Теоретичні основи теплотехніки (стр. 14 из 35)

Рис.13.1. Принципова схема одноступеневого поршневого компресора і теоретична індикаторна діаграма.

Робота Lk, яка витрачається в компресорі за один оберт вала рівна сумі робіт всмоктування газу в циліндр L0,1 стиснення його в циліндрі L1,2 і виштовхування газу з циліндра L2n тобто

Lk= L0,1+ L1,2+ L2n=-Lтех

де Lтех-технічна робота компресора.

о

оскільки V1>V2 на індикаторній діафамі робота L1,2 позначається площею під кривою процесуі-2;

Оскільки в процесі всмоктування тиск постійний; на індикаторній діаграмі робота L0,1 позначається площею під прямою к-1

Робота L2n означ аєть ся площею підпрямою 2-п.

На індикаторній діаграмі технічна робота компресора позначається площею

Якщо стискається ідеальний газ, то робота стиснення газу впопітропному процесі

а відповідно технічна робота компресора

В рv- діаграмі робота може бути представлена площею, обмеженою кривою процесу стискання 1-2, початковою і кінцевою абсцисами і віссю ординат (рис 13.2). Процес стискання газу в циліндрі компресора проходить настільки швидко, що теплообмін його через стінку малий і процес мсснта рахувати адіабатним (п = к). Якщо компресор має теплову сорочку, яка забезпечує ізотермічне стиснення газу в циліндрі п = 1, то мінімальна технічна робота буде при ізотермічному стиснені.

Рис 13 2 Порівняння роботи адіабатного, політропного і ізотермічного стискання в компресорі

Реальний процес стиснення газу гредставляє собою політропу, яка знаходиться міжадіабатоюі ізотермою

Кількі сть теплоти, яка відводиться від 1 кг ідеального газу в процесі його стисненняв циліндрі компресора

Дійсна індикаторна діаграма стиснення газу в щліндрі представлена на рис. 13.3

Продуктивність реального компресора за один оберт валу в результаті наявності шкідливого простору буде рівна Vд =V1-V4-дійсному об'єму газу, який поступає в циліндр. Відношення шкідливого об'єму газу Vо до корисного об'єму цигтіндра Vкор називають коефіцієнтом шкідливого простору і позначають Ео. Ця величина залежить від конструкції поршневого компресора і коливаєтьсявмежах 0,05...0,1.

Відношення дійсного об'єму газу Vд, який засмоктується в цилівдр до корисного об'єму циліндра Vпов називається коефіцієнтом об'ємного наповнення циліндра і позначається X

Рис 13 З Дійсна індикаторна діаграма стиснення газу в компресорі

14. Котельна установка

Пристрої, які служать для одержання пари або гарячої води гідвищено го тиску за рахунок теплоти, яка виділяється при спалюванні палива, або теплоти, яка підводиться від постійних джерел теплоти, щзиваєть ся котельним агрегатом. Вониподіляютьсяна парові і водонагрівні котли. Котельні агрегати, які використовують теплоту газів,що відводяться із печей, або інших гродуктів різних технологічних гроцесів,називаютьсякотлами-утилізаторами.

Котельні агрегати оснащують додатковим обладнанням, яке служить дгтя підготовки і подачі палива, подачі повітря, очистки і подачі води, Еідведення продуктів згорання палива і їх очистки від попелу і токсичних домішок, відведенняпотелошлакових залишків палива.

Комплекс пристроїв, які вкалючають в себе котельний агрегат і допоміжне обладнання назива ється котельною установкою.

Джерелом теплоти длякотельнихустановок є природне і штучне паливо.

Технологічна схема котельної установки показана нарис. 14.1.

Паливо з вугільного складу після подрібнення подається конвейєром в бункер сирого вугілля 1, з якого подається в систему пиле приготування, яка має вуглеподрібнювальний млин 2. Пилеподібне паливо за допомогою спеціального вентилятора 3 транспортується по трубах в повітряному потоці допальників 4 пі чкикотла 5, який знаходиться в котельній 14. До пальників підводиться такожвторннне повітря дуттєвим вентилятором 13 через повітрепідігрівач котла 10. Вода для живлення котла подається в його барабан 7 живильним насосом 12 з баку живильної води 11, який має деаераційний пристій Перед подачею води в барабан вона підігрівається в водяному економайзері 9 котла. Випаровування води проходить в трубній системі 6. Суха насичена пара із барабану поступає в пароперенагрівач 8 потім направляється до споживача

