Тепловые двигатели и нагнетатели. Ляшков В.И. - 6 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1. Назначение, роль и место тепловых двигателей
и нагнетателей
епловые двигатели преобразуют энергию давления и высокой температуры газа, полученную в ре-
зультате сжигания топлива, в механическую работу. Они, особенно паровые и газовые турбины, яв-
ляются основными агрегатами энергетических установок, вырабатывающих электрическую энергию и теплоту
для потребителей. Газовые турбины и поршневые ДВС являются основными силовыми установками всех
транспортных средств (корабли, тепловозы, автомобили). Они же (в основном ДВС) служат приводными двига-
телями в системах аварийного автономного электроснабжения специальных объектов (больницы, телефонные и
радиостанции и др.).
Вентиляторы, воздуходувки и компрессоры служат для сжатия и перемещения газов в каналах, для повы-
шения давления в технологических системах. Обычно это вспомогательное оборудование, призванное обеспе-
чить нормальное функционирование основного.
С помощью насосов различного типа повышают давление в жидкостях и перекачивают жидкие среды по
трубопроводам.
В отдельных системах насосы и компрессоры могут выступать как в роли вспомогательных агрегатов, так
и в роли основных устройств системы. Например, в системах централизованного обеспечения промышленной
зоны сжатым воздухом, или фекалийные насосы в системах очистки сточных бытовых вод.
Особую роль играют поршневые расширительные машины и турбодетандеры. В них организуется адиа-
батное расширение газа, сопровождающееся значительным его захолаживанием, и этот эффект широко исполь-
зуется в холодильной технике.
Чтобы проиллюстрировать применение и глубже понять назначение и роль изучаемых машин, рассмотрим
принципиальную схему современной парогазовой установки (рис. 1.1), обеспечивающей наивысшие технико-
экономические показатели по сравнению с другими энергетическими установками.
В комбинированном котельном агрегате сжигается минеральное топливо, выделяемая при этом теплота рас-
ходуется на превращение воды в пар и на нагрев воздуха в высокотемпературном теплообменнике. Дымовые га-
зы, прежде чем направиться в дымовую трубу, проходят через пароперегреватель, в котором насыщенный пар из
котла перегревается. В перегретом состоянии пар направляется в паровую турбину, соединённую с электрогенера-
тором. Здесь энергия пара трансформируется в работу на валу турбины и отдаётся электрогенератору. Отработан-
ный пар направляется в конденсатор, где он отдаёт свою теплоту охлаждающей воде и полностью конденсирует-
ся. Образовавшийся конденсат конденсационным насосом перекачивается в деаэратор. В этот агрегат подается
также отбираемый из турбины пар при достаточно высокой ещё температуре и свежая специально подготов-
ленная вода. Нагреваясь практически до температуры кипения, эта вода выделяет растворённый в ней воздух,
который автоматически удаляется из деаэратора. Далее питательная вода специальным питательным насосом
прокачивается через экономайзер, где дополнительно подогревается от горячего воздуха, выходящего из газовой
турбины. Для эффективной работы газотурбинной части установки, воздух сначала сжимается в турбокомпрессо-
ре, затем существенно нагревается в высокотемпературном теплообменнике и при высоких параметрах направля-
ется в газовую турбину. В газовой турбине энергия газа сначала превращается в кинетическую энергию газовой
струи, направляемой на лопатки турбины. На лопатках эта энергия превращается в механическую работу и с по-
мощью общего вала отдаётся на привод компрессора и второго электрогенератора установки.
15
5
8
7
11
10.
9
12
13
14
1
Топливо
4
Воздух
3
Дымовые газы.
6
2
Перегретый пар
Рис. 1.1. Принципиальная схема парогазовой установ-
ки:
1 – комбинированный котельный агрегат с высокотем-
пературным теплообменником 2;
3 – пароперегреватель; 4 – паровая турбина; 5 – элек-
трогенератор;
6 – вход охлаждающей воды;
7 – конденсатор;
8 – конденсационный насос;
9 – деаэратор; 10 – питательный насос; 11 – экономай-
зер; 12 – выход нагретого воздуха; 13 – газовая турбина;
14 – компрессор;
15 – электрогенератор ГТУ
Несколько проще устройство газопаровой энергетической установки (рис. 1.2). Здесь в одной установке по-
следовательно реализуются два широко известных цикла (цикл Брайтона для ГТУ и паросиловой цикл Ренки-
на). Благодаря более высокой средней температуре в процессе подвода тепла общий КПД такой установки на
2…5 % выше, чем у предыдущей.
В газопаровых установках сжигание всего газообразного топлива проводится в специальной камере сгора-
ния, куда осевым компрессором постоянно закачивается необходимый для горения воздух. Продукты сгорания
с температурой порядка 1200 °С направляются в газовую турбину, а после расширения в ней при ещё достаточ-
Т

Страницы