3. Топливо, сжигаемое под котлами тэц мет. Завода, и особ. Его сжигания.

В качестве топлива на ТЭЦ-ПВС металлургических заводов используют в основном антрацитовый штыб (АШ), доменный, коксовый и природный газы. Твердое топливо поступает на станцию в железнодорожных вагонах, из которых оно выгружается на склад, и через грохот и дробилку направляется в систему пылеприготовления котельного отделения. Газообразное топливо всех видов подводится к котельной тепловой электростанции по трубопроводам раз­дельными потоками. Внутри котельной газообразное топ­ливо трубопроводами разводится по котлам для сжигания в топках.

При использовании твердого. топлива да станции образу­ется значительное количество золы и шлака. Для улавли­вания летящей с дымовыми газами золы после котельных агрегатов устанавливают золоуловители скрубберного, мультициклонного типа или электрофильтры. Шлак и зола, уловленная в золоуловителях, направляются на золоотвалы с помощью гидравлических, пневматических или пневмогидравлических систем шлакозолоудаления.

2. Схема вакуумной установки и основное уравнение вакуумной техники.

1-вакуумная камера

2-рабочий насос

3-патрубок

4-затворка

5-креогенная ловушка

6-провод

7,8-форвакуумный насос (мех-й)

9-вентили

10-провод

11-напускной вентиль

Быстротой откачки объекта или эффективной быстротой откачки насоса называется объём газа, поступающий в единицу времени из откачиваемого объекта в трубопровод через сечение I при давлении p1:

Быстрота действия насоса – это объём газа, удаляемый насосом в единицу времени через входной патрубок (сечение ближе к насосу) при давлении p2:

Отношение эффективной быстроты откачки насоса к быстроте действия называется коэффициентом использования насоса:

Производительностью насоса называется поток газа, проходящий через его входное сечение. Для стационарного потока выполняется условия сплошности:

Установим связь между тремя основными характеристиками вакуумной системы: быстротой действия насоса , эффективной быстротой откачки объекта и проводимостью вакуумной системы между насосом и откачиваемым объектом . Запишем следующие равенства:

,

После несложных преобразований имеем искомую связь:

Это уравнение называется основным уравнением вакуумной техники. Для анализа этого уравнения запишем его немного в другом виде:

Сразу же бросаются в глаза следующие факты:

Е сли , то получаем что ;

Если , то ;

При , имеем .

билет № 15

1.Схема и цикл простейшей газотурбинной установки. От каких факторов зависит ее кпд.

Схема газотурбинной установки представлена на рис.1 Установка состоит из собственно газовой турбины, камеры сгорания, воздушного компрессора, рекуператора (энергетики подобные теплообменники обычно называют регенераторами, а подогрев в нем регенеративным подогревом) топливного насоса и другого оборудования, показанного на схеме. В рекуператоре – регенераторе подогревается воздух за счет теплоты отработанных продуктов горения, что повышает КПД газотурбинной установки.

Рис. 1. Принципиальная схема газотурбинной установки:

1 – компрессор;

2 – рекуператор;

3 – камера сгорания;

4 – газовая турбина;

5 – электрический генератор;

6 – пусковой двигатель;

7 – топливный насос;

8 – фильтр для очистки воздуха.

В газовой турбине срабатывается значительно меньший перепад давления, чем в паровой турбине. В связи с этим в ней меньше ступеней, чем у паровой турбины, меньше мощность. Принцип действия ГТУ со сгоранием топлива при постоянном давлении сводится к следующему. Сжатый в компрессоре воздух, очищенный в фильтре от пыли и забираемый из атмосферы, вводится в камеру горения, куда одновременно подается жидкое (или газообразное) топливо. В камере сгорания воздух разделяется на два потока. Один поток воздуха почти в стехиометрическом соотношении с топливом поступает внутрь жаровой трубы, второй поток воздуха обтекает трубу снаружи и смешивается с продуктами сгорания на выходе из нее, разбавляя их и понижая температуру. Образовавшийся после горения и смешения с вторичным воздухом газ поступает на лопатки турбины, где расширяясь совершает работу. Развиваемая газовой турбиной мощность частично расходуется на привод компрессора и топливного насоса. Запуск ГТУ происходит пусковым двигателем. Топливо в камере сгорания зажигается электрической свечой одновременно с пуском установки.

