кемиді k_Ц = 3…5.

Жұмысшы ортаның еріксіз циркуляциялы сызбасы бойынша қазандық-утилизаторлар жұмыс істейді. Принудительное движение воды применяется также в элементах испарительного охлаждения высокотемпературных тепловых агрегатов и в комбинированных энерготехнологических агрегатов. Наличие в паровых котлах последних типов барабана-сепаратора насыщенного пара позволяет использовать их только при докритическом давлении, обычно не более Р = 18 МПа.

Еріксіз циркуляция суқыздырғыш қазандық агрегаттарында және бугазды қондырғылардың қазандық агрегаттарында қолданады

Жоғарғы жылу түсінігінің қыздырылуы13

Қазан агрегатының тиімді және сенімді жұмысы тек қана тиімді құрастыру кезінде және газ жолының әртүрлі бөлшектрінің сұлбасын орналастыру кезінде,өнімнің суытылуы отын жану жылу арқылы жылытылған жұмыс ортасына су буы жолымен және ауажылытқыштан белгіленген отын жануының ауасы беріледі.Бұның шешімін білу үшін қызба бетінің және температура мен жылу тасымалдаудың өзгеру көрсеткішімен жұмыс жасау барысында элементтердің сындарлы орындауының барлық нұсқаларын білу қажет.

Бу қазандықтарының бу шығаратын беттерінің әртүрлі жүйесі бір бірінен айтарлықтай ажыратылады, бірақ негізінен оттық камерада әрдайым орналасады және жылу радиациясын қабылдайды.Оттық экрандар отынның жану түріне тәуелді жұмыс кезінде қазандықта тұтастай берілетін жылудың толық көлемінің 40...50 % қабылдайды.Көлденең газ шығарушы қызбасының беттерінде 20...25 % жылу қабылдағыш, ал конвективті шахта бетінде 30.40 % жылуды құрайды.

20 а,б суретте қазандық бетінде су қыздыру,бу түзу және қазандықта табиғи су мен қызған будың температурасымен қатар әртүрлі қысымда будың қатты қызып кетуі кезінде жылу қабылдағыш мөлшері көрсетілген,

Осылайша ,оттықта бу түзуші қабатын(62 %) толықтай жабуға жеткілісіз радиациялық жылу алмасу экранын қабылдайтын ,соған сәйкес су булануына кеткен жылу бөлігі оттықтан шыққанда конвективті қазан құбырына және экономайзерге жылудың орташа қысымында(4 МПа)беріледі.Сол себептен барабанды қазандықтардың орташа қысымында әдетте экономайзер қайнаган күйде болады, бұндағы табиғи су тек қаныққан күйге дейін ғана қайнамай,буға айналады.Бұл қазандықтар өзіндік төменгі колллектор арқылы оттықтан үш-төрт құбыр қатарынан,барабаннан табиғи газ,сондай-ақ зонада 2-3 қатарда артқы экран құбырын тарту мен көлденең газ шығарушы(фестон) қиылысуында шыққан конвективті буландырғыш бетімен сипатталады.

Жоғарғы қысымды(10 МПа және жоғары) барабанды қазандықтарда бу түзу үшін қолданылатын жылу мөлшері (20 а, б суретте)маңызды бір мөлшерде төмендетіледі және оттық камерадағы экранның жылу қабылдағыш будың қажетті көлемін алу үшін жеткілікті болады,соған байланысты экономайзер тек қана өзінің негізгі функциясын:түсетін табиғи суды жылытады.

Жоғарғы(18,5 МПа) және соның ішінде жоғарғы критикалық қысымда су қызу ауқымы ұлғаяды, сол себептен тек экономайзердің конвективті пакеттерінде ғана емес, оттық экранның төменгі бөліктерінде судың қызуы фазалық өткелдің(радиациялық экономайзер) зонасына дейін, ал бұдан әрі бастапқы будың қайнап кетуі мен су күйінен бу күйіне фазалық ауысатын жоғарғы қабатында орналасқан.

б –қазандықтың жоғарғы бөлігінің жылу қабыллдау мөлшері; Б - барабан; ЭКР –оттық экрандар және оттық экранның булану мөлшері; ЭК – экономайзер және экономайзердің жоғарғы бөлігінде судың қыздырылуының қаныққанға дейінгі мөлшері;ПЕ –бу қыздырушы және бу қыздырушыың жоғарғы бетіндегі будың қызған мөлшері; h_НАС, h_Н.П. –қаныққан суға сәйкес энтальпия және барабандағы қаныққан бу; h_П.В, h_ПЕ –қазан кірісіндегі табиғи су энтальпиясы және қыздарылған бу.

Жоғары және аса критикалық қысымда бу қыздыратын қабат жылу қабылдау маңызды мөлшерін қолданады және қазандықтың тек көлденең газ шығарғышында орналаспайды,сондықтан бу қыздырғыш беттің бөлігі оттықтың жоғарғы бөлігін алады,ал шығатын конвективті пакет конвективті шахтаның жоғарғы бөлігінде жиі орналасады (21 сурет)

СКД бу қазандықтарында бу қыздырғыш қабатының жылу қабылдау мөлшері белгілі мөлшерде ұлғаяды,бұл реттеосы қабаттың басты бөлігі оттықтың қабырғаларында орналасады,металл құбырларын қыздырудан қорғау үшін арнайы тапсырмаларды жоғарғы жылу ағындары зонасында қойылады.

Жылу алмасу талаптары51

Жылумассасының ауысуы бойынша курстан белгілі болғандай, қабырғадан су жылутасымалдаушы α₂режимді параметрлер (ρw, q), су және будың жылу физикалық қасиеті (с_р, λ, μжәне т.б.), ағын құрылымы, құбырдың геометриялық сипаттамасы, оның кеңістік орналасуы ықпал етеді.

α₂жылу беру коэффициентінің, су жылу тасымалдағыштың сынға дейінгі және сыннан жоғарғы қысым кезінде тік ағатын және барабандық бу ошақтарының жұмыс жағдайы үшін түзу жолды тік каналдың (құбырдың) ұзындығы бойынша өзгеруін қарастырамыз.

Сынға дейінгі қысымда бу ошақтары тік ағынды сияқты, барабанды түрін де орындай алады. Қабырғадан жұмыс ортасына жылу беру және жылытатын құбырдың температуралық режимінен жылу беру жағдайы туралы көзқарастың айтарлықтай айырмашылығы бар.

Тік ағатын ошақта су жағдайынан (х = 0)буға генерациялау процессі (судың булануы) құрғақ бу алғанға дейін (х = 1) қыздыратын құбырларда жүзеге асырылады; бусу ағынының құрылымы канал ұзындығы бойынша үздіксіз өзгереді, сонымен бірге құбырдың бір жерінде қабырғадан сұйықтыққа жылу берудің төмендеуімен және құбыр қабырғасының температурасының көп немесе айтарлықтай өсуімен байланысты жылу бөлудің күйзелісі болады. Барабанды ошақта буланатын бетінде судың тек қана бір бөлігі буға айналады және бусулы қосынды массалық бу құрамымен х_кбарабанға немесе шығарғыш циклонғатүседі, ол жерде судан буды бөлу жүзеге асырылады. Бу буды қыздырғышқа жолданады, ал су тағы да айналым ортасына түсіп, жартылай буланады және т.б.

Су айналымының К_цконтурындағы еселігі х_ктәуелділігіне байланысты

Демек, айналымның еселігі барабанды ошақтың буланғыш контурына әсер етумен, белгілі шекте бу құрамын өзгертуге болады х_к.

Жылу алмасу кризисі термині қабырғадан сулы жылутартушының екі фазалы ағынына жылуберілуін нашарлататын және құбыр беті температурасының жоғарылауына әкелетін процесстер жиынтығы.

Құбырлардағы жылуалмасу кризисі екі фазалы ағынның жылу ағынына байланысты q түрлі режимдерде пайда болуы мүмкін.

64 суретте ағындардың кризисті жылуалмасуға әкелетін негізгі режимдері , нағыз буқұрам φ және канал бойымен жылу ағыны q көрсетілген.

Жылу ағынының үлкен мәндерінде судың беттік қайнауы х<0 басталады, яғни, сұйық ағыны қайнау температурасына дейін қыздырылған кезде. Бу көпіршіктері қабырғалы қабатта ғана конденсацияланады. Осы қабатта нағыз буқұрам φ_ст максималды.

Қазандық қондырғы құрамы10

Буқазандығының жұмысын қамтамасыз ететін механизмдерге жатады: отындайындау құрылғылары, қоректік насостар, жандыруға қазандыққа ауа беретін үрлеме вентиляторлар. Аталған құрылымдар кешені бу қазандығымен қоса қазандық құрылымды құрайды.

Қазіргі заманға сай қуатты қазандық қондырғыларда барлық жұмыс процестері автоматтандырылған, бұл бу мен ыстық су өндірісі үшін қолданылатын техникалық құрылым. Жұмыс сенімділігін арттыру үшін қазандық қондырғыда апаттардан автоматтық қорғаныс бар.

Қазандықтың газауа жолының жұмысы.12

Газ ауа жолы - оттық және ауақыздырғыш арқылы ауа берілуін, газбен жүргіштерде жану өнімдерінің қозғалысын қамтамасыз ететін ауа қораптары мен газбен жүргіштер жүйесі. Қазандықтың қуаты мен мөлшеріне байланысты ауа мен газ қозғалысы табиғи немесе еріксіз жүе күшімен ұйымдастырылуы мүмкін.

Төменгі өнімді қазандықтарда жандыру үшін ауа қыздырусыз газбен жүргіштердің салыстырмалы аз ұзындығында газ қозғалысы кезінде көп емес кедергі туады, ол түтін құбырының табиғи жүгі арқасында теңгеріледі.

Табиғи күш немесе өзіндік күш Н_сам, Па, сыртқы атмосфералық ауаның гидростатикалық бағанының қысым түрлілігімен және ішкі қыздырылған газ ортасымен анықталады.

HСАМ = hТР(ρВ - ρГ)g

h_ТР - түтін құбырының биіктігі, м:

ρ_В, ρ_Г - салқын ауа тығыздығы (при 20…30 °С) газ (қазандықтан шығардағы темпераутура), кг/м³;

g - еркін түсу үдеуі, м/с².

100 м биіктікті құбыр үшін өзіндік күш Н_сам = 350…400 Па немесе 35…40 кгс/м² (35…40 мм су.бағ.).

Қазанның ауа және газ жолдарының үйлесімді жұмысы екі әдіспен жасалуы мүмкін. Бірінші әдіс бойынша (18, б сурет) газ ауа жолы құрамына 2,5....5.кПа қысымды үрлеме вентиляторлар кіреді.

Қазандықтың газ жолының кедергісі және күл аулау аппараттарының кедергісі напор тудырушы 2,0…3,5 кПа түтін құбырымен теңгеріледі.

Бұл жағдайда барлық ауа жолы атмосфералықтан жоғары қысымда болады(сурет 19, а). Түтінсорғышпен жану өнімдері жойылады, сол себептен оттық және газбен жүруші ажырауда болады. Мұндай күш сызбасын теңестірілген деп атайды.Мұнда қойылып тұрақты ұсталып тұратын ажырау мәне 30....50 Па арасында болады.

Атмосфералық қысымнан төмен қысымда (19,а сурет) газ жолында қоршаған ауа сорылады, соның әсерінен түтін сорғышпен тартылатын газ көлемін ұлғайтады.

Орташа есеппен ауа сорғыштық ΔV_ПРС оттыққта отын жанғандағы газ көлемінен 20... 30 % құрайды.

Ауаның оттыққа дейінгі немесе жану өнімдеріне дейінгі жетуін арнайы жоғары напорлы үрлеме вентиляторлармен де қамтамасыз етуге болады. (сурет 18, в).

Газ тығыздығы жолында ауа сорғыштары жойылады.Жоғарғы қысымды үрлегіш вентилятор кезінде қысым үдейген сайын, үрлегіш вентилятордың қысым мен түтінтартқы сұлбасындағы сумма кемиді,өйткені газ көлемінде газ жолындағы сорғыш жоғалған сайын кедергі азаяды.Бұл үрлегіш машиналарында энергияны үнемдеуге әкеледі.Әдетте жоғарғы қысымды үрлегіш вентилятор салқын ауаны айдайды,ал түтінтарқы ыстық газды салыстырмалы көлемде қосымша, энергияның шығындалуын азайтады.

Қазандықтарды әртүрлі жерде термиялық күш есебінен ұзақ пайдалану кезінде разгерметизация болады,көптеген тұрақты шығын шығарылады.

Сондықтан пайдалану кезінде қазандықтың газ тығыздықты құрастыру жағымен байсалды күштің жұмысымен байланысты ,сондай ақ едәуір үрлегіш машиналарында энергия шығыны сорғыш әсерінен төмендейді.Сол уақытта электр станцияларында адам денсаулығына қауіпті газдардан арылады.

Қазандықтың жоғарғы жағында газдық ағын (қатты отынды жағу кезіндe) күл ұстайтын (золоулавливающие) қондырғыға түседі,сонда 96..99% ұсақ қатты күл бөлшектері газды ағыннан жойылады.Бұл мақсатқа жету үшін ортадан тепкіш скрубберлер және батареялық циклондар қолданылады,бөлшектердің жойылуы 80..90%,электрофильтрлердің тиімділігі 98…99,5 % құрайды.

Қатты қоқыс жоюды ұйымдастрыру34

Қатты түрдегі қоқысты жою кезінде отындық камерада температура тарату суретте көрсетілген изотермамен сипатталады. (46 сурет).

Ең жоғарғы температура отындықтың ортасындағы жандырғыш деңгейінде орналасқан факел ядросында орнатылады. Отындық экранға жылу беру нәтижесінде олардың жанында салыстырмалы төмен температурасы орнатылған изотерма байқалады.

1 – суық сүзгіш; 2 – суы бар қоқыс шарасы; 3 –гидрокүл жою каналы; 4 – жандырғыш; 5 –қабырғалы экран; 6 –факел ядросы; 7 –шнековты қоқысжоющы; в – электрқозғалтқыш Сурет 46 – қатты қоқысты жою отындығы

Балқыған күл факел ядросынан шеткі жаққа температурасы төмен аумаққа қозғалған кезде күл бөлшектері суытылады. Күл бөлшектері осылайша факел ядросы қыздырылған кезде және отындық экранда суытылған кезде екі рет физикалық өзгеру сатысынана (қаттыдан сұйыққа)өтеді және керісінше жүреді. Қозғалыс кезінде күл бөлшектері газбен бірге суытылып, отындықтан түйіршікті болып шығу керек. Отындық камералар қатты қоқыс жоюмен жұмыс жасағанда ашық болады, яғни, отындық көлденең қимасы биіктікте өзгермейді. Осы отындықтардың өзгешілігі: төменгі жағында суық сүзіш болады. Ол алдыңғы және артқы экран жақындауынан (50…60°) бұрыш жасайтын және ара қашықтығы b' = 1,0…1,2 м пайда болады.

Отындық астыңғы бөлігінде нәтижесінде температура тез төмендейді, факел дросынан түскен қоқыс бөлшектері осы зонаға түскенде, түйіршіктенеді, сүзгіш қабырғасымен қоқыс қабылдаушы шараға түседі. Осы сүзгіш арқылы түскен қоқыс саны жалпы күл құрамының 5…10 % құрайды, яғни, а_шл = 0,05…0,10. Түйіршікті қоқыс бөлшектері шарадан үздіксіз арнайы мехнаизммен жойылады. Сулы шара отындыққа суық ауа түспейтіндей етіп гидрожабқыш рөлін атқарады.

Отындық көлемнің аэродинамикасы қабырғалы экрандарда газ температурасы күл бөлшектері жабысқыш бола бастайтын күл температурасынан жоғары болмау керек.

46 Суретте отындық көлденең қимасының жылулық күші q_fтемпература таралуына қалай әсер ететіні көрсетілген. Үлкен жылулық күш әсерінен температура газ жанында көтеріледі де қощыстануға алып келуі мүмкін.

Сондықтан, отындық камераның көлденең қимасының жылулық күші қатты қоқыс жою кезінде үлкен мәнге ие болмау керек (q_f = 3…4 МВт/м²). Бұл отындық камераның көлденең қимасының үлкейуне әкеледі.

