Принципиальная схема паросиловой установки

Преобразование энергии органического или ядерного топлива в механическую при помощи водяного пара осуществляется в паровых силовых установках (п. с. у.), которые являются базой современной крупной энергетики. Принципиальная схема простейшей паросиловой установки показана на рис. 8.1.

В паровом котле 1 вода превращается в перегретый пар с параметрами p₁, t₁, i₁, который по паропроводу поступает в турбину 2, где происходит его адиабатное расширение до давления p₂ с совершением технической работы, приводящей во вращательное движение ротор электрического генератора 3. Затем пар поступает в конденсатор 4, который представляет собой трубчатый теплообменник. Внутренняя поверхность трубок конденсатора охлаждается циркулирующей водой.

В конденсаторе при помощи охлаждающей воды от пара отнимается теплота парообразования и пар переходит при постоянных давлении р₂ и температуре t₂ в жидкость, которая с помощью насоса 5 подаётся в паровой котёл 1. В дальнейшем цикл повторяется.

8.2.Цикл Ренкина

В паросиловых установках применяют цикл Ренкина. В цикле Ренкина охлаждение влажного пара в конденсаторе производится до превращения его в воду.

Различают цикл Ренкина с сухим насыщенным паром и с перегретым паром (рис. 8.3). В цикле Ренкина с сухим насыщенным паром сухой насыщенный пар с параметрами p₁, T₁, i₁ поступает из парового котла в турбину (точка 1 на рис. 8.3), где адиабатно расширяется от давления p₁ до давления p₂ (точка 2). После турбины влажный насыщенный пар с параметрами p₂, T₂, i₂ поступает в конденсатор, где полностью конденсируется при постоянных давлении и температуре (точка 3). Питательная вода с помощью насоса сжимается до давления p₁, равного давлению в паровом котле, и подаётся в котёл (точка 4). Параметры воды на входе в котёл – p₁, T₂, i₄. В паровом котле питательная вода смешивается с кипящей водой, нагревается до температуры кипения и испаряется

Ц икл Ренкина состоит из следующих процессов:

4′-1 – процесс парообразования в котле при постоянном давлении;

1-2 – процесс адиабатного расширения пара в турбине;

2-3 – процесс конденсации влажного пара в конденсаторе с отводом теплоты с помощью охлаждающей воды;

3-4 – процесс адиабатного сжатия воды в насосе от давления p₂ до давления p₁;

4-4’ – процесс подвода теплоты к воде при давлении p₁ в паровом котле до соответствующей этому давлению температуры кипения.

Термический к. п. д. цикла

.

41. свойства влажного воздуха H-d диаграмма влажного воздуха

Атмосферный воздух широко используется в технике: в качестве рабочего тела (в воздушных холодильных установках, кондиционерах, теплообменниках и сушильных устройствах) 

Сухим воздухом называется воздух, не содержащий водяных паров. В атмосферном воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.

Влажным воздухом называется смесь сухого воздуха с водяным паром.

В теплотехнике некоторые газообразные тела принято называть паром. Так, например, вода в газообразном состоянии называется водяным паром, аммиак – аммиачным паром.Процесс превращения вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием.Образование пара из одноименной жидкости происходит посредством испарения и кипения. Между данными процессами существует принципиальное различие.Испарение жидкости происходит лишь с открытой поверхности. Отдельные молекулы, имеющие большую скорость, преодолевают притяжение соседних молекул и вылетают в окружающее пространство. Интенсивность испарения возрастает с увеличением температуры жидкости.Сущность кипения состоит в том, что генерация пара происходит в основном в объеме самой жидкости за счет испарения ее внутрь пузырьков пара.Переход вещества из газообразного состояния в жидкое называетсяконденсациейПар какого-либо вещества, находящийся в динамическом равновесии с одноименной жидкостью, называется насыщенным паром.

Различают следующие состояния водяного пара:

влажный пар;

сухой насыщенный пар;

перегретый пар.

Влажный пар – насыщенный пар, содержащий в себе одноименную жидкость в виде взвешенных мелкодисперсных частиц. Сухой насыщенный пар – пар, не содержащий одноименной жидкости и имеющий температуру кипения t_H при данном давлении P_П.Индекс “н” при температуре обозначает насыщение (или кипение). Перегретый пар – пар, температура которого превышает температуру кипения (t_П>t_Н) при данном давлении Р.

