Технологии применения пара

Технологии применения пара

Здесь мы разъяснили все достоинства пара водяного и привели общие примеры его применения. Для лучшего понимания объёмов востребованности этого ресурса приведём более конкретные примеры технологических процессов с применением пара для каждой отрасли производства.

Электроэнергетика

Высоким давлением перегретого пара приводят в движение паровые турбины для выработки электроэнергии, с применением пароструйных эжекторов откачивают неконденсируемые газы в турбине и обеспечивают набор первичного вакуума.

Нефтегазовая отрасль

• При добыче нефти перегретый водяной пар закачивают в добывающие скважины для снижения вязкости нефти и повышения продуктивности скважин;
• Насыщенным водяным паром подогревают трубопроводы, резервуары, цистерны для предотвращения застывания, отогревания застывших нефтепродуктов, уменьшения вязкости при разгрузке и перекачивании, для очистки цистерн от остатков нефтепродуктов;
• На нефтеперерабатывающих заводах в процессе ректификации для увеличения отбора светлых продуктов (бензина);
• В газовой промышленности водяной пар широко используется в процессах переработки природного газа для получения разного рода газов в химических процессах, протекающих при повышенной температуре и давлении.

Химическая промышленность

• С помощью пароструйных эжекторов создают вакуум в различном технологическом оборудовании, откачивают жидкости с растворёнными агрессивными примесями, перемещают жидкости и газы по трубам;
• Под воздействием давления и высокой температуры водяного пара протекают многие реакции синтеза материалов;
• Разогрев ванн с электролитом для гальванизации производят водяным паром.

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность

• С помощью пара варят древесину для получения целлюлозы;
• Бумажное полотно (полуфабрикат) сушат сушильными цилиндрами, которые равномерно прогреваются водяным паром;
• Сушка древесины осуществляется в паровых термокамерах с помощью пара;
• При производстве фанеры пар применяют для сушки полуфабриката, а затем склейки «пирога» под действием высокой температуры;
• При производстве гофрокартона, полуфабрикат нагревают и увлажняют водяным паром.

Строительная отрасль и ЖКХ

• нагрев и пропарка изделий ЖБИ;
• прогрев инертных материалов (щебень, песок) в зимний период;
• набор прочности газобетона в автоклавах;
• вспенивание и формование пенопласта производят нагревом с помощью пара;
• очистка строительных площадок от льда и снега в зимний период;
• разморозка канализации, трубопроводов и водостоков в зимний период осуществляют с помощью пара.

Пищевая промышленность

• стерилизация и пастеризация молока, пива, консервов;
• мойка и обеззараживание тары, инвентаря, инструментов и оборудования;
• размораживание рыбы и мяса в дефрастационных камерах;
• варка продуктов в варочных котлах;
• варка продукта паром (например, варка колбас в термокамерах);
• в пароконвектоматах с помощью пара разогревают, тушат, жарят, варят, выпекают.

Судоходная отрасль

• Паром приводят в движение паровые двигатели;
• Системы парового пожаротушения на судах.

Применение пара в быту

С давних пор пар мы применяем в повседневной жизни для готовки вкусной и полезной еды в пароварках, глажки вещей утюгом, парясь в банях и саунах. Но технологический прогресс не стоит на месте и сегодня мы уже используем паровые пылесосы и пароочистители, которые не только очищают, но и дезинфицируют любую поверхность, паровые кабины в квартирах, увлажняем воздух для комфортного микроклимата дома.

Поистине, все сферы применения водяного пара перечислить невозможно. Но при этом, многие считают, что это ресурс очень дорогостоящий и опасный, пытаясь заменить на более дешёвые и безопасные аналоги… в последнее время, вы наверно видели железобетонные изделия (лестницы, бордюры, плиты) рассыпающиеся прямо на глазах уже через несколько лет после установки… это и есть результат экономии – оптимизации технологического процесса исключивший водяной пар.

