и большой высоты. В нижнюю часть их тангенциально вводятся запы ленные газы, в результате чего они закручиваются и частицы взвешен ной в них золы отбрасываются к стенкам, где они улавливаются водя ной пленкой, создаваемой расположенной в верхней части цилиндров оросительной системой. Такие золоуловители устанавливают к котель ным агрегатам как малой, так и большой парспроизводительности. Со противление их невелико. Степень очистки доходит до 85—90%•
Электрические фильтры устанавливают к котельным агрегатам средней и большой паропроизводительности. Работа электрофильтров основана на том, что в проходящих через них запыленных газах части
цы золы заряжаются от стержневых излучающих электродов положи тельными электрическими зарядами, вследствие чего эти частицы
притягиваются к осадительным пластинчатым электродам, заряженным отрицательными зарядами. Электрофильтры при работе на газах, запы ленных мелкодисперсными частицами, характеризуются высокой сте
пенью |
очистки, составляющей 90—95%. Скорость движения газов |
в них |
не превышает 2—3 м/сек, а аэродинамическое сопротивление со |
ставляет 150—200 н/м2.
На крупных установках, где требуется тщательная очистка дымо вых газов от золы, устанавливают комбинированные золоуловители, со стоящие из батарейного циклона, в котором происходит грубая очистка,
и электрофильтра.
Удаление из котельной уловленной летучей золы осуществляют разными способами. В небольших котельных летучую золу после сма чивания водой во избежание пыления при спуске и транспортировании ссыпают в самосвалы и отвозят в отвал. Удаление шлака в таких ко тельных при слоевом сжигании топлива чаще всего осуществляют скре перами. В крупных котельных для удаления летучей золы и шлака обычно применяют общую гидравлическую систему шлакозолоудаления. Наиболее распространенной является система с багерными насосами, служащим и для перекачки водозоловой пульпы, поступающей к ним по желобам в полу котельной, на золоотвал. Во избежание оседания частиц шлака и золы на дно желобов по их длине устанавливают побудитель ные сопла. Кроме гидравлических, применяют также системы пневма тического шлакозолоудаления, в которых транспортирующим агентом
является не вода, а воздух.
ПИТАТЕЛЬНЫ УСТРОЙСТВА
Питательные устройства являются одним из самых ответственных элементов котельной. Ввиду незначительности запаса воды в современ ном котельном агрегате прекращение питания его водой даже в течение очень короткого времени (нескольких минут) может привести к тому, что вся находящаяся в котле вода полностью испарится и начнется гро зящий катастрофой разогрев металла поверхностей нагрева.
В качестве питательных устройств применяют высоконапорные во дяные насосы, способные подавать воду температурой до 100—150° С. Давление, развиваемое питательным насосом, выбирают с превышени ем на 40—50% по отношению к давлению пара в котле с тем, чтобы на сос мог преодолеть внутреннее давление пара в котле, и все сопротив
ления на пути от него до котла.
Наиболее распространены центробежные многоступенчатые пита тельные насосы с электрическим приводом производительностью от 5 до 500—700 м3/ч и более и на давление от 1,2 до 30 Мн/м2 и выше.
Для питания котельных агрегатов средней и большой паропроизво дительности применяют и центробежные насосы с паротурбинным при
водом. Их выпускают производительностью от 30 до 300 м*/ч и больше
и на давление от2,5 до30 Мн/м2.
Для питания котельных агрегатов паропроизводительностью до 10т/ч при давлении до 2,36 Мн/м2 применяют паровые поршневые на
сосы.
Со стороны всасывания питательные насосы присоединяют к бакам
питательной воды, а напорные патрубки насосов присоединяют к пита тельным магистралям. Насосы размещают обязательно ниже баков пи тательной воды с тем, чтобы они всегда находились под заливом и что бы поэтому была абсолютно исключена возможность разрыва потока жидкости при входе в насос в результате ее вскипания и образования
паровых пузырен.
Количество и производительность питательных насосов, подлежа щих установке в котельных, определяются Правилами устройства и бе зопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов Госгортехнад
зора СССР.
В котельных электрических станций устанавливают питательные насосы с электрическим приводом, количество и производительность которых выбирают из расчета, чтобы в случае остановки любого из на сосов оставшиеся насосы обеспечили работу всех рабочих котлов (без резервного) при номинальной их производительности с учетом расхода воды на продувку и других потерь. На электростанциях, не связанных параллельной работой с другими постоянно работающими электростан циями, а также на электростанциях, где установлены котлы со слоевым сжиганием твердого топлива, кроме электронасосов, должны быть уста новлены резервные питательные насосы с па'ровым приводом.