Отындық көлем жағынан экран құбыры басында футеровканы ұстап қалу үшін бұдыр жабыстырады (диаметрі 10 мм және ұзындығы 15…18мм) және изоляция қабатын орнатады. (Сурет 47)

а-отындықтың жалпы түрі; б – футерді экран түрі; 1 – жану камерасы; 2 – отындық асты; 3 – қоқыс жасушасы; 4 – камера: 5 – құбыр; 6 – бұдыр; 7 – бұдырға отын ұстағыш жағу (футеровка) Сурет 47 – сұйық қоқыстан арылу отындық камерасы

Отындықтың астыңғы жағы көлденең немее ортадан еңкейген етіп орындалады. Осы жерде отындық астындағы құбырларға 2…3 қабаттап отыұстағыш түйінде отынұсағыш кірпіш орнатады. Отындық астының ортасында бір немесе екі футерді тесік қоқысты шығыру үшін орнатады (өлшемі 500…800мм). Балқытылған қоқыс қоқыс шарасына тамшылап ағады, онда сумен жанақанда қатаяды.

Осы зонадағы температура жоғарылауына отындықтың жоғарғы жағындағы жылуберудің радиацмясын төмендететін отынның екіжақты режимі әсер етеді. Онда ашық экрандар төмен температураға ие. Сұйық қоқысты жойған кезде қоқыс торы арқылы 20…30 % отынның минералды массасы балқыған қоқыс түрінде жойылады.

Суыту камерасы ашық құбырлармен экрандалған. Осында отынның жанбай қалған бөлігі жанады және жану өнімдері бүкіл күл түйіршіктенетін қажетті температураға суытылады .

Қатты қоқыс жоятын бір камералы ашық оттық қондырғылар.33

Практикада екі камералар қолданылады: мұнда екі камера (отын жандыру жіне газ суыту камералары) қыздыру бетімен немесе жұқа өтпелі жалғастырғышпен бөлінген. Мұндай оттық түрі 44,в суретте көрсетілген.

Оттықтың төменг бөлігінен қоқыс шығару принципі бойынша оттық камералар қатты қоқыс шығарушы (44,б сурет) және сұйық қоқыс шығарушы (44,в сурет) болып бөлінеді.Циклонды әдісі бар екі камералы оттықтар күрделі отын жандыруынан және зиянды газды көп бөлгендіктен өте сирек қолданылады.

б - сұйық қоқыс жою үшін сығымы бар бір камералы ашық; в - сұйық қоқыс жою және отын жандыру үшін циклон әдісті екі камералы; 1 - оттық экрандар; 2 - горелка; 3 - жылытылған экрандар зонасы; 4 - горелкаға отын мен ауа жіберілуі; 5 - құйындыжанукамерасы; 6- циклон; 7- жандыруды аяқтау камерасы; 8 - оттықтағы ашық ұңғылы гравитациялық сепаратор; 9 - суық воронка; 10 - қоқыс өңеш; II - қоқыс ваннасы; 12 - көлденең суытылмайтын оттық асты; 13 - еңкейтілгіш суытылатын оттық асты; 14 - сұйық қоқыс шығуы.

44, б, в – Оттық қондырғылар түрлері.

45 сурет – Оттық камераның негізгі шамалары.

Құрылым кезінде оттық камерасы бірнеше шарттарға қойылады.

Біріншіден, оттық камера өз көлемі аумағында отынның толық жануын қамтамасыз ету керек,себебі оттықтан тыс аумақта отынның жануы мүмкін емес.

Екіншіден,экономикалық себептерге байланысты қоқыстау немесе құбыр металының қызып кеті температурасы шарттары бойынша экрандарға жылу беру арқылы оттық камера аумағында суытылу жүруі тиіс.

Үшіншіден, оттық камера көлемінде газ ағындарының ауа динамикасы қабырғалардың қоқыстануын немесе оттықтың бөлек зонасындағы экран металлдарының қызып кетуін болдырмау керек, бұл сәйкесінше горелка түрін таңдауда және олардың оттық камера қабырғалары бойынша орналасуына тәуелді.

Қатты отынның жануы29

Қатты отынның жануы (көмір тозаңы) екі кезеңді қосады: жылытқыш дайындық және өздік жану.

1. газды орта бөлшектердің температурасы;

2. бөлшек температурасы;

3. кокс қалдығының балқуы;

4. кокс қалдығының жанып бітуі;

І – термиялық дайындық зонасы;

ІІ – ұшатын заттың жану зонасы;

ІІІ – кокс қалдығының жылыну зонасы;

ІV – кокс қалдығының жану зонасы.

40- сурет. Қатты отынның жеке жануының температуралық режимі

Жылулық дайындық процесінде (40сурет І зона) бөлшек жылынады, көбейеді, 110ºС температурадан жоғарылағанда бастапқы отын ыдырағанда басталады. Бұл период ұзақтығы отынның ылғалдылығына байланысты бөлшек көлеміне жылу алмасу шартына және секундының оныншы бөлігін құрайды. Процестің өтуі жылулық период кезінде жылудың сіңіргенге байланысты.

Негізінен жану ұшатын заттың балқуымен басталады. (40сурет ІІ зона) температура 400...600ºС; Ұшатын заттардың жануы 0,2...0,5с алады.

Ұшатын заттар шығуы (қоңыр және тас көмірлер,сланцзы,торф) жылу бөлуі, жануы кокс бөлшегі балқуы жеткілікті.

Кокс жануы (40сурет ІVзона) 1000ºС температурада басталады және анағұрлым ұзақ процесс болып табылады. Бұл бөлшек жазықтығының ауа зонасына байланысты. Қатты отынның жалпы жану ұзақтығы (1,0...2,5с) негізінен кокс қалдығы жануымен анықталады. Ұшатын заттың көп отын үшін кокс қалдығы бастапқы масса жартысына тең.

Қатты отында негізінен кокс қалдығы көп, ал жалпы қатты отын көміртектен тұрады.(60тан 97%дейін бөлшек массасы)

Жоғары емес температурада (800...1000ºС) химиялық реакция жай жүреді, қатты жазықтықтағы оттегі артықшылығына қарамастан k_Р>> k_Д . Бұл жағдайда химиялық реакция жануы баяулайды, сондықтан бұл температура зонасын кинетикалық жану облысы деп атайды. Ал керісінше, жоғары жану температурасында (1500ºС жоғары) және көмір тозаңын жағу мәні k_Р>> k_Д жану процесі баяулайды. Бұл шартпен диффузиялық жану облысы сәйкес. Бұл зонада факел температурасы қосымша шартта қоспа араласқанда қалыптасады.

Жану үдегенде аналогиялық эффект тозаңды отын мөлшеріне дейін кішірейеді. Кішкентай көлемдегі бөлшектер дамыған жылу алмастырғышқа ие, k_Д - үлкен мән температураның жоғарылауы диффузиялық жанудың қышқылдану облысында араласуына әкеледі.

Тозаңды отынның диффузиялық жану облысы факел ядросына байланысты, жоғары жану температурасына жанып біту аймағына байланысты. Кез келген отынның балқуы кішкентай температураға қатысты, оттектің балқуы кішкентай температураға қатысты оттектің жеткілікті мөлшерінде яғни кинетикалық облыста. Бұл жану облысында анықтауыш рөлін химиялық реакция жылдамдығы алады. Ол отынның реакциялық қабілетіне және температура көрсеткішіне байланысты.

Құбырдағы бір және екі фазалы ағын қозғалысының теңдеуі41

ρ, v, c_p, µ және басқа да су параметрлерінің ағын температурасы мен қысымына тәуеділігін көрсететін қалып теңдеуін пайдалану үшін ағын құрылымын, температураның таралуын, қысым және құбыр бойымен, құбыр кесіндісіндегі ағын жылдамдығын білу қажет. Жылу және гидрафликалық есептеу жүргізген кезде кесіндідегі ағын қысымы тұрақты деп қабылданады, яғни құбыр бойымен ғана өзгереді.

Бір фазалы сұйықтықтың ағын құрылымы үздіксіз жылтыр құбыр кесіндісімен ұзындығы бойында тығыздықтың уақыт бойынша өзгерісімен сипатталады.

Бір өлшемді жүйеде сұйықтықтың құбырдағы қозғалысын сипаттауда (құбыр осьі бойымен) температура және жылдамдық құбыр радиусы бойынша тұрақты және оның бойымен өзгереді. Сәйкесінше ағынның тепературасы мен жылдамдығы құбыр кесіндісінде орташа. Бұл жағдайда сұйықтық және ағын сипаттамасы кесінді бойынша тұрақты ретінде қабылданады. Үздіксіздік теңдеуінен G сұйықтық массасының белгілі болған жағдайда ағынның массалық жылдамдығын анықтауға болады:

ρw = G / f

тұрақты кесінді жағдайында құбыр бойында массалық жылдамдықта тұрақты. Құбырдың қандай да бір кесіндісін біле отырып, сұйықтық тығыздығын ρ_Ж, және бұл кесіндідегі орташа жылдамдықты w_Ж анықтауға болады

w_Ж = (ρw) / ρ_Ж

Екі фазалы ағынның (бу қоспасы) ағысын сипаттау үшін екі үлгі пайдаланылады.

Гомогенді ағын үлгісінде екі фаза (сұйық және бу) бірдей таралған және үздіксіз ретінде қабылданады, бұл жағдайда олардың қозғалыс температурасы мен жылдамдығы бірдей. Басқаша айтқанда гомогенді үлгіде екі фазалы ағын қозғалысы, бір текті үздіксіз орта қозғалысы ретінде қабылданады. Бұл жағдайда алынған параметрлер мен сипттамалар шығынды деп аталады.

Екінші үлгі екі фазалы (гетерогенді) ағынды екі фазаның жүйесі ретінде қарастырылады, олар фаза аралық шегарамен бөлінген және әр түрлі жылдамдықпен қозғалады. Теңдеулер сұйық және бу фазалары үшін бөлек бөлек жазылады. Бастапқы және шекаралық шарттар фазалар үшін жеке жазылады және фазалардың бөлініс шекарасында механикалық өзара әсерлесу, масса алмасу және жылу алмасу орын алуы мүмкін екендігі ескеріледі.

Әр фазаның қозғалысын жеке жеке сипаттайтын немесе ағынды жалпы сипаттайтын параметрлер (жеке фазалар қозғалысын ескергенде), шынайы параметрлер деп аталады.

Екі фазалы ағынның құрылымы бу және сұйық фаза құрамының көлемі, олардың шекарасы және құбыр кесіндісінде таралуын көрсетеді. Ағынның қызуы, (сууы) мөлшеріне байланысты фазалардың массалық және көлемдік үлесі өзгереді, ол ағын құрылымы мен фаза жылдамдығына өз әсерін тигізеді. Шектік жағдайға сұйықтық ағынының бір фазалы (бу үлесі нөлге тең) және бу ағынының бір фазалы (сұйықтық жоқ) жүйелері жатқызылады. Бұл екі шектік нүкте арасында ағын құрылымы мен фаза жылдамдығының тұрақты үйлесімін анықтауға болады, ол екі фазалы ағынның ағыс режимімен сипатталады. Әр ағын режиміне екі фазалы ағынның шынайы және шығынды параметрлері арасында тәуелділік келтіруге болады.

Қарастырылатын аймақта ағын қысымын р тұрақты деп аламыз (қысымның өзгерісі өте аз). Гомогнеді ағымда фазалар термодинамикалық тепе теңдікте болады. Ағын энтальпиясы h > h' болғанда бу фазасы пайда бола бастайды. Бу фазасының массалық шығыны D, кг/с, сұйық фаза шығыны G_В, кг/с. z кесіндісінде бу және сұйық фазалардың қосынды шығыны G тең болады

G = D + G_В.

Үздіксіздік теңдеуі бойынша

G = G₀ = const.

Z кесіндісі арқылы екі фазалы ағында тасымалданатын жылудың қосынды көлемі

Мұнда h"- қанығу бағытындағы бу энтальпиясы, кДж/кг;

r – бу түзудің жасырын жылуы, кДж/кг;

h_СМ- бу су қоспасының энтальпиясы.

Онда

X көлемі бу мөлшерінің массалық шығынын көрсетеді және қоспаның массалық шығынындағы бу үлесін сипаттайды

x = D / G

Будың массалық шығыны және су бойынша екі фазалы ағынның шығын жылдамдық сипттамаларын анықтауға болады:

- келтірілген сұйықтық және бу фазасының жылдамдықтары сұйықтық және бу f құбырының барлық кесінділерін алып тұрғандағы мүмкін жылдамдық

Мұнда ρ', ρ" – қанығу бағытындағы су мен бу тығыздықтары, кг/м³;

- айналым жылдамдығы – ағынның тығыздығы қанығу бағытындағы су тығыздығына тең болған жағдайдағы тығыздық:

w0 = G / fρ'

- құбыр кірісіндегі су жылдамдығы

wВХ = G / fρВХ

Мұнда ρ_ВХ- құбыр кірісіндегі су тығыздығы;

- су бу қоспасының тығыздығы

wСМ = G / fρСМ

Мұнда ρ_СМ – бу су қоспасының тығыздығы.

Вертикалды құбырда ағынның жоғарғыға бағытталған қозғалысында кесіндідегі су мен бу жылдамдықтарының таралуы ағынның режиміне тәуелді.

55 суретте көпіршікті (а) және айналмалы (б) режимдерге арналған жылдамдық эпюралары көрсетілген.

а, б – жоғарыға бағытталған қозғалыс; в, г – төменге бағытталған қозғалыс; а, в – көпіршікті режим; б, г -айналмалы режим

Сурет 55 – екі фазалы ағынның жылдамдық эпюрасы

Төменге бағытталған қозғалыста ағын режимі бірдей, бірақ жылдамдық профилі әр түрлі.

Бастапқы профил бойынша көпіршікте режимде (сурет 55, в) бу фазасы құбыр осьіне бағытталады, бұл жағдайда архимед күшінің есебінен ағынның орталық бөлігінің қозғалысы ақырындайды және жылдамдық профилді өзгереді (біртұтас ағын)

Ағын орталығындағы бу көпіршіктері аэродинамикалық күш әсерінен құбырдың осьінен жылдамдықтың арту бағытына қарай жылжиды. Оның нәтижесінде көпіршіктердің негізгі массасы шеңбер түрінде құбыр осьімен оның қабырғасы арасында белгілі бір қашықтықта орналасады.

Ағынның шеңберлі режимінде (сурет 55) бу ядросы жылдамдығы онымен шекаралас сұйық фаза қабаттарының жылдамдығынан төмен.

Құбырдағы сұйықтық қозғалысының жалпы теңдеулері (үздіксіздік теңдеуі, өозғалыс, энергия және сұйықтық қалпының теңдеулері)40

Қыздырылатын d диаметрлі құбырдағы сұйықтық қозғалысын қарастырайық (сурет 53). Сұйықтықты химиялық бір текті, яғни басқа зат қоспалары жоқ деп санаймыз. Сұйықтықтың ағын қалпын сипаттау үшін Т температура, р қысым және W жылдамдық аймақтарын анықтау қажет

Т = Т (x, y, z, t);

p = p (x, y, z, t);

W = W (x, y, z, t),

Мұнда х, у, z - координаталар; t -уақыт.

Температура, қысым және жылдамдық аймақтарын біле отырып, жылу алмасу және гидродинамика (жылу ағыны, гидравликалық қарсылық және т.б) сипаттамаларын анықтауға болады.

Температура, қысым және жылдамдық аймақтары стационарлы деп аталады, егер T, р және W уақыт бойынша өзгермесе стационарлы, егер уақытқа тәуелді болса, стационарлы емес.

Т, р және W табу үшін үздіксіздік, қоз,алыс және энергия теңдеулері пайдаланылады. Бұл теңдеулер физиканың негізгі заңдарынан анықталған: массаның сақталу заңы, қозғалыс мөлшерінің сақталу заңы және энергияның сақталу заңы, жылу өткізгіш тұтқыр сұйықтық қозғалысын сипаттайтын арнайы заңдар да ескерілген.

Үздіксіздік, қозғалыс және энергия теңдеуін бір өлшемді ағын үшін ( z осьі бойынша) жазамыз.

