Foydalanish: energiya, chiqindi issiqlikni qayta tiklash. Ixtironing mohiyati: gaz oqimi gazlar suv bug'i bilan to'yingan bo'lgan ikki burchakli teshikli varaq 4 da hosil bo'lgan kondensat plyonkasidan o'tkazish orqali namlanadi. 4-varaq ustidagi 2-kamerada suv bug'ining hajmli kondensatsiyasi chang zarralari va bug'-gaz oqimining mayda tomchilarida sodir bo'ladi. Tayyorlangan bug '-gaz aralashmasi isitiladigan muhit oqimining issiqligini issiqlik almashinuvi elementlarining 8 devori orqali o'tkazish orqali shudring nuqtasi haroratiga sovutiladi. Oqimdan kondensat 10 olukli eğimli qismlarga 5 tushadi va keyin qatlamga kiradi. 4 drenaj trubkasi orqali 9. 1 il.

Ushbu ixtiro qozon texnologiyasi sohasiga, aniqrog'i chiqindi gazdan issiqlikni qayta tiklash sohasiga tegishli. Egzoz gazlarining issiqligini qayta ishlashning ma'lum usuli mavjud (SSSR Aut.St. N 1359556, MKI F 22 V 33/18, 1986), bu eng yaqin analog bo'lib, unda yonish mahsulotlari ketma-ket majburiy namlanadi, siqiladi. atmosfera bosimidan yuqori bosimdagi suv bug'ining kondensatsiyasi bilan birga shudring nuqtasi haroratidan past haroratgacha sovutilgan kompressor, ular separatorda ajratiladi, turboekspanderda haroratning bir vaqtning o'zida pasayishi bilan kengaytiriladi va atmosferaga chiqariladi. Egzoz gazlari issiqligini qayta ishlashning ma'lum usuli mavjud (GDR, Pat. N 156197, MKI F 28 D 3/00, 1982), chiqindi gazlar va oraliq suyuqlik muhitida isitiladigan issiqlik almashtirgichdagi qarshi oqim harakati orqali erishiladi. shudring nuqtasidan past haroratgacha sovutilgan chiqindi gazlarning shudring nuqtasi haroratidan yuqori harorat. Yoqilg'ining yuqori kaloriyali qiymatidan foydalangan holda past haroratda isitishning ma'lum usuli mavjud (Germaniya, dastur N OS 3151418, MKI F 23 J 11/00, 1983), bu yoqilg'ining isitish moslamasida yondirilishidan iborat. isitish moslamasiga oldinga va yon tomonga kiradigan issiq gazlarning shakllanishi. Oqim yo'lining bir qismida yonilg'i gazlari kondensat hosil qilish uchun pastga yo'naltiriladi. Chiqishdagi yonilg'i gazlari 40-45 o S haroratga ega. Ma'lum bo'lgan usul, chiqindi gazlarni shudring nuqtasi harorati ostida sovutish imkonini beradi, bu esa o'rnatishning issiqlik samaradorligini biroz oshiradi. Biroq, bu holda, kondensat nozullar orqali püskürtülür, bu o'z ehtiyojlari uchun qo'shimcha energiya sarfiga olib keladi va yonish mahsulotlarida suv bug'ining tarkibini oshiradi. Yonish mahsulotlarini mos ravishda siqib chiqaradigan va kengaytiradigan sxemaga kompressor va turboekspanderning kiritilishi samaradorlikni oshirmaydi va qo'shimcha ravishda kompressor va turboekspanderdagi yo'qotishlar bilan bog'liq qo'shimcha energiya sarfiga olib keladi. Ixtironing maqsadi chiqindi gazlardan issiqlikdan chuqur foydalanish bilan issiqlik almashinuvini faollashtirishdir. Muammo gaz oqimini suv bug'i bilan to'yingan holda kondensat plyonkasidan o'tkazish yo'li bilan namlanganligi, so'ngra ikkinchisining kondensatsiyasi, shuningdek, kondensatning ko'rsatilgan plyonkaga tushishi va drenajlanishi tufayli hal qilinadi. bug'lanmagan qismi. Taklif etilgan usul chizmada ko'rsatilgan qurilmada amalga oshirilishi mumkin, bu erda: 1 kondensat kollektori, 2 kamera, 3 korpus, 4 dihedral teng bo'lmagan eğimli teshilgan varaq, 5 eğimli bo'lim, 6 konusli ikki o'lchovli diffuzor, 7 kengaytiruvchi diffuzor, 8 issiqlik. almashinuv yuzasi, 9 ta drenaj trubkasi, 10 ta oluk, 11 ta juftlash yuzasi, 12 - separator, 13 ta qizib ketish moslamasi, 14 ta tutun chiqindisi, 15 ta baca, 16 ta suv muhri, 17 ta gorizontal o'q. Qurilmaning yonish mahsulotlarining issiqligidan foydalanishning tavsiya etilgan usuli bo'yicha ishlashi atmosfera issiqlik trubasiga o'xshaydi. Uning bug'lanish qismi 2-kameraning pastki qismida joylashgan bo'lib, undan tayyorlangan bug '-gaz aralashmasi ko'tariladi va kondensatsiya qismi issiqlik almashinuvi yuzalarida 3, undan kondensat eğimli qismlar 5 bo'ylab oluklar 10 bilan drenaj quvurlari 9 orqali oqadi. a dihedral teng bo'lmagan qirrali teshilgan varaq 4, va kondensat kollektor ichiga ortiqcha 1. Superheat issiqlik almashtirgich kelgan yonish mahsulotlari 13 dihedral teng bo'lmagan moyil teshilgan varaq ustida kondensat plyonka qabariq 4. Kondensat püskürtülür, isitiladi va bug'lanadi. uning ortiqcha oqimi kondensat kollektoriga 1. Tutun gazlari atmosferaga taxminan teng bosimda suv bug'lari bilan to'yingan. Bu fan va tutun chiqarish moslamasining birgalikda ishlash rejimiga bog'liq 14. 2-kamerada suv bug'i o'ta to'yingan holatda bo'ladi, chunki gaz aralashmasidagi bug' bosimi to'yingan bug' bosimidan kattaroqdir. Yonish mahsulotlarining eng kichik tomchilari, chang zarralari kondensatsiya markazlariga aylanadi, ularda suv bug'ining hajmli kondensatsiyasi jarayoni atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvisiz 2 kamerada sodir bo'ladi. Tayyorlangan bug '-gaz aralashmasi issiqlik almashinuvi yuzalarida kondensatsiyalanadi 8. Bu issiqlik almashinuvi elementlarining sirt haroratida 8 shudring nuqtasi haroratidan sezilarli darajada past bo'lsa, issiqlikni qayta tiklash moslamasidan so'ng yonish mahsulotlarining namligi dastlabki darajadan past bo'ladi. Ushbu uzluksiz jarayonning yakuniy bosqichi shikoyatlar 10 bilan eğimli bo'laklarga 5 kondensatning yog'ishi va uning drenaj trubkasi 9 orqali teshilgan qatlamga 4 tushishi hisoblanadi. Vazifaga erishish quyidagilar bilan tasdiqlanadi: 1. issiqlik uzatish koeffitsienti 180-250 Vt / m 2 o C gacha ko'tarildi, bu esa issiqlik o'tkazuvchanlik sirtini keskin kamaytiradi va shunga mos ravishda og'irlik va o'lcham ko'rsatkichlarini kamaytiradi. 2. Tutun gazlaridagi suv bug'ining boshlang'ich namligining 2,5 dan 3 baravar kamayishi gaz yo'li va mo'ridagi korroziya jarayonlarining intensivligini pasaytiradi. 3. Bug 'generatorining yukidagi tebranishlar qozon uskunasining samaradorligini kamaytirmaydi.

Talab

Oqimning issiqligini devor orqali qizdirilgan muhitga o'tkazish yo'li bilan gaz oqimi namlanadi va shudring nuqtasi haroratiga qadar sovutiladi, bu gaz oqimining o'ziga xosligi bilan tavsiflanadi. oqimni suv bug'i bilan to'yingan holda kondensat plyonkasidan o'tkazish yo'li bilan namlanadi, so'ngra ikkinchisining kondensatsiyasi, shuningdek, ko'rsatilgan plyonkada kondensatning cho'kishi va uning bug'lanmagan qismini drenajlash.

Gaz bilan ishlaydigan sanoat qozonxonalarida tutun gazining issiqligidan foydalanish

Gaz bilan ishlaydigan sanoat qozonxonalarida tutun gazining issiqligidan foydalanish

Texnika fanlari nomzodi Sizov V.P., texnika fanlari doktori Yujakov A.A., texnika fanlari nomzodi Kapger I.V.,
"Permavtomatika" MChJ, sizovperm@ pochta .ru

Xulosa: tabiiy gaz narxi butun dunyoda sezilarli darajada farq qiladi. Bu mamlakatning JSTga a'zoligiga, mamlakat o'z gazini eksport qiladimi yoki import qiladimi, gaz ishlab chiqarish xarajatlari, sanoatning holati, siyosiy qarorlar va boshqalarga bog'liq. Mamlakatimizning JSTga a'zo bo'lishi munosabati bilan Rossiya Federatsiyasida gaz narxi. faqat oshadi va hukumat tabiiy gaz narxini ham mamlakat ichida, ham chet elda tenglashtirishni rejalashtirmoqda. Keling, Yevropa va Rossiyadagi gaz narxini taxminan taqqoslaylik.

Rossiya - 3 rubl / m3.

Germaniya - 25 rubl / m3.

Daniya - 42 rubl / m3.

Ukraina, Belarusiya - 10 rubl / m3.

Narxlar ancha maqbul. Evropa mamlakatlarida kondensatsiya tipidagi qozonlar keng qo'llaniladi, ularning issiqlik ishlab chiqarish jarayonida umumiy ulushi 90% ga etadi. Rossiyada bu qozonxonalar, asosan, qozonlarning yuqori narxi, gazning arzonligi va yuqori haroratli markazlashtirilgan tarmoqlar tufayli ishlatilmaydi. Shuningdek, qozonxonalarda gaz yonishini cheklash tizimini saqlab qolish orqali.

Hozirgi vaqtda sovutish suvi energiyasidan to'liq foydalanish masalasi tobora dolzarb bo'lib bormoqda. Issiqlikning atmosferaga chiqishi nafaqat atrof-muhitga qo'shimcha bosim hosil qiladi, balki qozonxona egalarining xarajatlarini ham oshiradi. Shu bilan birga, zamonaviy texnologiyalar chiqindi gazlarining issiqligidan to'liq foydalanish va past kaloriya qiymatidan kelib chiqqan holda hisoblangan qozonning samaradorligini 111% gacha oshirish imkonini beradi. Qozonning issiqlik yo'qotishlari orasida tutun gazlari bilan issiqlik yo'qotilishi asosiy o'rinni egallaydi va 5 ni tashkil qiladi. ¸ Ishlab chiqarilgan issiqlikning 12%. Bundan tashqari, yonilg'i yonishi paytida hosil bo'lgan suv bug'ining kondensatsiyasi issiqligidan foydalanish mumkin. Suv bug'ining kondensatsiyasi paytida ajralib chiqadigan issiqlik miqdori yoqilg'i turiga bog'liq bo'lib, suyuq yoqilg'ida 3,8% dan va gazsimon yoqilg'ida (metan uchun) 11,2% gacha o'zgarib turadi va yonishning yuqori va pastki issiqligi o'rtasidagi farq sifatida aniqlanadi. yoqilg'ining (1-jadval).