Здесь вы можете ознакомиться с дополнительной информацией, позволяющей сделать выбор в пользу водяного пара:

Паровые установки в технике

По предложенной Н.Е. Жуковским схеме турбокотел представлял собой сосуд в форме эллипсоида, вертикальная ось которого совпадала с малой осью эллипса, являющейся осью его вращения, а также совпадала с валом, установленным с возможностью его вращения в подшипниках. Внутренняя полость эллипсоида была разделена перегородкой, перпендикулярной его оси вращения, одна часть которой заполнялась водой, а в другой вода нагревалась, закипала и превращалась в пар. Питание установки водой осуществлялось через частично полый вал. При нагреве воды она превращалась в пар, пар выбрасывался через сопла на турбину, отдавая ей часть энергии, заставлял турбину вращаться. Турбокотел таким образом преобразовывал энергию давления пара в механическую энергию. К валу турбокотла можно было подсоединять редуктор или напрямую отбирать механическую энергию с целью передачи её на воздушный винт. Горелки, питаемые жидким топливом или горючим газом, могли быть установлены непосредственно на турбокотле и вращаться вместе с ним. Могли также устанавливаться неподвижно отдельно от него. Турбина посредством подшипников была насажена на вал и являлась отдельным агрегатом.

Опыт реализации идеи в авиации

Практическое использование турбокотлов в авиации было реализовано в 1932 – 1934 гг.

Так, по сообщениям иностранной печати, в Германии на электрозаводе Клингарберга разработан и построен специальный самолет, оснащенный паросиловой установкой. Автором силовой установки называли главного инженера завода Хютнера. Сконструированная силовая установка самолета имела мощность 2500 л.с., длина самолета 22 м, размах крыла 32 м, полетная масса (приблизительно) 14 000 кг, потолок самолета 14 000 м, скорость полета на высоте 10 000 м – 420 км/час, скороподъемность на высоту 10 км – 30 минут.

Инженер Прекуль приближенно определил удельную массу всей паросиловой винтомоторной установки данного самолета – 1 кг/л.с. на высоте 10 000 м.

Из последующих информационных материалов стало известно, что сущность этого изобретения сводится к развитию идеи турбокотлов Н.Е. Жуковского и Форкауфа.

В данной силовой установке парообразователь и турбина вместе с конденсатором были объединены в один вращающийся агрегат, имеющий общий корпус.

Котел турбины Хютнера был образован трубками, которые вращались вокруг оси со скоростью 3 000 – 5 000 об/мин. Поступающая в трубки вода устремлялась под действием центробежной силы в левые ветви V-образных трубок, правое колено которых исполняло роль генератора пара. Левое колено трубок имело ребра, нагреваемые пламенем газа, подаваемого из форсунок. Вода, проходя мимо этих ребер, превращалась в пар, а центробежные силы, возникающие при вращении котла, способствовали повышению давления пара. Давление в этом случае регулировалось автоматически. Разность плотностей пара и воды в обеих ветвях трубок давало переменную разность их уровней. Эта разность зависела от величины центробежной силы, а следовательно, и скорости вращения всего агрегата.

Особенностью конструкции турбокотла Хютнера являлось расположение трубок, при котором во время вращения создавалось разряжение в камере сгорания, и таким образом сам котел работал как всасывающий вентилятор. Питание котла водой осуществлялось автоматически вследствие разряжения, возникающего при работе у входа в холодное колено трубки.

Хютнер, выступая на собрании инженеров в Берлине в 1934 году по поводу регулирования работы турбокотла, говорил: «Органы регулирования здесь не нужны. Нет даже герметических камер давления. Роль запорного приспособления выполняет вода, находящаяся под действием центробежной силы, и она предупреждает сверхдавление. Это обстоятельство и автоматическая подача питательной воды являются достижениями, обеспечивающими большую надежность работы».

Хютнеру удалось построить несколько моделей паровой турбины своей конструкции. Одна из первых его моделей имела диаметр 25 см и мощность 1/5 л.с. Как утверждали в печати, пуск в ход занимал всего 10 секунд. При массе воды 35 г получался часовой съем пара 25 кг, КПД котла был получен равным 80 %.

Одними из преимуществ установок Хютнера являлась их незначительная масса и небольшие размеры. В установках такого типа отсутствуют всевозможные трубопроводы, они просты в обращении и легко регулируемы.

Возрождение интереса к идеям Н.Е. Жуковского

Идея турбокотла Н.Е. Жуковского издавна привлекала внимание и авиамоделистов-экспериментаторов города Таганрога. Она неоднократно рассматривалась одним из авторов этих строк в рамках программы «Рубикон» в 80-х годах прошлого столетия. Были разработаны несколько схем миниатюрного турбокотла для авиамоделей. В дальнейшем проекты разрабатывались этим же автором в Благотворительном обществе научно-технического творчества и экологии «Ювенал» города Таганрога как экологически чистые силовые установки. Один из возможных вариантов такого устройства для легких летательных аппаратов вертикального взлета и посадки рассматривается в данной работе в виде общего описания конструкции без приведения его геометрических, термодинамических и энергетических параметров.

