Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тепловые двигатели и нагнетатели.
Билет№1,15,25.
1. Схемы работы четырехтактного и двухтактного ДВС, их преимущества и недостатки.
Поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется тепловая машина, в рабочем цилиндре которой происходит сжигание топлива и преобразование теплоты в работу.
В двигателе внутреннего сгорания в определенной последовательности происходят процессы наполнения цилиндра свежим зарядом и его очистки от продуктов сгорания, а также процессы сжатия, горения и расширения. Указанные процессы образуют рабочий цикл двигателя. Если рабочий цикл в цилиндре совершается за четыре такта, т. е. за два оборота коленчатого вала, то такие двигатели называют четырехтактными.
Четырехтактный рабочий цикл рассмотрим на примере работы двигателя с воспламенением от сжатия (дизели). Первый такт (положение I) осуществляется при открытом впускном клапане и ходе поршня от ВМТ к НМТ.
Рис. 6.16. Схема работы четырехтактного двигателя
Вследствие создаваемого при этом разрежения в цилиндре происходит его заполнение свежим зарядом воздухом. Первый такт называется тактом впуска (на нем происходит всасывание рабочей смеси). Второй такт (положение II) сжатие происходит при обратном движении поршня от НМТ к ВМТ и закрытых клапанах. В конце сжатия давление в цилиндре достигает 3÷4 МПа, а температура - 600÷700 °С. В этот момент топливный насос подает в цилиндр через форсунку порцию топлива в распыленном состоянии, которое при соприкосновении с горячим воздухом воспламеняется. Третий такт (положение III) включает в себя сгорание топлива и последующее расширение продуктов сгорания и совершается при ходе поршня от ВМТ к НМТ и закрытых клапанах. Для подготовки цилиндра к осуществлению следующего цикла совершается четвертый такт (положение IV) выпуск (выталкивание продуктов сгорания). При этом поршень через открытый выпускной клапан вытесняет из цилиндра продукты сгорания.
Из всех четырех тактов только при третьем совершается полезная работа. Все остальные такты требуют затраты работы.
Стремление более эффективно использовать рабочий цилиндр двигателя привело к созданию двухтактного процесса. В этом случае очистка и наполнение цилиндра производятся только на части хода поршня путем продувки воздухом или горючей смесью.
Двухтактный рабочий цикл (рис. 6.17) осуществляется преимущественно в двигателях с внутренним смесеобразованием. В простейших двухтактных двигателях впускные и выпускные клапаны заменяются окнами. Рабочий процесс в двухтактном двигателе осуществляется следующим образом. После сгорания топлива (положение I) начинается процесс расширения газов. В конце расширения поршень 2 открывает выпускные окна 3, сообщая полость цилиндра через выпускную трубу с атмосферой, при этом часть отработавших газов удаляется из цилиндра и давление в нем падает до давления продувочного воздуха (положение II), далее, продолжая перемещаться вниз, поршень открывает продувочные окна 4, и в цилиндр поступает воздух, предварительно сжатый в продувочном насосе (компрессоре) до давления 110÷130 кПа. Этот воздух выталкивает через выпускные окна продукты сгорания и заполняет цилиндр (продувка и введение новой порции смеси + сжатие = первый такт).
Рис. 6.17. Схема работы двухтактного двигателя
В начале второго такта продолжается процесс удаления отработавших газов и заполнения цилиндра двигателя свежим зарядом (положение III). После того как поршень закроет окна, начинается сжатие воздуха (положение IV) (сгорание + расширение + выхлоп = второй такт).
Таким образом, в цилиндре двухтактного двигателя за два хода поршня, т.е. за один оборот вала, происходят все процессы, образующие рабочий цикл.
Мощность двухтактного двигателя при одинаковых размерах цилиндра и скорости вращения вала теоретически в два раза больше четырехтактного за счет большего числа рабочих циклов в единицу времени. Однако неполное использование ходов поршня для сжатия и расширения, худшая очистка цилиндра от остаточных газов приводят практически к увеличению мощности только на 60÷70 %.
2. Области промышленного использования машин для подачи жидкостей и газов.