Стационарные ГТУ классифицируются по ряду показателей: по назначению (энергетические, приводные, утилизационные, технологические, атомные в которых используется реактор с газовым охлаждением), по степени сложности (с простым циклом, со сложным циклом – включает промежуточные охлаждения воздуха при сжатии и промежуточный подвод теплоты при расширении рабочего тела, с регенеративным циклом нагрева рабочего тела за счет теплоты выхлопных газов), по степени изоляции рабочего тела от окружающей среды (открытого цикла, замкнутого цикла), по принципу действия (со сгоранием при постоянном давлении, постоянном объеме). В стационарной энергетике получили распространение газовые турбины со сгоранием при p = const.

Анализ цикла простой ГТУ без регенерации, включающей в себя в качестве основных элементов компрессор, камеру сгорания и газовую турбину, показал нерегулярный ход зависимости КПД установки  в зависимости от степени повышения давления в компрессоре. При КПД камеры сгорания 0,97, внутреннем относительном КПД турбокомпрессора 0,88, турбины 0,87, температуре воздуха перед компрессором Т_а = 288 К изменение КПД установки  = (l_т – l_к) /q₁ (отношения разности работы расширения 1 кг газа в турбине и работы, затраченной на сжатие 1 кг воздуха в компрессоре, к удельной подведенной энергии топлива) в зависимости от степени повышения давления воздуха , степени повышения температуры газа  = Т₁/Т_а и температуры газа перед турбиной Т₁ представлены на рис. 27.

Видно, что существует оптимальное , при котором КПД установки имеет максимальное значение. С увеличением  увеличивается _опт вместе с ростом максимума КПД ГТУ. Однако, даже при Т₁ = 1273 К величина _макс =0,34, т.е. ниже чем КПД паротурбинной установки.

Важнейшим способом повышения КПД ГТУ является использование теплоты отработанных в турбине газов для подогрева воздуха, идущего на горение (рис. 26). Эффективность регенерации оценивают степенью регенерации , определяемой отношением количества теплоты, переданной воздуху, к предельно возможному количеству теплоты. Для большинства современных ГТУ  = 0,6 – 0,8. КПД установки с регенерацией снижается медленнее при снижении нагрузки, чем в случае работы без регенерации. С введением регенерации оптимальная степень повышения давления воздуха уменьшается. Регенерация позволяет повысить КПД ГТУ, например, для  = 4 и  = 0,8 с 0,3 до 0,38 Отмечается, что эффективность регенерации существенно зависит от гидравлического сопротивления системы. При значительном сопротивлении эффект от применения регенерации может быть сведен к нулю.

В отличие от паротурбинной установки, для которой коэффициент полезной работы близок к единице, полезная мощность ГТУ по сравнению с мощность развиваемой самой турбиной составляет всего 0,3 – 0,4. Влияние различных факторов на эффективность ГТУ, помимо регенеративного подогрева воздуха, сводится к следующему: увеличение относительной температуры  приводит к росту КПД, причем относительно большее влияниеоказывает снижение температуры наружного воздуха, чем повышение температуры газов перед турбиной; в цикле без регенерации КПД турбины и компрессора влияют существеннее на эффективность работы установки, чем в цикле с регенерацией; потери давления в газовом и воздушном тракте заметно снижают КПД установки; утечки в уплотнениях влияют больше на эффективность газотурбинной установки, чем на эффективность паровой турбины; промежуточное охлаждение сжимаемого воздуха, как и промежуточный подвод теплоты для подогрева газа, увеличивают КПД установки, но при этом усложняется схема ГТУ и повышаются капитальные затраты. Реально перечисленные мероприятия по повышению эффективности ГТУ позволяют поднять ее КПД до 0,35 – 0,42, что лишь незначительно выше электрического КПД паротурбинных установок. Существенное же повышение эффективности преобразования топливной энергии в электрическую в настоящее время удается лишь при использовании комплексных парогазовых установок ПГУ. Применение ПГУ (с высоконапорными или низконапорными топками, с подогревом питательной воды теплотой отходящих газов и др.) реально позволяет увеличить тепловую эффективность комплексной системы до 0,44 – 0,46.

2 .Вакуумные насосы и характеризующие их параметры. Кривая откачки вакуумной системы.

