Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Котельные установки. Общие понятия и определения




ПГУ. Их классификация. Достоинства и недостатки.

1) По назначению ПГУ подразделяют на:

- конденсационные;

- теплофикационные.

Первые вырабатывают только электрическую энергию, вторые – служат для нагрева сетевой воды в подогревателях, подключаемых к паровой турбине.

2) По количеству рабочих тел, используемых в ПГУ, их делят на:

- бинарные;

- монарные.

В бинарных установках рабочие тела газотурбинного цикла (воздух и продукты сгорания топлива) и паротурбинной установки (воды и водяной пар) разделены.

В монарных установках рабочим телом турбины является смесь продуктов сгорания и водяные пары.

Рисунок 4.11.1. Схема монарной ПГУ: 1 – компрессор, 2 – камера сгорания, 3 – парогазовая турбина, 4 – котел – утилизатор, 5 – насос, 6 – подогреватель воды.

Рисунок 4.11.2. Схема бинарной ПГУ.

Достоинства:

1) ПГУ – самый экономичный двигатель, используемый для получения электрической энергии.

2) ПГУ – самый экологически чистый двигатель.

3) ПГУ – очень маневренный двигатель, с которым в маневренности может сравниться только автономная ГТУ.

4) Потребление охлажденной воды ПГУ примерно втрое меньше, чем на паросиловой установке при одинаковой мощности.

5) ПГУ имеют меньший строительный цикл, чем ПТУ.

Недостатки:

Практически не имеют, скорее следует говорить об определенных ограничениях и требованиях к оборудованию и топливу.

Большинство ПГУ относится к ПГУ бинарного типа. Существующие бинарные ПГУ можно разделить на пять типов:

Утилизационные ПГУ. В этих установках тепло уходящих газов ГТУ утилизируется в котлах-утилизаторах с получением пара высоких параметров, используемого в паротурбинном цикле. Главными преимуществами утилизационных ПГУ по сравнению с ПТУ являются высокая экономичность (в ближайшие годы их КПД превысит 60 %), существенно меньшие капиталовложения, меньшая потребность в охлаждающей воде, малые вредные выбросы, высокая маневренность. Как показано выше, утилизационные ПГУ требуют высокоэкономичных высокотемпературных газовых турбин с высокой температурой уходящих газов для генерирования пара высоких параметров для паротурбинной установки (ПТУ). Современные ГТУ, отвечающие этим требованиям, пока могут работать либо на природном газе, либо на легких сортах жидкого топлива.

ПГУ со сбросом выходных газов ГТУ в энергетический котел. Часто такие ПГУ называют кратко «сбросными», или ПГУ с низконапорным парогенератором (рис. 4.11.3). В них тепло уходящих газов ГТУ, содержащих достаточное количество кислорода, направляется в энергетический котел, замещая в нем воздух, подаваемый дутьевыми вентиляторами котла из атмосферы. При этом отпадает необходимость в воздухоподогревателе котла, так как уходящие газы ГТУ имеют высокую температуру. Главным преимуществом сбросной схемы является возможность использования в паро­турбинном цикле недорогих энергетических твердых топлив.

Рисунок 4.11.3. Схема сбросной ПГУ

В сбросной ПГУ топливо направляется не только в камеру сгорания ГТУ, но и в энергетический котел (рис. 4.11.3), причем ГТУ работает на легком топливе (газ или дизельное топливо), а энергетический котел — на любом топливе. В сбросной ПГУ реализуется два термодинамических цикла. Теплота, поступившая в камеру сгорания ГТУ вместе с топливом, преобразуется в электроэнергию так же, как и в утилизационной ПГУ, т.е. с КПД на уровне 50 %, а теплота, поступившая в энергетический котел — как в обычном паротурбинном цикле, т.е. с КПД на уровне 40 %. Однако достаточно высокое содержание кислорода в уходящих газах ГТУ, а также необходимость иметь за энергетическим котлом малый коэффициент избытка воздуха приводят к тому, что доля мощности паротурбинного цикла составляет примерно 2/3, а доля мощности ГТУ — 1/3 (в отличие от утилизационной ПГУ, где это соотношение обратное). Поэтому КПД сбросной ПГУ составляет примерно

(4.11.1)

т.е. существенно меньше, чем у утилизационной ПГУ. Ориентировочно можно считать, что в сравнении с обычным паротурбинным циклом экономия топлива при использовании сбросной ПГУ примерно вдвое меньше, чем экономия топлива в утилизационной ПГУ.

