3. Исп тепла ух газов в ку.

Тепло ух газов может быть исп по 3 осн схемам: замкнутой (технологич), разомкнутой (энергетич), комбинированной.

В разомкнутой или энергетической схеме тепло уходящих газов используется для производства пара, горячей воды, выработки электроэнергии и т. п., таким об­разом, утилизированное тепло приводит к экономии топли­ва вне сферы данного технологического агрегата. Наиболее распространены в разомкнутой схеме котлы-утилизаторы 3 для производства пара. Котел-утилизатор должен размещаться возможно ближе к месту выхода дымовых газов из печи, при этом необходи­мо исключить присосы наружного воздуха. Параметры пара проектируемой утилизационной установки принимаются на основании анализа паровых балансов и схем теплоснабже­ния завода с учетом выпускаемого в настоящее время обо­рудования.

Установка котлов-утилизаторов позволяет осуществить значительно более глубокое охлаждение газов, чем в реку­ператорах или регенераторах. Лимитируется температура уходящих газов за котлом точкой росы. Во избежание кор­розии хвостовых поверхностей нагрева газы за КУ имеют температуру не ниже 180-200 0с. Из-за большого сопротивления по газовому тракту за КУ обязательно устанавливают дымосос 5. Наличие дымо­соса способствует увеличению тепловой мощности техноло­гического агрегата. Применение искусственной тяги, обяза­тельной при установке КУ, позволяет форсировать и лучше регулировать тепловую работу печи, что способствует по­вышению ее производительности, удлинению срока ее кам­пании и снижению удельных расходов топлива.

Пар, выработанный в котлах-утилизаторах, может иметь разное применение: для турбин ТЭЦ, технологических нужд, отопления, вентиляции, горячего водоснабжения.

Билет №9

1. Сх паровой турбины. Происходящие в турбине преобр энергии.

В отличие от поршневой паровой машины, в которой потенциальная энергия пара превращается в механическую работу непосредственно в цилиндре, в турбине происходит двойное преобразование энергии: сначала в соплах потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую, а затем в межлопаточном пространстве рабочего колеса турбины кинетическая энергия превращается в механическую, или кинетическую энергию ротора турбины. В зависимости от степени превращения в соплах потенциальной энергии пара в кинетическую различают два типа турбин – активные и реактивные. В соплах активных турбинах происходит практически 100 %-ый переход потенциальной энергии пара в кинетическую энергию, в реактивных – лишь около 50 % энергии пара превращается в кинетическую. Принципиальная схема одноступенчатой турбины показана на рис.22. Как это видно из рисунка, сопла, выходной патрубок прикреплены к корпусу турбины, все вместе представляют ее статор и остаются неподвижными, а вал, диски и рабочие лопатки представляют собой вращающуюся часть турбины, т.е. ее ротор.

Важно заметить, что ротор приводится во вращение только по тому, что пар, протекая по криволинейному каналу между лопатками, оказывает давление на вогнутую поверхность лопаток. Это давление может быть усилено дополнительно реактивным действием потока пара. Удар же струи о стенки лопаток по возможности должен быть исключен.

При адиабатном (изоэнтропийном, идеальном) процессе преобразования энергии в соплах баланс энергии выражается уравнением

i_o + 0,5C_o² = i₁ + 0,5C₁², Дж/кг,

где i_o, C_o и i₁, C₁ соответственно, энтальпия и скорость пара на входе и выходе из сопла.

Из уравнения следует, что скорости истечения пара из сопл в случае активной и реактивной турбины равны

с₁^акт = (2(i_o – i₁) + с_o²)^0,5 = (2h_o + с_o²)^0,5, с₁^реак = (2h_o(1 - ) + с_o²)^0,5,

где h_o = i_o – i₁ - адиабатный теплоперепад в соплах турбины, Дж/кг,  = hо₂ /h_o – коэффициент реактивности турбины; h_o2 = h_o – h_o1 – адиабатый теплоперепад на лопатках турбины, h_o1 – адиабатный теплоперепад в соплах турбины, Дж/кг.

В реальном процессе уравнение баланса энергии в соплах имеет вид

i_o + 0,5с_o² = i₁ + 0,5с₁² + h_с, Дж/кг,

соответствующие же уравнения для определения скорости выхода пара из сопл

с₁^акт = (2h_o + с_o²)^0,5, с₁^реак = (2h_o(1 - ) + с_o²)^0,5_,

где h_с,  = 0,93 – 0,98 - потери теплоты в соплах, Дж/кг, скоростной коэффициент сопла.

Преобразование скорости на лопатках турбины в активном варианте ее работы связано с изменением кинетической энергии пара, в реактивном – с изменением кинетической и потенциальной энергии. относительная скорость входа пара на лопатки

w₁ = (c₁² + u² – 2c₁ u cos₁)^0,5, м/с,

относительная скорость выхода пара из канала между лопатками

w₂^акт = w₁, w₂^реак = (w₁² + h_o)^0,5, м/с.

абсолютная скорость выхода пара из канала между лопатками

c₂ = (w₂² + u² – 2w₂ u cos ₂)^0,5 , м/с.

Окружная скорость u определяется для середины лопатки

u = dn/60, м/с,

где d - средний диаметр турбины, м; n - частота вращения ротора турбины, об/мин.