При установке прямоточных котлов каждый из них должен иметь самостоятельное питательное устройство с электрическим или паровым приводом, независимое от питательных устройств котлов других конст рукций.
Для питания паровых котлов в промышленных котельных должно быть установлено не менее двух приводимых в действие независимо друг от друга питательных насосов. Суммарная подача насосов с элект рическим приводом должна быть не менее 110%, а с паровым приво дом— не менее 50% от номинальной паропроизводительности всех ра ботающих котлов. Допускается установка всех питательных насосов только с паровым приводом, а при наличии двух или более источников^ питания электроэнергией— только с электрическим приводом.
Характеристики всех питательных насосов, присоединяемых к об щей магистрали, должны допускать параллельную работу их.
ВОДОПОДГОТОВИТЕЛЬНЫ УСТАНОВКИ
В качестве питательной воды котлов используются конденсат, воз вращающийся из конденсаторов турбин, теплообменников и технологи ческих аппаратов, и добавочная вода.
Конденсат при плотных конденсаторах, теплообменниках и техноло гических аппаратах содержит исчезающе малое количество минераль ных примесей и поэтому не требует специальной обработки до подачи его в котел. Однако в связц с его потерями, составляющими на конден сационных электростанциях 2—3%, а на ТЭЦ и в промышленных ко тельных доходящими до 40—60%, в пароводяной цикл приходится вво
дить добавочную сырую воду.
В природной (сырой) воде, используемой в качестве добавочной для питания котлов, всегда содержатся взвешенные и растворенные твердые вещества и растворенные газы.
Основными показателями, характеризующими качество всякой во ды, служат: общее солесодержание, жесткость, щелочность, содержание кремниевой кислоты и содержание коррозионноактивных газов.
Общее солесодержание соответствует общему количеству мине ральных веществ, растворенных в данной воде. Оно подсчитывается по ионному составу и определяется общей концентрацией солей в воде, вы раженной в мг/кг.
Жесткость воды характеризует содержание в ней солей кальция и магния, обусловливающих накипеобразующие свойства воды. Разли чают жесткость общую, временную (карбонатную) и постоянную (не карбонатную). Временная жесткость характеризует содержание в воде бикарбонатов кальция и магния; постоянная жесткость—суммарное содержание сернокислых, хлористых, азотнокислых, кремнекислых, фос форнокислых и некоторых других солей кальция и магния. Общая жест кость представляет собой сумму временной и постоянной жесткости. Жесткость выражается через концентрацию в воде соответствующих
ионов растворенных веществ, выраженных в эквивалентных единицах, т. е. в мг-экв/кг.
Щелочность воды характеризует содержание в ней щелочных сое динений: гидратов, карбонатов, бикарбонатов, фосфатов окиси натрия, кальция и магния, а также некоторых других. Величина щелочности во ды равна суммарной концентрации в ней гидроксильных, карбонатных, бикарбонатных, фосфатных и других анионов слабых кислот, выражен ной в эквивалентных единицах, т. е. также в мг-экв/кг.
Кремнесодержание характеризует общую концентрацию в воде раз
личных соединений кремния, условно пересчитанную на $Ю2 или $Юз~ и выраженную в мг/кг.
Содержание коррозионноактивных газов в воде характеризует со
держание в воде кислорода и углекислого газа, выраженное в мг/кг. Содержащиеся в сырой воде взвешенные и растворенные твердые
вещества, а также растворенные коррозионноактивные газы делают ее непригодной для подачи в котлы, так как при наличии в воде твердых минеральных примесей котел быстро зарастает накипью и- забивается шламом, а растворенные в воде коррозионноактивные газы вызывают
коррозию металла котла.
Поэтому перед введением в цикл электростанции или котельной до бавочной сырой воды ее необходимо освободить от вредных твердых и газообразных растворенных в ней примесей.
Обычно добавочную воду очищают от грубодисперсных и коллои дальных примесей и накипеобразующих солей, а также освобождают от растворенного воздуха. Грубодисперсные примеси удаляют из воды либо ее отстаиванием в отстойных резервуарах, либо фильтрацией в кварцевых фильтрах. Во многих случаях процессы отстаивания и филь трации воды осуществляют последовательно, сначала отделяя основ ную массу грубодисперсной примеси в отстойниках, а затем проводя более глубокое осветление воды в фильтрах.