Состав предлагаемой установки

В соответствии с разработанной конструкцией миниатюрного турбокотла для беспилотных малоразмерных летательных аппаратов установка поясняется чертежами рис. 1, рис. 2 и состоит из следующих узлов и деталей:

1. вращающийся турбокотел (генератор пара);

2. расходный бак с водой;

3. камера сгорания;

4. форсунки газовых горелок;

5. нижняя подшипниковая опора;

6. трубопроводы подачи топлива в камеру сгорания;

7. средняя подшипниковая опора;

8. форсунки подачи питающей воды в турбокотел;

9. продувочное окно камеры сгорания;

10. выпускные патрубки турбокотла;

11. выхлопной коллектор отработанного пара;

12. полая часть вала турбокотла;

13. предохранительно-дренажная крышка;

14. верхняя подшипниковая опора;

15. центробежный нагнетатель;

16. окно подачи воздуха в камеру сгорания;

17. трубопровод подачи воды из других баков;

18. верхняя стенка камеры сгорания;

19. приводная часть вала турбокотла;

20. реактивный насадок;

21. окна забора воды в турбокотел;

22. вал турбокотла.

Перед пуском турбокотел 1 (генератор пара) частично заполняется водой из расходного бака 2. Производится розжиг газовых горелок 4 в камере сгорания 3, устанавливается минимальный режим подачи топлива в камеру сгорания 3. Вода в турбокотле 1 закипает, превращаясь в пар. Давление пара в турбокотле 1 возрастает, и пар, вырываясь из реактивных насадков 20, придает турбокотлу 1 вращательное движение. Восполнение воды производится непрерывно через окна забора воды 21 из расходного бака 2. Вода, засасываясь в окна 21, проходит по внутренней части 12 полого вала турбокотла 1 и через форсунки 8 под действием центробежных сил впрыскивается непосредственно в турбокотел 1. Форсунки 8 подачи питающей воды в турбокотел 1 могут быть снабжены предохранительными клапанами для предотвращения противотока воды и пара в расходный бак 2. В турбокотле 1 вода отбрасывается центробежной силой к периферии турбокотла 1, нагревается, превращаясь в пар. Пар скапливается в области, примыкающей к валу турбокотла 22, и по выпускным патрубкам турбокотла 10 устремляется в реактивные насадки 20, далее в выхлопной коллектор отработанного пара 11 и затем в атмосферу. Концевые части всех выпускных патрубков турбокотла 10 имеют в горизонтальной плоскости загнутую против часовой стрелки форму, а реактивные насадки 20 установлены по касательной к траектории, описываемой концами выпускных патрубков турбокотла 10. Пар на выходе из каждого реактивного насадка 20 создает реактивную силу на плече, равном радиусу установки насадков. Это позволяет говорить о суммарном крутящем моменте Мкр., создаваемом паром при его выходе из всех реактивных насадков 20 одновременно.

В подобной миниатюрной силовой установке типа «Турбокотел» возможно преобразование кинетической и тепловой энергии пара в механическую путем подачи пара из вращающегося турбокотла 1 на вращающуюся в противоположном направлении турбину. С этой целью, приводная часть вала турбокотла 19 выполняется полой. По ней через раздаточный коллектор пар может подаваться через сопла направляющего аппарата на рабочие лопатки турбины, и после срабатывания удаляться в атмосферу.

Превышение некоторого значения давления пара в турбокотле есть функция высоты столба воды в расходном баке. Поэтому система саморегулируемая. Для поддержания заданного значения высоты столба воды применен расходный бак. Основные питающие баки с водой могут находиться на некотором расстоянии от расходного бака. Подача воды из них может обеспечиваться системой поддавливания, запитанной от скоростного напора пара при его выхлопе.