Рис 14 1 Технологічна скема котельної установки: а-водяний тракт, б-перегріта пара, в-паливний тракт, г-шлях руку повтря, д-тракт продуктів згорання, е-шляк попелу і шлаку, 1-бункер топ лив а, 2-вуглерознольний млин, 3-нлинний вентилятор, 4 -пальник, 5-контур шчки і газ ох одів котельного агрегата, 6-екрани пічки, 7-ЄараЄан, 8-пароперегрівач, 9-водяний економайзер, 10-повітр є підігрів ач, 11-бак запасу води з деаераційнин пристроєм, 12-живильний насос, 13-вентилятор, 14-контур будівлі котельної (приміщення котельного відділення), 15-попеловлювлюючий пристрій, 16-димоедсмоктувач, 17-димова труба, 18-насоснадля вдкачкипопелошлакової пульпи

Паливно-повітряна суміш, яка подається пальниками в гічкову камеру паровогокотла згорає, утворюючи вис окот емпературний (1500°С) факел, який випромінює тепло на труби 6, розміщені на внутрішній поверхні стін пічки. Це - випаровувальні поверхні нагріву, які називаються екранами. Віддавши частину теплоти екранам, пічкові гази з температурою біля 1000°С переходять через верхню частину заднього екрану, труби якого тут розташовані з великими проміжками (ця частина труб називається фестонними) і омивають пароперегрівач.

Поті м продукти згора ння рухают ься ч ерез в одяний економайз ер, повід трелі ді грів ач і покидають котел з температурою, яка перевищує 100°С Відведені гази очищаються від попелу в попелоуловлювачі 15 і димососом 16 викидаються в аг мо сферу через димову трубу 17.

14.1 Паровий котел і його основ ні елементи

Найпростішим паровим котлом є простий паровий котел, виконаний в ввді горизонтального б ара ба ну з пічкою під ним (рис. 14.1.1). Стінки барабану були одночасно і поверхнею нагріву. В подальшому для збільшення поверхні нагріву йшли по двох парямках. В одному випадку безпосередньо в водяному просторі барабану розміщались великі і мані труби, при цьому великі були одночасної пічкою (котли з жаровими трубами). В другому випадку до барабану приєднувались додаткові зовнішні тр^би -кип'ятильні пучки, заповнені водою (водотрубні котли). В котлах цього типу рух середовища через пучок кип'ятильних тр^б забезпечувався підйомом легкої пароводяної суміші, яка витісняється поступаючою з барабану більш холодною водою, яка не має бульбашок пари.

Сучасний паровий барабанний котел складається із пічкової камери і газоходів, барабану, поверхонь нагріву, повітрегідігрівача, які знаходяться гід тиском , з'єднувальних паропров одів і трубопроводів. Опускні труои більшого діаметру з'єднують барабан з колекторами , з яких вода поступає в екрані труои (розміщені в пічці). Барабан, опускні труби, колектор, екрані труои утворюють циркуляцйний контур. В барабані проходить розділення пари і води.

Походу димових газів може бути розміщений конвективний пучок труб, водяний економайзер (для підігріву води) і повітрепіді грівач. Ці поверхні нагріву називаються хвостовими. Температура димових газів після пароперегрівачазннжуєтьсявід500-700°С до 100-120 °С.

Вся трубна система і барабан котла підтримуються каркасом, який який складається із колон і поперечних балок. Пічка і газоходи захищені від зовнішніх тепловтрат обмурівкою - шаром вогнетривких і ізоляційних матеріалів.

15. Паливо. Процеси горіння

15.1 Основні характеристики

Паливом, називаються речовини, які використовуються для одержання значної кількості теплоти.

Волога

ділиться на два види: повітряну , яку відводять при кімнатній температурі і гігроскопічну яка відводиться в сушильній шафі при температурі 102-105 °С Відповідно

Паливо, з якого відведена волога, називається абсолютно сухим, або аналітичною пробою. Так як робоче паливо відрізняється від аналітичної проби вмістом

то

Склад аналітичної маси палива

С0+ Н0 + О0 + N0 + Sn0+Аа +W0=100%

Найбльш важливою і стабільною є горюча маса. .Якщо відомо склад горючої маси зольність

вологість , то можна знайти елементарний склад робочого палива