Для удаления коллоидальных примесей воду подвергают коагуля ции, т. е. обработке сернокислым алюминием (коагулянтом), в резуль тате чего коллоидальные примеси превращаются в грубодисперсные, отделяемые затем от воды отстаиванием либо фильтрацией.
Удаление из воды накипеобразующих и иных солей, т. е. ее умяг чение, в настоящее время чаще всего осуществляют методом ионного обмена. При этом способе воду, подлежащую умягчению, пропускают через слои особых зернистых материалов—ионитов, которые поглоща ют из воды ионы веществ, могущих принести вред при попадании с пи
тательной водой в котлы, и отдают взамен воде в эквивалентных коли чествах ноны веществ, не. нарушающих нормальный водный режим котлов. Комбинируя те или иные иониты, можно, в конечном счете,'по лучить добавочную воду, удовлетворяющую тем или иным требованиям.
В котельных низкого и среднего давления умягчение добавочной воды осуществляют способом катионного обмена в катиоиитовых филь трах. В этих фильтрах, заполненных катионитовыми веществами (глау конитом или сульфоуглем, т. е. раздробленным антрацитом, обработан ным сначала серной кислотой, а затем поваренной солью), протекает
реакция замещения содержащихся в воде катионов кальция и магния катионами натрия (Ыа-катионирование) или водорода (Н-катионирова-
ние). В более сложных случаях применяют комбинированное Н—Ыа-ка- тионированне. В результате рассмотренной реакции растворимые в воде соли переводятся в нерастворимые, выпадающие в барабане котла и вы водимые из него продувкой с удалением части котловой воды. Кроме того, в небольших котельных установках низкого давления применяют ЫН4-катиснирование, при котором умягчение воды осуществляют пу тем обмена иона солей жесткости с аммонием.
Полное химическое обессоливание, а также обескремнивание доба вочной воды осуществляют в котельных высокого и сверхкрнтического давления, где к качеству питательной воды предъявляют особенно вы сокие требования.
Обессоливать воду можно путем ее испарения в особых испарите лях, обогреваемых отборным паром турбин, с последующим получени ем дистиллята конденсацией испаренной воды. Однако более удобным
в эксплуатации является обессоливание воды химическим путем в анионитовых и катиоиитовых фильтрах.
Анионит представляет собой твердый, нерастворимый в воде мате риал, способный вступать в реакцию ионного обмена с кислотами. Раз личают низкоосновные аниониты, вступающие в реакцию с сильными кислотами, и высокоосновные катиониты, вступающие в реакцию с кремниевой кислотой. Образующиеся в результате этих реакций соот ветственно С02 и Н20 остаются в обессоливаемой воде, а остальные сое динения остаются в фильтрующем материале. По мере работы фильтры теряют исходную обменную способность и для ее восстановления их ре генерируют, промывая соответствующими растворами.
Освобождение воды от растворенных в ней коррозионноактивных газов осуществляют в деаэраторах различных типов.
Деаэрации подвергается вся подаваемая в котлы вода, так как кон денсат при обращении в цикле постепенно насыщается воздухом. Суще ствует несколько способов деаэрации воды: термический, химический, десорбционный и др., но подавляющее распространение получил терми ческий способ. Он основан на том, что способность воды растворять в себе газы падает по мере повышения ее температуры и совершенно исчезает при достижении температуры кипения, когда растворенные, в ней газы полностью из нее выделяются. Термическую деаэрацию осу ществляют в термических деаэраторах. Вода подается под крышку деаэраторной колонки (Г5 на рис. 19-1), где она разливается по осо бым дырчатым тарелкам и тонкими струйками стекает в бак деаэрато ра (Д1 на рис. 19-1). На своем пути струйки, воды встречают восходя щий поток пара низкого давления, поступающий из паропровода собст венных нужд котельной или из отбора турбины (на электрических станциях) через редуктор (Гб на рис. 19-1). Струйки стекающей воды нагреваются до температуры кипения, вследствие чего содержащийся в них воздух и другие газы выделяются и уходят с некоторым неболь
шим количеством несконденсировавшегося пара наружу через особую выпарную задвижку. Отбор воды на. питательные насосы производится из нижней части деаэратора.