НАСОСЫ И АГРЕГАТЫ ВАКУУМНЫЕ Вакуумные насосы предназначены для откачки воздуха, газов и парогазовых смесей. Эти насосы иначе называют "откачным оборудованием". Вакуумные насосы имеют значительные отличия от насосов для жидкости в принципе работы и характеризуются другими параметрами. Исходя из главного назначения насоса, как откачного оборудования, используются два важнейших потребительских параметра: быстрота действия (производительность) и предельное остаточное давление (величина получаемого вакуума). Быстрота действия S измеряется в литрах в секунду. Эта величина характеризует количество откачиваемой среды в единицу времени и по существу представляет собой производительность вакуумного насоса. Для водокольцевых насосов производительность обозначается Q и измеряется в кубометрах в минуту. Второй важнейший показатель вакуумного насоса - величина вакуума, создаваемого насосом. Вакуум характеризуется величиной остаточного давления в вакуумированной ёмкости (минимальной величиной давления на всасывании насоса Рвmin), выражающейся в Па, кПа, мм.рт.ст. или в процентах от атмосферного давления. Специфической особенностью вакуумных насосов является зависимость быстроты действия насоса от величины давления на всасывании, которая и является основной характеристикой этой группы насосов. Если насос для жидкости в наибольшей степени характеризует напорная характеристика Q=f(H), то вакуумный насос характеризуется откачной характеристикой S=f(Pв). По оси ординат откладывается быстрота действия (S) или производительность (Q), а по оси абсцисс давление на всасывании (Рв). Эта характеристика наглядно показывает влияние давления на всасывании (Рв) на величину производительности (быстроту действия), а также показывает минимальное значение давления (Рв min) и, соответственно, максимальный вакуум, при котором производительность насоса равна нулю. При инженерных расчётах принимается: 1кГс/кв.см = 760 мм.рт.ст.= 0,1МПа. Вакуумные насосы традиционно делятся на вакуумные, создающие предельное остаточное давление от 1*10 -3 мм.рт.ст., высоковакуумные, создающие предельное остаточное давление от 5*10 -5 до 5*10 -7 мм. рт. ст. и вакуумные водокольцевые. Анализ конструкций вакуумных насосов показывает, что почти все вакуумные насосы работают по принципу вытеснения, аналогично объёмным насосам (за исключением паромасляных и пароэжекторных насосов, в которых используется принцип эжекции). Величина полученного вакуума зависит от герметичности рабочего пространства, создаваемого рабочими органами насоса (золотниками, пластинами, колесами совместно с жидкостью). Насос в конечном счете должен обеспечить два важнейших условия: понизить давление в замкнутом пространстве до определённой величины Рвmin путём забора газовой среды из замкнутого пространства (объёма) и осуществить это за определённое время. Если объём забора газовой среды насос обеспечивает, но при этом не достигается понижение давления до заданной величины, то применяется форвакуумный насос, дополнительно понижающий давление газовой среды. Эта схема аналогична последовательному соединению насосов. Если насос обеспечивает заданную величину понижения давления, но не обеспечивает скорости забора, то подключают другой насос. Эта схема аналогична параллельному соединению насосов. Из вышеизложенного следуют основные принципы замены вакуумных насосов: заменяющий насос или комбинация насосов должны соответствовать заменяемому насосу по быстроте действия (производительности) при одинаковых условиях на всасывании; заменяющий насос или комбинация насосов должны обеспечить необходимую величину вакуума. В качестве дополнительных требований к заменам насосов в ряде случаев являются: стойкость материалов в агрессивной и токсичной газовой среде, недопустимость смешивания этой среды с жидкостью или балластным газом и др. В совокупности с гидравлическими насосами чаще всего работают вакуумные водокольцевые насосы, в качестве вспомогательных, обеспечивающих вакуум на всасывании крупных центробежных насосов. Эта система позволяет обеспечить на насосных станциях работу в "самовсасывающем режиме", а также экономить на капиталовложениях за счёт меньшей заглублённости насосов и насосных станций. Если нет специальных требований по времени запуска центробежного насоса, то заменяющий насос может медленнее, чем заменяемый насос, обеспечить заданную величину вакуума на всасывающей магистрали центробежного насоса, что, как правило, бывает допустимо. В тех случаях, когда откачиваемый газ является токсичным, применение серийного водокольцевого насоса по обычной схеме недопустимо, т.к. балластная жидкость может соединяться с токсичным газом.

билет № 16