Наибольшее применение получили лопастные насосы (Н>3500м, Q<=100000 мкуб/ч ). Центробежные насосы применяются в теплоэнергетических установках для питания котлов, подачи конденсата в системе регенеративного подогрева питательной воды, циркуляции воды в конденсаторах турбин, сетевой воды в системах теплофикации. Также в техническом, хозяйственном и противопожарном водоснабжении ЭС. В последнее время в связи с ростом мощности паровых турбин подачу циркуляционной воды в конденсатор осуществляют осевыми насосами. Центроб. насосы – в гидро- золоудалении ТЭС. Струйные – для удаления воздуха из конденсаторов паровых турбин и в абонентских теплофик. вводах в качестве смесителей прямой и обратной воды. ЭР-лифты иногда употребляют на ТЭС для подъема воды из буровых скважин основного или резервного хоз. водоснабжения. Поршневые насосы применяют для питания паровых котлов малой паропроизводительности и в качестве дозаторов реагентов для поддержания требуемого качества питательной воды крупных котлов. Роторные насосы используются в системах смазки и регулирования турбин. Центробежные насосы работают в промышленности в системах хоз. и техн. водоснабжения, а также для подачи различных растворов, хим. реагентов и масел в технолог. схемах производств. Центробеж, струйные насосы, газ-лифты и пневмат установки применяются для различных целей в легкой, хим, пищ, и нефтяной пром-ти. Все ситемы коммунального водоснабжения основаны на использовании центробежных насосов. Центроб скважинные насосы в основном применяются в сельхоз для водоснабженя животноводческих ферм. Центроб и осевые вентиляторы больших подач и напоров применяются в качестве дымососов и дутьевых вентиляторов для подачи воздуха в топки котлов. Вентил хозяйство пром предприятий и гражданских сооружений основывается на примениии центробежных вентиляторов низких и средних напоров. Центроб компрессоры с паровыми и электр приводами применяются в металлург и коксохим производстве, где они служат для подачи дутьевого воздуха и газа. Осевые компрессоры широко используются в ГТУ. Поршневые компрессоры применяются в металлообраб и машиност пром-ти для сжатия воздуха, приводящего в действие пневмат инструмент и прессы. На ТЭС поршневые компрессоры служат для обдува поверхностей нагрева котлов с целью их очистки от летучей золы и сажи.
Билет№2.
1. Типы машин для подачи жидкости и газов. Различие между ними.
В современной технике машины для подачи жидкости называют насосами. Машины для подачи газов принято подразделять в зависимости от развиваемого ими давления на компрессоры, нагнетатели и вентиляторы. Насос - машина, предназначенная для перемещения жидкости и сообщения ей энергии. Вентилятор – машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления ε = p2/p1 <= 1.15. Нагнетатель(газодувка) – машина, работающая со степенью повышения давления ε = p2/p1 > 1.15 и работающая без искусственного охлаждения. Компрессор - машина, работающая со степенью повышения давления ε = p2/p1 > 1.15 с искус охлаждением.
2. Характеристики центробежных компрессоров.
Билет№3.
1. Индикаторная и эффективная мощность компрессора
Индикаторная мощность компрессора
lki – индикаторная мощность реального компрессора
Эффективная мощность (на валу)
Ne – потери, ηмех = 0.85---0.95
2. Классификация и маркировка турбин.
В зависимости от характера теплового процесса различают следующие основные типы турбин:
По ГОСТ 23269-78 приняты следующие обозначения турбин. Первая буква характеризует тип турбины: К — конденсационная, Т — конденсационная с теплофикационным отбором пара, П—с производственным отбором пара для промышленного потребителя, ПТ — с производственным и теплофикационным регулируемыми отборами пара, Р — с противодавлением, ПР — с производственным отбором и противодавлением. После буквы в обозначении указываются мощность турбины (если дробь, то в числителе номинальная, в знаменателе — максимальная мощность), а затем начальное давление пара перед стопорным клапаном турбины, кгс/см2. Под чертой для турбин типов П, ПТ, Р и ПР указывается номинальное давление производственного отбора или противодавление, кгс/см2.
Билет№4,14,20,23.