Проект БМЛА ВВП с силовой установкой типа «Турбокотел»

Беспилотный малоразмерный летательный аппарат вертикального взлета и посадки с силовой установкой типа «Турбокотел» (рис. 3, рис. 4) включает:

1. силовую установку типа «Турбокотел»;

2. верхнюю поверхность Коанда;

3. центробежный нагнетатель;

4. отклоняемый поток воздуха;

5. гибкую юбку с кромкой;

6. нижняя поверхность;

7. поток отработанного нагретого пара;

8. остывающие порции пара;

9. облако нагретого пара;

10. целевое оборудование;

11. основные питающие баки с водой;

12. спрямляющий аппарат центробежного нагнетателя;

13. стойки опор шасси;

14. опорные диски шасси;

15. блоки управления, навигации и связи аппарата;

16. система питания газовых горелок.

Стрелками с поворотом показаны линии тока пара; прямыми стрелками показаны линии тока воздуха; жирными стрелками обозначены векторы подъемной силы.

Описание и работа аппарата

БМЛА ВВП – беспилотный малоразмерный летательный аппарат вертикального взлета и посадки (рис. 3, рис. 4) выполнен в виде выпукло-вогнутого купола, по вертикальной оси которого внутри установлена силовая установка типа «Турбокотел» 1. Его верхняя поверхность 2 представляет собой поверхность Коанда, над которой закреплен с возможностью вращения центробежный нагнетатель 3. При обдуве верхней поверхности аппарата 2 нагнетатель 3 интенсивно гонит поток воздуха 4, который в соответствии с эффектом Коанда обтекает поверхность 2 эквидистантно её образующей и, отклоняясь вдоль гибкой юбки с кромкой 5, почти вертикально уходит вниз, вызывая реакцию сил. В соответствии с законом Бернулли и 3-м законом Ньютона, такое обтекание поверхности инициирует появление подъемной силы Y.

Нижняя поверхность 6 аппарата выполнена вогнутой. Её периферийная часть оснащена специальной гибкой юбкой с кромкой 5, которая служит для управления аппаратом в пространстве. При этом управление аппаратом по осям X и Z осуществляется отгибом гибкой юбки с кромкой 5 специальными сервоприводами. При отгибе части гибкой юбки 5 в любую из сторон меняется распределение аэродинамических сил, что приводит к их неравенству и возникновению, соответственно, управляющих моментов по одной из осей X или Z.

Гибкая юбка с кромкой 5 одновременно ограждает от утечки часть отработанного в турбокотле 1 нагретого пара 7. Пар 7, стремящийся вверх, постоянно заменяется свежими порциями, удерживается в вогнутой части аппарата 6 гибкой юбкой с кромкой 5. Такой процесс приводит к созданию дополнительной подъемной силы Y1. Принцип возникновения такой силы аналогичен принципу создания высокотемпературной аэростатической подъемной силы. В результате действия суммарной подъемной силы Y+Y1, превышающей массу аппарата, последний набирает высоту.

Остывающие порции пара 8, окончательно охлаждаясь, выпадают в виде мелких капель воды на землю.

Выводы

Миниатюрная силовая установка типа «Турбокотел» предназначена для легких беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки. Характерной чертой установки является турбокотел с вертикальной ось вращения. Такое положение оси турбокотла способствует сепарации пара за счет сил гравитации, что позволяет избавиться от механических перегородок внутри самого котла.

Турбокотел оснащен реактивными насадками, превращаясь таким образом, в реактивную паровую турбину, что позволяет сократить массу установки.

В отличие от традиционных паровых установок, в данной конструкции миниатюрного турбокотла работа питательного насоса заменена работой центробежной силы, и вся установка существенно упрощается, приобретая больше компактности.

Выбрасываемый в атмосферу отработанный пар в полете аппарата, кроме создания подъемной силы, на определенной высоте способен обеспечить маскировку аппарата.

Беспилотный малоразмерный летательный аппарат вертикального взлета и посадки, оснащенный силовой установкой типа «Турбокотел», является экологически чистым летательным аппаратом.