Үздіксіздік теңдеуі:

Мұнда ρ – сұйықтық тығыздығы, Т және р тәуелді.

Стационарлы қозғалыс жағдайында ∂ρ/∂τ = 0 үздіксіздік теңдеуі келесі түрге енеді

Осылайша, құбырдың тұрақты кесіндісі f, м², және қосымша ағын (немесе шығыс)болмаған жағдайда сұйықтықтың тұрақты қозғалысы үшін

ρw = const

аламыз, яғни берілген шарттар жағдайында ағынның массалық жылдамдығы ρw, кг/(м²·с).

G құбыры арқылы сұйықтық массасының шығыны, кг/с,

G = ρwf

Қозғалыс теңдеуі. Құбырдағы сұйықтық ағынынан (сурет 53) dz қашықтықта орналасқан І және ІІ кесінді арқылы қозғалыстағы сұйықтықтың элементарлы көлемін анықтаймыз dV = fdz. Оған қозғалыс мөлшері жайлы теореманы қолдана отырып, (материалды жүйенің қозғалыс санының өзгерісі жүйеге бағытталған сыртқы күш қосындысына тең), келесі түрде жазамыз

Бірінші құбырдың кесіндісі арқылы өтетін dK сұйықтық массасының қозғалыс көлемін стационарлы ағын үшін өзгерту l

Мұнда a' – құбыр бойындағы жылдамдықтың таралуының әр түрлілігін ескеретін коэффициент. Жетілдірілген турбулентті ағын үшін а' ≈ 1.

Сурет 53 – қыздырылатын сұйықтық ағынында әрекет етуші күштер сызбасы

dV көлеміне қосымша сыртқы күштер: ағынның қысым күші, тұтқыр қарсылық күші жердің тартылыс күші.

Энергия теңдеуі

Dz аймағындағы сұйықтық ағыннына Q_ВН мөлшеріндегі жылу беріледі

Мұнда q_ВН – ішкі жылу ағынының тығыздығы, кВт/м²;

П_ВН құбырдың ішкі периметрі, м;

α₂- қабырғадан сұйықтық ағынына берілетін жылу коэффициенті;

t_ВН – қабырғаның ішкі бетіндегі метал температурасы, °С;

t – сұйықтықтың орташа температурасы, °С.

Қалып теңдеулері

Үздіксіздік, қозғалыс және энергия теңдеулерін шешкенде сұйықтықтың ρ тығыздық, с_р жылу сыйымдылық, μ тұтқырлық, λ жылу өткізгіштік және басқа да физикалық параметрлерін білу қажет.

ρ, c_p, μ, λ параметрлері жалпы жағдайда температура мен қысымға тәуелді. Бұл тәуелдіклік қалып теңдеуін көрсетеді және кесте, графикалық түр, формула түрінде берілуі мүмкін. Нақты сұйықтықтар үшін қалып теңдеулері тәжірибелік мәліметтерге негізделеді.

Құбыріші қордасының бу қазандығындағы жылытқыш құбырлардың температуралық режиміне әсері53

Бу қазандығына түсетін қоректендіргіш суда біршама қоспалар мөлшерін (темір оксиді, металлдар, тұз кесегі, оттек, көмірқышкылы және т.б) құрайды. Қазандықтың бу сулы трактісінен сулы тасығыштың өтуі кезінде қоспалардың бөлігі құбырдың ішкі беттеріне беріледі. Коррозия өнімдерінің жиынтық бөлігі беттігінде және қабырғасында тежелген ағын суымен келген қоспалардың әсерінен құбыр ішкі бөліну (отложения) болады. Құбыр ішкі бөліну капиллярлы-кеуек (пористый) құрылымы бар, капилляр диаметрі 0,5-тен 8...10 мкм дейін болады, олардың мөлшері 1 мм² 3000...5000-ға дейін жетеді. Қабаттанудың бұдур беті жылу алмасуды бір фазалы ауданды ағында интенсификациялайды , ал жылу алмасудың нашарлаған зонасында жылу беруді 2-6 есе көтереді. Кеуек құрылым бөлінуі бу құру жоғарылауына әсерін тигізеді, ал басқа жағынан – қабырғадағы бу қабықшасы бу құрамының аз белгісінде болады, сондықтан жылу берудің күйзелісі жылу ағынында болады, құбырдың ішкі беттеріне қарағанда. Бөліну қабатындағы термиялық қарсыласуы құбыр қабырғасының температурасын жоғарылатады (бірнеше он градусқа), сол себептен талдау кезінде құбырдың температуралық режиміне көңіл бөледі.

Бөліну қабатындағы температураның әртүрлілігі ∆t_отл жылу ағынымен q_вн = μβq^макс, қабат қалыңдығымен δ_отл және жылуөткізгіштігімен λ_отл анықталады. Бөліну қабаты қалыңдығы оншақты және жүздеген микрометр болады, жылуөткізгіштік коэффициенті жеткілікті төмен, λ_отл = 0,3…3,0 Вт/(м∙К).

Құйынды жанғыштар36

Отын шанының жану интенсивтілігі жанармай қоспасының жанғыш құрылғысында дайындығын қажет етеді. Ұнтақатудан және кептіруден кейін шыққан 70… 130 °С температурада 15 до 40 %, мөлшердегі бірінші ауа ағынымен отындық камераға жандырғыш арқылы жеткізіледі. Жанғыш отындыққа екі түрлі ағын жібереді: шанауалы қоспа мен екінші ретті ауа. Екеуі араласып отындық камерада жанғыш қоспа құайды. Жанғыштар отындық құрылғысының негізгі элементі , оның жұмысы мен отындықта орналасуынан қоспа түзілу сапасы әсер етеді. Құйынды және шандатқыш жанғыштар болады Құйынды жанғыш келесі түрлерге бөлінеді:Екі ретті иілу(ұлу) . Айналған аэрошан мен екінші ретті ауа құю аппаратында Иілу-қалақты онда аэрошанның айналып иілу мен екінші ретті ауаның аксиалды қалақты айналмадан тұрады. Тік ағынды – иілу , онда аэрошан тік ағынды каналға беріледі, таратушы арқылы жан жаққа таралады, ал екінші ретті ауа иілу аппаратында айналады.

Екі ретті иілу екінші ретті ауа ағыны айналуы және аэрошан аксильді, тангенциалды қалақты аппаратпен қамтылған

Құйынды қыздырғыштар жылу қуаты 25 ... 100 МВт. Ең көп қолданылатыны екі ретті иілу және иілу қалақты жанғыштар.

Құйынды жанғыштар шанауалы қоспаға түсетін ыстық отындық газ жоғары эжекциямен ерекшеленеді. Қалақты айналмалы аппарат бұрылылстымен орындалу мүмкін, нәтижесінде жанғыш аэродинамикасының оптимальды өндіруін қамтамасыз етеді.

а – екі ретті иілу жанғыш; в – иілу қалақты жанғыш; 1 –шанауалы қоспа иілуі; 2 –екінші ретті ауа иілуі; 3 –отындыққа шанауалы қоспа түсіретін сақиналы канал; 4 –екінші ретті ауа; 5 –негізгі мазутты форсунка; 6 –шанауалы қоспа шығудағы бөлуші; 7 –екінші ретті ауа үшін айналмалы қалақтар; 8 –орталық ауаны апару; 9 –бөлу жағдайын басқару; 10 –ауаның осьтік айналуы; 11 –отындық қапталуы; П –жалын түбіне отындық газ сорып алу; Т_л - отынды ауалы қоспа жеткізілуі; У –айналмалы иілу; D_а - жанғыш амбразура диаметрі.

Мазут сипаттамасы24

Қазандық қондырғыдағы мазут сапасы маңызды орын алады.

Мазут сапасы жалпы сипаттамасынан басқа келесі көрсеткіштерде көрінеді: тұтқырлықтың температураға байланысты өзгерісі, мазут тығыздығы, тұтану температурасы және тұтануы.

Тұтқырлығы. Маңызды техникалық сипаттамасына, аққыштығы, мазутты қолдану шарты температураға байланысты тұтқырлығы жатады. Мазут тұтқырлығы труба құбырдағы тасымалдау тиімділігіне, пеште мазутты жаққанда балқу сапасы және толық жағу сондай – ақ құрамындағы суды сақтап қалу қабілеті кқөп көмек береді.

Мазут тұтқырлығының өсуі температура төмендегенде парафин құрамына байланысты болады.

Тығыздық. Салыстырмалы тығыздық ρ₂₀ = 0,99…1,06. С құрайды. Температура өскенде салыстырмалы тығыздық азаяды да мына формуламен анықталады:

ρ_t – белгілі температурадағы мазуттың салыстырмалы тығыздығы;

β – отынның көлемдік коэффициенті 1 °С, мазут үшін β = (5,1…5,3)·10^-4.

Мәжбүрлі қозғалысы бар беткі жақтағы су-жылу тасымалдаушының гидродинамикасы43

Бу қазандығының беткі қызуының жылу-гидравликалық сипаттамалары

Бу қазандығын қыздырудың беткі жақтары үш топқа бөлінеді (55-сурет): радиациялық, жартылай радиациялық, конвективті.

а - экрандардың көлденең орауы; б - тікпанельдер; в - ПжәнеU-тәріздіпанельдер; г - N-тәрізді панель; д - тік құбырлары бар көп жүрісті панель; е - көлденең құбырлары бар көп жүрісті панель; ж - L-тәрізді керме; з - қосL-тәрізді керме; и - көлденең керме; к - U-тәрізді керме; л - көп жүрісті тік керме; м - тікконвективті пакет; н - көлденеңконвективті пакет.

58-сурет – жұмыс денесін мәжбүрлі қозғайтын қыздыру жақтарының гидравликалық контурларының негізгі сызбанұсқалары

Қыздырудың радиациялық беткі жақтары жағу камерасының көлденең газ жолының және конвективті шахтаның қабырғаларында, астында және төбесінде орналасқан.

Жартылай радиациялық беткі жақтары (кермелері)жағу (оның жоғарғы бөлігінде) бөлігінде және көлденең газ жолында (ерекше жағдайларда - ысырмалы шахтасында) орналасады. Кермелер қатты қыздырушының деңгейі болып табылады және тік немесе көлденең болуы мүмкін.

Көлденең газ жолындағы және конвективті шахтадағыконвективті беткі жақтар тік және көлденең орналасқан құбырлармен орындалады.

Барабандық қазандықтардың булану беткі жақтары көтеретін қозғалысы бар тік панельдер түріндегі жағу бөлігінде, ал тік ағымдық қазандықтарда аумалы қысымға дейін орындалады, бұдан басқа, тік және әлсіз еңкейтілген жасауға болады, бірақ оларда судың булану қоспасн қабаттталуына айналдыру үшін көп жаппай жылдамдыққа баруға тура келеді. Аумалы қысымға дейін кезде ағымның түсу ағымы бар панельдер орындалмайды.

Су жылу тасымалдаушының (жұмыс ортасы) α₂ қабырдғасынан жылу берудің жоғары коэффицентінің аумалы қысымнан артық кезде, жұмыс ортасының тік, көлденең және көлбеу қозғалысын қамтамасыз етуге болады, дегенмен көлденең құбырлар мен қызудың беткі учаскелеріне арналған аса жоғары жылдамдық керек және әсіресе, мазутты жағу кезінде жоғары жылу ағымдары саласында орналастыру ұсынылмайды. Бұдан басқа, U-, П-, N-тәрізді панельдердің аз гидравликалық тұрақтылығы бар.

Панельдердің жылу қабылдауының теңсіздігі олардың орналасу орнына байланысты. Мысалы, Рамзин сызбанұсқасы бойынша көлденең орау (55,д-сурет) жағу бөлігінің төрт қабырғасында орналасқан, соған сай оған қабырғаның ені бойынша және қабырғалар арасында жылу ағымының теңсіздігі тегістеледі.

Жағу бөлігінің бүкіл биіктігі бойынша орналасқан тік панельде, биіктігі бойынша жылу қабылдау теңсіздігі азаяды. Осылайша, паеньдің қызу бетінің мөлшері неғұрлым үлкен болса, соғырлым q_ЭЛэлементтің орташа үлестік жылу қабылдауы анықталатын теңсіздігінің коэффицент бірлігіне (η_К, η_ш, и η_В)жақын болады, сонымен қатар q_mэлементіндегі жеке құбырлардың үлестік жылу қабылдау түрлілігі және η_m = q_m/q_ЭЛ жылу қабылдау теңсіздік коэффиценті ұлғаяды.

Қыздыру беткі жағының су жылутасымалдаушысы бойынша паралель қосылған каналдардың жалпы кіріс (таратушы) және шығыс (жинақтаушы) коллекторларды білдіреді. Паралельдік құбырлар жүйесінің және әрбір жеке құбырдың гидравликалық режиміондағы бірқұбырдың гидравликалық режимінен айтарлықтай айырмашылығы бар.

Δp құбырдың толық гидравликалық немесе элементтің қандай да бір басқа учаскесінің кедергісіΔp_ТРүйкелісінің кедергі жиынтығын, жергілікті Δp_М, Δp_ускжылдамдық және нивелирлі қысымды Δp_НИВ білдіреді.

Үйкелістің кедергісі және жергілікті кедергі ашық түрде w немесе ρwағым жылдамдығына байланысты, сондықтан олардың жиынтығын гидравликалық кедергіде Δp_г атайды. Онда

Көлденең құбырлар үшінΔp_НИВ=0. Жылытылмайтын және жылытылатын көлденең құбырлардың гидравликалық сипаттамаларын қарастырамыз.

Толық кедергіні есептеу кезіндегі көлденең құбырларда нивелирлі қысымды ескеру керек

Мәселенің шешімін жеңілдету үшін келесілерді қабылдаймыз, Δp_М≈ 0 жәнеΔp_УСК ≈ 0. Ол кезде кедергіге екі құраушы қосылады - үйкеліс кедергісіΔp_ТРжәне нивелирлі қысымΔp_НИВ

Δp = Δp_ТР + Δp_НИВ.

Бу өндіруші құбырлардың үйкеліс кедергісін экономайзерлік және булану учаскелерінде кедергі жиынтығы ретінде ұсынамыз

Δp = Δp_ЭК + Δp_ИСП + Δp_НИВ

Элементтегі құбырлардың тұрақты жұмысы, ең алдымен, ортаны дұры таңдаумен, элементтегі жаппай жылдамдықпен, құбырлар арасындағы жылу қабылдаудың теңсіздігінің азаюымен, олардың конструктивті теңдестігімен, элементтің конструкция таңдауымен қамтамасыз етіледі. Ерекше жағдайларда құбырлар бойынша ортаның шығындарын теңесітур дрюссельдік шайбалардың қондырғысымен қол жеткізіледі.

Құбырлардың бірдей емес гидравликалық сипаттамаларынан туындаған қазандықтың элементіндегі құбырлар арасындағы шығынның теңсіздігін құбыр аралық жайып жіберуші деп атайды.

Бу қазандықтарында өзара паралельді қосылатын жеке элементтерден (панельдерден) тұратын қыздыру беткі жақтарын орындау (НРЧ, СРЧ, ВРЧ, циркуляция контурлары және т.б.)кең қолданылады (59-сурет). А және Б нүктелері олар үшін ортақ болып табылады. Үш панельден тұратын әрқайсысы үшін жүргізетін және әкететін құбырлармен бірге гидравликалық сипаттамалар салынуы мүмкін. Осы сипаттамалар бойынша панель бойынша ортаны бөлістіру есептеледі (панель аралық жайып салушы). Осындай сызбанұсқаны қате конструктивті орындау кезінде (59, а,б-сурет) панельдің өзінің бірмәнді сипаттамасына қарамастан, барлық жүйе (жетелеуші құбырлар-панель-әкетуші құбырлар) болуы мүмкін, А және Б нүктелері арасында көпмәнді сипаттама болады (59, а-суретП-сызбанұсқаға; 59, б-сурет - U - сызбанұсқаға сай келеді).

Оттық камералар32

Энергетикада жоғары қуатты бу қазандықтарында отын жандырудың кең таралған түрі - алаулы әдіс. Мұнда жандырғыштан бос көлемде оттық қондырғымен келетін отын үлкен көлемді алау түрінде жандырылады.Мұндай оттық қондырғы оттық камера деп аталады, ал отынды жандыру - камералық немесе алаулы.