1. Совместная работа насоса и трубопроводной системы. График их совместной работы.
Работа насоса, присоединенного к системе водопроводов, находится в зависимости от гидравлических свойств этой системы, называемой сетью. Рассмотрим условия работы машины на примере насосной установки, полагая систему устойчивой: 1) Связи насоса с трубопроводной системой следует из уравнения неразрывности потока и заключается в равенстве массовых подач, проходящих через насос и присоединенные к нему всасывающие и напорные трубопроводы Мнас = Мтр. Если несжимаема, то ρнас=ρтр Qнас = Qтр; 2) Уравнение сохранения энергии:
Пусть заданием расчета установлены p1, p2, p3, подачи Q1, Q2, Q3, высоты H1, H2, H3, а также размеры труб всех участков сети. Уравнение сохранения энергии для уровней 0-0 и 2-2 с учетом полезной работы имеет вид
h1, ha-Δ, hΔ-2 – потери напора в трубах 1, а- Δ, Δ-2
В области развитой турбулентности, потери напора подчинены квадратичному закону и поэтому
Характеристики А и а пересекаются в рабочей точке α, определяющей единственно возможный в данной системе установившийся режим работы насоса с подачей Q и напором Н. Только в режиме, определяемом точкой α имеет место равенство полезной удельной работы насоса у удельной работы, требуемой сетью. Подача и напор, соответствующие точке α могут быть использованы для расчета мощности насоса по формуле N = ρgHQ/1000 кВт
2. Классификация и выбор вентиляторов.
Вентиляторы – турбомашины, предназначенные для перемещения газа при низких давлениях.
Π <= 1.15 ρ = 1.2 кг/мкуб Δр = 15000 Па = 1500 мм вод ст Типы : -центробежные –осевые
А) по создаваемому давлению –вент низкого давления до 1000 Па - вент среднего давления до 3000 Па, -вент высокого давления 3000-15000 Па ; Б) по направлению вращения рабочего колеса; В) направлению выхода газа из спирального кожуха Г)по числу всасываний Д)по способу соединения с двигателем Е)Коэффициенту быстроходности ns Ж) по назначению
Характерной для всех осевых вентиляторов является классификация по возможности реверсирования, форме лопаток ( цилиндрические или закрученные ), типу крепления раб лопаток в зависимости от количества раб колес. Наличие направляющих и спрямляющих аппаратов. При выборе вентилятора исходят из требуемой производительности Q и давления p для раб условий. Данные каталогов обычно относятся к стандартным условиям Qk = 1.1Q, pk = 1.2pρk/ρ Qk,pk,ρk,Q,p,ρ – параметры по каталогу и при станд условиях.
Билет№5,6.
1. Области применения газотурбинных установок.
Применение ГТУ. Последние годы характеризуются все более широким применением ГТУ в различных областях: на транспорте, в энергетике, для привода стационарных установок и др.
Энергетические ГТУ. Для таких ГТУ характерны частые пуски (до 1000 в год) Они применяются в качестве агрегатов для покрытия пиковых нагрузок и аварийного резерва для собственных нужд крупных энергосистем при относительно малом числе часов использования (от 100 до 1500 ч/год). Диапазон единичных мощностей таких ГТУ составляет от 1,0 до 100 МВт.
ГТУ применяются также для привода электрогенератора и получения электроэнергии в передвижных установках (например, на морских судах). Такие ГТУ обычно работают в диапазоне нагрузок 30÷110% номинальной, с частыми пусками и остановами. Единичные мощности таких ГТУ составляют от десятков киловатт до 10 МВт. Быстрое развитие атомных энергетических установок с реакторами, охлаждаемыми, например, гелием, открывает перспективу применения в них одноконтурных ГТУ, работающих по замкнутому циклу (рабочее тело не покидает установку).
Специфическую группу энергетических ГТУ составляют установки, работающие в технологических схемах химических, нефтеперерабатывающих, металлургических и других комбинатов (энерготехнологические). Они работают в базовом режиме нагрузки и предназначены чаще всего для привода компрессора, обеспечивающего технологический процесс сжатым воздухом или газом за счет энергии расширения газов, образующихся в результате самого технологического процесса.