ПОДДЕРЖАНИЕ ВОДНОГОРЕЖИМА ПАРОВЫХ КОТЛОВ
Даже при самой тщательной обработке добавочной воды удалить из нее все растворенные минеральные вещества не представляется воз можным. Попадая в котел, эти остаточные примеси постепенно накап ливаются в котловой воде, так как в процессе испарения воды они поч ти не переходят в пар. В связи с этим для соединений, характеризуемых
низкой растворимостью (сульфат-—карбонат кальция, гидроксил маг ния), наступает состояние насыщения, при котором избыточные количе ства вещества, содержащиеся в воде, выпадают, из раствора обычно в виде кристаллов. Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхности нагрева, а также взвешенные коллоидальные частицы, на ходящиеся в котловой воде. Вещества, которые кристаллизуются не посредственно на поверхностях нагрева в -виде плотных отложений, об разуют накипь. Вещества, кристаллизующиеся в объеме котловой во ды, образуют взвешенные частицы, называемые шламом.
Наиболее распространены кальциевые и магниевые накипи. Коэффи циент теплопроводности накипи, как правило, низок и составляет около 0,1—2,0 вт1(м2'град). Поэтому даже тонкий слой накипи приводит к резкому повышению температуры металла поверхностей нагрева, осо бенно высокотемпературных (экраны, фестоны, первые ряды кипятиль ных труб конвективного пучка), что может постепенно привести к раз рушению труб.
В связи с этим эксплуатацию барабанного котла следует вести так, чтобы концентрация накипёобразующих солей в котловой воде была ниже критической концентрации,,при которой начинается их выпадение из раствора. Для этого прибегают к продувке, котла, т. е. к спуску из него некоторого количества котловой воды, чтобы вместе с этой водой удалить из котла то количество солей, которое поступает в него вместе с питательной водой. Так как солесодержание котловой воды во много раз выше солесодержания питательной воды, то поддержание допусти мой концентрации солей в котловой воде достигается путем продувки
всего-лишь 2—3% поданной в котел воды.
Продувки котла по времени действия могут быть периодические и непрерывные. Периодические продувки проводят из нижних бараба нов и коллекторов котлов, непрерывную продувку осуществляют из ба рабана котла (при двухбарабанных котлах—из верхнего). Вода непре рывной продувки подается в расширитель (Е/, рис. 19-1), в котором ее давление падает до атмосферного. Образовавшийся пар поступает в де аэратор, где его тепло используется, а оставшаяся в расширителе вода по пути в сливной колодец часто пропускается через теплообменник, где
используется еще часть ее тепла. Так как полностью избежать накипеобразования только улучшением качества питательной воды не удает
ся, в котловую воду вводят соли фосфорной кислоты (фосфатированйе), благодаря чему соли кальция и магния выделяются не в форме накипи, а в виде подвижного шлама, удаляемого Из котла продувкой. Посколь ку прямоточные котлы не могут работать с продувкой, их питают кон денсатом от паровых турбин/ а потери пара и конденсата возмещают дистиллированной водой, получаемой в испарителях, или химически обессоленной водой. Удаление из прямоточного котла осевших солей
осуществляют в период остановки его на ремонт водной или кислотной промывкой его.
ТРУБОПРОВОДЫИ АРМАТУРА, КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫ ПРИБОРЫ
И СИСТЕМЫАВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК
Трубопроводы котельной предназначаются для подачи, распреде ления и отвода теплоносителя. Система трубопроводов соединяет между собой все теплотехническое оборудование котельной: котельные агре гаты и их элементы, насосы, баки, вспомогательные теплообменные ап параты и пр. Трубопроводы состоят из системы труб, по которым дви жется теплоноситель, и арматуры, которая имеет назначение открывать, закрывать, регулировать и направлять это движение, а также обеспе чивать нормальные условия работы трубопровода и соединяемого обо рудования.
Различают трубопроводы для подачи, распределения и отвода во ды —водопроводы и трубопроводы для подачи, распределения и отвода насыщенного и перегретого пара—паропроводы. Кроме того, в котельной могут быть мазут о- и газопроводы, обеспечи вающие доставку и распределение жидкого и газообразного топлива.
В соответствии с назначением различают главные и вспомогатель ные трубопроводы.