1-jadval - Har xil turdagi yoqilg'i uchun yuqori va past isitish qiymatlarining qiymatlari

Yoqilg'i turi	PCS (Kkal)	PCI ( Kkal )	Farq (%)
Isitish moyi

Ma'lum bo'lishicha, chiqindi gazlar ham sezgir, ham yashirin issiqlikni o'z ichiga oladi. Bundan tashqari, ikkinchisi ba'zi hollarda sezgir issiqlikdan oshib ketadigan qiymatga erishishi mumkin. Sezuvchan issiqlik - bu tanaga berilgan issiqlik miqdorining o'zgarishi uning haroratining o'zgarishiga olib keladigan issiqlikdir. Yashirin issiqlik - bug'lanish (kondensatsiya) issiqligi bo'lib, u tananing haroratini o'zgartirmaydi, lekin tananing agregatsiya holatini o'zgartirishga xizmat qiladi. Ushbu bayonot grafik bilan tasvirlangan (1-rasm, bunda abscissa o'qi bo'ylab entalpiya (berilgan issiqlik miqdori), ordinata o'qi bo'ylab esa harorat ko'rsatilgan).

Guruch. 1 - entalpiya o'zgarishining suvga bog'liqligi

Grafik A-B bo'limida suv 0 ° C haroratdan 100 ° S haroratgacha qizdiriladi. Bunday holda, suvga berilgan barcha issiqlik uning haroratini oshirish uchun ishlatiladi. Keyin entalpiyaning o'zgarishi (1) formula bilan aniqlanadi.

(1)

Bu erda c - suvning issiqlik sig'imi, m - isitiladigan suvning massasi, Dt - harorat farqi.

B-C grafigining bo'limi suvning qaynash jarayonini ko'rsatadi. Bunday holda, suvga berilgan barcha issiqlik uni bug'ga aylantirish uchun sarflanadi, harorat esa doimiy bo'lib qoladi - 100 ° C. Grafikning C-D bo'limi shuni ko'rsatadiki, barcha suv bug'ga aylangan (qaynatilgan), shundan so'ng bug'ning haroratini oshirish uchun issiqlik sarflanadi. Keyin A-C bo'limi uchun entalpiyaning o'zgarishi (2) formula bilan tavsiflanadi.

Qayerda r = 2500 kJ / kg - atmosfera bosimida suvning bug'lanishining yashirin issiqligi.

Jadvaldan ko'rinib turibdiki, eng yuqori va eng past kaloriya qiymatlari o'rtasidagi eng katta farq. 1, metan, shuning uchun tabiiy gaz (99% gacha metan) eng yuqori rentabellikni beradi. Bu erdan barcha keyingi hisob-kitoblar va xulosalar metan asosidagi gaz uchun beriladi. Metanning yonish reaktsiyasini ko'rib chiqing (3)

Ushbu reaksiya tenglamasidan kelib chiqadiki, bitta metan molekulasining oksidlanishi uchun ikkita kislorod molekulasi kerak bo'ladi, ya'ni. 1 m 3 metanning to'liq yonishi uchun 2 m 3 kislorod kerak bo'ladi. Gazlar aralashmasi bo'lgan atmosfera havosi qozon agregatlarida yoqilg'ini yoqishda oksidlovchi sifatida ishlatiladi. Texnik hisob-kitoblar uchun havoning shartli tarkibi odatda ikkita komponentdan iborat sifatida qabul qilinadi: kislorod (21 hajm %) va azot (79 vol. %). Havoning tarkibini hisobga olgan holda, yonish reaktsiyasini amalga oshirish uchun gazning to'liq yonishi kisloroddan 100/21 = 4,76 marta ko'p havo hajmini talab qiladi. Shunday qilib, 1 m 3 metanni yoqish uchun 2 ta kerak bo'ladi ×4,76=9,52 havo. Oksidlanish reaktsiyasi tenglamasidan ko'rinib turibdiki, natijada karbonat angidrid, suv bug'lari (tutun gazlari) va issiqlik paydo bo'ladi. (3) ga muvofiq yoqilg'ining yonishi paytida ajralib chiqadigan issiqlik yoqilg'ining sof kalorifik qiymati (PCI) deb ataladi.

Agar siz suv bug'ini sovutsangiz, u holda ma'lum sharoitlarda ular kondensatsiyalana boshlaydi (gaz holatidan suyuqlikka o'tish) va shu bilan birga qo'shimcha issiqlik miqdori chiqariladi (bug'lanish / kondensatsiyaning yashirin issiqligi) shakl. 2.

Guruch. 2 - suv bug'ining kondensatsiyasi paytida issiqlik chiqishi

Shuni esda tutish kerakki, tutun gazlaridagi suv bug'lari toza suv bug'iga qaraganda bir oz farq qiladi. Ular boshqa gazlar bilan aralashmada va ularning parametrlari aralashmaning parametrlariga mos keladi. Shuning uchun kondensatsiya boshlangan harorat 100 ° C dan farq qiladi. Ushbu haroratning qiymati tutun gazlarining tarkibiga bog'liq bo'lib, bu o'z navbatida yoqilg'ining turi va tarkibi, shuningdek, ortiqcha havo koeffitsientining natijasidir.
Yoqilg'i yonish mahsulotlarida suv bug'ining kondensatsiyasi boshlanadigan tutun gazlarining harorati shudring nuqtasi deb ataladi va 3-rasmga o'xshaydi.

Guruch. 3 - metan uchun shudring nuqtasi

Binobarin, gazlar va suv bug'lari aralashmasi bo'lgan tutun gazlari uchun entalpiya biroz boshqacha qonun bo'yicha o'zgaradi (4-rasm).

4-rasm - Bug '-havo aralashmasidan issiqlik chiqishi

Shakldagi grafikdan. 4, ikkita muhim xulosa chiqarish mumkin. Birinchidan, shudring nuqtasi harorati tutun gazlari sovutilgan haroratga teng. Ikkinchidan, rasmdagi kabi o'tish shart emas. 2, butun kondensatsiya zonasi, bu nafaqat amalda imkonsiz, balki keraksizdir. Bu, o'z navbatida, termal muvozanatni amalga oshirish uchun turli imkoniyatlarni beradi. Boshqacha qilib aytganda, tutun gazlarini sovutish uchun deyarli har qanday kichik hajmdagi sovutish suvi ishlatilishi mumkin.

Yuqoridagilardan xulosa qilishimiz mumkinki, qozonning samaradorligini past issiqlik qiymatiga asoslangan holda, tutun gazlari va suv bug'larining issiqligidan foydalanish bilan hisoblashda samaradorlikni sezilarli darajada oshirish mumkin (100% dan ortiq). Bir qarashda, bu fizika qonunlariga zid keladi, lekin aslida bu erda hech qanday qarama-qarshilik yo'q. Bunday tizimlarning samaradorligi yuqori kaloriya qiymatiga qarab hisoblab chiqilishi kerak va past kaloriya qiymatiga asoslangan samaradorlikni aniqlash faqat uning samaradorligini an'anaviy qozonning samaradorligi bilan solishtirish zarur bo'lganda amalga oshirilishi kerak. Faqat shu kontekstda samaradorlik > 100% mantiqiy bo'ladi. Biz bunday o'rnatish uchun ikkita samaradorlikni berish to'g'ri deb hisoblaymiz. Muammo bayonini quyidagicha shakllantirish mumkin. Egzoz gazlarining yonish issiqligidan to'liqroq foydalanish uchun ularni shudring nuqtasidan past haroratgacha sovutish kerak. Bunday holda, gazni yoqish paytida hosil bo'lgan suv bug'lari kondensatsiyalanadi va bug'lanishning yashirin issiqligini sovutish suviga o'tkazadi. Bunday holda, chiqindi gazlarni sovutish, asosan, chiqindi gazlarining harorati va sovutish suvi haroratiga qarab, maxsus dizayndagi issiqlik almashtirgichlarda amalga oshirilishi kerak. Suvni oraliq sovutish suvi sifatida ishlatish eng jozibador hisoblanadi, chunki bu holda mumkin bo'lgan eng past haroratli suvdan foydalanish mumkin. Natijada, issiqlik almashtirgichning chiqishida, masalan, 54 ° S gacha bo'lgan suv haroratini olish va undan keyin foydalanish mumkin. Qaytish liniyasi sovutish suvi sifatida ishlatilsa, uning harorati imkon qadar past bo'lishi kerak va bu ko'pincha iste'molchilar sifatida past haroratli isitish tizimlari mavjud bo'lganda mumkin.

Yuqori quvvatli qozon agregatlaridan chiqadigan tutun gazlari odatda temir-beton yoki g'ishtli quvurga chiqariladi. Qisman quritilgan tutun gazlarini keyinchalik isitish uchun maxsus choralar ko'rilmasa, quvur barcha oqibatlarga olib keladigan kondensatsiya issiqlik almashinuvchisiga aylanadi. Ushbu muammoni hal qilishning ikki yo'li mavjud. Birinchi usul - aylanma yo'ldan foydalanish, bunda gazlarning bir qismi, masalan, 80% issiqlik almashtirgichdan o'tadi va boshqa qismi, 20% miqdorida, aylanma yo'ldan o'tadi va keyin aralashtiriladi. qisman quritilgan gazlar. Shunday qilib, gazlarni isitish orqali biz shudring nuqtasini kerakli haroratga o'tkazamiz, bunda quvur quruq rejimda ishlashi kafolatlanadi. Ikkinchi usul - plastinka rekuperatoridan foydalanish. Bunday holda, chiqindi gazlar rekuperatordan bir necha marta o'tadi va shu bilan o'zini isitadi.

Keling, uch qatlamli tuzilishga ega bo'lgan 150 m tipik quvurni (5-7-rasm) hisoblash misolini ko'rib chiqaylik. Hisob-kitoblar dastur paketida amalga oshirildi Ansys -CFX . Raqamlardan ko'rinib turibdiki, gazning quvurdagi harakati aniq turbulent xususiyatga ega va natijada, soddalashtirilgan empirik metodologiyadan kelib chiqqan holda, qoplamadagi minimal harorat uchi hududida bo'lmasligi mumkin. .