Альтернативная и малая энергетика на паровом двигателе

. . . . . Мини-электростанции с современными малыми паровыми двигателями имеют очень хорошую перспективу обладать вполне достойным коэффициентом полезного действия (КПД). Когда идет разговор о КПД паровых машин и паросиловых установок, то почему- то даже относительно осведомленные в технике люди, сразу начинают вспоминать и приводить в пример КПД паровозов столетней давности: «Да КПД паровой машины- это жалкие 5-6%!. Ваш двигатель внешнего сгорания для мини — электростанции с топкой на дровах, котлом и паром- это каменный век истории техники…».
…… . Но почему-то мало кто вспоминает современные большие электростанции (ТЭЦ И ГРЭС) на паровых турбинах — где КПД по электричеству составляет 26-28%… А ведь паровая турбина- это тоже паровой двигатель.
. . . . К тому же, старая добрая поршневая (паровозная) поршневая машина и сейчас не забыта. Например — германская фирма SPILLING создает большие поршневые паровые машины на основе блоков цилиндров от больших дизелей тепловозного типа и мощностью на валу до 1200 КВт.. И производитель утверждает что КПД у него на перегретом паре доходит до 20%, что для парового поршневого двигателя очень солидно.
. . . . Но- для пытливого ума есть еще одна очень подходящая пища для размышлений. Мало кто знает, что есть двигатели внешнего сгорания у которых КПД лучше, чем у чемпионов по КПД среди двигателей внутреннего сгорания — выше чем у дизелей. И такой КПД составляет более 50% и подбирается к отметке в 60%.

… Это двигатели Стирлинга, у которых КПД в 40% — это обычное дело. Правда у двигателей Стирлинга есть свои большие недостатки- чрезмерная громоздкость, очень малая мощность на единицу веса (удельная мощность или удельный вес) и малые обороты вала…. Поэтому двигатели Стирлинга сейчас не используют ни на больших, ни на мини электростанциях. Но вот КПД у них отменный- и это архаический (по мнению очень многих обывателей) двигатель внешнего сгорания, т.е. это близкий родственник паровой машины от паровоза. И при этом такой двигатель — многотопливный, т.е. он одинаково эффективно работает хоть от энергии лучей солнца, хоть от тепла горящих дров или соломы…

. . . Так вот- автор этого сайта утверждает, что паровой двигатель (паровая машина), т.е.- паросиловой контур с роторным двигателем (или аксиально- поршневым оппозитом) и с использованием легкокипящих жидкостей может приблизиться по значению КПД к другому типу двигателей внешнего сгорания — двигателю Стирлинга с их КПД в районе 50% и выше, но при этом не иметь всех больших недостатков двигателей Стирлинга, и быть тяговитым с первых оборотов — как паровозная паровая машин, а и крайне мощным — как паровая турбина.
. . . Т.е. можно четко заявить, что мини — электростанция мощностью в 10 — 30 — 100 кВт вполне может иметь КПД в достойные 20 — 25 %, и еще давать в виде побочного результата своей работы горячую воду для обогрева, и все это делать на дешевом твердом топливе, а иногда и на бросовых горючих отходах.
….. При этом цена всего оборудования для такой мини — электростанции будет всего лишь немногим больше, чем цена оборудования сравнимой по мощности дизельной электростанции (дизель- генератора), а вот цена вырабатываемой электроэнергии будут во многие разы дешевле, чем дизель -генератор на солярке.

МИНИ – ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ и МИНИ- ТЭЦ, КАК ДОБИТЬСЯ ВЫСОКОГО КПД?

… Термодинамический цикл Ренкина, по которому работают все паровые машины, накладывает свои жесткие ограничения на возможность иметь хороший КПД для мини-электростанции с паровым двигателем. Вообще, чтобы иметь хороший КПД надо высоко поднимать температуру начала цикла. В двигателях внутреннего сгорания эта температура составляет примерно 1500 0 С, поэтому и КПД у них относительно велик. А вот в паросиловых установках температура начала цикла ограничена термической стойкостью материалов парового котла. Обычно она в «большой энергетике» не превышает 560-580 0 С, после этого порога начинается потеря прочности стали. Но это в большой энергетике. А в малой энергетике с её мини-электростанциями с небольшими котлами, давления и температуры заведомо ниже. Поэтому – если удастся получить температуру перегретого пара в 400 0 С, — то это уже хорошо. Соответственно- мини-электростанция реально может иметь КПД в 10-12% при работе с рабочим телом в виде воды, и в районе 20% при работе с рабочим телом в виде легкокипящей жидкости.
…. Но ведь это только КПД по электричеству. А если при этом учесть, что значительную часть тепла от работы мини-электростанции можно обратить на пользу в виде горячей воды через конденсатор на нужды отопления и обогрева, то общий КПД по обоим типам энергии – электрической и тепловой (когенерация), можно довести до 45-50%. По сути дела – это уже когенерация, и мини-электростанция превращается в мини-ТЭЦ, которая дает два типа энергии- электрическую и тепловую.
Если котел качественной энергетической установки хорошо спроектирован и имеет подогрев воздуха перед топкой и экономайзер, то общий КПД малой электростанции может быть весьма высоким.