Приводные ГТУ широко используются для привода центробежных нагнетателей природного газа на компрессорных станциях магистральных трубопроводов, а также насосов для транспортировки нефти и нефтепродуктов и воздуходувок в парогазовых установках. Полезная мощность таких ГТУ составляет от 2 до 30 МВт.
Транспортные ГТУ широко применяются в качестве главных и форсажных двигателей самолетов (турбореактивных и турбовинтовых) и судов морского флота. Это связано с возможностью получения рекордных показателей по удельной мощности и габаритным размерам по сравнению с другими типами двигателей, несмотря на несколько завышенные расходы топлива. Газовые турбины весьма перспективны как двигатели локомотивов, где их незначительные габариты и отсутствие потребности в питательной воде являются особенно ценными. Транспортные ГТУ работают в широком диапазоне нагрузок и пригодны для кратковременных форсировок.
2. Совместная работа компрессора и сети.
Билет№7,22.
1. Внутренние и внешние потери турбины, их краткая характеристика.
Потери турбины можно разделить на две группы: внутренние и внешние. Внутренние потери непосредственно влияют на изменение состояния рабочего тела при его расширении в турбине и снижают располагаемый теплоперепад. К ним относят:
1) потери кинетической энергии в соплах и на рабочих лопатках, вызванные трением потока о стенки, завихрениями и т. п. Эта энергия превращается в теплоту и повышает энтальпию рабочего тела в конце процесса по сравнению с течением без трения;
2) потери кинетической энергии с выходной скоростью отработавшего рабочего тела;
3) потери из-за перетечек рабочего тела через внутренние зазоры между рабочими лопатками и корпусом турбины, между диафрагмой и валом и др.;
4) потери вследствие влажности пара, возникающие в последних ступенях паровых турбин. Частицы влаги в паре, ударяясь о стенки лопаток, тормозят вращение ротора и снижают полезную работу.
К внешним потерям относят:
1) потери от утечки рабочего тела через концевые зазоры между корпусом турбины и валом. Эти потери, очевидно, не влияют на состояние рабочего тела в турбине, а лишь несколько увеличивают его расход;
2) механические потери, которые включают затраты энергии на преодоление трения в подшипниках турбины и на привод вспомогательных механизмов
2. Классификация гидравлических машин по энергетическому и конструктивному признакам.
Рис. 1.2 Классификация гидравлических машин по энергетическому и конструктивному признакам.
Билет№8,24.
1. Краткая характеристика и типы динамических машин. Схемы центробежного, осевого и вихревого насосов.
Эти машины представлены в современной промышленности 3мя основными группами: центробежными, осевыми и вихревыми. Машины первых двух групп – лопастные, 3-ей – трения. Центроб насос : Рабочее колесо, несущее лопасти 1 заключено в корпус 2 спиральной формы. При вращении колеса жидкость под действием центробежной силы перемещается от центра к периферии, выбрасывается в спиральную камеру и поступает в напорный трубопровод 4. Через приемное отверстие 3 происходит непрерывное всасывание.
Вихревой насос: В корпусе 1 концентрично располагается рабочее колесо 2 с плоскими и радиальными лопастями 3. При работе насоса жидкость во всасывающий патрубок и, увлекается рабочим колесом, совершает сложное вихревое движение в канале 5, выходит через напорный патрубок 6. В отличие от центробежных и осевых машин, в вихревой машине вход и выход жидкости производится на периферии.
2. Способы регулирования паровых турбин
Паровые турбины обычно работают в широком диапазоне изменения нагрузок. В то же время изменение частоты вращения вала турбины для электрического генератора, находящегося на одном валу с турбиной, недопустимо.
Основная задача регулирования турбин для привода генератора заключается в поддержании в заданных пределах частоты вращения вала. Регуляторы скорости паровых турбин многообразны по своему устройству и взаимному расположению отдельных элементов. Самый простой регулятор скорости состоит из двух элементов: измерительного устройства и регулирующего органа; более сложные регуляторы имеют дополнительно ряд унифицированных элементов, таких как сервоприводы, устройства обратной связи и др.