Главными водопроводами котельной являются питательные линии, соединяющие нагнетательную сторону питательных насосов с котель ными агрегатами и ^предназначенные для подачи питательной воды из питательных насосов в котельные агрегаты, а также всасывающие ли нии, соединяющие всасывающую сторону питательных насосов с пи тательными баками и предназначенные для подачи питательной воды из питательных баков в питательные насосы.
Главными паропроводами являются паропроводы, соединяющие котлы с распределительным коллектором, к которому присоединяют паропроводы, снабжающие паром различных потребителей, а также паропроводы, идущие к паровым питательным насосам и теплофикаци онным пароводоподогревателям, установленным в котельной.
Квспомогательным трубопроводам относят продувочные, сливные
идренажные водопроводы, обдувочные, форсуночные и выхлопные па
ропроводы, а также другие служебные водо- и паропроводы.
Арматуру в соответствии с назначением разделяют на запорную, регулирующую и предохранительную.
Запорная арматура предназначена для полного перекрытия тру бопроводов и для полного отсоединения неработающего оборудования. К такой арматуре относят вентили, задвижки и краны. Задвижки более распространены* чем вентили, так как они имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление. Однако задвижки не обеспечивают той плотности закрытия, которую создает вентиль. Поэтому в особо ответ ственных точках предпочитают устанавливать вентили.
Регулирующая арматура служит для ручного или автоматического изменения количества подаваемого теплоносителя. Имеется довольно много конструкций регулирующей арматуры, но все они отличаются той особенностью, что в закрытом состоянии не обеспечивают полной плот ности. Поэтому регулирующую арматуру устанавливают в сочетании
сзапорной.
Кпредохранительной арматуре относят обратные и предохрани тельные клапаны. Обратные клапаны устанавливают перед котлами (или перед водяными экономайзерами) для того, чтобы предотвратить обратный ток воды из котла в питательную линию в случае останова
питательного насоса, а также на нагнетательной стороне центробежных питательных насосов для предотвращения обратного тока питательной
воды из питательной линии в питательные баки в том же случае ава рийного останова насоса.
Предохранительные клапаны имеют назначение устранять опас ность разрушения сосудов, работающих под внутренним давлением, при недопустимом его повышении. В этом случае предохранительный кла пан под действием повысившегося давления открывается и соединяет внутреннее пространство сосуда с окружающей атмосферой, вследствие чего давление в сосуде начинает снижаться. Когда оно достигает дав ления, на которое отрегулирован предохранительный клапан, послед ний закрывается, разобщая внутренность сосуда и атмосферу, а в сосуде устанавливается нормальное давление.
Согласно правилам Госгортехнадзора каждый паровой котел про изводительностью более 100 кг/ч снабжают не менее чем двумя неза висимыми предохранительными клапанами, сообщающимися с его па ровым пространством.
Предохранительные клапаны выполняют трех типов: рычажные, пружинные и импульсные. На стационарных паровых котлах устанав ливают рычажные и импульсные предохранительные клапаны, причем
на котлах давлением выше 3,92 Мн/м2 предохранительные клапаны должны быть только импульсными.
Под гарнитурой котельных установок понимают различного рода дверки, гляделки, лазы, которые размещают для различных целей в обмуровке кртельного агрегата.
Контрольно-измерительные приборы котельной установки предназ начаются для определения и показания текущих значений параметров ее работы. Это необходимо для того, чтобы можно было проверять, со блюдается ли оптимальный эксплуатационный режим работы, а также для наладки этого режима в тех случаях, когда установка работает
с отклонениями от него.
Различают три типа контрольно-измерительных приборов: показы вающие, регистрирующие и суммирующие (интегрирующие). Показы вающие приборы предназначаются только для фиксации значения па
раметра в каждый данный момент; стрелка прибора (или другой ука затель), передвигаясь вдоль шкалы, показывает значение параметра
в тот момент, когда.человек смотрит на прибор. Типичными показыва ющими приборами являются манометр и ртутный термометр. Регист рирующие приборы записывают на движущейся бумажной ленте или вращающемся бумажном диске значения соответствующего параметра в зависимости от времени. Суммирующие приборы (интеграторы) сум мируют количество проходящего через них вещества или энергии. Ти пичными суммирующими приборами являются газовый счетчик и счет
чик электрической энергии.
Часто приборы выполняют комбинированными: показывающими и регистрирующими или показывающими и суммирующими или, нако нец, показывающими, регистрирующими и суммирующими.