Кроме того, схема сбросной ПГУ оказывается очень сложной, так как необходимо обеспечить автономную работу паротурбинной части (при выходе из строя ГТУ), а поскольку воздухоподогреватель в котле отсутствует (ведь в энергетический котел при работе ПГУ поступают горячие газы из ГТУ), то необходима установка специальных калориферов, нагревающих воздух перед подачей его в энергетический котел.

Котельная установка ― совокупность котла и вспомогательного оборудования.

Котел ― устройство, в котором для получения пара и нагрева воды с давлением выше атмосферного, потребляемых вне самого устройства, используется теплота, выделяющаяся при сгорании органического топлива и протекании технологического процесса, а также теплота от уходящих газов.

Теплоноситель (рабочее тело) ― газообразное или жидкое вещество, применяемое в машинах для преобразования энергии, в случае теплообмена для получения теплоты или холода. В котельных теплоносителями являются вода и водяной пар, основыми характеристиками которых являются температура, давление, удельный объем и плотность.

Паровой котел ― устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для получения пара с давлением выше атмосферного, используемого вне самого устройства.

Водогрейный котел ―устройство, имеющее топку, обогреваемое продуктами сжигаемого в ней топлива и предназначенное для нагрева воды, находящейся под давлением выше атмосферного, и используемой вне самого устройства.

Автономный пароперегреватель ― это пароперегреватель встроенный в котел, газоход или отдельно стоящий, в который пар для перегрева поступает от внешнего источника.

Автономный экономайзер ― экономайзер, встроенный в котел или газоход, подогретая вода которого полностью или частично используется в паровом котле.

Котел-бойлер ― паровой котел, в барабане которого размещено устройство для нагревания воды, используемой вне самого котла, а также паровой котел, в естественную циркуляцию которого включен отдельно стоящий бойлер.

Рабочее давление пара ― максимальное давление при нормальном протекании рабочего процесса непосредственно за пароперегревателем или при его отсутствии на выходе из котла.

Рабочее давление воды ― максимально допустимое давление воды на выходе из котла при нормальном протекании рабочего процесса или максимальное внутреннее избыточное (манометрическое) наружное давление, возникающее при нормальном протекании технологического процесса.

Расчетное давление ― давление, на которое производится расчет на прочность.

Пробное давление ― давление, при котором производятся испытания котла.

Разрешенное давление ― максимально допустимое избыточное давление, установленное по результатам технологического освидетельствования или диагностирования.

Статическое давление ― давление, действующее на стенки трубопровода перпендикулярно к направлению движения.

 

Коэффициент теплоотдачи определяет плотность теплового потока при разности температур между стенкой и жидкостью, равной 1 °С. Он характеризует интенсивность теплообмена и приближенно определяется соотношением:

(4.12.1)

где – теплопроводность теплоносителя; – толщина пограничного слоя.

Увеличение скорости теплоносителя приводит к увеличению турбулентности и, следовательно, уменьшению толщины пограничного теплового слоя, что увеличивает .

Коэффициент теплоотдачи при вынужденной конвекции увеличивается и при уменьшении диаметра труб. Коэффициент теплоотдачи зависит также от направления движения теплоносителя по отношению к омываемой поверхности нагрева (продольное или поперечное движение). При прочих равных условиях (скорость движения и температура теплоносителя, диаметр труб и т.д.) коэффициент теплоотдачи конвекцией при поперечном омывании шах- матного пучка труб выше, чем при коридорном их расположении.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 911; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.