2.5. Паровые системы теплоснабжения

Паровые централизованные системы теплоснабжения применяются в промышленных районах, при особенно неблагоприятном рельефе местности (наличие оврагов и т. д.), в южных районах, где невелика продолжительность отопительного периода и можно снизить санитарно-гигиенические требования к теплоносителю.

Паровые системы могут быть:

с возвратом конденсата; без возврата конденсата.

На промышленных предприятиях широко применяется паровая система с возвратом конденсата, изображенная на рис. 6.

Пар от ТЭЦ или районной котельной поступает в паропровод I, а далее по нему к потребителям теплоты. Конденсат от потребителей теплоты возвра­щается по конденсатопроводу II к источнику. Конденсат возвращается под давле­нием конденсатных насосов, установленных у абонентов.

Рис. 6. Паровая система с возвратом конденсата

I– паропровод; II– конденсатопровод; III– вода из водопровода; IV– компрессор; А– паровая система отопления; Б– система горячего водоснабжения с паровым подог­ревателем; В– технологический потребитель пара с возвратом конденсата; Д– сис­тема технологического потребления пара с пароструйным компрессором.

На схеме А показано непосредственное присоединение паровой системы к паровой сети. Пар из паропровода поступает в нагревательные приборы 1, в которых отдает скрытую теплоту парообразования и конденсируется. Конденсат конденсатоотводчик 2 и собирается в бак 3, из которого конденсаторным насо­сом 4 перекачивается по конденсатопроводу к источнику теплоты.

Калориферные установки приточных вентиляционных систем и систем кондиционирования воздуха присоединяются по аналогичной схеме.

Схема Б – представляет собой водяную систему отопления, присоеди­ненную к паровой сети, с применением пароводяного подогревателя 1, в кото­ром пар нагревает воду, циркулирующую в системе водяного отопления. Кон­денсат из подогревателя через конденсатоотводчик сливается в конденсаторный бак, откуда насосом перекачивается по конденсатопроводу II к источнику теп­лоты. Циркуляция теплоносителя в водяной системе отопления создается насо­сом 2.

На схеме В показано присоединение системы горячего водоснабжения с применением пароводяного подогревателя, аналогичного подогревателю в схеме Б.

Схема Г – непосредственное присоединение технологического потреби­теля пара.

Схема Д – система технологического потребления пара с пароструйным компрессором. Используется, если давление пара в сети ниже давления, требуе­мого технологическими потребителями. Конденсат от технологических потре­бителей возвращается по нормальной схеме, если пар не смешивается с подог­реваемой средой.

Рентабельность установок может быть повышена применением струй­ного компрессора на ТЭЦ.

Рассмотрим паровую систему без возврата конденсата (рис. 7)

Рис.7. Паровая система без возврата конденсата

А – водяная система отопления с пароинжекторным присоединением и системой горячего водо­снабжения; Б – паровая система отопления и система горячего водоснабже­ния; В – система горя­чего водоснабжения со струйным подогревателем; I – паропро­вод; II – вода из водопровода.

По этой схеме конденсат используется на месте, у потребителя для горя­чего водоснабжения. В этом случае упроща­ются сети, но на ТЭЦ или в паровой районной котельной должна быть смонтирована мощная установка по подго­товке пи­тательной воды для котельных агрегатов.

На схеме А показано присоединение системы водяного отоп­ления к па­ровой сети с одновременным решением вопроса снаб­жения горячей водой для бытовых целей. Пар из паропровода поступает в струйный инжектор 1, при по­мощи которого произ­водится подсасывание воды из обратной магистрали ото­питель­ной системы с одновременным подогреванием воды паром. При недоста­точном нагреве воды в инжекторе 1 можно включить в работу инжектор 2, что обычно и применяют при низких тем­пературах наружного воздуха.

Избыток воды поступает в расширитель-аккумулятор 3, от­куда вода по­ступает в систему горячего водоснабжения. При давлении пара ниже статиче­ского давления отопительной си­стемы инжекторы устанавливаются в верхних частях зданий.

На схеме Б приводится присоединение системы парового отопления и использование конденсата для горячего водоснаб­жения. Конденсат из нагрева­тельных приборов попадает через конденсатоотводчики КО в аккумулятор и из него в систему го­рячего водоснабжения.