Guruch. 7 - astar yuzasida harorat maydoni

Shuni ta'kidlash kerakki, issiqlik almashtirgichni gaz yo'liga o'rnatishda uning aerodinamik qarshiligi ortadi, lekin chiqindi gazlarning hajmi va harorati pasayadi. Bu tutun chiqaradigan oqimning pasayishiga olib keladi. Kondensat hosil bo'lishi gaz yo'lining elementlariga korroziyaga chidamli materiallardan foydalanish nuqtai nazaridan maxsus talablarni qo'yadi. Kondensat miqdori 1 Gkal foydali issiqlik almashtirgich quvvatiga taxminan 1000-600 kg / soatni tashkil qiladi. Tabiiy gazni yoqish paytida yonish mahsulotlari kondensatining pH qiymati 4,5-4,7 ni tashkil qiladi, bu kislotali muhitga to'g'ri keladi. Kichik miqdordagi kondensat bo'lsa, kondensatni zararsizlantirish uchun almashtiriladigan bloklardan foydalanish mumkin. Biroq, katta qozonxonalar uchun kostik soda dozalash texnologiyasidan foydalanish kerak. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, kichik hajmdagi kondensat hech qanday zararsizlantirmasdan bo'yanish sifatida ishlatilishi mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, yuqorida qayd etilgan tizimlarni loyihalashdagi asosiy muammo - bu moddalar hajmining birligiga to'g'ri keladigan entalpiyadagi juda katta farq va natijada yuzaga keladigan texnik muammo - gaz tomonida issiqlik almashinuvi yuzasining rivojlanishi. Rossiya Federatsiyasi sanoati KSK, VNV va boshqalar kabi shunga o'xshash issiqlik almashtirgichlarni ommaviy ishlab chiqaradi. Mavjud strukturada gaz tomonidagi issiqlik almashinuvi yuzasi qanchalik rivojlanganligini ko'rib chiqaylik (8-rasm). Ichkarida suv (suyuqlik) oqadigan va havo (chiqindi gazlar) radiatorning qanotlari bo'ylab tashqi tomondan oqadigan oddiy quvur. Hisoblangan isitgich nisbati ma'lum bir ko'rsatkich bilan ifodalanadi

Guruch. 8 – isitish moslamasining chizmasi.

koeffitsienti

K =S nar /S vn, (4),

Qayerda S nar - issiqlik almashtirgichning tashqi maydoni mm 2, va S vn - trubaning ichki maydoni.

Tuzilishning geometrik hisoblarida biz qo'lga kiritamiz K =15. Bu shuni anglatadiki, trubaning tashqi maydoni ichki qismdan 15 baravar katta. Bu birlik hajmdagi havo entalpiyasi suvning birlik hajmdagi entalpiyasidan ko'p marta kamroq ekanligi bilan izohlanadi. Keling, bir litr havoning entalpiyasi bir litr suvning entalpiyasidan necha marta kichik ekanligini hisoblaylik. Kimdan

suvning entalpiyasi: E in = 4,183 KJ/l*K.

havo entalpiyasi: E havo = 0,7864 J/l*K. (130 0 S haroratda).

Demak, suvning entalpiyasi havo entalpiyasidan 5319 marta katta, shuning uchun K =S nar /S vn . Ideal holda, bunday issiqlik almashtirgichda K koeffitsienti 5319 ga teng bo'lishi kerak, ammo tashqi yuzaning ichki yuzasiga nisbatan 15 marta rivojlanganligi sababli, havo va suv o'rtasidagi entalpiyadagi farq sezilarli darajada kamayadi. K = (5319/15) = 354. Nisbatni olish uchun ichki va tashqi yuzalar maydonlarining nisbatini texnik jihatdan ishlab chiqing. K =5319 juda qiyin yoki deyarli imkonsiz. Ushbu muammoni hal qilish uchun biz havo (chiqindi gazlar) entalpiyasini sun'iy ravishda oshirishga harakat qilamiz. Buning uchun nozuldan chiqindi gazga suv (xuddi shu gazning kondensati) püskürtülür. Uni gazga nisbatan shunday miqdorda purkaylikki, barcha purkalgan suv gazda to'liq bug'lanib ketsin va gazning nisbiy namligi 100% bo'lsin. Gazning nisbiy namligini 2-jadval asosida hisoblash mumkin.

Jadval 2. Har xil harorat va atmosfera bosimidagi suv uchun nisbiy namligi 100% bo'lgan mutlaq gaz namligining qiymatlari.

T,°C	A,g/m3	T,°C	A,g/m3	T,°C	A,g/m3
	86,74

3-rasmdan ko'rinib turibdiki, juda yuqori sifatli burner bilan chiqindi gazlardagi shudring nuqtasi haroratiga erishish mumkin T shudring = 60 0 S. Bunday holda, bu gazlarning harorati 130 0 S ni tashkil qiladi. T shudring = 60 0 C da gazdagi mutlaq namlik (2-jadvalga muvofiq) bo'ladi. 129,70 g/m 3. Agar bu gazga suv sepilsa, uning harorati keskin pasayadi, zichligi oshadi va entalpiyasi keskin ko'tariladi. Shuni ta'kidlash kerakki, 100% nisbiy namlikdan yuqori suv purkashning ma'nosi yo'q, chunki... Nisbiy namlik chegarasi 100% dan oshganda, püskürtülmüş suv gazga bug'lanishini to'xtatadi. Quyidagi shartlar uchun purkalgan suvning kerakli miqdorini kichik hisoblab chiqamiz: Tg - gazning dastlabki harorati 120 0 S ga teng, T ko'tarilishi - gaz shudring nuqtasi 60 0 S (129,70 g / m 3), talab qilinadi IT: Tgk - gazning oxirgi harorati va Mv - gazga purkalgan suv massasi (kg.)

Yechim. Barcha hisob-kitoblar 1 m 3 gazga nisbatan amalga oshiriladi. Hisob-kitoblarning murakkabligi atomizatsiya natijasida gazning zichligi va uning issiqlik sig'imi, hajmi va boshqalarning o'zgarishi bilan belgilanadi. Bundan tashqari, bug'lanish mutlaq quruq gazda sodir bo'ladi deb taxmin qilinadi va suvni isitish uchun energiya hisobga olinmaydi.

Suvning bug'lanishi paytida gazning suvga beradigan energiya miqdorini hisoblaymiz

Bunda: c – gazning issiqlik sig'imi (1 KJ/kg.K), m - gaz massasi (1 kg/m3)

Keling, bug'lanish paytida suvning gazga aylangan energiya miqdorini hisoblaylik

Qayerda: r - bug'lanishning yashirin energiyasi (2500 KJ / kg), m - bug'langan suv massasi

O'zgartirish natijasida biz funktsiyani olamiz

(5)

Shuni hisobga olish kerakki, 2-jadvalda ko'rsatilganidan ko'proq suv püskürtmek mumkin emas va gaz allaqachon bug'langan suvni o'z ichiga oladi. Tanlov va hisob-kitoblar orqali biz qiymatni oldik m = 22 g, Tgk = 65 0 C. Hosil boʻlgan gazning nisbiy namligi 100% boʻlishini va u sovutilganda yashirin va sezuvchan energiya ajralib chiqishini hisobga olib, uning haqiqiy entalpiyasini hisoblaymiz. Shundan so'ng, biz ikkita entalpiya yig'indisini olamiz. Gazning entalpiyasi va kondensatsiyalangan suvning entalpiyasi.

E voz = Eg + Evod

Masalan biz ma'lumotnoma adabiyotidan topamiz 1.1 (KJ/m 3 *K)

EvodBiz jadvalga nisbatan hisoblaymiz. 2. 65 0 S dan 64 0 C gacha sovutilgan gazimiz 6,58 gramm suv chiqaradi. Kondensatsiya entalpiyasi Evod=2500 J/g yoki bizning holatlarimizda Evod=16,45 KJ/m3

Keling, kondensatsiyalangan suv va gazning entalpiyasini umumlashtiramiz.

E voz =17,55 (J/l*K)

Ko'rib turganimizdek, suv purkash orqali biz gazning entalpiyasini 22,3 marta oshirishga muvaffaq bo'ldik. Agar suv purkashdan oldin gaz entalpiyasi E havo = 0,7864 J/l*K bo'lsa. (130 0 S haroratda). So'ngra purkalgandan keyin entalpiya bo'ladi Evoz =17,55 (J/l*K). Bu shuni anglatadiki, KSK, VNV tipidagi bir xil standart issiqlik almashtirgichda bir xil issiqlik energiyasini olish uchun issiqlik almashtirgich maydoni 22,3 marta qisqartirilishi mumkin. Qayta hisoblangan K koeffitsienti (qiymati 5319 ga teng edi) 16 ga teng bo'ladi. Va bu koeffitsient bilan issiqlik almashtirgich juda mumkin bo'lgan o'lchamlarga ega bo'ladi.

Bunday tizimlarni yaratishda yana bir muhim masala - püskürtme jarayonini tahlil qilish, ya'ni. gazda suv bug'langanda tomchining diametri qanday bo'lishi kerak. Agar tomchi etarlicha kichik bo'lsa (masalan, 5 mkM), u holda to'liq bug'lanishgacha bu tomchining gazdagi ishlash muddati juda qisqa. Va agar tomchining o'lchami, masalan, 600 mkM bo'lsa, tabiiyki, u to'liq bug'lanishdan oldin gazda ancha uzoqroq qoladi. Bu fizik muammoni hal qilish juda murakkab, chunki bug'lanish jarayoni doimiy o'zgaruvchan xususiyatlar bilan sodir bo'ladi: harorat, namlik, tomchilar diametri va boshqalar. bug'lanish ( ) tomchilar o'xshaydi

(6)

Qayerda: ρ va - suyuqlik zichligi (1 kg/dm 3), r – bug‘lanish energiyasi (2500 kJ/kg), l g – gazning issiqlik o‘tkazuvchanligi (0,026 J/m 2 K), d 2 – tomchi diametri (m), D t - gaz va suv o'rtasidagi o'rtacha harorat farqi (K).

Keyin, (6) ga ko'ra, diametri 100 mkM bo'lgan tomchining umri. (1*10 -4 m) t = 2*10 -3 soat yoki 1,8 soniya, diametri 50 mkM bo'lgan tomchining ishlash muddati. (5*10 -5 m) t = 5*10 -4 soat yoki 0,072 soniyaga teng. Shunga ko'ra, tomchining ishlash muddatini, uning kosmosdagi parvoz tezligini, gaz oqimining tezligini va gaz kanalining geometrik o'lchamlarini bilib, gaz kanali uchun sug'orish tizimini osongina hisoblash mumkin.