Оттық камералар көлемі вертикалды тегіс қабырғалары болса - ашық деп аталады. мысалы (44 ,а суретте көрсетілген). Егер бір немесе екі кабырғалар анықталған биіктікте шығыңқы жері болса оттық камера сығымы болады (сурет 44, б), ол шартты түрде оттықты жану камерасы (негізінен отынның жануы жүретін көлем) мен суыту камерасына ( газдың температурасы кеміп белсенді жылу алмасу әсерінен жану аяқталатын ашық экранды оттық) деп бөледі.

отынның жануы жүретін көлем) мен суыту камерасына ( газдың температурасы кеміп белсенді жылу алмасу әсерінен жану аяқталатын ашық экранды оттық) деп бөледі.

а)

1 - оттық экрандар 2 - горелка; 3 - жылытылған экрандар зонасы; 4 - жандырғышқа отын мен ауаның өтуі; 5 - құйынды жандыру камерасы; 6 - циклон; 7 - жандыруды аяқтау камерасы; 8 - оттыққа ашық ұңғысы бар отынның гравитациялық сепараторы; 9 - суық воронка; 10 - қоқыс өңеш; 11 - қоқыс ваннасы; 12 - суытылмайтын көлденең оттық; 13 - суытылатын еңкейтілгіш оттық; 14 - сұйық қоқыстан шығу

Оттық көлемдегі отын-ауа ағынының жетілуі және тұтануы.31

Энергетикада қуатты қазандықтардың ең негізгі оттықтарыныңтүрі - камералық оттық.Отын-ауа қоспасы жандыру қондырғыларынан тікағынды және құйынды ағын ретінде келеді, олардың оттық көлемде жетілуі тұтану шарттарын және келесі жану интенсивтілігін анықтайды.

Ең алдымен ыстық оттық газдарға толы оттық көлемге ағылатын тікағынды ағын механизмін қарастырайық. (сурет 42).

M₀, M_Г - негізгі ағын және қоршаған газ ортасының массасы ;

w₀, w_Г, - ағын және газ ортасының жылдамдығы, берілген шарт үшінw_Г = 0.

Осыған байланысты шекаралық қабаттағы қоспаның орташа қозғалу жылдамдығы

Сыртқы шекараға жақындаған сайын қозғалысқа тап болған масса М_Гұлғаяды, ал M₀ - азаядыжәне жылдамдықw_смазаяды.

Ағын ашылуының сыртқы бұрышы 12…14 °, ал ішкі бұрышы 6°. Потенциалдық ядро бітетін қима өтпелі болып табылады, жандырғыштан оған дейінгі қашықтық ағынның бастапқы аумағын береді S₀. Өтпелі қимадан тыс шекаралық қабат толық ағынмен таралады, ағын осіндегі параметрлер де өтпелі қимадан алшақтаған сайын өзгереді - жылдамдық азайып температура өседі. Түскетін отынның қыздырылуы жылудың екі көзі арқылы іске асады: ауа араластырумен жүретін конвективті қыздыру бойынша және алау ядросының жылу ағынының бөлінунінен. Осындай қондырғы мысалы - иірмек ағынды құйынды жандырғыш. Иірілу дәрежесі әдетте n_Г = 2…4.

Айналдыру параметріn_Гқұрылымды мөлшерге байланысты анықталуы мүмкін. Бұл параметрдің өсуімен ағын турбуленттігі де өседі.

Оттық экранның конструкциясы14

Жоғарыда көрсетілгендей,оттық экрандар қазандықта жұмыс істеу ортасында жылу қабылдау небәрі 50 % дейін қабылдайды,зонада газдың температурасы ең жоғарғы болады,металл құбырларын сенімді жұмыты қамтамасыз ету үшін нық конструктивті орындауды қажет етеді.

Экрандар конструкциясы бойынша кішкене 4.6 мм саңылаулы оттық қабырғаларын бойлай орналасқан құбырлар тегіс құбырлы,(22 а сурет ), газ тығызды екі түрлі типі болуы мүмкін:осындай тегіс құбырлардан бірақ қондырғының ені 6…12мм(22 б сурет),немесе өзара күйдірілген (плавниковых) құбырларды қолдану.(22 в сурет)

Қайнатпапанельдеріарқылыжасалғанэкрандарберік,тұтас газ тығыздыконструкциянықұрайды,олардымембраналықдепатайды.Жоғарытемпературалыинтенсивтіжанудықолдануүшінкішкенереакциялытұрақтытұтануотыныжасалады.Барлықберілгенаудандағыэкрандаотқатөзімдібұдырлықайнатпақұбырыарқылыжабылады.Бұндай экранды футеровты (футерованными)экран деп атаймыз (23, г, д cурет).

Тегіс құбырлы экрандар газды тракттің ыдыратылуы жұмысы нәтижесінде барлық бу қазандықтары жүйесінде қолданылады.Жұмыс ортасы құбырының қозғалысы оттық экрандар табиғи циркуляциясында вертикальды және басқа жағдайда көлбеу орналасады.Қазандықтардың жоғарғы қызу кезінде бу шығарушы және дүркін-дүркін циркуляциялы қазандықтарды әр түрлі жерде оттық экранда көлденең,тік, жоғарғы төменгі ,себебі су буы қозғалысының жылдамдығы гидравликалық режимге айналып бағытталып отырады.

Отын дайындау.11

Отын дайындауға бу қазандығының оттығына дайындалған отынды үздіксіз беріп отыратын қондырғының элементтерінің комплексі және көлік механизмі жатады. Қатты отын дайындау екі сатыда жүреді: ұсақтағышта отын бөлшектердің 15-25 мм-ге дейін ұсақталуы жүреді. Содан кейін олардың көмір тозаңына дейін езу жүреді.

Соңғы саты қазандық бөлігінде жүреді және тозаңдайындау қондырғысы қазан өондырғысының құрамына кіреді. 16 суретте тозаңдайындау сұлбамы көрсетілген.

Барлық отындарға қолданылатын ең кең таралған барабанды тарқышты сызба болып табылады, мұнда отын тартылу барабанда айналатын металл шарлардың массалар тарапынан болады.Бұл шар барабанды тартқыш үнемді болмағандықтан дайын тозаңды циклонда бқліп алып бөлек бункерге салады, одан кейін тозаң қоректендірушілері қазан оттықтарына қажет жылу мөлшерін қамтамасы етеді.

Берілген сызба 3 суретте көрсетілген.

Оттыққа ыстық ауаның негізгі бөлігі өткеннен соң ыстық ауаның қалған бөлігі көміртартқыш шар барабанды тартқышқа өтеді. Қоректендіргіштен оған шикі отын өтеді(уатқыш). Тартқышта процесс нәтижесінде отыннан сұйықтың булануы жүреді, одан кейңн тозаң ылғал ауамен тартқыштан сепараторға келеді,сепараторда бөлініп тартқышқа қайта келіп тозаң фракциясына айналады.

Циклонда тозаң жеткізуші газтәрізді агенттен бөлініп тозаң бункеріне өтеді, ал 70-130°С температуралы ылғал ауа тартқыш вентилятор арқылы тозаңөткізгішке сығымдалады, содан соң қоректен оттықта қыздыру үшін тозаң түседі.

а - шар барабанды тартқышпен; б - балғалы тартқышты және инецриялы сепаратормен; в - дестелеуіш орта жүргіш тартқышпен; г - тартқышты вентилятормен; 1 - шикі отын бункері;

2 - шикі көмір қоректегіш; 3 - көміртартқыш ; 4 - тозаң сепараторы; 5 - циклон (тозаң бөлуші);

6 - тозаң бункері; 7 - тозаң қоректегіші; 8 -тартқыш вентилятор; 9 - қорап - ыстық ауаны таратушы; 10 - отынды алдын-ала кептіру шахтасы; 11 - барабанды бу қазандығы; 12 - қазан оттығы;

13 - үрлеме вентилятор; 14 - ыстық ауа жолы; 15 - бірінші ретті ыстық ауа жолы; 16 - отын кептіру үшін оттық газдар жинау; 17 - қоймадағы шикі отынды жеткізу.

16 сурет – тозаңдайындау сызбаларының нұсқалары.

Балғалы тартқыш отынды үлкен жылдамдық кезінде бил түрінде тартады. Сепаратордан кейін дайын тозаң оттықа түседі- бұл қазандық оттығына тікелей тозаң жіберу болып табылады. Тозаң шығынын реттеп балғалы тартқышқа жіберілуін шикі отынның қорегі қамтамасыз етеді.

Дестелеуіш орташа жүруші тартқыш тегіс айналмалы үстелде отын бөлшектерін білік түрінде басуды қамтамасыз етеді.

Оны құрғақ тас көмірге қолдану орынды. Тозаң дайындау сызбасы оттыөөа тозаңның тікелей жіберілуін де қарастырады, бірақ ауа тозаңның қажетті напорын туғызу үшін сепаратордан соң тартқыш вентилятор орналасуы қажет.

Қатты ылғал және жұмсақ қоңыр көмірді тарту үшін (М-В) вентиляторы қолданылады, бұл вентиляторларда балғалы тартқыш сияқты бір осінде тарту бөлігі және ыстық оттық газдарды (800-1000°С) кептіру шахтасына жеткізу үшін тоқажырау пайда болады.

Мазут электрстанцияларда үлкен мазутты бактарда сақталады, бұл бактардан басты корпусқа бу қазандықтарына бірнеше дайындау процестен өтіп жіберіледі.

Мазутты жандыруға дайындау(сурет 17, а) оның бөліктерінен кіші қатты фракциялар мен талшықты алудан , оны 100-150 С температураға дейін бу жылуалмастырғыштарында қыздырудан тұрады.

а - сұйық отын дайындау (мазут); 1 - мазут сақтау қоймасы; 2 - бу жылуалмастырғыш; 3 - фильтр;

4, 5 - мазут рециркуляциясы сызығы; 6 - жылуалмастырғышқа бу өтуі; 7, 8 - бірінші екінші саты қысымындағы насостар; 9 - кері клапан; 10 - шығын реттегіш; 11 - шығын өлшегіш; 12 - мазутты форсунка өзегі; 13 - оттық; б - газдық отын дайындау; қосымша белгілеулер: 14 - газ қысымын өлшегіш; 15 - сақтағыш клапан; 16 - өзінен кейнгі қысымд реттегіш; 17 - тез әсер етуші клапан.

17 сурет – сұйық және газдық отынның жандыруға дайындаудың технологиялық сызбасы.

Бактардан мазут тасымалдау қысымын 4 МПа дейін көтеретін мазутты насостардың екі тобымен жүргізіледі. Мазуттардың бірінші тобы мазутты қыздыру және тазарту қондырғыларынан өткізсе, екіншісі мазутты құбырөткізгіш арқылы қазандыққа жібереді. Мазуттың бактарға аққыштығын ұстап тұру үшін (t_м = 70…80 °С) тұрақты қызған мазут келіп тұрады, ал артық мазут қайтып тұрады.

Табиғи газды жандыруға дайындау ең аз шығын мен қондырғыны қажет етеді. Газ газ реттегіш пунктке барып фильтрациядан өтеді,кейін оның қысымы орталық магистральдегі мәнінен кемиді (5…7,5 МПа), одан электрстанция өзіне қажетті қысымда газ алады (0,15…0,2 МПа). Берілген газ қысымын ұстап тұру кепілдігі үшін электрстанцияларда реттегішке сақтау клапандарын бекітеді, олар кенеттен қысым артқанда газ бөлігін атмосфераға лақтырады. Газ берілуі тоқтап қалмас үшін станцияда реттегіштің жұмыстан шығуында екінші реттегішті орнатады.

Отын жолы2

Көмір шаны жанған кезде қазандық отын дайындау жүйесімен қамтамасыз етіледі. Қоймадан жеткен көмір ұсақталады, механикалық және ағаш заттардан арылады да диірменге жеткізіліп, онда шан түріне дейін ұсақталады. Дайын көмір шаны қыздырғышқа 14 (әдетте отын ыстық ауа көмегімен жеткізіледі) түседі. Ауа атмосферадан ауадуалы10 арқылы алынады және үрлегіш вентилятор 11 арқылы ауа қыздырғышқа 12 түседі. Ыстық ауа ауатасымалдағыш 13 арқылы отын дайыднау жүйесіне және қыздырғыш 14 қондырғысына тотықтырғыш ретінде түседі. Қыздырғыштан шыққан отынды-ауалы қоспа отындық 15 факел түрінде жанады. Жылу алмасу отындықта жарықтандыру арқылы жүреді, нәтижесінде экранды құбырларда бусулы қоспа түзіледі. Жану өнімдері көлденең газшығарғышқа 16 көтеріліп жеткізіледі, онда өзінің жылуын буқыздырғышқа береді. Содан ысырмалы шахтаға 17 түседі, онда су экономайзері мен ауа қыздырғыш түбінің бөлігі орналасқан. Жану өнімдері өз жылуын су мен ауаға береді. Содан кейін жану өнімдері күлұстағыш 19 және түтінсорышқа 20 түсіп, түтін құбырына 21 тасталынады.

Түтінсорғыш отындық қысымын бәсеңдету үшін және қазандықтан жану өнімдерін жою үшін арнеалған.

Түтін құбыры атмосферада күкірт оксиді мен азот концентрациясы мүмкін болу жағдайына дейін жоғары жаққа жану өнімдерін жою үшін қолданылады.

а – органикалық отында; б – технологиялық аппараттардың шығу газдары мен басқа жылу қалдықтарын қолдану.

Сурет 1 - Өндірістік орынның автономды қазандық қондырғысы

1 – қазандық; 2 – бу турбинасы; 3 – конденсатор; 4 – сорғыш; 5 – төменгі қысымды суды қыздырғыш; 6 – деаэратор: 7 – жоғары қысымды суды қыздырғыш.

Сурет 2 Өндірістік ЖЭО жүйесіндегі қазандық қондырғы

1 – отын бар вагон; 2 – жүк шығарғыш бункер; 3 – ұсақтағыш блок; 4 – шикі отын үшін қазандық бункері; 5 – отынды ұнтақтау үшін диірмен; 6 – эксгаутер; 7 – қазандық барабаны; 8 – буқыздырғыш; 9 – экономайзер; 10 – ауақыздырғыш; 11 – вентилятор; 12 – деаэоатор; 13 – қоректендіргіш сорғы; 14 – күл жойғыш ; 15 – түтінсорғыш; 16 – түтін құбыры; 17 – ленталық транспартер; 18 – көмір штабелі; 19 – күлжойғыштың багерлі сорғы жүйесі; а – қоректік су; б – қыздырылған бу; в – жану өнімдері; г – күл және қоқыс

Cурет 3 - Қатты отынмен жұмыс жасайтын қазандық қонлырғысының технологиялық схемасы

Отындық қазандықтардағы оттық экрандар16

1 – су жеткізу; 2 – таратылғыш коллектор; 3, 4, 5 - фронтты, бүйір қабырғалы және артқы жинактамалар; 6 – ысырмалы араластырғыш коллектор; 7 – қайта жүргізу құбырлары. 27, a сурет – Отындық қазандықтардағы вертикальды жинақтама экрандар

б)	1 - коллектор; 2, 3 – төменгі және жоғарғы секция жинақтамалары 27, б сурет –отындық қазандықтардағы горизонтальды көтермелі жинақтама қозғалысы
		1 - кіретінколлектор; 2 –шығатын коллектор 27, в сурет –Отындық қазандықтың Рамзин өрме ұңғысы

Отынның аз қабілеттілігі26

Кез – келген шаң жүйесінде (пылесистемы)негізгі элементі көмір ұстағыш болып табылады. 1 таблицада кейбір танымал ұсақтағыш сипаттамасы отынның тартылған сапасы келтірілген.