Для удобства наблюдения за показаниями приборов, а также для удобства ухода за ними приборы котельной установки выносят на теп ловой щит, устанавливаемый перед фронтом котельной установки или на центральном пункте.
Обычно устанавливают следующие приборы:
а) манометры для измерения давления: пара и питательной воды; б) термометры или термопары для измерения температуры пита
тельной воды, перегретого пара, дымовых газов, а также воздуха; в) тягомеры для измерения разрежений и давлений по газовому
и воздушному трактам агрегата;
г) автоматические газоанализаторы для определениясодержания
СОо и 02 в дымовых газах; д) расходомеры для измерения количества питательной воды,
даваемой в котел, и количества производимого в нем пара. Назначение автоматического регулирования работы основных
и вспомогательных установок котельной заключается в автоматическом воссоздании в условиях непрерывно изменяющейся нагрузки нормаль ного, наиболее экономичного и надежного режима работы установки.
Существует ряд систем автоматического регулирования, основан ных на разных принципах: электромеханическая, гидравлическая, пнев матическая, электронная и др. Каждая из этих систем имеет свои до стоинства и недостатки и свою область применения в энергетике.
Наибольший экономический и технический эффект дает автомати ческое регулирование работы котельного агрегата, которое может при вести к повышению его к. п.д. на 2—2,5% и соответствующему уменьше нию расхода топлива. Наряду с этим соответствующий технико-эконо мический эффект дает автоматическое регулирование работы всех вспо могательных установок котельной, как-то: водоподготовительных уста-, новок, деаэраторов, питательных и других насосов, водоподогреватель ных установок и др.
Основой нормальной работы котельной установки является непре рывное точное поддержание при различных нагрузках оптимальных зна
чений давления и температуры перегретого пара, а также параметров процесса горения, чем и определяются задачи автоматизации работы, этой установки.
Автоматизация работы водоподготовительных установок пресле дует цели автоматического регулирования производительности установ ки, а также автоматического выполнения необходимых переключений при переходе от одной операции к другой в процессе регенерации.
Автоматизация работы деаэратора сводится к поддержанию в нем заданного давления независимо от его тепловой и гидравлической на грузки, а также уровня воды в баке.
В установках подогрева сетевой воды автоматизация служит для регулирования температуры сетевой воды, подаваемой в тепловую сеть.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.С т ы р и к о в и ч М.А., К а тк с в с к а я К. Я., Серов Е. П. Парогенераторы элект ростанций. Изд-во «Энергия», 1966.
2.3 а х Р. Г. Котельные установки. Изд-во «Энергия», 1968.
3.Резников М. И. Парогенераторные установки электростанций. Изд-во «Энергия», 1968.
4.С о л о в ь е в Ю.П. Выбор вспомогательного оборудования промышленных электро станций и сетей. Изд-во «Энергия», 1965.
5.Шубин Е. П., Левин Б. И. Проектирование теплоподготовительных установок ТЭЦ и котельных. Изд-во «Энергия», 1970.
Ч а с т ь V
ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
ВВЕДЕНИЕ
Первым тепловым двигателем была паровая машина, созданная в начале XVIII в. англичанином Т. Ньюкоменом (1663—1729 гг.) в каче стве,привода к сконструированному им водяному насосу.
В 1763 г. талантливый русский механик И. И. Ползунов (1728— 1766 гг.) спроектировал, а в 1765 г. построил на Колывано-Воскресен- ских заводах на Алтае оригинальную промышленную паровую машину.
.В 1784г. Д. Уатт (1736—1819гг.) создал в Англии паровую машину двустороннего действия, в которой было использовано расширение пара.
В XIX в. конструкция паровой машины непрерывно совершенство валась и широко внедрялась в производство и на транспорте.
Однако уже в середине XIX в. возникла потребность в тепловых
двигателях других видов. Это объясняется невозможностью работы па ровой машины на паре высоких начальных и низких конечных парамет ров, что обусловливает сравнительно невысокое значение ее термическо го к. п. д. Возвратно-поступательное движение поршня и кривошипного механизма затрудняет повышение скорости вращения, вследствие чего габариты машины и ее стоимость относительно велики, а- единичная
мощность мала.
В настоящее время паровая машина вытеснена двигателями дру гих типов и поэтомуздесь нерассматривается.