Quyida biz yuqorida olingan munosabatlarni hisobga olgan holda tizim loyihasini amalga oshirishni ko'rib chiqamiz. Egzoz gazining issiqlik almashtirgichi ko'cha haroratiga qarab ishlashi kerak, deb ishoniladi, aks holda uy trubkasi unda kondensatsiya paydo bo'lganda vayron bo'ladi. Biroq, chiqindi gazlarning harorati, masalan, + bo'lishiga qaramay, ko'cha haroratidan qat'iy nazar ishlaydigan va chiqindi gazlardan, hatto salbiy haroratgacha issiqlikni yaxshiroq olib tashlashga ega bo'lgan issiqlik almashtirgichni ishlab chiqarish mumkin. 10 0 C (bu gazlarning shudring nuqtasi 0 0 C bo'ladi). Bu issiqlik almashinuvi paytida nazoratchi shudring nuqtasini, issiqlik almashinuvi energiyasini va boshqa parametrlarni hisoblab chiqishi bilan ta'minlanadi. Taklif etilayotgan tizimning texnologik sxemasini ko'rib chiqamiz (9-rasm).

Texnologik sxema bo'yicha issiqlik almashtirgichga quyidagilar o'rnatiladi: sozlanishi amortizatorlar a-b-c-d; issiqlik almashinuvchilari d-e-zh; harorat sensorlari 1-2-3-4-5-6; o Sprinkler (nasos H va nozullar guruhi); boshqaruv boshqaruvchisi.

Keling, taklif qilingan tizimning ishlashini ko'rib chiqaylik. Egzoz gazlari qozondan chiqsin. masalan, 120 0 S harorat va shudring nuqtasi 60 0 S (diagrammada 120/60 sifatida ko'rsatilgan) harorat sensori (1) qozon chiqindi gazlarining haroratini o'lchaydi. Shudring nuqtasi nazoratchi tomonidan gazning yonish stoxiometriyasiga nisbatan hisoblab chiqiladi. Gaz yo'lida darvoza (a) paydo bo'ladi. Bu favqulodda deklanşör. uskunani ta'mirlash, noto'g'ri ishlash, kapital ta'mirlash, texnik xizmat ko'rsatish va hokazolarda yopiladi, shuning uchun damper (a) to'liq ochiq va to'g'ridan-to'g'ri qozon chiqindi gazlarini tutun chiqindisiga o'tkazadi. Ushbu sxema bilan issiqlikni qayta tiklash nolga teng, baca gazini olib tashlash sxemasi issiqlik almashtirgichni o'rnatishdan oldin bo'lgani kabi tiklanadi. Ishlash holatida eshik (a) to'liq yopiladi va gazlarning 100% issiqlik almashtirgichga kiradi.

Issiqlik almashtirgichda gazlar sovutiladigan rekuperatorga (d) kiradi, lekin har qanday holatda ham shudring nuqtasidan (60 0 S) past emas. Masalan, ular 90 0 S ga qadar sovib ketishdi. Ularda namlik chiqmadi. Gaz harorati harorat sensori 2 bilan o'lchanadi. Rekuperatordan keyingi gazlarning harorati eshik (b) bilan sozlanishi mumkin. Issiqlik almashtirgichning samaradorligini oshirish uchun tartibga solish kerak. Namlikning kondensatsiyasi paytida gazlarda mavjud bo'lgan massa gazlar qancha sovutilganiga qarab kamayadi, shuning uchun ulardan suv ko'rinishidagi gazlarning umumiy massasining 2/11 qismigacha olib tashlash mumkin. Bu raqam qayerdan kelgan? Metan oksidlanish reaksiyasining kimyoviy formulasini ko'rib chiqamiz (3).

1 m 3 metanni oksidlash uchun 2 m 3 kislorod kerak. Ammo havoda atigi 20% kislorod borligi sababli, 1 m 3 metanni oksidlash uchun 10 m 3 havo kerak bo'ladi. Ushbu aralashmani yondirgandan so'ng, biz olamiz: 1 m 3 karbonat angidrid, 2 m 3 suv bug'i va 8 m 3 azot va boshqa gazlar. Biz chiqindi gazlarni suv ko'rinishidagi barcha chiqindi gazlarning 2/11 qismini kondensatsiya qilish orqali olib tashlashimiz mumkin. Buning uchun chiqindi gazni tashqi haroratgacha sovutish kerak. Tegishli nisbatda suvning chiqishi bilan. Yonish uchun ko'chadan olingan havo ham kichik namlikni o'z ichiga oladi.

Chiqarilgan suv issiqlik almashtirgichning pastki qismida chiqariladi. Shunga ko'ra, agar gazlarning butun tarkibi (11/11 qism) qozon-rekuperator (e) - issiqlikni qayta tiklash bloki (e) yo'li bo'ylab o'tsa, u holda chiqindi gazning faqat 9/11 qismi boshqa tomondan o'tishi mumkin. rekuperatorning (e). Qolganlari - namlik ko'rinishidagi gazning 2/11 qismigacha - issiqlik almashtirgichda tushishi mumkin. Va issiqlik almashtirgichning aerodinamik qarshiligini minimallashtirish uchun eshik (b) biroz ochilishi mumkin. Bunday holda, chiqindi gazlar ajratiladi. Bir qismi rekuperator (e), bir qismi esa darvoza (b) orqali o'tadi. Darvoza (b) to'liq ochilganda, gazlar sovutmasdan o'tadi va harorat sensori 1 va 2 ko'rsatkichlari mos keladi.

Gazlar yo'li bo'ylab nasos H va bir guruh nozullar bilan sug'orish tizimi o'rnatiladi. Gazlar kondensatsiya paytida chiqarilgan suv bilan sug'oriladi. Gazga namlikni purkaydigan injektorlar uning shudring nuqtasini keskin oshiradi, sovutadi va adiabatik tarzda siqadi. Ko'rib chiqilayotgan misolda gazning harorati 62/62 ga keskin pasayadi va gazga purkalgan suv gazda to'liq bug'langanligi sababli, shudring nuqtasi va gaz harorati mos keladi. Issiqlik almashtirgichga (e) etib borganida, uning ustida yashirin issiqlik energiyasi chiqariladi. Bundan tashqari, gaz oqimining zichligi keskin ortadi va uning tezligi keskin kamayadi. Bu o'zgarishlarning barchasi issiqlik uzatish samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi. Püskürtülmüş suv miqdori nazoratchi tomonidan belgilanadi va harorat va gaz oqimi bilan bog'liq. Issiqlik almashtirgich oldidagi gaz harorati harorat sensori 6 tomonidan nazorat qilinadi.

Keyinchalik, gazlar issiqlik almashtirgichga (e) kiradi. Issiqlik almashtirgichda gazlar, masalan, 35 0 S haroratgacha soviydi. Shunga ko'ra, bu gazlar uchun shudring nuqtasi ham 35 0 S bo'ladi. Egzoz gazlari yo'lidagi keyingi issiqlik almashtirgich issiqlikdir. almashtirgich (g). Bu yonish havosini isitish uchun xizmat qiladi. Bunday issiqlik almashtirgichga havo etkazib berish harorati -35 0 S ga yetishi mumkin. Bu harorat ma'lum bir mintaqadagi minimal tashqi havo haroratiga bog'liq. Suv bug'ining bir qismi chiqindi gazdan chiqarilganligi sababli, chiqindi gazlarning massa oqimi deyarli yonish havosining massa oqimiga to'g'ri keladi. Issiqlik almashtirgich, masalan, antifriz bilan to'ldirilsin. Issiqlik almashtirgichlar o'rtasida eshik (c) o'rnatilgan. Ushbu darvoza diskret rejimda ham ishlaydi. Tashqarida isitilganda, issiqlik almashtirgichdan (g) issiqlik olishning ma'nosi yo'q. U o'z faoliyatini to'xtatadi va eshik (c) to'liq ochilib, chiqindi gazlarni issiqlik almashtirgichni (g) chetlab o'tishga imkon beradi.

Sovutilgan gazlarning harorati harorat sensori (3) tomonidan aniqlanadi. Keyin bu gazlar rekuperatorga yuboriladi (d). U orqali o'tib, ular rekuperatorning boshqa tomonidagi gazlarning sovishi bilan mutanosib ravishda ma'lum bir haroratgacha isitiladi. Darvoza (g) rekuperatordagi issiqlik almashinuvini tartibga solish uchun kerak va uning ochilish darajasi tashqi haroratga bog'liq (5-sonli sensordan). Shunga ko'ra, agar tashqarida juda sovuq bo'lsa, u holda eshik (d) to'liq yopiladi va quvurdagi shudring nuqtasidan qochish uchun gazlar rekuperatorda isitiladi. Agar tashqarida issiq bo'lsa, u holda (d) darvozasi (b) kabi ochiq.

XULOSALAR:

Suyuq / gaz issiqlik almashinuvchisida issiqlik almashinuvining ortishi gaz entalpiyasining keskin sakrashi tufayli sodir bo'ladi. Ammo tavsiya etilgan suvni purkash qat'iy o'lchangan dozalarda amalga oshirilishi kerak. Bundan tashqari, chiqindi gazlarga suvni dozalash tashqi haroratni hisobga oladi.

Olingan hisoblash usuli bacada namlik kondensatsiyasini oldini olishga va qozon agregatining samaradorligini sezilarli darajada oshirishga imkon beradi. Xuddi shunday texnika gaz turbinalari va boshqa kondensator qurilmalariga ham qo'llanilishi mumkin.

Taklif etilgan usul bilan qozonning dizayni o'zgarmaydi, faqat o'zgartiriladi. Modifikatsiyaning narxi qozon narxining taxminan 10% ni tashkil qiladi. Joriy gaz narxlarida o'zini oqlash muddati taxminan 4 oyni tashkil qiladi.

Ushbu yondashuv strukturaning metall iste'molini va shunga mos ravishda uning narxini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. Bundan tashqari, issiqlik almashtirgichning aerodinamik qarshiligi sezilarli darajada pasayadi va tutun chiqindisidagi yuk kamayadi.

ADABIYOT:

1.Aronov I.Z. Gazlangan qozonxonalarning chiqindi gazlaridan issiqlikdan foydalanish. – M.: “Energiya”, 1967. – 192 b.

2.Thaddeus Hobler. Issiqlik uzatish va issiqlik almashinuvchilari. – Leningrad: Kimyoviy adabiyotning davlat ilmiy nashri, 1961. – 626 b.

Kompaniyaning qozonxonalari uchun tutun gazini kondensatsiya qilish tizimi “ AprotechMuhandislikAB” (Shvetsiya)

Tutun gazini kondensatsiya qilish tizimi ho'l qozonda mavjud bo'lgan katta miqdordagi issiqlik energiyasini olish va qayta tiklash imkonini beradi, odatda baca orqali atmosferaga chiqariladi.

Issiqlikni qayta tiklash / tutun gazini kondensatsiya qilish tizimi iste'molchilarga issiqlik ta'minotini 6-35% ga (yoqilgan yoqilg'i turiga va o'rnatish parametrlariga qarab) oshirish yoki tabiiy gaz iste'molini 6-35% ga kamaytirish imkonini beradi.

