2.5 Выбор насоса

Насос — проточная гидравлическая машина, служащая для перемещения и

создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов (газообразных жидкостей) выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров. По принципу действия и конструкции насосы подразделяются на: импеллерные (ламельные) насосы, пластинчатые (шиберные) самовсасывающие насосы, центробежно-шнековые (дисковые) насосы, винтовые (шнековые), поршневые, центробежные, осевые, вихревые, роторные, струйные, перистальтические, мембранные, абсорбционные, тараны, магниторазрядные.

В качестве рассматриваемого насоса примем насос ПТА- 3800 – 20, массой 7150 кг, габаритные размеры которого: длина – 2380 м, ширина – 1875 м, высота – 1880 м, срок службы не менее 30 лет, напор пара 215 м, потребляемая мощность 24502 кВт.

Расход рабочей жидкости, то есть воды для образования рабочего объема пара в 4600 м³ составляет 1800 т/ч. Количество лопастей насоса примем равным 3.

Представлена передаточная функция насоса в общем виде:

z – число лопастей;

где V – рабочий объем, т/ч;

- расход жидкости.

2.6 Выбор теплообменного конденсатора

Конденсатор, аппарат для осуществления перехода вещества из газообразного (парообразного) состояния в жидкое или твёрдое. Широко используется в химической технологии, в теплоэнергетических и холодильных установках для конденсации рабочего вещества, в испарительных установках для получения дистиллята, разделения смесей паров и т. д. Конденсация пара в конденсаторе происходит в результате соприкосновения его с поверхностью твёрдого тела (поверхностные конденсаторы) или жидкости (контактные конденсаторы), имеющих температуру более низкую, чем температура насыщения пара при данном давлении. Конденсация пара сопровождается выделением тепла, затраченного ранее на испарение жидкости, которое должно отводиться какой-либо охлаждающей средой.

В поверхностных конденсаторах нет прямого контакта конденсата с охлаждающей водой, поэтому они применяются для любых систем прямого и оборотного охлаждения, в том числе и с охлаждением морской водой.

В корпусе поверхностного конденсатора установлены трубные доски, в отверстия которых завальцованы тонкостенные трубки. Охлаждающая поверхность конденсатора образуется совокупностью поверхностей трубок, называемых «трубными пучками». Трубки выполняются из латуни или нержавеющей стали, они имеют, как правило, диаметр 2428 мм и толщину 12 мм. Места вальцовки — основной путь попадания примесей в конденсат. Пространство между трубными досками и боковыми стенками конденсатора представляют собой водяные камеры и могут быть разделены перегородками на несколько отделений. Охлаждающая циркуляционная вода подводится под напором через патрубок к нижнему отсеку водяной камеры, проходит по трубкам в поворотную камеру, проходит по другому пучку трубок и удаляется через патрубок. При этом вода нагревается примерно на 10 °C. Такой конденсатор называется двухходовым.

Пар входит в конденсатор через горловину цилиндра низкого давления турбины, попадает на холодную поверхность трубок, конденсируется, стекает вниз и скапливается в сборнике конденсата, откуда откачивается конденсатными насосами. Большая часть пара (свыше 99 %) конденсируется в зоне массовой конденсации, куда проникает сравнительно мало воздуха. Температура насыщенного пара не превышает обычно 5060 °С. В зоне охлаждения парциальное давление пара меньше и температура паровоздушной смеси ниже. В этой зоне возможно переохлаждение конденсата, что неблагоприятно сказывается на эффективности установки в целом. Зону охлаждения отделяют перегородкой.

При конденсации в паровой части конденсатора образуется разрежение, то есть давление становится ниже атмосферного. При этом через не плотности в корпусе и через места вальцовки трубок проникает наружный воздух и воздух, растворенный в воде (примерно 0,050,1 % массового расхода пара). Попадание кислорода в конденсат влечет возможность коррозии оборудования. Кроме того, примесь воздуха значительно ухудшает теплотехнические характеристики конденсатора, так как коэффициент теплоотдачи при конденсации пара составляет несколько тысяч кВт/(м²°С), а для паровоздушной смеси с большим содержанием воздуха — всего несколько десятков кВт/(м²°С). Воздух отсасывается пароструйным или водоструйным эжектором через патрубок 10. Так как воздух в конденсаторе смешан с паром, то отсасывать приходится паровоздушную смесь. Попадание в конденсат сырой охлаждающей воды приводит к солевому загрязнению пароводяного тракта, поэтому химический состав конденсата необходимо контролировать. На электростанциях после конденсатных насосов устраивают системы очистки конденсата.

Конденсатор является нелинейным электрическим элементом, в котором в качестве диэлектрической прокладки использовано вещество с нелинейной зависимостью поляризации от приложенного электрического поля. На обкладках конденсатора наблюдается зависимость величины заряда на пластинах конденсатора от разности потенциалов должна иметь вид, представленный на рисунке 2.

Рисунок 2 – Нелинейная статическая характеристика конденсатора

Для данного вида нелинейности передаточная функция конденсатора имеет вид:

так как рабочей является только верхняя часть графика, берущая начало в точке (0,0). Функция q(p) по атласу Топчеева имеет вид:

где k – коэффициент усиления;

А – значение максимального давления, МН/м²;

С – значение диаметра обкладки конденсатора, м;

где В – поперечное сечение обкладки конденсатора, м².

W(p)=0.013