Измерительным устройством большинства регуляторов скорости турбин служит центробежный маятник (рис. 6.7). Он приводится в движение от вала турбины 3 посредством зубчатой передачи. При увеличении частоты вращения турбины грузы 1 центробежного маятника под действием центробежных сил расходятся, перемещая вверх связанную с ними муфту 2. При понижении частоты вращения вала, наоборот, грузы сближаются и муфта опускается вниз. Перемещение муфты передается при помощи механических связей (системы рычагов) или посредством гидроусилителей на регулирующие органы турбины – парораспределительные устройства, которые увеличивают или уменьшают мощность турбины, восстанавливая заданную частоту вращения вала.
Рис. 6.7. Схема центробежного маятника
Парораспределительные устройства бывают дроссельными, сопловыми, обводными и комбинированными. При дроссельном парораспределении (рис. 6.8, а) для уменьшения мощности турбины клапаны прикрываются и весь пар, направляемый к соплам, дросселируется. Дросселирование пара (процесс 00’ при h=const на рис. 6.8, б) сопровождается потерями некоторой части располагаемого теплоперепада и ухудшением КПД турбины. Дроссельное парораспределение при частичных нагрузках турбины неэкономично и применяется в турбинах малой мощности. При сопловом парораспределении (рис. 6.9) пар поступает к соплам первой ступени через несколько регулирующих клапанов. Каждый клапан обслуживает свою группу сопл и при номинальной нагрузке полностью открыт. При изменениях нагрузки турбины регулирующие клапаны последовательно открываются или закрываются. Дросселирование пара происходит лишь в неполностью открытом клапане (или клапанах). Но так как через каждый клапан проходит лишь часть общего количества пара, то потери от дросселирования здесь меньше, чем в турбине с дроссельным парораспределением.
Рис. 6.8. Дроссельное парораспределение: Рис. 6.9. Сопловое парораспределение:
а – принципиальная схема; а – принципиальная схема;
б – процесс расширения пара в h, s-диаграмме б – схема клапанной коробки
Рис. 6.10. Схема обводного парораспределения:
1 – групповой клапан; 2 – байпасный клапан
При обводном парораспределении (рис. 6.10) осуществляют добавочный впуск свежего пара непосредственно в одну или несколько промежуточных ступеней ЦВД через специальные байпасные последовательно открывающиеся клапаны. Обвод пара применяют для обеспечения перегрузки сверх экономической мощности. Чем дальше от первой ступени осуществляется добавочный подвод пара, тем больше пропускная способность перегрузочной ступени и, следовательно, тем больше можно перегрузить турбину.
Обводное парораспределение часто сочетается с сопловым. В современных турбинах можно встретить подобную комбинированную систему: пропуск пара в пределах от холостого хода до экономической мощности изменяется при помощи соплового распределения, а увеличение нагрузки сверх экономической мощности достигается за счет обводного.
Билет№9,17,18.
1. Номинальная, максимальная и экономическая мощности турбины. Различие между ними.
Под номинальной понимается наибольшая мощность, которую турбина должна развивать длительное время при номинальных значениях всех других основных параметров.
Максимальная мощность – наибольшая мощность, которую турбина должна длительно развивать при чистой проточной части и отсутствии отборов пара для внешних потребителей теплоты.
Для конденсационных турбин устанавливается понятие экономической мощности. Это такая мощность, при которой турбина работает с наилучшим КПД.
2. Способы регулирования производительности осевых вентиляторов
Регулирование производительности осевых вентиляторов может производиться изменением частоты вращения вала, с помощью направляющего аппарата на входе (закручиванием потока перед колесом), путем поворота рабочих лопастей на другой угол установки.
Билет№10,13.
1. Устройство и принцип действия паровой турбины
Турбомашина (турбина) является двигателем, в котором теплота рабочего тела пара или газа последовательно преобразуется в кинетическую энергию струи, а затем в механическую работу.
В простейшей турбине рабочее тело поступает в сопло 1 (или группу сопл), разгоняется в нем до высокой скорости и направляется на рабочие лопатки 2 (рис. 6.4).
