Дәріс №19. Бу турбиналары, циклдың пәк-ін арттыру тәсілдері.
Қазіргі электростанция — өте күрделі әрі көптеген қондырғылардан (жылу, күш, электрлі, электронды, т.б.), құрылыс ғимараттарынан тұратын кешенді кәсіпорын. ЖЭС негізгі қондырғыларына қазандық және бу-турбинасы жатады.
Қазандық белгілі қысымдағы бу немесе қысымды су ысытуға арналған. Парогенераторда ысытылған бу турбинаға жіберіліп, жылу энергиясы механикалық энергияға айналып, турбина валын айналдырады. Вал электр генераторымен байланысқан, мұнда механикалық энергия электр энергиясына айналады. Қорытылған бу турбинадан конденсаторға барып, суытылады, конденсат пайда болады. Конденсат насос арқылы деаэратор айдалады. Шығындалған бу мен су толықтырылады. Деаэратордан насос арқылы конденсат парогенератор барады да, қайта ысытылады.
Бу өндірісінің технологиялық схемасы
Аса ысып кеткен бу өндірісі келесі процестерден түзіледі:
қоректік судың температурасы қанығу температурасына жеткізіледі;
бу пайда болуы (арнайы буландырғыштарды жүреді);
пайда болған буды керекті температураға жеткізеді (бу жылытқыш қондырғыда).
Ысытатын құбырлар қабырғасы арнайы металдан жасалған, пішіні П-тәрізді. Онда 3 газ жүргізгіш бар. Біріншісінде газ өткен сәтте жанады, екіншісіне 1100 - 1200°С температуралы жанған материал өнімі барады, содан соң үшіншісіне - конвективті шахтаға барады (мұнда газ 800-900 ос температурасынан 120-160 ОС дейін төмендейді).
Бу генератор классификациясы
Қазандықтар қондырғылары, жанатын отыны бойынша бөлінеді. Жанатын отыны бойынша газды, сұйық, қатты отынды болады.
Газды-ауалы пеш астындағы ауа сорғышы (поддув) бойынша табиғи және тұрақталған, үрлемелі қазандықтар болады. Табиғи ауа сорғышына ауа қысым айрмашылығына байланысты сорылады (атмосфералық ауа мен түтін мұржасындағы газ қысымдар). Егер ауа үрленіп берілсе, ол жасанды, яғни үрлемелі қазандық болады.
Бу-су жүретін жолы бойынша барабанды (сурет 1, а) және тікағынды (сурет. 1, б) қазандықтар бар. Барлық қазандықтар түрлерінде су мен бу экономайзер 1 және ысытқыштан бір неше рет өтеді. Барабанды қазандықтар су-бу қоспасы буландырғыштан 5 көп рет айналып отырады.
Сурет 1. Қазандықтың бу-су жүретін жол схемасы
а – барабанды еркін айналмалы; б - барабанды еріксіз айналмалы; в - тікағынды; г – тікағынды, еріксіз айналмалы
Бу генераторының балансы
Қазандықта отынның тиімді жағылуы екі факторға байланысты:
отынның толығымен жануы;
жанған өнімдердің суыну деңгейі.
Жанған отынның көпшілік жылуы энергия тасымалдауышқа беріледі, яғни су қайнау температурасына жетіп, буланып, бу қатты ысиды. Қалған жылу, шамамен 8—12%, ыстық бу алуға жұмсалмайды. Бу генераторының балансы пайдалы жылу мен жылу шығындарынан құралады. Тұрақталған режим жұмысында, бу генераторының жылу балансы келесі теңдеумен анықталады:
Qp = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (1)
Мұнда: Qp — 1 кг қатты, сұйық отыннан немесе 1 м3 құрғақ газды отыннан алынатын жылу, ккал\кг или ккал\м3; Q1 – пайдамен жанған отын, ккал\кг; Q2 – шыққын газдармен пайдасыз кеткен жылу, ккал\кг; Q3 – химиялық толығымен жанбаған отынның жоғалған жылуы, ккал\кг; Q4 – механикалық толығымен жанбаған отынның жоғалған жылуы, ккал\кг; Q5 – қазандық қондырғысының сыртқы суытуынан кеткен жылу, ккал\кг; Q6 — шлакпен кеткен физикалық жылу, ккал\кг.
Егер 1 теңдеудегі барлық мүшелерін жанатын отынның күтілген жылу мөлшеріне Qp бөліп, 100 көбейтсе, ал мүшелерін q арқылы индекспен белгілесек, пайызбен есептелген жылу балансы теңдеуін аламыз:
q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = 100% (2)
Пайдалы қолданған жылу мен күтілген жылу қатынастарын қондырғының пайдалы әсерлі коэффициенті (п.ә.к.) деп атайды.
(3)
П.ә.к. күтілген жылу қаншалықты толығымен тиімді пайдаланатынын көрсетеді. Казіргі қазандық қондырғыларының п.ә.к. шамамен 88—92% құрайды. Ал төмен қуатты қазандықтарды ол төмендеу болады. П.ә.к. қазандық қондырғыларының өзіне жұмсалатын жылуды (насосқа, вентиляторларға, түтін сорғышқа, қатты отын ұсақтауға, үрлеуге т.б.) есепке алмайды. Сондықтан оны қазандық қондырғысының брутто п.ә.к. деп атайды. Ал барлық жылуларды есепке алған жағдайда, нетто п.ә.к. деп айтады.
Дәріс №20.