1.3. Технико-экономические показатели процесса.

Природный газ.

Газообразное топливо - это смесь горючих и негорючих газов, снеболь-

шим количеством примесей. К горючим газам относятся углеводы, водород

и оксид углерода, а к негорючим компонентам - азот, диоксид углерода,

к примесям относятся водяные пары, сероводород, пыль.

Природный газ содержит небольшое количество влаги. Если газ транспор-тируется на большие расстояния, то его предварительно осушают.

Природный газ запаха не имеет. До подачи в сеть его одорируют, то есть придают ему резкий и неприятный запах. К природному относится газ, добываемый из чисто газовых месторождений, а также попутный (сопутствующий добыче нефти) и газ, который добывают из конденсатных месторождений. Природный газ на 80-98% состоит из метана. Балластом в сухом природном газе является азот и углекислота. Наличие балластных газов повыша-ет температуру воспламенения, которая в среднем составляет600-700 °С.

Газ преобладает рядом преимуществ перед твёрдым топливом:

1. отсутствие золы,

2. высокая теплота сгорания,

3. удобство транспортирования и сжигания, возможность автоматизации

процессов,

4. высокий КПД.

Однако он токсичен и способен вызвать тяжёлые или смертелные отравле-

ния, образует взрывоопасные смеси с воздухом.

Для нормального протекания технологического процесса газ в аппа-

рат поступает под давлением 0,019 МПа, с расходом 2000 м³/ч.

Воздух.

Воздух является смесью газов. На 78% он состоит из азота, на 20,95% из

кислорода. Также в состав воздуха входят аргон, СО2, неон, гелий, криптон, водород, Н2О, ксенон, озон, рений. В воздухе содержится небольшое количество водяного пара, около 5-10 тонн. Давление воздуха на уровне моря в среднем

1,0333 кг/см. Масса 1 метра воздуха, очищенного от водяных паров и кислоты равна 1,2928 г При одновременном сжатии и охлаждении воздух можно

превратить в легко подвижную жидкость голубого цвета. Для организации

процесса горения к каждой горелке кроме топлива должен поступать воздух,

очищенный от пыли и влаги с параметрами : температурой воздуха 30 ºС, давлением 1,55 кПа.

Питательная вода.

Вода как теплоноситель, обладает рядом достоинств: высокой теплоемкостью,

малой вязкостью, что обеспечивает низкие гидравлические сопротивления при

перемещении и небольшие энергии на перемещение, большей теплопровод-

ностью и высокой плотностью.

С погрешностью, отвечающей задачам технических расчетов, теплоемкость воды принимают равной 1 ккал. Плотность воды при атмосферном давлении и

температуры 3,98 ^оС = 1000 кг/м³. С ростом температуры плотность воды уменьшается.

Чистая вода - это бесцветная жидкость. Она легко меняет свою форму, не имеет никакого запаха. При нормальном давлении (101,3 кПа) вода кипит при температуре 100 °С. Вода - сложное вещество, молекулярная масса её равна 18 единицам. Массовый состав воды: водород - 11,19%; кислород - 88,81%. Химически чистой воды, состоящей только из молекул Н₂0 в природе не существует. Вода является хорошим растворителем.

Всякая вода содержит примеси механические (во взвешенном состоянии) и

химические (в растворённом состоянии - мягкая, средней жёсткости и

жёсткая). Примеси в воде бывают двух видов: механические (глина, песок) и химические (соли кальция, магния). В зависимости от содержания в воде химических примесей подразделяют воду на мягкую и жесткую. Мягкая вода

содержит незначительное количество солей магния и кальция, жёсткая – боль-

шее их количество.

Паровые и водогрейные котлы также должны питаться только мягкой водой,

так как в котле превращается в пар только чистая вода, а содержащиеся в жесткой воде соли кальция остаются на стенках котлов, образуя слабую накипь. Образующиеся под давлением пара на стенках котла отдушины могут привести

к взрыву котла. Кроме того, при наличии на стенках котла накипи и грязи рас-

ход топлива и парообразование сильно увеличивается.

Чтобы избежать образования накипи в котлах, следует использовать котловую воду определенной жесткости или подвергать ее умягчению и дегазации

Питательная вода после чугунного водяного экономайзера поступает в верхний барабан. Задний и боковые экраны включены непосредственно в верхний бара-бан, представляющий собой первую ступень испарения.

Котловая вода – вода, циркулирующая по контурам котла и предназначенная для получения пара лил горячей воды.

Фронтовой экран является второй ступенью испарения, включённой на два выносных циклона, питаемых котловой водой из верхнего барабана. Непрерыв-

ная продувка котла осуществляется непосредственно из выносных циклонов. Пар

после циклонов поступает в пространство над дырчатым потолком барабана.

Мазут.

Поступающий на электростанции мазут , являющийся резервным топливом, производится на нефтеперерабатывающих заводах в результате смешения различных остаточных нефтепродуктов. Характеристики мазута зависят не толь-

ко от свойств сырой нефти, но и от условий работы нефтеперегонных заводов.

На электростанциях применяют мазут марок 40, 100 и 200 - эти марки характеризуют исчисляемую в градусах Энглера условную вязкость мазута (ВУ) при температуре 50 С. С повышением температуры вязкость мазута быстро уменьшается. Большое влияние на работу котлов может оказывать даже небольшое количество содержащихся в мазуте вредных примесей - золы, серы

и металла ванадия. Так увеличение зольности мазута от 0,15 до 0,3% приводит

к сокращению более чем в 2 раза продолжительности работы и способствуют разрушению (коррозии) отдельных стальных элементов котлов. У малосернисто-го (содержащего 0,5% серы) мазута марки 100 низшая теплота сгорания должна быть около 9650 ккал/кг, а высокосернистого (2 -3,5%) около 9500 ккал/кг.

Пар.

Водяной пар – это сложное газообразное вещество без вкуса, цвета, запаха.

Как и вода пар состоит из двух частей – водорода и кислорода. По сути, водя-

ной пар - это вода в газообразном состоянии. В зависимости от содержания в паре мельчайшей водяной пыли, он подразделяется на насыщенный (сухой и

влажный) и перегретый.

Перегретый пар – пар при температуре больше температуры насыщения, при данном давлении. Разность температуры насыщения сухого пара, при том же давлении называется степенью перегрева.

Следует напомнить, что переход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние называется парообразование, а из газообразного в жид-кое – конденсацией. Процесс парообразования происходит следующим обра-

зом. Сначала происходит нагрев воды до температуры кипения. При дальней-

шем сообщении теплоты кипящая вода превращается в пар. Кипение и есть процесс парообразования во всём объёме жидкости.

Обычно в процессе парообразования в пар попадают капельки воды – такой

пар называется влажным, насыщенным. Если сообщить теплоту сухому, насы-

щенному пару, то получится перегретый пар. Перегретый пар не содержит

в себе влагу. Получение пара осуществляется в паровых котлах при постоян-

ном давлении. Параметры пара: температура 250 ºС, давление 1,4 МПа, расход

50 т/ч.