Усилия, вызванные поворотом струи в каналах рабочих лопаток, вращают диск 3 и связанный с ним вал 4. Диск с закрепленными на нем рабочими лопатками и валом называется ротором. Один ряд сопл и один диск с рабочими лопатками составляют ступень.
Рис. 6.4. Схема ступени турбины
На лопатках рабочего колеса кинетическая энергия потока преобразуется в работу. Скорость потока относительно стенок канала вращающихся рабочих лопаток называют относительной скоростью w в отличие от абсолютной скорости с.
Величину и направление относительной скорости на входе в каналы лопаток находят из треугольника скоростей (рис. 6.4):
,
где u окружная скорость вращения лопаток.
Абсолютная скорость потока с2, покидающего рабочие лопатки, уменьшается из-за преобразования кинетической энергии потока в работу и частично из-за изменения относительной скорости. Ее также можно найти путем векторного сложения скоростей:
.
2. Схемы, устройства и принцип действия турборасширительных машин.
Общие понятия. Турборасширительная машина представляет собой газовую турбину, в которой энергия газа при расширении преобразуется в работу с одновременным понижением температуры газа.
Расширительные машины применяются главным образом для охлаждения газов в технике сжижения и разделения газов (турбодетандеры) и в технике кондиционирования воздуха (турбохолодильники).
Детандер (от франц. detendre - ослаблять), поршневая или турбинная машина для охлаждения газа за счет его расширения с совершением внешней работы. Используются главным образом в установках для сжижения и разделения газов.
В результате массового перевода доменных печей на работу с повышенным давлением газа под колосником появилась возможность использования потенциальной энергии доменного газа. Доменный газ, имеющий давление 0,25÷0,3 МПа, расширяется в специальной газовой турбине до давления порядка 0,11 МПа, еще достаточного для транспорта его потребителю. Мощность, развиваемая такой турбиной, зависит от количества доменного газа, его начального давления и температуры.
В технике сжижения и разделения газов наиболее широкое применение нашли радиальные турборасширительные машины (рис. 6.14), в которых поток сжатого газа направлен от периферии к центру по радиусу. Основными рабочими элементами являются неподвижный сопловой направляющий аппарат, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую, и вращающееся рабочее колесо, в котором кинетическая энергия газа преобразуется в работу, передаваемую на вал.
Рис. 6.14. Схема радиальной одноступенчатой реактивной расширительной машины:
1 – спиральный подвод газа; 2 – направляющий аппарат;
3 – рабочее колесо: 4 – отвод газа; 5 – вал
Радиальные расширительные машины имеют производительность от 0,03 до 15 кг/с и отношение начального давления к конечному - от 4 до 30. Частота вращения вала, например в турбохолодильниках систем кондиционирования современных самолетов, достигает 2500 1/с (150 000 об/мин). Задачей этих турбин является охлаждение воздуха, поэтому работа расширения часто не используется, а превращается в теплоту в тормозном устройстве, сидящем на валу.
Радиальные расширительные машины могут быть как одноступенчатыми (чаще всего), так и многоступенчатыми соответственно числу последовательно установленных рабочих колес. Эти машины, как и турбины, подразделяются на активные и реактивные. В активной расширительной машине понижение давления происходит только в направляющем аппарате, а в реактивной – в направляющем аппарате и на колесе.
Билет№11,16.
1. Устройство, принцип действия и конструкция осевого вентилятора.
Конструкционные особенности осевого вентилятора определяются его аэродинам схемой, где все остальные размеры даются в долях наружного диаметра рабочего колеса. Вентилятор МЦ имеет 4 жестко закрепленных на втулке лопасти винтовой формы. Раб колесо расположено непосредственно на валу двигателя. В случае, если расположение двигателя в потоке газа недопустимо (запыленность, высокая тем-ра) его выносят из потока. Вентил с одним раб колесом является низконапорной машиной, что вызвано большими гидравлическими потерями из-за вращения потока за колесом. Применение схемы с одним раб колесом имеет смысл, когда кинетическая энергия за колесом незначительна. В конструкциях осевых вентиляторов с одним или неск раб колесами применяются устройства, улучшающие аэродинамику потока и повышающие КПД :
1 обтекатели 2 направляющие и спрямляющие аппараты.