Asosiy afzalliklari:

• Yoqilg'i iqtisodiyoti (tabiiy gaz) - kam yoqilg'i yonishi bilan qozonning bir xil yoki ortib borayotgan issiqlik yuki
• Emissiyalarni kamaytirish - CO2, NOx va SOx (ko'mir yoki suyuq yoqilg'ini yoqishda)
• Qozonni bo'yash tizimi uchun kondensat olish

Ish printsipi:

Issiqlikni qayta tiklash / tutun gazini kondensatsiya qilish tizimi ikki bosqichda ishlashi mumkin: qozon yondirgichlariga etkazib beriladigan havo namlash tizimi bilan yoki ishlatmasdan. Agar kerak bo'lsa, kondensatsiya tizimidan oldin skrubber o'rnatiladi.

Kondensatorda chiqindi gazlar issiqlik tarmog'idan qaytib keladigan suv yordamida sovutiladi. Tutun gazlarining harorati pasayganda, tutun gazida mavjud bo'lgan katta miqdordagi suv bug'lari kondensatsiyalanadi. Bug 'kondensatsiyasining issiqlik energiyasi qaytib issiqlik tarmog'ini isitish uchun ishlatiladi.

Namlagichda gazning keyingi sovishi va suv bug'ining kondensatsiyasi sodir bo'ladi. Namlagichdagi sovutish muhiti qozon yondirgichlariga beriladigan portlash havosidir. Portlash havosi namlagichda isitiladi va issiq kondensat burnerlar oldidagi havo oqimiga AOK qilinadi, qozonning chiqindi gazida qo'shimcha bug'lanish jarayoni sodir bo'ladi.

Qozon yondirgichlariga etkazib beriladigan puflangan havo harorat va namlikning oshishi tufayli ko'paygan issiqlik energiyasini o'z ichiga oladi.

Bu kondensatorga kiradigan chiqindi gazida energiya miqdori oshishiga olib keladi, bu esa o'z navbatida markazlashtirilgan isitish tizimi tomonidan issiqlikdan yanada samarali foydalanishga olib keladi.

Tutun gazini kondensatsiya qilish moslamasi, shuningdek, kondensat ishlab chiqaradi, u tutun gazlarining tarkibiga qarab, qozon tizimiga kiritilgunga qadar qo'shimcha ravishda tozalanadi.

Iqtisodiy ta'sir.

Quyidagi sharoitlarda issiqlik quvvatini taqqoslash:

1. Kondensatsiya yo'q
2. Tutun gazining kondensatsiyasi
3. Yonish uchun beriladigan havoni namlash bilan birga kondensatsiya

Tutun gazini kondensatsiya qilish tizimi mavjud qozonxonaga quyidagilarga imkon beradi:

• Issiqlik ishlab chiqarishni 6,8% ga oshirish yoki
• Gaz iste'molini 6,8% ga qisqartirish, shuningdek CO, NO kvotalarini sotishdan tushgan daromadni oshirish
• Investitsiyalar hajmi taxminan 1 million evro (20 MVt quvvatga ega qozonxona uchun)
• To'lov muddati 1-2 yil.

Qaytish trubkasidagi sovutish suvi haroratiga qarab tejash:

Issiqlikni qayta tiklash usullari. Pechlarning ish joyini tark etadigan tutun gazlari juda yuqori haroratga ega va shuning uchun katta miqdorda issiqlikni olib ketadi. Masalan, ochiq o'choqli pechlarda ish joyiga etkazib beriladigan umumiy issiqlikning taxminan 80% ish joyidan chiqindi gazlari bilan, isitish pechlarida 60% ga yaqini olib tashlanadi. Pechlarning ish joyidan chiqindi gazlar ular bilan ko'proq issiqlikni olib ketadi, ularning harorati qanchalik baland bo'lsa va o'choqdagi issiqlikdan foydalanish koeffitsienti shunchalik past bo'ladi. Shu munosabat bilan, chiqindi gazlardan issiqlikning tiklanishini ta'minlash maqsadga muvofiqdir, bu printsipial ravishda ikkita usul bilan amalga oshirilishi mumkin: tutun gazlaridan olingan issiqlikning bir qismini o'choqqa qaytarish bilan va bu issiqlikni qaytarmasdan. o'choqqa. Birinchi usulni amalga oshirish uchun tutundan olingan issiqlikni gazga va o'choqqa (yoki faqat havoga) o'tkazish kerak, bu maqsadga erishish uchun recuperativ va regenerativ turdagi issiqlik almashinuvchilari keng qo'llaniladi bu o'choq birligining samaradorligini oshirish, yonish haroratini oshirish va yoqilg'ini tejash imkonini beradi. Utilizatsiyaning ikkinchi usuli bilan chiqindi gazlarining issiqligi issiqlik elektr qozonxonalarida va turbinali zavodlarda qo'llaniladi, bu esa yoqilg'ini sezilarli darajada tejashga erishadi.

Ba'zi hollarda, chiqindi gazlardan issiqlikni qayta tiklashning ikkala tavsiflangan usuli bir vaqtning o'zida qo'llaniladi, bu regenerativ yoki rekuperativ issiqlik almashtirgichlardan keyin chiqindi gazlarining harorati etarlicha yuqori bo'lganida amalga oshiriladi va issiqlik elektr stantsiyalarida issiqlikni qayta tiklash maqsadga muvofiqdir. Misol uchun, ochiq o'choqli pechlarda regeneratorlardan keyin chiqindi gazlarining harorati 750-800 ° S ni tashkil qiladi, shuning uchun ular chiqindi issiqlik qozonlarida qayta ishlatiladi.

Keling, chiqindi gazlarining issiqligini ularning issiqligining bir qismini o'choqqa qaytarish bilan qayta ishlash masalasini batafsil ko'rib chiqaylik.

Avvalo shuni ta'kidlash kerakki, tutundan olingan va o'choqqa havo yoki gaz orqali kiritilgan issiqlik birligi (jismoniy issiqlik birligi) natijada pechda olingan issiqlik birliklariga qaraganda ancha qimmatroq bo'lib chiqadi. yoqilg'ining yonishi (kimyoviy issiqlik birligi), chunki isitiladigan havo (gaz) issiqligi tutun gazlari bilan issiqlik yo'qotilishiga olib kelmaydi. Oqilona issiqlik birligining qiymati kattaroq bo'lsa, yoqilg'idan foydalanish koeffitsienti qanchalik past bo'lsa va chiqindi gazlarining harorati qanchalik baland bo'lsa.

Pechning normal ishlashi uchun har soatda ish joyiga kerakli issiqlik miqdori berilishi kerak. Bu issiqlik miqdori nafaqat yoqilg'ining issiqligini Q x, balki isitiladigan havo yoki gaz Q F issiqligini ham o'z ichiga oladi, ya'ni Q S = Q x + Q f.

Q S = uchun ekanligi aniq const Q f ning ortishi Q x ni kamaytirishga imkon beradi. Boshqacha qilib aytganda, chiqindi gazlardan issiqlikdan foydalanish yoqilg'ini tejash imkonini beradi, bu tutun gazlaridan issiqlikdan foydalanish darajasiga bog'liq.

R = N in / N d

Bu erda N in va N d mos ravishda isitiladigan havo va ish joyidan chiqadigan tutun gazlarining entalpiyasi, kVt yoki

kJ/davr.

Issiqlik tiklanish darajasini rekuperatorning (regenerator) issiqlik qaytarish koeffitsienti deb ham atash mumkin, %

samaradorlik p = (N in / N d) 100%.

Issiqlik tiklanish darajasini bilib, siz quyidagi ibora yordamida yoqilg'i sarfini aniqlashingiz mumkin:

bu erda N "d va N d mos ravishda yonish haroratidagi va o'choqdan chiqadigan gazlarning entalpiyasidir.

Egzoz gazlarining issiqligidan foydalanish natijasida yoqilg'i sarfini kamaytirish odatda sezilarli iqtisodiy samara beradi va sanoat pechlarida metallni isitish xarajatlarini kamaytirish usullaridan biridir.

Yoqilg'i tejashga qo'shimcha ravishda, havo (gaz) isitishdan foydalanish kalorimetrik yonish haroratining oshishi bilan birga keladi. T k, pechlarni past kaloriyali yoqilg'i bilan isitishda tiklashning asosiy maqsadi bo'lishi mumkin.

Q F da ortishi yonish haroratining oshishiga olib keladi. Agar ma'lum miqdorni ta'minlash kerak bo'lsa T k, keyin havo (gaz) ni isitish haroratining oshishi qiymatning pasayishiga olib keladi , ya'ni yoqilg'i aralashmasida yuqori kaloriya qiymatiga ega bo'lgan gazning ulushini kamaytirish.

Issiqlikni qayta tiklash yoqilg'ini sezilarli darajada tejashga imkon berganligi sababli, qayta tiklashning eng yuqori, iqtisodiy jihatdan oqlangan darajasiga intilish tavsiya etiladi. Biroq, darhol shuni ta'kidlash kerakki, qayta ishlash to'liq bo'lishi mumkin emas, ya'ni har doim R< 1. Это объясняется тем, что увеличение поверхности нагрева рационально только до определенных пределов, после которых оно уже приводит кочень незначительному выигрышу в экономии тепла.

Issiqlik almashinuvi qurilmalarining xususiyatlari. Yuqorida aytib o'tilganidek, chiqindi gazlardan issiqlikni qayta tiklash va ularni o'choqqa qaytarish regenerativ va recuperativ turdagi issiqlik almashinuvi qurilmalarida amalga oshirilishi mumkin. Qayta tiklanadigan issiqlik almashtirgichlar statsionar bo'lmagan termal holatda ishlaydi, rekuperativ issiqlik almashtirgichlar esa statsionar termal holatda ishlaydi.

Qayta tiklanadigan issiqlik almashinuvchilari quyidagi asosiy kamchiliklarga ega:

1) havo yoki gazni isitish uchun doimiy haroratni ta'minlay olmaydi, bu ko'krakning g'ishtlari sovib ketganda tushadi, bu o'choqning avtomatik boshqaruvidan foydalanish imkoniyatini cheklaydi;

2) klapanlarni almashtirishda o'choqqa issiqlik ta'minotini to'xtatish;

3) yoqilg'ini isitishda gaz mo'ri orqali amalga oshiriladi, uning qiymati 5-6 ga etadi. % to'liq oqim tezligi;

4) regeneratorlarning juda katta hajmi va massasi;

5) noqulay joylashgan - keramik regeneratorlar doimo pechlar ostida joylashgan. Istisno faqat yuqori o'choqlar yaqinida joylashgan kovaklardir.

Biroq, juda jiddiy kamchiliklarga qaramasdan, regenerativ issiqlik almashtirgichlar ba'zan yuqori haroratli pechlarda (ochiq o'choq va yuqori pechlarda, isitish quduqlarida) qo'llaniladi. Bu regeneratorlarning juda yuqori chiqindi gaz haroratida (1500-1600 ° S) ishlashi mumkinligi bilan izohlanadi. Bunday haroratda rekuperatorlar hali barqaror ishlay olmaydi.