топлива и частоте вращения

Наименование мельницы	Обозначение	Принцип размола топлива	Частота вращ. рабочей части, с-1 (об/мин)	Классификация по частоте вращения
Шаровая барабанная	ШБМ	Удар, истирание	0,25-0,42 (15-25)	Тихоходная
Валковая среднеходная	МВС	Раздавливание	0,85-1,3 (50-80)	Среднеходная
Молотковая	ММ	Удар	12,5-16,3 (750-970)	Быстроходная
Мельница-вентилятор	MB	Удар	12,0-24,5 (735-1470)	Быстроходная

Қатты отынның механикалық құрамы бірдей емес.

k_Л.О - аз қабілеттілік коэффициенті;

Отынның жалпы техникалық сипаттамасы.23

Техникалық сипаттамасы жалпы сипаттауға бөлінеді, барлық отынның түрлеріне қатысты (қатты, сұйық, газ) және отынның сол түріне қатысты. Отынның жалпы техникалық сипаттамасына жану жылулығы, минералды қоспалардың құрамы, ылғылдылық және отындағы күкірттің болуы.

Күлділік – минералды қоспалардың құрамы. Қоспалардың үлкен көлемін қатты отын алады. Қоспалар отынға қоршаған жыныстардың басты түрімен түседі және көбінесе балшықтан Al₂O₃ · 2SiO₂ · 2Н₂О, силикаттан SiO₂ және темір пириті FeS₂. Сондай-ақ қоспа құрамына Са сульфаты, темір, әртүрлі металл оксиді, фосфат, сілті, хлоридтер және т.б. Жанғыш сланцыдың минералды қоспасы СаСО және магний карбонатынан тұрады.

Отынды жаққанда минералды қоспа аймағында жоғары температурасы алаудың ядросы айналулар қатары төзеді, нәтижесінде күлге айналады. Бастапқы минералды қоспаның және күлділіктің химиялық құрамына ғана емес және санына да байланысты бөлінеді. Көмірдің көптеген минералды бөлігі 7,15% көп, көмір жанған соң күлділік пайда болады. Бұл түсінік жалпыға түсінікті термин.

Минералды ұатты қоспалар мұнайды өндіру кезінде біраз көлемі өтеді және мұнайды мазутқа айналдыру кезінде ауысады. Мазуттың күлділігі көбінесе 0,1% құрайды. Табиғи газда қатты қоспа болмайды және балласт жанбайтын газды компоненттерден тұрады.

Пайда болған күлділік балқу температурасы әртүрлі минералды қоспаны ұсынады. (800ºС-ден 2700ºС-ге дейін) Күлділік құрамы бу қазандығының жұмысында үлкен рөл атқарады. Күлділік бөлігі жанған от ядросында турбулентті араластыру шартында қосылады және үлкен ауыр бөлшекке айналып, оттың камерасының астыңғы қабатына шлак күйінде түседі. Күлділіктің басқа да балқыған бөлігі газбен бірге оттық камерасының қабырғасына жабысады және қатып қалады. Бұл құбылысты экранның қождануы деп атайды. Күлділіктің кішкентай қатты бөліктері оттық газдың ағынды жұқтырып алады және ұшып күл оттық камерадан жасалады. Конвекциялы қыздыру беттерінен күлділік ластанады және жылулық тиімділігін төмендетеді.

Мазут күлділігі ерекшелігі болып онда ванадийдің болуы, жылулық бетіндегі тығыздық кейінге қалдыруларының қарқындылығы. Ванадий оксиды сондай ақ белгілі температура аймағында осы беттің коррозиясын болдырмау үшін шара қолданылады.

Күлділік қоспасы әртүрлі температурадағы минералды қоспаның балқуын немесе жылудың бастапқы тығыздығын зертханалық пештегі күлділіктен балқыған күлділікке дейін жұмсартады. (38 сурет).

38-сурет. Күлдің балқығыштық температурасын анықтау әдісінің сипаттамасы.

t_А(t₁) - нүктесі күлділік деформациясының пирамидасы балқыған компоненттің үлкен емес мөлшердегі есебінен (көптеген отын үшін t_А = 1000…1200 °С) ;

t_В(t₂) – нүктесі күлділіктің жібіген сұйықтың жіктелген күйіне өткенде бірақ қатты минералдың сұйық массадағы белгілі мәндерімен (t_В= 1200…1350 °С);

t_C(t₃) нүктесі – сұйықтың еру күйі.

Қождың қалыпты сұйықтың аққыштық күйі тұрақты балқу ағуына берілген көлемдегі саңылауы(t_Н.Ж = t_C + (50…100 °С).

Күлдің балқу температурасы отын қазандығының таблицасында келтірілген, ол қазанды жағу жұмысында қауіпсіздікті есептеуде маңызды рөл атқарады. Газ ағыны температурасында оның ішінде t_А мен t_В, сәйкес мәнінде күлділік бөлшектері экранды құбырды қождайды және жабысқақ болып кетеді.

Қождың сұйық күйі газ температурасы кезінде және t_Н.Ж отын жағу жазықтығында орны бар. Қождау экран жағудың ерекшелігі егер газдың температурасы t_А беретін отын мәнінен төмен болса конвективті жазықтыққа жетеді.

Ылғалдылық (ылғал мөлшері). Ылғалдылық күлділік отын секілді балласт пен жану жылуының төмендеуіне байланысты. Ылғалдылық отынның жылулық құндылығына әсер етеді, отын жағу кезінде ылғалдылық буға айналғанда энергия шығынына әкеледі.

Қатты отындағы ылғалдылық сыртқы W_внш және W деп бөлінеді. Ішкі ылғалдылық отын жазықтығының механикалық дымқылдану және оның саны табиғи отынның фракциялық құрамына байланысты: ылғал көп болған сайын отын аз болады, демек оның жазықтығы дамыған. Сыртқы атмосфералық ылғалдылық шарты отында сақталуы әсер етеді.

Ішкі ылғалдылық органикалық отын құрамына кіреді. Ішкі ылғалдылықты W^{ГИ -} гидроскопиялық деп аталады. (37 сурет), қоңыр көмірдің үлесі W^ГИ = 10…13 %, тас көмірдегі 3...8%, антрацит және жартылай антрацитте 1,5...2,5%.

Сұйық отында (мазут) ылғалдылықкөп емес мөлшерде, ал басқа жағдайда – 10...12% дейін.

Табиғи газда ылғалдылық жоқ деуге болады, газ құбырға түсетін кезде құрғайды. Сондықтан газдың ылғалдылығы су буының температурасына газдың көлемін қанықтыру және табиғи газдың қысымына сәйкес.

Отындағы ылғалдылық мөлшері отынның жылулық мөлшерін азайтады, оның шығынының көбеюіне қазандыққа ылғалдың түсуі кезінде көбейеді. Осы кезде жану өнімінің көлемі өседі, шығынданатын газдардың жылулық жоғалуы өседі, энергия шығыны отында өңделеді және жану өнімі қатты отындағы ылғалдылық көбеюі оның қалыпты қозғалуын қыс кезінде отынның мұз болып қалу құбылысы пайда болады. Газды тракт кезінде газдың ылғалдылық ағыны коррозиялық процесі дамиды, сондай – ақ жабысқақ бөліктер облысы жылудың төмен температурасы жазықтығында кеңейеді.

Күкірттілік. Күкірт(SO₂ и SO₃) жоғары емес жану жылуына ие және жану өнімі қоршаған ортаға зиянды әсерін тигізеді.

Күкірт қатты отында органикалық масса бөлігінде кездеседі, жанғыш массада темір сульфаты түрінде минералды бөлікке кіреді. (сульфат CaSO₄,)түрінде. Сульфатты күкірт толықтай қышқылданады және жану процесіне қатыспайды. Органикалық және сульфатты күкірт қатты отында 0,3...% шегінде болады. Мазутта күкірт органикалық күкірт түрінде және аз көлемдегі сулы күкірт, күкірт, көмірқышқыл қоспасы ретінде кездеседі. Отындағы мазут күкірттілігіне байланысты күкіртті және жоғары күкіртті болып бөлінеді.

Табиғи газдағы күкірт газ түріндегі сулы күкірт (Н2S) түрінде кездеседі, мөлшері 0,8көлемді газға жетеді.

Балласт жоғарылағанда отынның жану мөлшері азаяды, сондай – ақ жану жылуы төмендейді. Қазандықтың бу шығаруын қамтамасыз ету үшін отынның шығынын көтері керек, демек балласттың қазандыққа түсуі жоғарылайды. Ылғал мен күлділіктің проценттік мөлшері практика жүзінде ылғалдылық, күлділік, күкірттіліктің 3 түрлі сипаттамасы берілген, ол мына формуламен анықталады:

Отынның жану жылуы22

Отынның жану жылуы – отынның көлемін (кДж/м³) және масса бірлігін (кДж/кг) толық жаққан кезде бөлінетін жылу көлемі. Жоғарғы және төменгі жылу жануы ажыратылады.

Жанудың жоғарғы жылуы Q_В – 1 кг қатты немес сұйық отынды ( 1 м³ газ отынын) жаққанда бөлінетін жылудың толық саны, жану кезінде пайда болатын су булары конденсатталады және олардың жылуы Q_КОН ретінде қайтіп оралады.

Бу қазандықтарында жану өнімдері бу конденсация температурасына дейін салқындайды. Бұл жағдайда конденсация жылуы жоғалады және жылу бөліністің жалпы көлемі аз болады. 1 кг қатты немесе сұйық (немесе 1 м³ газ) отын толық тай жанған кезде су буының конденсациясы жылуын алып тастағанда бөлінетін жылу көлемі жанудың төменгі жылуы Q_Н деп аталады.

Жанудың жоғарғы жылуы отынның төменгі жану жылуымен байланысты.

Q_В = Q_Н + Q_КОН

Жалпы жағдайда ылғалдың конденсация жылуы кДж/кг қатынасында болады.

Мұнда Н және W – отындағы ылғал және сутек құрамы, %.

2500 – жану камерасында су буларының қысымы жағдайында 1 кг ылғалдың конденсация жылуы, кДж/кг.

Отынның ылғалдылығы артқанда және сутек құрамы өзгергенде Q_В және Q_Н бір бірінен ажыратылады. Жоғарғы жану жылу мәні зертханада анықталған-///

Зертхана жағдайында анықтау. Жылулық есептеулерде негізі ретінде төменгі жану жылуы саналады.

Төменгі жану жылуын анықтау үшін жұмыстық массаның формуласын пайдаланамыз:

Төменгі жану жылуының және орташа құрамының барлық белгілі отынның пайда болған жерлері отынның есепті сипаттамалары таблицада берілген. Газды жанармайдың көлемді жану жылулығы, жану жылулығының қосындысы арқылы анықталады, оның құрамына әртүрлі жанатын газбен оның процентті құрамы кіреді. Көлемді жану жылулығы Q^С_Н, кДж/м³, 1м³ құрғақ газға қатысты, мына формуламен анықталады:

СН₄, С₂Н₆,- отындағы жанатын газ құрамы % көлемі бойынша;

Q_CH4 ,Q_C2H6 - сәйкес газдың көлемді жану жылулығы, кДж/м³.

Бірдей бу өндіретін бу қазандықтары және жылулық қуатының айтарлықтай әртүрлі көлемдегі отынды қолдана алады, оның жану жылулығы әртүрлі жанармайдың түрлері енді шектерде өзгереді. Электростанцияның экономикалық жұмысын салыстыру үшін, әртүрлі отынды кезектесіп жаққанда есептеулерді жеңілдетуі үшін отынның шартты ұғымы енгізілген жану жылулығы бар: Q_У.Т = 29 310 кДж/кг (7000 ккал/кг). Электростанциялық отынның әртүрлі түрлерінің қолданылуы шартты отынның баланстық негізі жылулық шығарумен анықталады:

B_нQ_н^p = B_У.ТQ_{У.Т ,} онда

В_У.Т, В_Н - шартты және табиғи отынның шығыны, кг/с;

Q^Р_Н/Q_У.Т қатынасын отынның жылулық эквиваленті деп атайды.

Отынның құрамы мен түрлері21

Органикалық отын деп оттегі мен реакцияға белсенді түсетін және жылуды шекті дәрежеде шығаратын (масса немесе көлем бірлігіне), табиғи жанғыш заттар аталады, оларды жылу энергиясын алу мақсатымен жағу экономикалық тұрғыдан тиімді.

Жылу электр станциялары және өндірістік қазандықтар пайдаланатын бу және су қыздырғыш қазандық отыны қазандық отыны деп аталады. ЖЭС арналған отынды энергетикалық деп те атайды. Электро станцияның қуаттылығын ескере отырып, бұл отынның көлемі көп болуы тиіс және жаппай пайдалануға қол жетімді болуы қажет. Сонымен қатар энергетикалық отын басқа өндіріс салалары үшін құнды шикізат болмауы тиіс.

Электро станциялары үшін отын ретінде кең қолданылатындары: қатты отыннан тас және қоңыр көмір және оны өңдеу қалдықтары, антроцид және жартылай антроцид; сұйық отыннан мазут; газ тәріздес отыннан табиғи және серіктес газдар. Қорының шектеулі болуына байланысты ЖЭС торф және жанғыш сланцы, тұрақтандырылған мұнай және өндірістік жанғыш газдар (домин, кокс) пайдаланылуы мүмкін. Алайда елімііздің жеке аймақтарында олар отын балансының басым бөлігін құрайды.

Қатты және сұйық органикалық отын

Отынның бұл түрлері күрделі органикалық қосылыстардан тұрады, негізінен бес химиялық элементтен құралған: көміртек - С, сутек Н, күкірт S, оттегі О және азот N. Отын құрамына сонымен қатар W ылғал және жанбайтын қатты (минералды) заттарда кіреді, олар жанған соң құрғақ қалдық күл А пайда болады. ылғал және күл Отынның сыртқы қабаты, оттегі және азот оның ішкі қабаты. Отынды жағуға қатысты есептер оның элементтік құрамына негізделеді, яғни зертхана жағдайында анықталатын отын құрамындағы химиялық элементтер, ылғал және күл мөлшері.

Отынның бастапқы массасының құрамы бойынша (қалыптары әр түрлі болған жағдайда) есептелетін массаның бірнеше түрі анықталған (сурет 37).

Негізгісі отынның жұмыс массасы, ол электр станцияға жіберілетін табиғи отынның химиялық элементтері мен жанбайтын құрамының пайыздық үлесін анықтайды.

С^Р + H^Р+О^Р + N^Р + S^Р + A^Р + W^Р = 100 %.

Отынды түрлерге бөлу жанғыш массаның жану жылуымен және 850 °С қыздырған кезде одан бөлінетін ұшқыш заттар көлемімен анықталады.

Отынның органикалық массасы бастапқы зат құрамын сипаттайды, ол отынның негізгі құраушысы, шартты түрде жанғыш заттан және соңғы күкірт S_К (пирит формасында FeS₂) айырмашылығы көп, құрғақ және отынның аналитикалық массасы зертханалық талдауларда қолданылады.

Табиғи газ

Табиғи газ әр түрлі жанғыш және жанбайтын газдардың қосындысы.

метан СН₄= 86…95%,

ауыр көмірқышқылы С_mН_n = 4…9%,

азот N₂ = 1…5%.

Табиғи газдың негізгі құрамы: табиғи газдың пайыздық құрамы барлық құраушылары көлемі бойынша пайызбен көрсетілетін теңдеу.

СН₄ + SC_mH_n + N₂ + СО₂ + H₂S + ... = 100%,

Табиғи газ отындарының негізі азот және көміртек диоксиды, оның құрамы бірнеше пайыздан аспайды. Өндіріс орындарында жанғыш газдың құрамы тәжірибе түрінде газ талдаушыларымен анықталады.