1 вал
2 раб колесо
3 обтекатель
4 раб лопатки
5 электопривод
6 задний обтекатель
7 диффузор
9 входной коллектор
2. Основные параметры компрессорных машин.
Подача Q мкуб/с, начальное и конечное давление p1, p2 Па, степень повышения давления ε = p2/p1, частота вращения ротора n об/мин, мощность N Вт, КПД η.
Компрессор - машина, работающая со степенью повышения давления ε = p2/p1 > 1.15 с искус охлаждением.
Билет№12,19,21.
1. Схемы конденсационного устройства и эжектора паровых турбин
Конденсационная установка предназначена для создания разрежения (вакуума) за паровой турбиной 1 (рис. 6.11) с целью увеличения используемого теплоперепада и повышения термического КПД паротурбинной установки. В конденсационную установку входят конденсатор 2, циркуляционный 3 и конденсатный 4 насосы, а также устройство для отсасывания воздуха из конденсатора 5 (обычно это паровой эжектор).
В конденсаторе осуществляется конденсация отработавшего в турбине пара. Охлаждающей средой обычно служит вода, которая подается циркуляционным насосом. В настоящее время в стационарных паротурбинных установках применяются только водяные конденсаторы поверхностного типа, позволяющие получать чистый конденсат для питания котлов.
Отработавший пар входит в конденсатор сверху. Соприкасаясь с поверхностью трубок, внутри которых протекает охлаждающая вода, пар конденсируется. Конденсат стекает вниз и из сборника конденсационным насосом подается в поверхностные холодильники парового эжектора, а оттуда через систему регенеративных подогревателей поступает в паровой котел.
Абсолютное давление пара в конденсаторах поддерживается в пределах 3,0÷7,0 кПа. Теоретически абсолютное давление в конденсаторе должно быть равно давлению насыщенного пара, соответствующему конечной температуре охлаждающей воды. Однако в действительности в конденсатор вместе с водяными парами поступает некоторое количество воздуха. Кроме того, воздух проникает через неплотности во фланцевых соединениях конденсатора и трубопроводов, поэтому давление в конденсаторе равно сумме парциальных давлений водяного пара и воздуха. Скопления воздуха ухудшают вакуум в конденсаторе, что приводит к повышению температуры конденсации, поэтому воздух необходимо удалять. Для этой цели устанавливаются воздушные насосы – эжекторы, являющиеся неотъемлемой частью конденсационных установок.
Рис. 6.11. Принципиальная схема конденсационной установки:
1 паровая турбина; 2 – конденсатор; 3 – циркуляционный насос; 4 – конденсатный насос; 5 – паровой эжектор
Рис 6.12. Схема двухступенчатого эжектора:
1 эжектор I ступени; 2 – промежуточный холодильник; 3 – эжектор II ступени; 4 концевой холодильник
Чаще всего в паротурбинных установках применяются паровые одно-, двух- и трехступенчатые эжекторы. Схема двухступенчатого парового эжектора показана на рис. 6.12. В рабочее сопло подается свежий пар. Вытекающая из него струя, обладая большой кинетической энергией, увлекает за собой воздух из конденсатора в суживающуюся насадку диффузора, где кинетическая энергия паровоздушной смеси преобразуется в энергию давления. Далее пар из паровоздушной смеси конденсируется в холодильнике первой ступени. Воздух и несконденсировавшаяся часть пара из холодильника отсасывается эжектором второй ступени, к рабочему соплу которого также подается свежий пар. В диффузоре эжектора второй ступени паровоздушная смесь имеет давление, несколько превышающее атмосферное. Эта смесь поступает в холодильник второй ступени, где пар конденсируется, а насыщенный паром воздух выбрасывается в атмосферу.
2. Способы регулирования подачи центробежного вентилятора
Для регулирования подачи центроб вентилятора широко применяется дросселирование потока на выходе или на входе, регулирование закруткой потока перед раб колесом направляющими аппаратами различных конструкций применяется для вентиляторов с большой подачей.