На смену паровым машинам на стационарных электрических стан
циях и крупных морских судах пришли паровые |
и газовые турбины, |
а на транспорте двигатели внутреннего сгорания |
(тепловозы, теплохо |
ды), которые иногда применяют и на небольших стационарных уста новках.
Двигатель, работающий по принципу паровой турбины, описан еще
до качала н. э. |
начали создаваться |
Конструкции промышленных паровых турбин |
в конце XIX — начале XX вв. на основе работ |
шведского инженера |
Г. Лаваля (1845—1913 гг.), построившего первую промышленную актив ную паровую турбину, и англичанина Ч. Парсонса (1854—1931 гг.), за нимавшегося реактивными турбинами. Во Франции О. Рато (1863— 1930 гг.) разработал конструкцию активных турбин со ступенями давле ний, которые в дальнейшем были усовершенствованы швейцарским инженером Целли. Американский инженер Кертис (1860—1953 гг.) по строил активную турбину со ступенями скорости. Значительный вклад в разработку, теории процессов, протекающих в паровой турбине, и в практическое турбостроение внес чехословацкий ученый А. Стодола (1859—1942 гг.). Успешную и плодотворную работу по развитию строи
тельства паровых турбин провели коллективы советских турбострои тельных заводов и научно-исследовательских институтов. В теорию па
ровых турбин внесли вклад советские ученые А. А. Радциг, Г. С. Жириц-
кий, А. В. Щегляев, И. И. Кириллов и др.
Широкое применение паровых турбин объясняется рядом преиму ществ их по сравнению с другими тепловыми двигателями. Основными из них являются: возможность осуществления агрегатов с большой еди ничной мощностью, высокая экономичность и надежность работы, от носительно небольшие габариты, возможность непосредственного сое динения с электрическим генератором, воздухо- и газодувками, а так же применения пара высоких начальных параметров и глубокого
вакуума.
Производство паровых турбин в СССР получило широкое развитие только после Великой Октябрьской социалистической революции при реализации государственного планаэлектрификацииРоссии (ГОЭЛРО), разработанного в 1920 г. по указанию В. И. Ленина.
Развитие турбостроения в СССР шло небывало быстрыми темпами. В 1924 г. на Ленинградском металлическом заводе (ЛМЗ) была по строена первая советская паровая турбина мощностью 2 Мег, а в девя том пятилетии сооружается блок 1200 Мег, который будет работать на сверхкритических параметрах пара. В настоящее время отечественное турбостроение стоит на высоком техническом уровне. На Ленинград ском металлическом заводе (ЛМЗ) и Харьковском турбинном заводе (ХТЗ) сооружают блоки по 300, 500 и 800 Мег, работающие на све^х- критических параметрах пара.
Уральский турбомоторный завод (УТМЗ) строит мощные (по 250Мег) турбины с отборами пара.
В СССР применяют тепловые двигатели и других типов: газовые
турбины, характеризуемые высокой экономичностью, и двигатели внут реннего сгорания.
Строительство промышленных газовых турбин началось в XIX в., но стало широко развиватьсячс 30-х годов XX в. в связи с освоением вы пуска жароупорных сталей.
К числу преимуществ газотурбинных установок следует отнести низкие удельные металлозатраты, а следовательно, и меньшие капита
ловложения, простое и дешевое обслуживание, незначительную по требность в воде, возможность быстрых пусков (15—20 мин) и остано вок, хорошую маневренность.
Газотурбинные установки применяют на электростанциях, на ма гистральных газопроводах для привода компрессоров; для наддува (по вышения начального давления воздуха) у двигателей внутреннего сго рания и паровых котлов, в металлургии (в доменном производстве), в нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а также ши роко используют в авиации для вращения винтов самолетов и привода компрессоров в турбореактивных двигателях.
ВСССР газовые турбины строят на ЛМЗ, где приступили к серий ному выпуску машин мощностью 100 Мег, на Невском заводе им. Лени на (НЗЛ) для компрессорных станций газопроводов, а также на ХТЗ.
ВСССР проводят большие работы по повышению эффективности газотурбинных установок и проектируют установки большой мощнос
ти— до 300 Мег.
Для передвижных энергетических установок (автомобилей, тракто ров и пр.) и небольших стационарных установок находят применение двигатели внутреннего сгорания, характеризуемые относительно высо ким термическим к. п. д. Двигатели внутреннего сгорания строят срав нительно небольшой мощности (не более 15 Мег) ввиду невозможности