Су жолының жұмысы1

Қоректік су 1 қоректік сорғыш арқылы қазандыққа беріледі. Алдымен су сулы экономайзердің 3 қабылдау коллекторна 2 барады. Коллектордан кейін су көлденең орналасқан жылан түтіктерде таралып, онда су жану өнімі қалдықтары арқылы қыздырылады. Су экономайзерінен қоректік су 2 сыртқа шығаратын коллектор арқылы құбырмен барабанға 4 түседі. Барабанда қоректік су қазандық суымен араласып, оттықтан алыс жатқан,қыздырылмайтын ысырмалы құбырға 5 түседі. Ысырмалы құбыр арқылы су төменгі коллекторларға 6 түсіп, онда су экранды құбырлар бойымен таралады. Әдетте әр экранның өздік төменгі коллекторы болады. Төменгі коллекторлар қазандықтың периодтты ауамен үрлеп тазартуды, яғни, шық пен қоқысты жоюды қамтамасыз етеді. Төменгң коллектордан кейін су отындықтың ішкі қабырғаларында орналасқан экранды құбырға 7 барады. Интенсивті қыздыру нәтижесінде экранды құбырларда табиғи циркуляция арқылы қозғалатын сорғышпен жоғары баратын субулы қоспа мен бу түзілу процесстері жүреді. Табиғи қозғалмалы циркуляция ысырмалы құбырлардағы су қабаттарының әр түрлілігімен және экранды құбырлардағы субулы қоспасының нәтижесінде пайда болады. Субулы қоспа экранды құбырлардан барабанның су көлеміне түсіп, онда су мен бу бөлінуі жүреді. Бу булану айнасынан өтіп, барабнның бу көлеміне түседі, онда будан ылғалды бөлетін сепарационды құрылғы бар. Құрғақ қаныққан бу барабаннан оның жоғарғы жағындағы келте құбыр арқылы буқыздырғышқа 8 жеткізіледі. Қыздырылған бу сыртқа шығырғыш буқұбырына 9 түсіп, тұтынушыға барады.

Су қоспаларының39

Қоспадағы бөлшектердің өлшеміне байланысты олар үш топқа бөлінеді:

Шынайы еріген қоспалар суда иондар, жеке молекулалар, молекулалар кешені немесе топтары түрінде болады. Бұл бөлшектердің өлшемі 10^-6 мм (10~³ мкм) кем. Суда шынайы еріген күйде газдар O₂ ,CO₂ , H₂S, N₂, тұз катиондары мен аниондары Са⁺², Mg⁺², N⁺ ,K⁺ ,SO₄^2- , HCO₃^- ,C1^-, N0₃^-, N0₂^- болады.

Коллоидты-еріген қоспалар молекулалардың үлкен санымен түзіледі және өлшемі 10³-10^-3 мкм болады. Бұл қоспалар органикалық (топырақтан алынатын гуминды заттар), минералды (кремний қышқылы, темір қоспалары) түрінде болуы мүмкін.

Қаттыдисперсті қоспалар бөлшектерінің өлшемі 10^-4 мм (10³ мкм) үлкен. Бұл өсімдік қалдықтары, құм, топырақ бөлшектері және т.б. судағы қатты дисперсті зат шоғырлануы суды қағаз фильтр арқылы сүзу тәсілімен анықталады.

Бір су жылу тасымалдауышының жылу физикалық қасиеттері

Судың шектік жағдайының параметрлері:

Қысым р_КР=2,2115·10⁷ Па=22,115 МПа; температура t_КР = 374,12 °С;

Шектік көлем V_КР = 0,003147 м³/кг; шектік энтальпия h_КР=2095,2 кДж/кг.

Сулы жылутасығыштың аса сындық қысымындағы жылу алмасу52

Ортаның аса сындық қысымындығы ерекшелігі болып, яғни сұйық фазадан булыға өтуі секірмелі түрде (тұрақты температурада), сындыққы дейінгі қысымындағы орны температура өзгерісіне сәйкес үздіксіз болып келеді. Сұйық және булы аймағындағы жылу алмасудың интенсивтілігі аса сындық қысымында көлденең құбырға (жоғары және төменгі) бағытталған ағыннан тәуелсіз, жылытқыш құбырдың төменгі қозғалысындағы үлкен жылусыйымдылық зонасындағы табиғи конвекция күші ағынды турбулиздейді және жылу беру интенсивтілігі өседі, жылу алмасудамен режимінің нашарлауы болмайды. Сондықтан үлкен жылусыйымдылық зонасындағы жылу алмасудың нормальін қамсыздандыруды қыздырудың беттерінде төменгі және жоғары қозғалыс орталарында орындауға болады, бірақ төменгі қозғалысты аумақ жұмыстың сенімділігінің төмендеуіне әкеліп соғады.

Сулыэконамайзерлер19

Эконамайзерлер конвективті шахтадағы горизонталды айналым бу қыздырғыштары сияқты жасалады және оларды кез келген жұмыс қысымында қолданылады.

Жылу алмасуды интенсификациялау үшін және оралымдардың ластануын төмендету үшін экономайзерді диаметрі кіші болат құбырлардан жасайды: сыртқысы 28…32 мм, қалыңдығы 2,5…3,5 мм. Оралымдардың ұштары басқа қыздыру беттеріндегі сияқты кіріс және шығыс коллекторларымен біріктірілген (сурет 32, а). Тығыздығы төмен бу қазандықтарында газ тығыздығын қамтамасыз ету үшін (құбыр және орағыш арасындағы тесіктер арқылы газ құбырына ауаның араласуын есептемегенде) және жылу шығынын азайту үшін кіріс және шығыс коллекторлары жылу оқшаулағыш камераларға орналастырылған (сурет 32, б), ал пакеттегі құбырдың берілген қадамдары қосымша тіреумен қамтамасыз етіледі, олар арнайы ауа суытқыш бағанға бекітіледі, ол бағандар газ құбырының ішінде орналасады және экономайзер ораламынан қысымды азайтады (сурет 32, б, в).

Газы тығыз қазандықтарда газ құбыры ішінде эконамайзер ораламына тіреу болатын коллекторлар орналастырылады (сурет 32, г). Экономайзер құрылғылары шахматты тәртіппен орналастырылады, себебі жылу алмасу шарттары бойынша ұзынынан орналастыру тиімсіз.

экономайзердегі судың қозғалысы - жоғарыға бағытталған,бұл қызған кезде пайда болған газдардың еркін шығып кетуін қамтамасыз етеді және қажет болған жағдайда судың қайнауынан жиналған экономайзердегі судың буын еркін шығаруды қамтамасыз етеді. Жөндеудің және пайдаланудың тиімділіг үшін экономайзердің беті жану өнімдерінің шығыс бойымен 1 м дейінгі биіктікте орналасатын пакеттерге бөлінген. Пакеттер арасындағы қашықтық 650…800 мм.

Экономайзер пакетінің жалпы көрінісі.

1 – конвективті шахта орағышы; 2 – құбырлы оралымдар; 3 - коллектор; 4 – камераның жылу оқшаулағыш құрамы; 5 – метал қабат; 6 – отқа төзімді жақпа; 7 – тіреуіш баған; 8 – тіреуіш стойка, 9 – мембраналы проставка;10 - мембрананы орналастыру шегі

Электр станцияларында ауыз су қазандыққа жіберілгенге дейін регенеративті қыздырғыштарда турбинадағы бу 215…270 °С есебінен қыздырылады. Бұл экономайзердің бетін азайтады.

Экономайзердің коллеторлары әдетте конвективті шахтаның кіші (бүйір) қабырғасы жағынан орналастырылады. Экономайзер құбырларындағы судың массалық жылдамдығы 500…600 кг/(м²·с) кем болмауы керек, ал экономайзердің қайнаған бөліктерінде 800…1000 кг/(м²с). Қажетті қозғалыс жылдамдығын қамтамасыз ету үшін, параллельді қосылған құбырлардың саны анықталады жәнеде олардың коллекторларға жалғанған шарттары бойынша, экономайзер пакеттеріндегі параллельді су ағынының саны анақталады ( әдетте 2…4 ағын болады).

Жылу алмасуды интенсификациялау және пакеттердің ықшамдығын арттыру үшін түзу аймақтардағы жылтыр құбырларды қалыңдығы 3…4 мм. болат проставкалар арқылы дәнекерлеу керек. Осылайша, мембранды экономайзердің пакеттері алынады (сурет 32, г). Мембранды экономайзердің газ құбыры кішірек және де проставкалар бетінің жылу қабылдағыштығының есебінен жылтыр құбырлардың шығыны 25…30 % азаяды. Сонымен қатар, мұндай экономайзер дистанционды тіреулерді қажет етпейді, құрылымы жағынан мықты және коллекторларғы тіреледі.

Сұйық қоқысты жою ұйымдастыру35

Құрылыс бойынша сұйық қоқысжойғышпен отындық камералар ашық және жартылай ашық біркамералы , және екікамералы болады.

Циклонды жану камерасында ыстық ауаны тангециалды енгізу немесе тангециалды бағаттағы ағыншасы бар жанғыштың бұрыштық құрылғы арқылы жанған жалынның құйын түрінде қозғалады. Циклонда температура деңгейі жоғарылайды - 1700…1900 °С, ал жылу көлемі қуаты 2…4 МВт/м³ жетеді.

Сұйық күйдегі қоқысты жою а_шл = 0,6…0,7 тең. Сұйық қоқысжоюшы отындыұта жоғары температура әсерінен отын жану жақсарады, жанбаған отын жоғалтулары азаяды. Күл ұстаудың жоғары пайызы конвективті газоходта жану өнімдерінің жылдамдығын жоғарылатады, нәтижесінде жылуалмасу тезірек жүре бастайды, ал қыздыру беттер металлдарының мөлшерін және шығындарын азайтады. Сұйық қоқысты жоюшы отындықтың кемшілігі : қазандықтың төмен қуаты кезінде қоқыс қатып қалуы.

Сұйық отынның жануы30

Сұйық отынның балқу температурасы (мұнай,мазут) қайнау температурасына қарағанда жоғары. Сондықтан мазут тамшысы жоғары температураға жеткенде алдымен буланады, сосын отын буы ауамен араласады, балқу температурасына дейін жылынады және газ күйіне дейін жанады. Тамшыдан бірнеше қашықтық нәтижесінде r_стех стихиометриялық қатынас жанғыш газ массасы және оттегі аралығына жетеді. r_стех қашықтығы көбінесе 4…10 радиус тамшысын құрайды. Реакция аймағында химиялық тепе – теңдік отын санымен қышқыл аралығында орын алады.

Сұйық отынның жану ұйымы біріншіден оның форсункада майда тамшыға дейін тозаңдануы 1,0…1,5мм мөлшерінде.

Ауамен араласу процесінде дайын тамшы қоспасы сұйық отында тез қыздырылады факел ядросының жылулық шығаруына байланысты. Булану температураның тамшысы аз қайнайтын сұйық отын фракциясына жеткенде булану басталады (мазут үшін 200…320ºС).

Ауамен араласу процесі және отын тамшысының жануы булану басталғанға дейін сұйық отынның бірінші дайындық кезеңі анықталады. (41 сурет). Тамшының булануы ұзақ процесс болып табылады. Тамшының булану ұзақтығы оның бастапқы диаметріне тура пропорционал τ_исп = f(d₀²). Екені дәлелденген. Бұл Срезневский заңы.

41-сурет. Мазут тамшысының жануы және L_ф факел ұзындығы бойынша Т газ температурасының өзгерісі схемасы

І-ауамен араласқан және тамшы қайнау зонасы;

ІІ-майда тамшының кинетикалық жану зонасы;

ІІІ-үлкен тамшының диффузиялық жануы;

ІV-өнімнің салқындау және жанып біту зонасы.

I - ауаменжылжу зонасы және тамшылардың қыздырылуы; II - ұсақ тамшылардың жану зонасының кинетикалық зонасы; III - ірі тамшылардың диффузиялық жануы; IV - жану өнімдерінің суу және жану зоналары; Тг.в, Тв - мазут буының тұтану және ыстық ауа температурасы; Тм, Т"ф - камерадан шығу жерде жану өнімдерінің және жанып тұрған алау температурасы. 41 сурет – алау ұзындығы бойыншаLф мазут тамшыларының жану сызбасы және газ температурасының өзгеруі.

Тамшылардың бастапқы мөлшеріне тәуелді өзгеретін форсункадағы мазут жаққандағы τ_исп = 0,3…1,0. Тұтану температурасына дейін (қайнау температурасынан 50....70 °С жоғары)буды қыздыру процесі және қышқылдағыш барында тізбекті бұтақталған реакция заңдары бойынша жану процесі булануға қарағандай өте аз уақыт алады. Газдың жануы тамшы булануына қарай өтеді. Сонда сұйық отын тамшыларының толық жану уақыты τ_гор = τ_под + τ_исп.

Әр түрлі мөлшерлі тамшылардан тұратын дайын қоспада ең бірінші кіші тамшылар қызады, осылайша үлкен тамшылардың температурасын жоғарылатуы бойынша олардың тез жануын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар үлкен тамшылардың жануы төмен концентрациялы оттек барысында жүреді.

Сұйықтықтың қозғалыс түрлері42

Сұйықтық құбыр кесіндісін толықтай қамтитын қозғалыста фаза жылдамдықтары нөлден жоғары және ағын ағыс бағыты бойынша еркін бетпен шектелмеген. Қысымды қозғалыс жағдайында салыстырмалы жылдамдық w_ОТН = w_П^Д - w_В^Д оң немесе теріс болуы мүмкін. Су жылдамдығы немесе бу жылдамдығы нөлге тең болғанда қозғалыс режимі қандай болады?

Бу қазандығы барабанында су және бу ағынының сызбасын қарастырайық (сурет 57). Барабанның төменгі бөілігін сұйық фаза (су), жоғарғы бөлігін бу алып жатады. Сұйық фазаның үстіңгі жағында бос кеңістік болады. Судың бір бөлігі үздіксіз түрде айналымның төменге бағытталған құбырына жіберіледі, ал бу бу қыздырғышына жіберіледі. Барабандағы су мен бу қозғалыс жылдамдығы салыстырмалы түрде төмен. Жоғарыға бағытталған құбырлардан барабанға бу қоспасы жіберіледі. Салыстырмалы түрде қозғалмайтын сұйық фазаға түсетін бу көпіршіктеріне Архимед күші әсер етеді және көпіршіктер қалқып шығады. Бұл құбылыс будың су арқылы барботажы деп аталады. Екінші жағынан барабанның бу көлеміне жіберілетін бір тамшы суына архимед күші әсер етеді, алайда тамшының тығыздығы бу тығыздығынан үлкен болғандықтан Архимед күші төменге бағытталады. Бу жылдамдығы төмен болған жағдайда су тамшысы су көлеміне түседі. Судың қаныққан будан бөліну үрдісі бу сепарациясы деп аталады. Бу барботажы және бу сепарациясы ортақ заңдылықтарға ие. Ағынның бір фазасының қозғалысы екінші ақырын қозғалатын немесе қозғалмайтын қабат фазасына қозғалысы екі фазалы ортаның қысымсыз қозғалысы деп аталады. Қысымсыз қозғалыстағы басты күш Архимед күші.

Қысымды қозғалыста ағынның әр түрлі көлденең кесінділерінде қысым әр түрлі болады. Бұл кесінділер арасындағы қысым айырымы Δp үйкеліс қарсылығымен, жергілікті қарсылықпен, үдеу қарсылығыменжәне нивелирлі қарсылықпен анықталады:

Сызба бойынша ізбе із қосылған екі аймақты алайық (сурет 57).

Сурет 57 – мәжбүрлі қозғалыс (а, б) және табиғи циркуляция (в) сызбасы

1, 2 және 3 кесінділердегі қысымды сәйкесінше р₁, р₂, және р₃ деп белгілейік. Аймақтардағы қысым айырымы Δp₁ = p₁ - p₂, Δp₂ = p₂ - p₃, қысымның қосынды айырымы Δp = Δp₁ + Δp₂ = p₁ - p₃ . қарсылықты жеңу үшін сорғыш Δp тең, қысым туғызуы тиіс, сәйкесінше 1 және 2 аймақтардағы ағын қозғалысы сорғыш туғызатын қысым әсерінен пайда болады, ағынның мұндай қозғалысын мәжбүрлі деп атайды.

1 және 3 аймақ 1 және 2 аймақ кесінділерін тұйық жүйе құратындай етіп, жалғайық ( 57 суреттегі сызба), бұл жағдайда қысымның қосынды айырымы нөлге тең:

Δp = Δp₁ + Δp₂ = 0.

Келтірілген жылу тұйық контурда ағын қозғалысының қарсылығын жеңуге қажетті энергияның сыртқы көзі болып табылады. Тұйық контурдағы орта қозғалысы ағын циркуляциясы деп аталады.

Қыздырылмайтын немесе аз қыздырылатын құбырларда төменге бағытталған орта қозғалысымен және қыздырылатын құбырларда жоғарыға бағытталған орта қозғалысы тығыздығының айырымы нәтижесінде пайда болатын циркуляция табиғи деп аталады. Егер циркуляция контурына сорғыш қоссақ, көп ретті мәжбүрлі циркуляция контурын аламыз.