Egzoz gazlaridan issiqlikni qayta tiklashning rekuperativ printsipi yanada progressiv va mukammaldir. Rekuperatorlar havo yoki gazni isitish uchun doimiy haroratni ta'minlaydi va hech qanday almashtirish moslamalarini talab qilmaydi - bu o'choqning yanada yumshoq ishlashini va uning termal ishlashini avtomatlashtirish va boshqarish uchun katta imkoniyatlarni ta'minlaydi. Rekuperatorlar bacaga gaz olib kirmaydi, ular hajmi va og'irligi jihatidan kichikroqdir. Shu bilan birga, rekuperatorlarning kamchiliklari ham bor, ularning asosiylari past olovga chidamliligi (metall rekuperatorlar) va past gaz zichligi (keramika rekuperatorlari).

Rekuperatorlarda issiqlik almashinuvining umumiy xususiyatlari. Keling, rekuperatorda issiqlik almashinuvining umumiy xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Rekuperator statsionar issiqlik sharoitida ishlaydigan issiqlik almashtirgich bo'lib, issiqlik doimiy ravishda sovutuvchi chiqindi gazlardan isitiladigan havoga (gaz) ajratuvchi devor orqali uzatiladi.

Rekuperatorda uzatiladigan issiqlikning umumiy miqdori tenglama bilan aniqlanadi

Q = KΔ t av F ,

Qayerda TO- rekuperatorda issiqlik uzatishning umumiy darajasini tavsiflovchi tutundan havoga (gaz) umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti, Vt / (m 2 -K);

Δ t o'rtacha- tutun gazlari va havo (gaz) o'rtasidagi o'rtacha (butun isitish yuzasida) harorat farqi, K;

F- issiqlik tutun gazlaridan havoga (gaz) o'tkaziladigan isitish yuzasi, m2.

Rekuperatorlarda issiqlik uzatish issiqlik uzatishning uchta asosiy bosqichini o'z ichiga oladi: a) chiqindi gazlardan rekuperativ elementlarning devorlariga; b) ajratuvchi devor orqali; v) devordan isitiladigan havo yoki gazga.

Rekuperatorning tutun tomonida chiqindi gazlardan devorga issiqlik nafaqat konveksiya, balki radiatsiya orqali ham uzatiladi. Shuning uchun tutun tomonidagi mahalliy issiqlik uzatish koeffitsienti tengdir

tutun gazlaridan devorga issiqlik uzatish koeffitsienti qaerda

konveksiya, Vt/(m 2 °C);

Baca gazlaridan devorga issiqlik uzatish koeffitsienti

radiatsiya bilan, Vt/(m 2 °C).

Ajratish devori orqali issiqlik uzatish devorning issiqlik qarshiligiga va uning sirtining holatiga bog'liq.

Rekuperatorning havo tomonida havoni qizdirishda issiqlik devordan havoga faqat konvektsiya yo'li bilan, gazni isitishda esa - konveksiya va radiatsiya orqali o'tkaziladi. Shunday qilib, havo qizdirilganda issiqlik uzatish mahalliy konveksiya issiqlik uzatish koeffitsienti bilan aniqlanadi; agar gaz qizdirilsa, u holda issiqlik uzatish koeffitsienti

Barcha qayd etilgan mahalliy issiqlik uzatish koeffitsientlari umumiy issiqlik uzatish koeffitsientiga birlashtiriladi

, Vt/(m 2 °C).

Quvurli rekuperatorlarda umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti silindrsimon devor uchun aniqlanishi kerak (chiziqli issiqlik uzatish koeffitsienti)

, Vt/(m °C)

Koeffitsient TO quvurning issiqlik uzatish koeffitsienti deb ataladi. Agar issiqlik miqdorini quvurning ichki yoki tashqi yuzasi maydoniga bog'lash zarur bo'lsa, u holda umumiy issiqlik uzatish koeffitsientlarini quyidagicha aniqlash mumkin:

,

Qayerda a 1 - ichki tomondan issiqlik uzatish koeffitsienti

quvurlar, Vt / (m 2 ° C);

a 2 - bir xil, trubaning tashqi tomonida, Vt / (m 2 ° C);

r 1 va r 2 - mos ravishda, ichki va tashqi radiuslar

quvur sirtlari, m metall rekuperatorlarda devorning issiqlik qarshiligining qiymatini e'tiborsiz qoldirish mumkin , va keyin umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti quyidagi shaklda yozilishi mumkin:

Vt/(m 2 °C)

Qiymatni aniqlash uchun zarur bo'lgan barcha mahalliy issiqlik uzatish koeffitsientlari TO, konveksiya va nurlanish orqali issiqlik uzatish qonunlari asosida olinishi mumkin.

Rekuperatorning havo va tutun tomonlari o'rtasida har doim bosim farqi bo'lganligi sababli, rekuperativ nozulda qochqinlarning mavjudligi havo oqishiga olib keladi, ba'zan esa 40-50% ga etadi. Oqish rekuperativ qurilmalarning samaradorligini keskin kamaytiradi; Qanchalik ko'p havo so'rilsa, keramik rekuperatorda foydali ishlatiladigan issiqlik ulushi shunchalik past bo'ladi (pastga qarang):

Oqish, % 0 25 60

Yakuniy chiqindi gaz harorati,

°C 660 615 570

Havoni isitish harorati, °C 895 820 770

Rekuperator samaradorligi (hisobga olmagan holda

yo'qotishlar), % 100 84 73,5

Havoning oqishi mahalliy issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlarining qiymatiga ta'sir qiladi va havo nafaqat chiqindi gazlarida saqlanadi.

Guruch. 4. Rekuperativ issiqlik almashtirgichlarda gazsimon muhitlarning harakatlanish sxemalari

ularning haroratini pasaytiradi, balki CO 2 va H 2 0 foizini kamaytiradi, buning natijasida gazlarning emissiyasi yomonlashadi.

Mutlaqo gaz o'tkazmaydigan rekuperator bilan ham, oqish bilan ham mahalliy issiqlik uzatish koeffitsientlari isitish yuzasi bo'ylab o'zgaradi, shuning uchun rekuperatorlarni hisoblashda yuqori va pastki uchun mahalliy issiqlik uzatish koeffitsientlarining qiymatlari alohida aniqlanadi va keyin umumiy issiqlik uzatish koeffitsienti o'rtacha qiymatdan foydalanib topiladi.

ADABIYOT

1. B.A.Arutyunov, V.I. Mitkalinniy, S.B. Stark. Metallurgiya issiqlik muhandisligi, 1-jild, M, Metallurgiya, 1974, 672-bet
2. V.A.Krivandin va boshqalar, M, Metallurgiya, 1981-bet
3. V.A.Krivandin, B.L. Markov. Metallurgiya pechlari, M, Metallurgiya, 1977, 463-bet
4. V.A.Krivandin, A.V. Qora metallurgiya pechlarining issiqlik ishlari va dizaynlari, M, Metallurgiya, 1989, 463-bet.

V. V. Getman, N. V. Lejneva Elektr qurilmalaridan chiqayotgan gazlar issiqligini qayta ishlash Usullari.

Kalit so'zlar: gaz turbinali stansiyalar, kombinatsiyalangan tsiklli gaz qurilmalari

Ish samaradorligini oshirish, qazib olinadigan yoqilg'ilarni tejash va energiya quvvatini oshirish uchun elektr stantsiyalaridan chiqindi gazlarining issiqligini qayta ishlashning turli usullarini o'rganadi.

Kalit so'zlar: gaz-turbinali qurilmalar, bug'-gaz qurilmalari

Ishda ularning samaradorligini oshirish, organik yoqilg'ini tejash va energiya quvvatlarini to'plash uchun elektr inshootlaridan chiqadigan gazlarning issiqligidan foydalanishning turli usullari ko'rib chiqiladi.

Rossiyada iqtisodiy va siyosiy islohotlar boshlanishi bilan birinchi navbatda mamlakatning elektroenergetika sanoatida bir qator tub o'zgarishlarni amalga oshirish kerak. Yangi energetika siyosati qator muammolarni, jumladan, elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarishning zamonaviy yuqori samarali texnologiyalarini ishlab chiqishni ham hal qilishi kerak.

Bu vazifalardan biri qazilma yoqilg‘ilarni tejash va energiya quvvatini oshirish maqsadida elektr stansiyalarining samaradorligini oshirishdan iborat. Ko'pchilik

Bu borada gaz turbinali qurilmalari istiqbolli bo'lib, ularning chiqindi gazlari issiqlikning 20% ​​gacha chiqaradi.

Gaz turbinali dvigatellarning samaradorligini oshirishning bir necha yo'li mavjud, jumladan:

Oddiy termodinamik tsiklning gaz turbinasi bloki uchun turbinaning oldidagi gaz haroratini oshirish,

Issiqlikni qayta tiklashni qo'llash,

Ikkilik davrlarda tutun gazining issiqligidan foydalanish,

Murakkab termodinamik sxema yordamida gaz turbinali blokni yaratish va h.k.

Eng istiqbolli yo'nalish gaz turbinali va bug' turbinali agregatlarini (GTU va STU) iqtisodiy va ekologik xususiyatlarini yaxshilash uchun birgalikda foydalanish hisoblanadi.

Gaz turbinalari va ular yordamida yaratilgan kombinatsiyalangan qurilmalar, hozirgi vaqtda texnik jihatdan erishiladigan parametrlar issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirishni ta'minlaydi.

Issiqlik elektr stansiyalarini texnik qayta jihozlashda binar CCGT bloklari, shuningdek, turli xil kombinatsiyalangan sxemalarni keng qo'llash an'anaviy bug 'turbinasi agregatlariga nisbatan yoqilg'ini 20% gacha tejash imkonini beradi.

Mutaxassislarning fikriga ko'ra, bug'-gazning kombinatsiyalangan aylanishining samaradorligi gaz turbinasi qurilmasi oldidagi gazlarning dastlabki haroratining oshishi va gaz turbinasi quvvati ulushining oshishi bilan ortadi. Kichik ahamiyatga ega emas

Bundan tashqari, samaradorlikni oshirishdan tashqari, bunday tizimlar kapital xarajatlarni sezilarli darajada kamaytirishni talab qiladi, ularning o'ziga xos qiymati gaz-yoqilg'i-mazut bug 'turbinalari va minimal gaz turbinasi quvvatiga ega CCGT agregatlari narxidan 1,5-2 baravar kam. .

Ma'lumotlarga asoslanib, energetika sohasida gaz turbinalari va estrodiol gaz turbinalaridan foydalanishning uchta asosiy yo'nalishini aniqlash mumkin.

Sanoati rivojlangan mamlakatlarda keng qo'llaniladigan birinchisi, gazda ishlaydigan yirik kondensatsiyali issiqlik elektr stantsiyalarida CCGT agregatlaridan foydalanishdir. Bunday holda, gaz turbinasi quvvatining katta ulushiga ega bo'lgan qayta tiklash tipidagi CCGT blokidan foydalanish eng samarali hisoblanadi (1-rasm).