При низких давлениях пара аккумулятор устанавливается в нижней части здания и конденсат стекает в него самотеком. Для подачи конденсата в систему горячего водоснабжения в этом случае используется насос. По такой же схеме могут присоединяться к паровой сети калориферные установки венти­ля­ционных систем и технологическое оборудование.

На схеме В показано присоединение системы горячего водо­снабжения к паровой сети при помощи струйного подогревателя (эжектора). В эжектор 1 по­ступают пар и водопроводная вода. подогретая вода поступает в аккумулятор и из него в систему горячего водоснабжения. По этой схеме возможен дополни­тель­ный подогрев воды непосредственно в баке-аккумуляторе барботажным способом, то есть выпуском пара в воду.

Системы отопления:

По типу источника нагрева — газовые,мазутные,электрические,дровяные,угольные,торфяные,пеллетные, солнечные,геотермальные.

По типу теплоносителя — воздушные,водяные,паровые, комбинированные;

По типу применяемых приборов — конвективные,лучистые, конвективно-лучистые;

По виду циркуляции теплоносителя — с естественной и искусственной (механической, с использованием насосов);

По радиусу действия — местные и центральные;

По режиму работы — постоянно работающие на протяжении отопительного периодаи периодические (в том числе и аккумуляционные) системы отопления.

По способу разводки — с верхней, нижней, комбинированной, горизонтальной, вертикальной;

По способу присоединения приборов — однотрубные, двухтрубные, трёхтрубные, четырёхтрубные, комбинированные;

Однотрубная. Устроена следующим образом: отопительные приборы одного стояка подключены последовательно, то есть теплоноситель, постепенно охлаждаясь, проходит стояк из прибора в прибор. Двухтрубная. В этом случае отопительные приборы подключены к стояку параллельно, что позволяет сохранять одинаковую температуру теплоносителя на каждом. Такие системы более металлоёмки и требуют балансировки каждого прибора отдельно.

По ходу движения теплоносителя в магистральных трубопроводах — тупиковые и попутные;

По гидравлическим режимам — с постоянным и изменяемым режимом;

Системы вентиляции классифицируются по следующим признакам:

По способу создания давления и перемещения воздуха: с естественным и искусственным (механическим) побуждением

По назначению: приточные и вытяжные

По способу организации воздухообмена: общеобменные, местные, аварийные, противодымные

По конструктивному исполнению: канальные и бесканальные

По количеству воздуха на человека в час. К примеру, в бомбоубежище — не менее 2,5 м³/ч, в офисном помещении — не менее 20 м³ в час для посетителей, находящихся в помещении не более 2 часов, для постоянно находящихся людей — не менее 60 м³ в час. Расчёт вентиляции производится с помощью следующих параметров: производительность по воздуху (м³/ч), рабочее давление (Па) и скорость потока воздуха в воздуховодах (м/с), допустимый уровень шума (дБ), мощность калорифера (кВт). Норматив по воздухообмену регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП) и санитарными нормами и правилами (Сан Пин)

Паровые турбины

ПАРОВАЯ ТУРБИНА – это паровой двигатель, в котором лопатки ротора вращаются под действием струи пара и вырабатывают электрическую энергию. Компания «АГТ» предлагает паровые турбины с разными тепловыми циклами и составом, для применения во всех сферах промышленности: металлургическая, нефтеперерабатывающая, химическая промышленность, коммунальное хозяйство, на электростанциях, работающих на биомассе, на утилизационных станциях.

Содержание

Принцип работы паровых турбин

Паровые турбины имеют следующий принцип работы: в паровом котле образуется пар и далее проходит через лопатки турбины под высоким давлением. В результате происходит вращение установки, которая производит механическую энергию. Эта энергия поступает в генератор и используется для выработки электричества. Мощность системы будет зависеть от того, какой перепад давления пара образуется на входе и выходе оборудования. Компания «АГТ» подберет паровую турбину исходя из принципа работы вашего предприятия и поставленных задач.

Чтобы паровая турбина была эффективной и работала с минимальными потерями, пар должен подаваться с высокой температурой и давлением. Поэтому к котельному оборудованию предъявляются повышенные требования. Преимущества данной технологии производства электроэнергии заключаются в том, что есть возможность использовать любой спектр топлива, в том числе и твердое. Однако стоит учесть, что твердое топливо и нефтяные фракции способны снизить экологические показатели системы.