Барлық көрсетілген сұйықтықтың қозғалыс түрлері (бір фазалы және екі фазалы) үздіксіздік және қозғалыс, энергия, қалып теңдеулерімен сипатталады. Алайда қозғалыстың әр түрлі түрлері үшін бастапқы және шектік шарттар өз ерекшеліктеріне ие, бұл негізгі теңдеуді әр түрлі жолмен шешуге алып келеді. Үздіксіздік, қозғалыс, энергия және қалып теңдеулерін пайдалану ерекшеліктері келесі тарауларда қарастырылады.

Табиғи газ сипаттамасы25

Тығыздығы. Газды отынның барлық түрі ауадан жеңіл,сондықтан газ бөлмеге кіргенде жоғарыға жиналады. Қауіпсіздік үшін пешті қосқанда, газдың жиналып қалған жерлерін тексереді.

Жарылғыштығы (взрываемость). Жанғыш газдың ауамен қоспасы белгілі пропорцияда отпен қосығанда тіпті ұшқыны болса да жарылуы мүмкін, ауадағы жанғыш газдың жарылғыштық концентрациясы газдың құрамы мен химиялық құрылысына байланысты. Төменгі жарылғыштық шек пен жоғары жарылғыштық шектегі газдың ауамен қоспасы жарылғыш болады.

Газдың ауамен қоспасы ылғал жанатын аймақта қоспаның бірқалыпты жануы жанғыш газдың концентрациясы жоғары және төменгі жарылғыш диапазонды болғанда жүреді.

Уландырғыштығы(токсичность). Уландырғыштық деп – газды отынның улану қабілетін айтады. Қауіпті уландырғышқа СО көмірқышқыл оксиді, күкіртті сутек H₂S жатады. СО шекті концентрациясы ауада 0,0024% немесе 0,03мг/л. Адам өміріне қауіпті көмірқышқыл оксид концентрациясы 0,4%. 5-6 мин та адамға. Тіпті ауадағы белгілі СО құрамында (0,02%) улануға болады. Табиғи газдың күкірттік қосылысы практикада жоқ. Кейбір кездесетін газдың пайда болған құрамында күкірттің улы мөлшері бар (2,5%). Күкірттіліктің ауадағы концентрациясы 0,01мг/л.

Табиғи газда оның құрамы бірдей араласқан егер саз құрамы белгілі болса, онда ауадағы зиянды газды ауадағы металға байланысты анықтауға блады. Проценттік құрамын-метаномермен анықталады. Барлық табиғи газдардың иісі мүлде болмайды немесе әлсіз иісі болады.

Табиғи циркуляция кезіндегі су жылу тасымалдаушының гидродинамикасы45

Суды жинақтаушы және буланған су қоспасын әкетуші құбырлармен бірге барабандық қазандықтың буланушы беткі жақтары, аралық коллекторлармен бірге барабандағы немесе шығарушы циклондға түйіскен және табиғи циркуляция контуры деп аталатын жүйені білдіреді.

Циркуляцияның қарапайым контурыбірізді қосылған элементтерді білдіреді (ысырмалы, көтергіш және әкетуші құбырлар), олардың әрқайсысы паралельді қосылған, конструктивті теңдес және бірдей жылытылатын құбырлардан орындалған.

Контурдың жұмысын сипаттаушы негізгі параметрлердің бірі, циркуляцияның жылдамдығы болып табылады w₀, м/с

Табиғи циркуляциялы бу қазандықтары.7

а - барабанды табиғи циркуляциямен; б - барабанды еріксіз циркуляциялы; в - тікағынды; ПН - қоректендіргіш сорғыш; РПК - қазандық қоректенуінің бақылаушы;ЭК - экономайзер; ТЭ - қазандық экрандар; ПЕ - буқыздырғыш; Пе - қыздырылған бу; ОП - түсірмелі құбырлар; НПЦ - еріксіз циркуляциялы сорғыштар; Б - барабан. 14 с урет - Қазандықтың сулы бу жолының сұлбасы.

Бұл қазандықтың құрылысындағы ерекшелік барабанның болуында. (сурет 14, а), ол сулыбу қоспа ағынындағы буды бөліп алушы қызметін атқарады. Қазандық барабаны және одан шығатын қыздырылмайтын түсірмелі құбырлар жүйесі тұйық циркуляциялық жүйе құрайды. Бұл тұйық жүйеде қазандықта отын жанғанда су және сулы бу қоспасының қозғалысы болады. Табиғи циркуляцияның қозғалмалы напоры деп аталатын түсірлмелі және көтермелі құбырлардағы су массасының және сулы бу қоспасының гидростатикалық қысымдар түрлілігінен пайда болатын табиғи напордан болады.(сурет 11, а, б, в, г).

ρ_ОП, ρ_СМ- түсірмелі құбырлардағы су тығыздығы және көтермелі құбырлардағы булысу қоспасының орташа тығыздығы,кг/м³;

g - еркін түсу үдеуі м/с²;

Н_П - контурдың бу бөлігінің биіктігі, м.

Су тығыздықтарының және булысу қоспасының салыстырмалы көп емес түрлілігіндеρ_оп – ρ_смқажетті қозғалмалы напор Н_пконтурын биіктікке көтеру арқылы алады.

Циркуляция контуры кезінде пайда болатын қозғалмалы напор S_дв (Н/м² ≡ Па) көтермелі құбырларда қоршаған орта қозғалысын қамтамасыз етеді (1 м/с жуықтап), сонымен қатар көтермелі құбырларда өтуі кезінде судың бір бөлігінің булануы болады (0,03 тен 0,25 кг/кг дейін), сондықтан толығымен 1 кг судың булануы тек құбырлардан бірнеше өту нәтижесінде ғана болады. Циркуляциялайтын судың массалық шығынының G₀, кг/с, бірлік уақытта пайда болған бу мөлшеріне қатынасы, кг/с, циркуляция қысқалығы деп аталады.

kЦ = G0/D

Табиғи циркуляциялы бу қазандықтарында циркуляция қысқалығы 10 нан 30 дейінгі мәндерді қамтиды.

Табиғи циркуляциялы барабанды қазандықтарда бу қыздыру радиациялық қыздырғышта өтеді, одан кейін бу қыздырғыштың жартылай радиациялық немесе конветивті пакетіне жіберіледі.

Барабанды қазандықтың сулы бу жолындағы жалпы қарсы әрекеттесу экономайзердегі су қозғалысы кезіндегі гидравликалық әсерлесумен анықталады.

ΔР_ЭК = 0,05Р_П.П

ΔР_ПЕ = (0,1…0,15)Р_П.П, мұнда Р_П.П- қазандықтан тыс қызып кеткен бу қысымы, МПа.

Табиғи циркуляциялы вертикальды отындық экран қазандықтары15

Әдетте оттық экрандар әртүрлі вертикальды bc панельдер түрімен орындалады ,олар оттықтың барлық қабырғасын толықтай жабады және жұмыс ортасында көтерме қозғалыс жасайды(24 а сурет).

Құбырлардың ішкі диаметрі 83-76-60 мм қабырға қалыңдығы 3,5…5 мм және қазандықтың жоғарғы қысымы (10 ижәне 14 МПа) диаметрі кіші құбырлар қолданылады.Экрандық құбырлар төменгі және жоғарғы коллекторлар және улкен диаметрлі бағыттаушы арқылы қосылады(24 б сурет).Ысырмалы ағын және бағыттаушы құбырлар әр секцияда 30.50 % көтерме ағын құбырларын құрайды.

а – фронтты экран секциясы; б – секция экранындағы оттық циркуляция; в – төменгі шығыңқы экран құбырындағы орындалу; 1 - барабан; 2 – ысырмалы қыздырылмаған құбырлар3 - фронтты экран; 4 – бағыттаушы құбырлар; 5 – артқы экран; 6 – бүйір жақ экран секциясы; 7 – артқы экрандағы сиретілген,бағыттаушы құбырлар; 8 – құбыр торабы (тройник); 9 – құбырдағы дроссельі шайба; 10 – секция құбырын ұстаушы тұтқа(гребенка)

24 сурет – Табиғи циркуляциялы шаң көмірлі қазандықтардың экран сұлбасы

Артқы экранның экрандық құбырлары көлденең газ шығарушы отын шығысында басқаларға қарағанда газды терезені кесіп өту қажет.

Газдың жетерліктей өтуін құбырлар арасындағы газды терезе зонасында кесілген,бағыттаушы немесе 3..4 қатарға бөлінген құбырлар қамтамасыз етеді.

Отындық аумақтағы отынды экран конструкция қатарын орындау ұшін газ аэродинамикасына төменгі шығыңқы экрандық секцияның отын тереңдігі 1/4 және сұйықты аумақта шаң шығарушы және жоғарғы шығыңқы артқы экран отын тереңдігі 1/3 шығарушы газ терезесінде бірқалыпты газ шығаруын қамсыздандырады(24в сурет).

Қабырға экранының тығыздық диаметрі s_Э = s_Э/d және s_Э = 1,07…1,1 құбыр қадамымен анықталады.

Экрандық секциялер жоғарыдан бекітіледі,жоғарғы коллекторы көлденең арқалық құбыр өзектеріне сүйенеді.Жылудың экрандық секция ұлғаюының өтемі төменгі бағытта көзделеді.Төменгі коллекторлар ауыспалы (60…100 мм)жылу ұлғаю экранын қажет етеді.

Экранның төзімділігін арттыру үшін (сыртқы отын қабырғасын және әртүрлі отын қысымы үшін 5...10 т)отынды экранда вибрацияны шығару кезінде пульсты қысым көлденең қос таврлы қатты белбеуге бекітіледі(25 сурет).

Қос таврлы, құбыр экранымен байланысқан және толықтай отынды биіктігі 3 -4 м периметр бойынша қамтып,құбырмен бірге жылу ұлғайғанда араласады.

Бөлек алғанда жоғарғы қуатты қазандықта отынның ортасында ек жарты отынды бөлетін қос жарықты экран орналасқан(26 а сурет).

Бұндай экран жылу қабылдағышта жоғарғы өзермейтін отын қимасын,отындық газды салқындатып,осыған сәйкес отынның жоғарылауын азайтады.Осы экранның құбырларын жылжымайтын сыртқы конструкциялармен биіктік бойынша бектіуге болмайды,олар бір бірімен дәнекерлеу арқылы жалғанады(26 в сурет). Қысымның екі жартылай отындағы қос жарықты экранды түзету үшін терезелер қолданылады.

1 - экран құбыры; 2 – ысырмалы құбыр; 3 – қос таврлы қатты белдеу; 4 – қатты белдеуді құбырмен жалғайтын секция; 5 – құбырды бекіту лентасы; 6 – біріктіруші тұтқа; 7 – жылулық изоляция 25 сурет – қатты экран құбырында орнатылған белдеу

а – оттық экрандағы орналасу;б – толық экран түрі; в – дәнекерлеу кезіндегі құбыр түйіні; 1 - барабан; 2 – қос жарықты экран; 3 - оттық; 4 – қаттылық белдеуі; 5 – сұйық қоқыс шығарушы өңеш; 6 -қоқысты ванна; 7 – бу қыздырғыш пердесі; 8 – қысымды теңестіретін терезе; 9 – құбыр жүйесінің бөлімдері; 10 - құбыр; 11 – ерітілген пруток; 12 – ремонтты тесігі. 26 сурет – қос жарықты экран орындалуы

Соңғы жылдары таратушы қалау экран конструкциясы қолданылады.Бұндай отын қабырғасын қалау өте жеңіл және қазан құрылыс заводтарында экран секциясынан кейін құбыр экранына бекітіледі.Сондықтан ЖЭС-тарда монтажды бүрмелі аумақтарында дайын отын секциясына келіп түседі.Монтаждалғаннан кейін секция арасындағы тігістерді нығыздау қажет.

Тік ағынды жанғыштар37

Тік ағынды жанғыштар ағын турбилизациясының төмен болуынан аз бұрышты кеңею ағынын және бірінші ретті және екінші ретті ағындардың әлсіз араласуына әкеледі. Отындық камерасында түрлі жанғыштар ағындары араласуы нәтижесінде отын жануы жақсарады. Ол үшін жанғыштардың кезектес орналасуы, яғни отындықтың екі қарама қарсы қабырғасында орналасады.

Тік ағынды жанғыштар тікбұрышты пішінді болуы мүмкін немесе дөңгелек болуы мүмкін (сурет 50)

Тікбұрышты жанғыштар биіктік бойынша созылған және газдық қоршаған орта эжекциясы жоғары болады. Сондықтан, осындай жанғыштар аэрошан беру кезінде жану шартына сәйкес артықшылықтарға ие болады.

Дөңгелек жанғыштар аэрошан мен ыстық ауа беруде бөлек орындалады. Жанғыштың екі блогының кезектес еңісі араласу мен жануды жақсартады. Ондай жанғыш тікжалынды деп аталады.

Ішінен шаң жіберетін және серіппелі горелкалар (сурет 50, в) ауамен араласудың жақсы шарттарына ие, алайда отын ақырын қызады, сондықтан мұндай горелка ұшқыш заттарды жоғары дәрежеде бөлетін сапалы тас көмір үшін ғана тиімді.

Горелка бұрышпен орналасқан жағдайда факел тангенционалды қозғалғанда жағу кесіндісініде саңылаулы горелка блоктары қолданылады (сурет 50, г).

Тура ағынды горелкалар негізінен жоғары кореакциялық отындарды жағуда қолданылады: қоңыр көмір торф, сланец және ұшқыш заттарды көп бөлетін тас көмір. Горелкадан шығыста шаң ауа қоспасының жылдамдығы w₁=20…28 м/с деп қабылданады, екінші ретті ауаның жылдамдығы w₂ = (1,5…1,7)w₁.

екінші ретті ауа бойынша горелканың аэродинамикалық қарсылығы Па келесі формуламен анықталады

Мұнда , ρ_В –горелкадағы температура жағдайында аксиальды жылдамдық, м/с, және ауаның тығыздығы, кг/м³.

ξ_ГОР – тура горелкалар үшін 1,5…2,0 құйынды горелкалар үшін 2,5…3,5 болатын горелканың қарсылық коэффициенті.

Тікағынды бу қазандығы9

Тікағынды қазандықтарда барлық қызу беті бойынша жұмысшы ортасы кезектес қосылып бір рет өтіп отырады(14 сурет,в). Экономайзерге келетін су бір ағынмен оттық экрандарды қоса барлық бетті өтіп шығады,толығымен буланады, буқыздырғышта қыздырылып, қыздырылған бу турбинаға жіберіледі. Мұндай қазандықтың құрылымының ерекшелігі экономайзерлік, бутүзуші және қыздырушы беттер жеке бөлініп орналаспайды, осыдан кезектес режимде олардың арасындағы шекара өзгереді,бұл өз кезегінде будың шығын параметрлеріне және бу температурасына әсерін тигізеді.

Бу параметрлерін бір қалыпта ұстап тұру отын шығыны мен су шығыны арасындағы қатынас арқасында болады. Осыған байланысты тікағынды қазандық жетілдірілген тез әрекетті автоматтық отын және су шығынының реттелуін қажет етеді.

Құбырларда су мен бу қозғалысы кезінде қоректік насос артық напорымен теңгерілетін гидравликалық кедергі пайда болады. Жуықтап тікағынды қазандықтың жұмыс жолының толық гидравликалық кедергісі ΔР_П.К = (0,2…0,25)Р_П.П, соның ішінде буқыздырғыш жолының кедергісі 0,1Р_П.П және экономайзер (0,02…0,03)Р_П.П, Р_П.П - қызып кеткен бу қысымы; Р_П.П = 25,5 МПа болғанда, қазандыққа кірердегі қоректік су қысымы Р'_ЭК = 1,22Р_П.П = 1,22·25,5 = 31,1 МПа. Тікағынды бу қазандығының қыздыру беттерінің компоновкалары 15 суретте көрсетілген.