CCGT dan foydalanish issiqlik elektr stantsiyalarida yoqilg'i yonish samaradorligini ~ 11-15% ga (qozonga gaz tushirilishi bilan CCP), ~ 25-30% ga (ikkilik CCGT) oshirish imkonini beradi.

Yaqin vaqtgacha Rossiyada CCGT tizimlarini joriy etish bo'yicha keng qamrovli ishlar amalga oshirilmadi. Biroq, bunday qurilmalarning yagona namunalari uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan va muvaffaqiyatli qo'llanilgan, masalan, PGU-120 va 3 asosiy quvvat blokining VPG-50 tipidagi yuqori bosimli bug 'generatori (HSG) bo'lgan CCGT bloklari. TGK-1 OAJ IES-2 filialida HPG-120 bilan modernizatsiya qilingan energiya bloklari; Nevinnomyssk davlat okrug elektr stansiyasi filialida VPG-450 bilan PGU-200 (150). Krasnodar davlat okrugi elektr stansiyasida har biri 450 MVt quvvatga ega uchta kombinatsiyalangan energiya bloklari o'rnatilgan. Energoblokga 150 MVt quvvatga ega ikkita gaz turbinasi, ikkita chiqindi issiqlik qozoni va 170 MVt quvvatga ega bug 'turbinasi kiradi, bunday o'rnatishning samaradorligi 52,5% ni tashkil qiladi. Keyinchalik

takomillashtirish orqali foydalanish tipidagi CCGT birliklarining samaradorligini oshirish mumkin

gaz turbinasini o'rnatish va bug 'texnologiyasining sxemasini murakkablashtirish.

Guruch. 1 - chiqindi issiqlik qozonli CCGT blokining sxemasi

Qozonli kombinatli zavod -

qayta ishlovchi (1-rasm) quyidagilarni o'z ichiga oladi: 1-

kompressor; 2 - yonish kamerasi; 3 - gaz

turbina; 4 - elektr generatori; 5 - qozon -

qayta ishlovchi; 6 - bug 'turbinasi; 7 - kondansatör; 8

Nasos va 9 - deaerator. Chiqindilarni isitish qozonida yoqilg'i yoqilmaydi va ishlab chiqarilgan o'ta qizdirilgan bug' bug 'turbinasi blokida ishlatiladi.

Ikkinchi yo'nalish - CCGT-CHP va GTU-CHP yaratish uchun gaz turbinalaridan foydalanish. So'nggi yillarda CCGT-CHP texnologik sxemalari uchun ko'plab variantlar taklif qilindi. Gazda ishlaydigan IESlarda kogeneratsion CCGT qurilmalaridan foydalanish tavsiya etiladi

qayta ishlash turi. Oddiy misol

Ushbu turdagi yirik CCGT-CHP Sankt-Peterburgdagi Shimoliy-G'arbiy CHP hisoblanadi. Ushbu issiqlik elektr stansiyasining bitta CCGT bloki quyidagilardan iborat: har biri 150 MVt quvvatga ega ikkita gaz turbinasi, ikkita chiqindi issiqlik qozoni va bug 'turbinasi. Agregatning asosiy ko'rsatkichlari: elektr quvvati - 450 MVt, issiqlik quvvati - 407 MVt, elektr ta'minoti uchun standart yoqilg'ining solishtirma iste'moli - 154,5 g. t./(kVt.soat), issiqlik ta'minoti uchun ekvivalent yoqilg'ining solishtirma iste'moli - 40,6 kg. t./GJ, issiqlik elektr stantsiyasining elektr energiyasi bilan ta'minlash samaradorligi - 79,6%, issiqlik energiyasi - 84,1%.

Uchinchi yo'nalish - qozonxonalar negizida past va o'rta quvvatli CCGT-CHP va GTU-CHP yaratish uchun gaz turbinalaridan foydalanish. CCGT - CHPP va GTU - qozonxonalar negizida yaratilgan eng yaxshi variantlardagi CHPP kogeneratsiya rejimida 76 - 79% darajasida elektr energiyasini etkazib berish samaradorligini ta'minlaydi.

Oddiy kombinatsiyalangan tsikl zavodi ikkita gaz turbinasi blokidan iborat bo'lib, ularning har biri o'zining chiqindi issiqlik qozoniga ega bo'lib, ishlab chiqarilgan bug'ni bitta umumiy bug 'turbinasiga etkazib beradi.

Shchekinskaya davlat elektr stantsiyasi uchun ushbu turdagi o'rnatish ishlab chiqilgan. PGU-490 qishki harorat jadvali bo'yicha 90 MVtgacha bo'lgan uchinchi tomon iste'molchilariga issiqlik ta'minoti bilan elektr stantsiyasining asosiy va qisman ish rejimlarida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan. PGU-490 qurilmasining sxematik diagrammasi chiqindi issiqlik qozonini joylashtirishda bo'sh joy etishmasligiga e'tibor berishga majbur bo'ldi.

issiqlik va elektr energiyasini birgalikda ishlab chiqarish uchun maqbul sharoitlarga erishishda ma'lum qiyinchiliklarni keltirib chiqaradigan elektr stantsiyalari binolariga bug 'turbinasi o'rnatilishi.

O'rnatishni joylashtirish bo'yicha cheklovlar bo'lmasa, shuningdek, takomillashtirilgan gaz turbinasi blokidan foydalanilganda, qurilmaning samaradorligi sezilarli darajada oshishi mumkin. Bunday takomillashtirilgan CCGT sifatida quvvati 300 MVt bo'lgan bir valli CCGT-320 taklif etiladi. PGU-320 uchun to'liq gaz turbinasi bir vali GTE-200 bo'lib, uning yaratilishiga o'tish orqali amalga oshirilishi kutilmoqda.

ikki tomonlama qo'llab-quvvatlovchi rotor, gazning dastlabki haroratini oshirish uchun sovutish tizimini va gaz turbinasi zavodining boshqa komponentlarini modernizatsiya qilish. GTE-200 ga qo'shimcha ravishda, PGU-320 monoblokida uch silindrli turbinali K-120-13 bug 'turbinasi, kondensat nasosi, muhrlangan bug 'kondensatori, ekstraksiyondan oldin olinadigan bug' bilan oziqlanadigan isitgich mavjud. bug 'turbinasining so'nggi bosqichi, shuningdek, oraliq bug'li superheaterni o'z ichiga olgan sakkizta issiqlik almashinuvi maydonini o'z ichiga olgan ikki bosimli chiqindi issiqlik qozoni.

O'rnatish samaradorligini baholash uchun termodinamik hisoblash o'tkazildi, natijada PGU-490 ShchGRES kondensatsiya rejimida ishlaganda uning elektr samaradorligini 2,5% ga oshirish va 50,1% ga etkazish mumkin degan xulosaga keldi.

Markaziy isitish tadqiqotlari

estrodiol aylanishli qurilmalar ko'rsatdiki, kombinatsiyalangan tsiklli gaz zavodlarining iqtisodiy ko'rsatkichlari sezilarli darajada ularning issiqlik davrining tuzilishiga bog'liq bo'lib, ularning tanlovi chiqindi gazlarining minimal haroratini ta'minlaydigan o'rnatish foydasiga amalga oshiriladi. Bu tutun gazlari energiya yo'qotilishining asosiy manbai ekanligi va kontaktlarning zanglashiga olib borish samaradorligini oshirish uchun ularning haroratini kamaytirish kerakligi bilan izohlanadi.

Yagona devirli isitish CCGT blokining modeli, rasmda ko'rsatilgan. 2, bug'lanish pallasida muhitning tabiiy aylanishi bilan baraban tipidagi chiqindi issiqlik qozonini o'z ichiga oladi. Qozondagi gazlar oqimi bo'ylab isitish sirtlari pastdan yuqoriga ketma-ket joylashgan:

superheater PP, evaporator I, iqtisodchi E va tarmoq suv GSP uchun gaz superheater.

Guruch. 2 - bitta konturli CCGT ning issiqlik diagrammasi

Tizimning hisob-kitoblari shuni ko'rsatdiki, yangi bug'ning parametrlari o'zgarganda, CCGT bloki tomonidan ishlab chiqarilgan quvvat issiqlik va elektr yuklari o'rtasida qayta taqsimlanadi. Bug 'parametrlari oshishi bilan elektr energiyasini ishlab chiqarish ortadi va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish kamayadi. Bu yangi bug'ning parametrlari oshgani sayin, uni ishlab chiqarish kamayishi bilan izohlanadi. Shu bilan birga, ekstraktsiyalarda uning parametrlari kichik o'zgarishi bilan bug 'iste'molining kamayishi tufayli tarmoq suv isitgichining termal yuki kamayadi.

Ikki pallali CCGT, xuddi bitta konturli kabi, ikkita gaz turbinasi, ikkita chiqindi issiqlik qozoni va bitta bug 'turbinasidan iborat (3-rasm). Tarmoqli suvni isitish ikkita ASG isitgichida va (agar kerak bo'lsa) pik tarmoqli isitgichda amalga oshiriladi.

Chiqindilarni issiqlik qozonida gazlar oqimi bo'ylab

quyidagilar ketma-ket joylashgan

isitish sirtlari: yuqori bosimli o'ta qizdiruvchi PPHP, yuqori bosimli evaporatator IVD, yuqori bosimli iqtisodchi EHP, past bosimli o'ta qizdirgich PPND,

past bosimli evaporatator IND, past bosimli gaz isitgichi GPND, tarmoq suvi GSP uchun gaz isitgichi.

Guruch. 3 - asosiy issiqlik diagrammasi

ikki davrali CCGT

Guruch. 4 - gaz turbinasi chiqindi gazlaridan issiqlikni olish sxemasi

Chiqindilarni isitish qozoniga qo'shimcha ravishda, issiqlik sxemasi uchta silindrli bug 'turbinasi, ikkita tarmoqli suv isitgichlari PSG1 va PSG2, deaerator D va PEN besleme nasoslarini o'z ichiga oladi. Turbinadan chiqadigan bug 'PSG1 ga yuborildi. Turbina chiqindisidan bug 'PSG2 isitgichiga beriladi. Barcha tarmoq suvi PSG1 orqali o'tadi, keyin suvning bir qismi PSG2 ga yuboriladi va birinchi isitish bosqichidan keyin boshqa qismi chiqindi issiqlik qozonining gaz yo'lining oxirida joylashgan GSPga yuboriladi. PSG2 isitish bug'ining kondensati PSG1 ga quyiladi va keyin HPPGga, so'ngra deaeratorga kiradi. Deaeratordan keyingi ozuqa suvi qisman yuqori bosimli konturning iqtisodchisiga, qisman esa past bosimli konturning B tamburiga oqadi. Past bosim pallasida o'ta qizdirgichning bug'i turbinaning yuqori bosimli silindridan (HPC) keyin asosiy bug 'oqimi bilan aralashtiriladi.