Для определенного атмосферного давления строится h-d-диаграмма.  В учебной и технической литературе обычно приводятся или прилагаются диаграммы, построенные для среднего значения атмосферного давления 

42 Схема и принцип работы парокомпрессионной холодильной установки .

П ринцип получения искусственного холода основан на простых физических процессах изменения фазового и термодинамического состояния особых рабочих веществ: испарении, конденсации, расширении и сжатии. Рабочие вещества, используемые в холодильной технике, называют холодильными агентами. Чтобы охладить какую то среду необходимо, чтобы она контактировала с другой средой, имеющей более низкую температуру, отвод теплоты также возможен, если температура кипения другой среды ниже, чем температура охлаждаемой среды, последнее и используется в парокомпрессионных холодильных машинах для отбора теплоты от охлаждаемой среды. Назовем другую среду рабочим веществом, которое при подводе теплоты от охлаждаемой среды, кипит (испаряется), то есть из жидкого состояния переходит в насыщенный пар. Температура кипе- ния зависит от давления рабочего вещества. Можно подобрать такое давление для определенного рабочего вещества, чтобы получить необходимую температуру кипения и охладить среду до требуемой температуры. Чтобы вернуть рабочее вещество из состояния насыщеного пара в жидкое состояние, необходимо осуществить процесс конденсации. Это возможно при контакте рабочего вещества со средой, температура которой ниже, чем температура конденсации. Теплота, выделяемая при конденсации, будет передаваться нагреваемой среде. 

43. Принципиальные схемы водотрубного и газотрубного паровых котлов. В зависимости от конструктивного оформления газотрубные котлы делят на горизонтальные и вертикальные. Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в теплоэнергетике. Газотрубный котел содержит корпус, газоперепускные камеры, дымовую трубу и водяную полость, ограниченную фронтальной и задней стенками и цилиндрической обечайкой, нижняя часть которой имеет поверхность теплообмена в виде топки и дымогарных труб, коаксиально расположенных вокруг топки, сопряженных с фронтальной и задней стенками водяной полости и сообщенных с газоперепускными камерами, которые присоединены соответственно к внешней поверхности фронтальной и задней стенок и дымовой трубе. Газоперепускные камеры присоединены к внешней поверхности фронтальной и задней стенок и дымовой трубе посредством разъемных соединений, а водяная полость снабжена перегородками, установленными между фронтальной и задней стенками протяженностью от верхней до нижней оконечности поверхности теплообмена. Изобретение обеспечивает увеличение долговечности и упрощение эксплуатации и ремонта котла. Котёл водотрубный — паровой или водогрейный котел, у которого поверхность нагрева (экран) состоит из кипятильных трубок, внутри которых движется теплоноситель. Теплообмен происходит посредством нагрева кипятильных трубок горячими продуктами сгорающего топлива. Различают прямоточные и барабанные водотрубные котлы. По конструкции является противоположностью газотрубному котлу (жаротрубному).

44. Топочное устройства для сжигания жидкого, газообразного и мелкодисперсного топлива Топка – один из основных элементов котельного агрегата. В ней происходит процесс горения, при котором химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию продуктов сгорания, передаваемую далее жидкости и пару, находящимся в котле.  В камерных топках сжигается твердое топливо во взвешенном состоянии в виде пыли и дробленых частиц, а также жидкое, распыляемое с помощью форсунок, и газообразное. Камерные топки подразделяются на факельные и вихревые. Камерная топка выполненная обычно в виде прямоугольной призматической камеры состоящей из вертикальных стен, потолочного перекрытия и холодной воронки или пода, выложенных из огнеупорных материалов. На внутренних поверхностях К. т. размещают топочные экраны (изготовляемые из труб диаметром 32—76 мм, в которых циркулирует котловая вода), а также потолочный или настенный радиационный пароперегреватель (в паровых котлах). Топливо вводится в К. т. вместе с воздухом, необходимым для горения, через горелочные устройства, которые размещают на стенах топки, а также по её углам. Топливо сгорает в струе воздуха (в факеле). В таких топках сжигают твёрдое пылевидное топливо, а также газообразное и жидкое топливо. При сжигании пылевидного топлива часть золы уносится дымовыми газами из топки в газоходы котла; остальная часть золы выпадает из факела в виде капель шлака и удаляется из топки либо в твёрдом гранулированном виде, либо в жидком расплавленном виде, стекая с пода топки через летку в шлакоприёмное устройство, заполненное водой.