1 - төменгі радиациялық бөлік; 2 -жоғарғы радиациялық бөлік; 3 - ширмовый полурадиационный пароперегреватель; 4 - конвективті буқыздырғыш; 6 - экономайзер; 13 - құбырлы ауақыздырғыш; 14 - вихревая горелка; 15 - қазанның жылудан оқшалануы (обмуровка); ГВ - ыстық ауа 15сурет – Тікағынды бу қазандығының сұлбасы.

Конвективті шахтадағы экономайзер беті судың жұмысшы қысымындағы қанығу температурасына дейін турбиналық бөлімнен келетін қоректік суды қыздыруды қамтамасыз етеді. Экономайзер бетінен өткен соң қоректік су оттық экрандардың төменгі коллекторларына беріледі.

Судың қайнауға дейінгі соңғы қызуы осы оттық экранда болады. Биіктігі бойынша оттық экрандар 2 немесе 3 бөлікке бөлінеді (15 суретте мұндай бөлік екеу) және мұнда жұмысшы орта ағынын коллекторларда араластырып, температураны теңестіріледі. Әр бөліктегі құралдар құрылымы әр түрлі болуы мүмкін.

Тікағынды қазандықта құралдармен буқыздырғыш құбырлардағы көлденең газбен жүрушінің және айналмалы камераның қабырғалары көрсетіледі (15сурет), содан кейін көлденең газбен жүрушіде орналасқан жарты радиациялық бетке жоғары қуатты қазандықтағы бу беріледі, содан соң конвективті бетке жіберіліп қызған бу бу турбинасына өтеді.

Қазандықтағы жұмысшы жолда буды судан бөлетін процесс бөлімінің болмауы қазандықты критикалық күйге дейінгі қысымда және жоғары критикалық қысымда қолдануға мүмкіндік береді. Осыған байланысты тікағынды қазандықтар универсал болып табылады, олар будың кезкелген қысымында қолданылады және энергетикада кең қолданыс тапты.

Энергетикада бу қазандықтарының 2 түрі қолданылады: табиғи циркуляциялы және тікағынды, ал шаруашылық жылуэнергетикасында айта кеткендей еріксіз циркуляциялы қазан-утилизаторларқолданылады. Шет ел практикасында тікағынды қазандықтармен қатар еріксіз циркуляциялы қазандықтар тең қолданады.

230....270°С температуралы қазандыққа келетін қоректік суда өлшенген және еріген заттардың көп емес мөлшері болады. Критикалық күйге дейінгі қысымды тікағынды қазандықта оттық экрандарындағы құбырларда су қозғалысымен ағындағы бу мөлшері көбейеді, сәйкесінше қалған суда қанығуға дейін қоспалар концентрациясы жоғарылайды, соның нәтижесінде құбырлардың ішкі қабырғасындағы қатты фазаның түсуі жүреді (қатты тұздар мен металл оксидтерінен болатын қақ). Шөгінділердің аз ғана жылуөткізгіштігі болат жылуөткізгіштігінен он есе кіші, ол қабырғадан суға интенсивті қыздыру кезінде жылуберуді нашарлатып, олардың қызып кетуіне әкеледі. Ішкі қысым әсерінен бұл құбырлардың ажырауына әкеледі.

Шөгінді жиналуы бу аяқталу нүктесінде көп болады. Осы саты процесі бар қыздыру беті (булану соңы- қыздыру басы), өтпелі зона деп аталады және металл жұмысының сенімділігі үшін кейде салыстырмалы төмен жылу жүктемелі конвективті шахтаға орналастырады.

Тікағынды қазандықтарда қоректік судың ең жоғарғы тазалау дәрежесі көрсетіледі, бұл жағдайда судан буға өту зонасын жандыру камерасында қалдырады.

Табиғи және еріксіз циркуляциялы қазандықтарда салыстырмалы аз бу өндірілгенде құбыр қабырғаларында шөгінділер пайда болмайды. Қазандық суда қоспаның жиналуы ең лай сулардың қазандық барабанынан шығуынан болмайды.

Химиялық реакцияның кинетикалық негізі27

Жану процесі отынның жанғыш компоненттерінің қышқылдану реакциясының тез ағуымен ауа оттегісімен сипатталады. Жылу бөлгіш реакциясын экзотермиялық деп атайды. Айрықша жылу бөлгіш отын жанғандағы отындағы көміртегі құрамымен анықталады. Көміртектің жануы негізінен 3 химиялық реакция ағысымен анықталады. Көміртектің оттекпен диоксид көміртегімен толық қышқылдануы

С + О₂ = СО₂ + 409,1, МДж/моль;

Монооксидті көміртек шығысымен бөлшектен қышқылдануы

2С + О₂ = 2СО + 2·123,3 МДж/моль;

Жану жазықтығындағы көлеміндегі монооксидтің диоксидке дейінгі қышқылдануы

2СО + О₂ = 2СО₂ + 2·285,8 МДж/моль.

Алғашқы екі теңдеу реакциясы гетерогенді өйткені реакцияда жанғыш және қышқыл қатысады, әртүрлі фазада: жанғыш қатты, оттекті қышқылдыгаз түрінде. Үшінші теңдеудегі реакция гомогенді болады, бұл жерде екі зат реакцияда кездесетіндіктен газ түрінде.

Жоғары температура шартындағы факел ядросы жылу таралуымен реакцияда жүруі мүмкін, ол эндотермиялық деп аталады. Эндотермиялық реакцияға азот оксидінің таралу реакциясы жатады:

N₂ + О₂ = 2NO - 180 кДж/моль,

Диоксид көміртегінің көміртек жазықтығында оттегі жетпегенде ұалпына келуі.

С + СО₂ = 2СО - 162,5 МДж/моль.

Реакция химиялық қайтымды,егер түзу жүрсе дәл солай кері жүреді, бірақ реакцияның сыртұы ағу шарты басқа бағытта маңызы өзгереді. Азот оксидінің түзілу реакциясы жоғары температурасы аймағында орны бар, кері реакцияда оның ыдырауы газды оттек және азот қысқы атмосферада күн радиациясымен ағып өтеді. Отын ағынды камерада жанғанда қышқылдану процесінің жылдамдығы жанғыш оттекпен өлшенбейді, сондықтан реакция химиялық тепе –теңдігі соңғы өніммен араласады,берілген шартта бұл реакция қайтымсыз.

Жану қарқындылығы реакция жылдамдығына байланысты гомогенді реакцияның жылдамдығымен заттық массалық мөлшері анықталады. Реакция жылдамдығы бұл жағдайда концентрация өзгеруіне заттың әрекеттесуінен анықталады.

Ағынды жабдықта отын үздіксіз беріледі және қышқылдану аймағында және жану ядросында практикалық концентрация затпен әрекеттескенде сақталады.

Ағынды жабдықта әрқашан реакция аймағынан қыздыру жазықтығына жылуға қарсылық көрсету орын алады. Негізгі жану аймағында температура жоғарылағанда жылуға қарсылық өседі, ары қарай отын күйіп кетпес үшін жылу бөлінуді төмендетеді, сонымен бірге өнімнің жану температурасы төмендеп, жылуға қарсылық сақталады.

Қоспа температурасын жалындау температурасы деп атайды. Бұл температура затқа әсер ететін және реакция аймағында жылу шартына тәуелді болмайды. Жылу бөлгіш отынның жану реакциясында отын жану жылдамдығымен анықталады.

Циркуляция контур жұмысының сенімділік көрсеткіштері47

Циркуляция жылдамдығы w₀барабандық қазандықтардың контурларындағы жоғары қысым 1…1,5 м/с аспайды. Ортаның тығыздығы кезіндеρ' = 590 кг/м³ (р = 16 МПа) бұл 1000 кг/(м²∙с) аспайтын ρw₀құбырлардағы массалық жылдамдықты құрайды. Гидравликалық сипаттамалардан, бір мәнді емес саласында өту қауіптілігі бар ортаның аз жылдамдығы кезінде U-тәрізді панельдер көрініп тұр. Сондықтан циркуляция контурын есептеген соң келесі бағыттар бойынша контур жұмысының сенімділігіне тексеру жүргізіледі: жылытылатын құбырлардың температуралық режимі; ысырмалы құбырлардың жұмысы; көтергіш құбырлардың жұмысы; қазандықтың стационарлық емес режимдері кезінде циркуляцияның сенімділігі. Қазандықтардағы қысымға кемінде 11 МПа жылытылатын құбырлардың температуралық режимі және жоғары емес жылу ағымдары (q_ЭЛ< 400 кВт/м²) 4-тен аса циркуляция мәртесі кезінде қамтамасыз етілді деп саналуы мүмкін. Жоғары қысымдағы қазандықтарда (11 МПа аса) жылу алмасу кризисіне арналған экрандық құбырларды және нашарлаған жылу беру режимдерінің пайда болуын тексеру керек.

Егер олардың кірісінде су қайнамаса, барабанда воронка құрылғысы болмаса және құбырларға бу көпіршіктерін кетпесе, стационарлық режимде ысырмалы құбырлардың гидродинамика сенімділігі қамтамасыз етіледі.

Көтергіш құбырлар гидродинамикасының сенімділігі бу кеңістігіне шығарылған құбырларға арналған бос деңгейді болдырмау бойынша, барабанның су көлеміне немесе жоғарғы коллекторға шығарылған құбырларға арналған циркуляцияның тұрып қалуы және аударылуы анықталады.

Циркуляцияның тұрып қалуы деп жоғары немесе төменге судың жылытылатын құбырда, ал бу -жоғарыға, бүгілген жерілерінде, пісіру жапсарларында, бұрандаларында және т.б. жеке бу көпіршіктерінің тұрып қалуы мүмкін баяу ауысуы аталады. Мұндай режим тұрақты емес, құбырдағы және контурдағы пульсациянытудырады, құбырдың салқындауы нашарлайды.

Қазандықтың стационарлық емес режимдері кезінде циркуляцияның сенімділігі қазандықтағы қысымның өзгеру жылдамдығымен анықталады. Контурдағы қысымның өзгеруі жүктеменің, отын шығынының, қысымның, барабандағы деңгейдің күрт өзгеруімен туындауы мүмкін.

Циркуляция контуры құбырларының гидравликалық сипаттамасы46

Заманауи бу қазандықтарында ысырмалы құбырлар жылытусыз, жақсы жыл оқшаулауымен жасалады, сондықтан олардың қоршаған ортамен жылу алмасуы нольге жақын және ескерілмейді. Бұл жағдайда ысырмалы құбырлардағы су температурасы және биіктігі бойынша энтальпия h_ОПөзгермейді. Себебі h_ОПқанығу энтальпиясына, судың тығыздығы жақын ρ_ОПρ' тең деп санаймыз. h_ОП = const кезіндеΔp_УСК=0.

Ысырмалы құбырларға су энтальпиясы h_ОПбарабаннан түседі, барабанның p_Ббу бөлігіндегі қысым. Судың гидростатистикалық бағаны әсерінен (нивелирлі қысым) барабандағы қысым артады, ысырмалы құбырларға кіру кезінде нивелирлі қысым келесіні құрайды

ал төменгі коллекторде

Барабандағы судың қызбай қалуы циркуляция мәртесінеK_Цжәне экономайзердің су энтальпиясына байланысты болады.

Жоғары қысымдағы қазандықтардың жеке контурларындағы циркуляцияның мәртелігі (p = 8…14 МПа) К_Ц = 6…14 құрайды, жоғарғыдан аса (p = 14…18,5 МПа) - К_Ц =5…8.

Ысырмалы құбырлардағы ысырмалы құбырларға кірудегі судың қайнау есебіне, барабаннан буды ысыру және бу құйғыштарын тартудан, барабанда пайда болатын бу пайда болуы мүмкін.

Барабандағы ысырмалықұбырлар үстіндегі сұйықтық қабатының аз биіктігі кезінде туындауы мүмкін барабандағы воронканың құралуы. Диаметрі 200 м дейінгі ысырмалы құбырларға арналған барабандағы су деңгейінің минималды биіктігі 400…500 мм құрайды. Ысырмалы құбырларға кірісте торлар мен крестердің әр түрін орнату кезінде минималды биіктігі 2есе азаяды. Заманауи қуатты қазандықтардың 1600…1800 мм ішкі диаметрі бар, су деңгейі 700…800 мм, бұл воронканың пайда болуына жол бермеу жөніндегі жеткілікті қор құрады.

Ысырмалы құбырға су ағымымен барабаннан буды түсіру, ысырмалы құбырға кірістен барабанға буды шығарушы құбырларды енгізу жақын орналасқан кезде жүруі мүмкін. Егер ысырмалы құбырларға бағытталатын судың жылдамдығы будың ұшатын көпіршіктерінен көп болса, онда олардың бөлігін өзімен бірге әкетуі және ысырмалы құбырларға ағызуы мүмкін. Сумен бірге ысырмалы құбырға кіруге судың қармалуының алдын алу үшін кемінде 250…300 мм қашықтықта буды әкетуші құбырларды шығыстан орналасуы керек, қажет кезде олардың арасына аралық салу керек.

Заманауи қазандықтардағы барабан ішіндегі құрылғылар, будың шығаруын мүлдем болмайтындай орындалады, ысырмалы құбырлардағы орташа нақты будың құрамы = 0,02…0,03. Конденсация кезінде будың осындай мөлшері ысырмалы құбырларда ∆h_СН = 5…8 кДж/кг-да суды қыздырады.

Бұрушы құбырларға көтергіщ құбырлардан шығудағы мәнге тең құрамында буы бар х_ОТВ буланған су қоспасы түседі. Себебі бұрып кетуші құбырлар жылытылмайды, сөйтіп екі фазалық ағымның сипаттамалары тұрақты қабылданады. Себебі бұрып кетуші құбырлардың кесігі көтеру құбырларының кесігінен аз, онда ондағы буланған қоспасының жылдамдығы айтарлықтай жоғары.

Бұрып кетуші құбырлардың кедергісі∆p*_ОТВбарабанадағы су деңгейінен жоғары буланған су қоспасының көтерілуінен энергияның жоғалуын көрсететін қосымша ∆p_В.У қосылғышты ескеріп есептеледі

Нивелирлі қысым бұрып әкетуші құбырлардың биіктігі бойынша анықталады

Энергоблок құрамы3

Жанған отын жылуымен пайда болған электр энергиясын алу үшін қолданылатын бутурбиналық қондырғы – энергоблок деп аталады. Энергоблок негізгі үш агрегаттан тұрады: бу қазандығы, бу турбинасы және электгенераторы.

а – будың аралық қыздыруынсыз; б – буды аралық қыздырумен; 1 – бу қазандығы; 2 – бу турбинасы; 3 – электрогенераоры; 4 – конденсатор; 5 – регенеративті су қыздырғыш; ПН – қоректендіргіш сорғы; КН – конденсатты сорғы; ПП - аралық буқыздырғыш

Сурет 4 – Бутурбиналық қондырғының принципиалды сызбасы.

Қазіргі ЖЭС те электрлік қуаты 100 МВт және одан жоғары болатын агрегаттарда аралы бу қыздыру қолданылады. Онда жұмыс жасаған бу аралық турбина тепшектерінен бу қазандығына қайтып оралады. Әдетте бу жұмыс жасау қабілетін көтеретін бір рет қыздырылған аралық бу қолданылады. Бөлек қуаты жоғары қондырғыларда екі ретті аралық қыздыру қолданылады.

Будың аса жоғары қысымға (Р = 25,5 МПа) өту және жоғары қыздырылу (t_П.П = 545…565 °С), өту, қазандыққа түсетін су қыздыратын жылу мен турбина таңдаулары қолдану арқылы, ЖЭС жылу эконмиясы өзінің термодинамикалық шегіне (ПӘК шамамен 42%) жетеді. Бастапқы параметтрлерді жоғарылатуды ары қарай қолдансақ, бутурбиналық блоктар жылулық экномиясын төмендетеді, бірақ жоғарылегиренді және қымбат болат қолдану нәтижесінде бағасы жоғарылайды.

Бутурбиналық циклда электр энергиясын алу мақсатындаға қазандық агрегатты энергетикалық қазандық агрегат деп атайды. Қазандық агрегатындағы өндірісітік бу түрлі механизмдер мен кмашиналар жетегіне қолданылады, жылу тасымалдағышта технологиялық процесс ретінде қолданлыда. Параллель және жүйелі энергия қолдану энергетикалық және өндірістік-технологиялық мақсаттарда болады.