Qiyosiy tahlil shuni ko'rsatdiki, asosiy yoqilg'i sifatida gazdan foydalanganda, agar issiqlik va elektr energiyasining nisbati 0,5 - 1,0 bo'lsa, 1,5 yoki undan ko'p nisbatda, CCGT birliklariga ustunlik berilsa, utilizatsiya sxemalaridan foydalanish tavsiya etiladi. "bo'shatish" sxemasi.

Bug 'turbinasi aylanishini gaz turbinasi aylanishiga moslashtirishdan tashqari, chiqindi gazlarning issiqligini qayta ishlash

GTU chiqindi issiqlik qozoni tomonidan ishlab chiqarilgan bug'ni GTUning yonish kamerasiga etkazib berish, shuningdek, regenerativ tsiklni amalga oshirish orqali amalga oshirilishi mumkin.

Regenerativ tsiklni amalga oshirish (4-rasm) o'rnatish samaradorligini sezilarli darajada oshirishni ta'minlaydi 1,33 marta, agar gaz turbinasi blokini yaratishda bosimning ko'tarilish darajasi mo'ljallangan regeneratsiya darajasiga muvofiq tanlansa. . Ushbu sxema K-kompressorni o'z ichiga oladi; R - regenerator; KS - yonish kamerasi; TK - kompressor turbinasi; ST - quvvat turbinasi; CC - markazdan qochma kompressor. Agar gaz turbinali qurilma regeneratsiyasiz loyihalashtirilgan bo'lsa va bosimning o'sish darajasi l optimal qiymatga yaqin bo'lsa, unda bunday gaz turbinasi blokini regenerator bilan jihozlash uning samaradorligini oshirishga olib kelmaydi.

Yonish kamerasiga bug 'beradigan o'rnatishning samaradorligi gaz turbinali blokga nisbatan 1,18 baravar oshiriladi, bu esa gaz turbinasi tomonidan iste'mol qilinadigan yoqilg'i gazining sarfini kamaytirish imkonini beradi.

Qiyosiy tahlil shuni ko'rsatdiki, yuqori darajadagi regeneratsiya, kompressorda nisbatan past bosim nisbati l = 3 va yonish mahsulotlarining kichik yo'qotishlari bilan gaz turbinasi blokining regenerativ tsiklini amalga oshirishda yoqilg'ini eng katta tejash mumkin. Biroq, ko'pgina mahalliy TKAlarda haydovchi sifatida bosimning yuqori darajasi yuqori bo'lgan aviatsiya va dengiz gaz turbinali dvigatellardan foydalaniladi va bu holda bug 'turbinasi blokida chiqindi gazlardan issiqlikni qayta tiklash samaraliroq bo'ladi. Yonish kamerasiga bug 'berish bilan o'rnatish tizimli ravishda eng oddiy, ammo unchalik samarali emas.

Gazni tejashga erishish va ekologik muammolarni hal qilish usullaridan biri kompressor stansiyalarida estrodiol gaz qurilmalarini qo'llashdir. Tadqiqot ishlanmalari gaz turbinasi chiqindi gazlaridan issiqlikni olish natijasida olingan bug'dan foydalanishning ikkita muqobil variantini ko'rib chiqadi: tabiiy gaz super zaryadlovchining bug 'turbinasi va elektr generatorining bug' turbinasi tomonidan boshqariladigan estrodiol gaz turbinasi. Ushbu variantlar o'rtasidagi tub farq shundaki, super zaryadlovchiga ega CCGT holatida nafaqat GPU chiqindi gazlarining issiqligi tiklanadi, balki bitta GPU bug 'turbinasi nasos qurilmasi bilan almashtiriladi. elektr generatoriga ega CCGT, GPU soni saqlanib qoladi va qayta tiklangan issiqlik tufayli elektr energiyasi maxsus bug 'turbinasi bloki tomonidan ishlab chiqariladi. Tahlil shuni ko'rsatdiki, tabiiy gazni zaryadlovchi qurilmasi bo'lgan CCGT bloklari eng yaxshi texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlarni ta'minladi.

Kompressor stansiyasi negizida chiqindi issiqlik qozonli kombinatsion gaz qurilmasi yaratilganda, gaz turbinali qurilma super zaryadlovchini haydash uchun, bug 'elektr stansiyasi (SPU) esa elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. chiqindi issiqlik qozonining orqasidagi chiqindi gazlarning harorati 1400C.

Markazlashtirilmagan issiqlik ta'minoti tizimlarida organik yoqilg'idan foydalanish samaradorligini oshirish uchun kichik quvvatli gaz turbinali agregatlarini (GTU) joylashtirish va mavjud qozonlarning pechlarida yonish mahsulotlarini utilizatsiya qilish bilan isitish qozonlarini rekonstruksiya qilish mumkin. Shu bilan birga, gaz turbinasining elektr quvvati issiqlik yoki elektr yuklari jadvallari bo'yicha ish rejimlariga, shuningdek, iqtisodiy omillarga bog'liq.

Qozonxonani rekonstruksiya qilish samaradorligini ikkita variantni taqqoslash orqali baholash mumkin: 1 - asl (mavjud qozonxona), 2 - muqobil, gaz turbinasi blokidan foydalangan holda. Eng katta ta'sir gaz turbinasining elektr quvvatiga teng bo'lganida erishildi

iste'mol maydonining maksimal yuki.

0,144 kg/kg s hajmdagi bug 'hosil qiluvchi HRSG bilan gaz turbinali blokining qiyosiy tahlili. g., TU va GTUni HRSGsiz va quruq issiqlik almashinuvi bilan kondensatsiyalash quyidagilarni ko'rsatdi: foydali:

elektr energiyasi - 1,29, tabiiy gaz iste'moli - 1,27, issiqlik chiqishi - 1,29 (mos ravishda 12650 va 9780 kJ/m3 tabiiy gaz). Shunday qilib, HRSG dan bug'ni kiritishda gaz turbinasi quvvatining nisbatan o'sishi 29% ni, qo'shimcha tabiiy gaz iste'moli esa 27% ni tashkil etdi.

Operatsion sinov ma'lumotlariga ko'ra, issiq suv qozonlarida chiqindi gazlarining harorati 180 - 2300C ni tashkil qiladi, bu kondensatsiyalanuvchi issiqlik almashinuvchilari (HU) yordamida gazlarning issiqligini qayta ishlash uchun qulay shart-sharoitlarni yaratadi. TUda, qaysi

issiq suv qozonlari oldida tarmoq suvini oldindan isitish uchun ishlatiladi, issiqlik almashinuvi tutun gazlari tarkibidagi suv bug'ining kondensatsiyasi bilan amalga oshiriladi va qozondagi suvning isishi "quruq" issiqlik almashinuvi rejimida sodir bo'ladi.

Ma’lumotlarga ko‘ra, yoqilg‘i tejamkorligi bilan bir qatorda texnik shartlardan foydalanish ham energiya tejash imkonini beradi. Buning sababi shundaki, qozonga aylanma suvning qo'shimcha oqimi kiritilganda, qozon orqali hisoblangan oqim tezligini ushlab turish uchun issiqlik tarmog'ining qaytib keladigan suvining bir qismini teng miqdorda o'tkazish kerakligi bilan izohlanadi. qaytib trubadan etkazib berish trubasiga aylanma oqim tezligiga.

Elektr stantsiyalarini gaz turbinali haydovchi bilan alohida quvvat bloklaridan to'ldirishda

elektr generatorlari, chiqindi gazlar issiqligini qayta ishlashning bir nechta variantlari mavjud, masalan, qayta tiklashdan foydalanish

suvni isitish uchun issiqlik almashtirgich (HTE) yoki chiqindi issiqlik qozonidan foydalanish va

elektr energiyasi ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun bug 'turbinasi generatori. Issiqlik bilan ishlov berish yordamida issiqlikni qayta tiklashni hisobga olgan holda stansiyaning ishlashini tahlil qilish issiqlikdan foydalanish koeffitsientining sezilarli darajada, ba'zi hollarda 2 baravar yoki undan ko'proq oshganini va NK-37 bilan EM-25/11 quvvat blokining eksperimental tadqiqotlarini ko'rsatdi. dvigatel bizga quyidagi xulosa chiqarishga imkon berdi. Muayyan sharoitlarga qarab, qayta tiklanadigan issiqlikning yillik ta'minoti 210 dan 480 ming GJ gacha, real gaz tejash esa 7 dan 17 ming m3 gacha bo'lishi mumkin.

Adabiyot

1. V.M. Maslennikov, Issiqlik energetikasi, 3, 39-41 (2000).

2. V.I. Romanov, V.A. Krivutsa, Issiqlik energiyasi, 4, 27-30 (1996).

3. L.V. Arsenyev, V.G. Tyrishkin, Gaz turbinali kombinatsiyalangan qurilmalar. L.: Mashinasozlik, 1982, 407 b.

4. V.I. Dlugoselskiy, A.S. Zemtsov, Issiqlik energetikasi, 12, 3-7 (2000).

5. B.M. Troyanovskiy, A.D. Truxniy, V.G. Gribin, Teploenergetika, 8, 9-13 (1998).

6. A. D. Tsoy, sanoat energetikasi, 4, 50-52 (2000).

7. A. Tsoy, A.V. Klevtsov, A.V. Koryagin, Sanoat energetikasi, 12, 25-32 (1997).

8. V.I. Eveneno, Issiqlik energiyasi, 12, 48-50 (1998).

9. N.I. Serebryannikov, E.I. Tapelev, A.K. Maxankov, Energiyani tejash va suvni tozalash, 2, 3-11 (1998).

10. G.D. Barinberg, V.I. Dlugoselskiy, Teploenergetika, 1, 16-20 (1998)

11. A.P. Bersenev, Teploenergetika, 5, 51-53 (1998).

12. E.N. Buxarkin, Sanoat energetikasi, 7, 34-37 (1998).

13. V.I. Dobroxotov, Issiqlik energetikasi, 1, 2-8 (2000).

14. A.S. Popov, E.E. Novgorodskiy, B.A. Permyakov, Sanoat energetikasi, 1, 34-35 (1997).

15. I.V. Belousenko, Sanoat energetikasi, 5, 53-55 (2000).

16. V.V. Getman, N.V. Lejneva, Vestnik Qozon. texnologiya. Univ., 18, 174-179 (2011).

17. N.V. Lejneva, V.I. Elizarov, V.V. Getman, Vestnik Qozon. texnologiya. Univ., 17, 162-167 (2012).

© V.V Getman - t.f.n. texnologiya. fanlari, dotsent Bo'lim texnologik jarayonlarni va ishlab chiqarishni avtomatlashtirish FSBEI HPE "KNRTU", 1ega151@uaMech; N.V.Lejneva - t.f.n. texnologiya. fanlari, dotsent Bo'lim texnologik jarayonlarni avtomatlashtirish va FSBEI HPE "KNRTU" ni ishlab chiqarish, [elektron pochta himoyalangan].