Преимущества паровых турбин:

Одно из преимуществ паровых турбин, что можно использовать разные виды топлива, для получения пара. Ведь главная задача – это обеспечение его бесперебойной подачи, согласно ТУ. Компания «АГТ» поможет подобрать паровую турбину по вашему техническому заданию. Паровые турбины заслуженно заняли свое место в российской промышленности, их хорошая эффективность определяется следующими преимуществами:

• широкий выбор теплоносителя;
• использование различных видов топлива: твердого, газообразного, жидкого;
• большой диапазон мощностей;
• высокая мощность;
• долгий ресурс установки.

Состав паровых турбин

На самом деле основной состав паровых турбин примерно одинаковый на всех моделях. Паровая турбина состоит из корпуса, лопатки ротора и сопла. Пар проводится по трубопроводам к оборудованию из внешнего источника. Проходя через сопла, потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию струи пара. Через специально спрофилированные лопатки из сопел вырывается пар и начинает вращать ротор. Вытекая с большой скоростью под углом к плоскости лопаток, пар приводит их в движение.

В некоторых конструкциях паровая турбина имеет сопловой аппарат, состоящий из ряда неподвижных лопаток. Они расположены радиально и искривлены в направлении поступающего потока.

Специалисты проектируют паровые турбины таким образом, чтобы они находились на одном валу с потребляющим энергию устройством. От прочности материалов, из которых изготовлены лопатки и диск, зависит скорость вращения рабочего колеса. Многоступенчатые турбины позволяют более эффективно преобразовывать энергию пара..Специалисты «АГТ» проектируют паровые турбины таким образом, чтобы они находились на одном валу с потребляющим энергию устройством. От прочности материалов, из которых изготовлены лопатки и диск, зависит скорость вращения рабочего колеса. Многоступенчатые турбины позволяют более эффективно преобразовывать энергию пара.

Тепловые циклы паровых турби

• Экологически чистый цикл Ранкина. Пар поступает в установку от внешнего источника. В этой ситуации между ступенями нет дополнительного прогрева и отмечаются потери тепла;
• Цикл с промежуточным подогревом. Пройдя первые ступени, пар направляется в теплообменник для дополнительного подогрева. Далее он возвращается в оборудование, где и происходит окончательное расширение. При повышении температуры рабочего тела значительно повышается экономичность;
• Цикл с промежуточным отбором, утилизацией тепла отработанного пара. При выходе из турбины пар имеет значительное количество тепловой энергии, которая рассеивается в конденсаторе. Некоторую часть энергии можно отобрать на промежуточных ступенях, а часть — при конденсации. Эту энергию можно использовать для технологических процессов.

Необходимо обратить внимание и на конструкцию. Так как именно тут происходит расширение рабочего тела, необходим большой диаметр для пропуска увеличенного объемного расхода. Увеличение диаметра паровой турбины определено максимальными допустимыми напряжениями, которые обусловлены центробежными нагрузками.

Применение паровых турбин

Паровые турбины с небольшой мощностью успешно применяются во всех сферах промышленности. Успешно используются на предприятиях с когенерационным циклом в составе электростанций, для получения не только электрической, но и тепловой энергии, а так же на утилизационных станциях, использующих тепловую энергию технологических процессов. В настоящее время набирает популярность применение паровых турбин на возобновляемых источниках энергии. Компания «АГТ» спроектирует турбину, согласна вашего применения.

Паровые турбины вращаясь с большой скоростью, обеспечивает высокий КПД. На тепловых электростанциях располагают электрогенераторы со скоростью вращения от 1500 до 6500 об/мин. На валу паровой турбины могут быть установлены вентиляторы, насосы, центрифуги, нагнетатели. В качестве понижающего редуктора может быть установлено низкоскоростное оборудование.

Нужна более подробная информация — паровые турбины?

Москва + 7 (499) 704-24-48
Санкт-Петербург + 7 (812) 389-23-48
Ростов на Дону + 7 (863) 303-48-46
Казань + 7 (843) 202-37-55
Красноярск + 7 (3919) 89-80-89
Челябинск + 7 (351) 240-80-89
Краснодар + 7 (8612) 05-69-05
Калининград + 7 (4012) 65-80-99
Самара + 7 (846) 300-23-73
Новосибирск + 7 (383) 207-88-90
Екатеринбург + 7 (343) 226-02-11