Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

Цикли парогазових установок

Збільшення ККД газових турбін обмежується у зв'язку з неможливістю збільшення температури робочого тіла, що надходить у турбіну, вище 970— 1070 К, а їхня одинична потужність — через зростаючу витрату енергії на власні потреби. Перше обмеження усунути складно через відсутність у цей час термічно міцних і стійких металів, а друге — може бути зняте повністю або частково додаванням до продуктів згоряння високоентальпійної речовини, що приводить до загального збільшення ентальпії робочого тіла, або застосуванням установок із двома турбінами, причому одна газовідна, а інша з високоентальпійним робочим тілом (водою). Газотурбінні установки, що працюють із робочим тілом, що складається із суміші пари й газу, або станції, що використовують у тепловій схемі, газ і пару, називаються парогазовими установками, а їхні цикли - парогазовими.

Цикли парогазових установок

Цикли парогазових установок

Рис. 13

Стиснене повітря в таких установках з компресора 1 (рис. 13) спрямовується в камеру згоряння 2, куди насосом 5 через регенеративний підігрівник 4 подається хімічно очищена вода. Наприкінці камери згоряння відбувається змішання гарячих продуктів згоряння (газів) і регенеративно підігрітої води. Таким чином, камера згоряння 2 виконує дві функції: спалювання палива й змішання продуктів згоряння з водою. З камери згоряння 2 парогазова суміш, що утворилася при цьому, надходить у турбіну 3, а потім через регенеративний підігрівник 4 викидається в атмосферу або направляється в спеціальний конденсатор. Зроблене упорскування води в продукти згоряння камери 2 знижує температуру газів до прийнятних значень і підвищує питому ентальпію робочого тіла.

Парогазовий цикл можна представити у вигляді сукупності двох циклів — газоповітряного й парового (рис. 13, б). Корисна питома робота всієї установки визначається сумою пл. парового d-e-k (/) і газового 1-2-3-4 (/газ) циклів. Зазначені цикли побудовані для 1 кг продуктів згоряння й а кг водяної пари. Якщо тп. в — маса водяної пари, а тгаз — маса продуктів згоряння, то їхнє відношення d називається відносною витратою пари. Нехай у регенеративному підігрівнику вода нагрівається до температури кипіння, тоді необхідну для цього питому теплоту можна представити пл. abmn. Вона відбирається від робочого тіла, що відпрацювало, і складається з парової й газової складових. В БТ-діаграмі питома теплота, віддана газовоїої

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

тридцятилітньому, зображується пл. 2578, а парової складової — пл. efhg. У сумі ці дві площі рівні пл. abmn, тобто питомій теплоті, витраченої на підігрів води. Загальна підведена теплота в парогазовому циклі складається з підведеної теплоти газової складової qi газ (пл. 1564) і парової складової q1nap (пл. mbdf), тому термічний ККД парогазового (подвійного) циклу можна визначити у вигляді відношення

Цикли парогазових установок

де Ігаз і Шпар — питома робота відповідно газового й парового циклів; q1a3 і q1nai, a — витрачена теплота в газовому й паровому циклах.

Лекція 17

Основи коксування вугілля та крекінгу нафти

Коксування, промисловий метод переробки природних палив (головним чином кам'яного вугілля) шляхом нагрівання до 950-1050 °С без доступу повітря. Основний продукт коксування - кокс.

Коксування, розкладання при високій температурі без доступу повітря твердих і рідких горючих копалин з утворенням летучих в-в і твердого залишку - коксу. Останній знаходить широке застосування в різних галузях народного господарства. Сировина для коксування - в основному кам'яне вугілля; у значно менших масштабах переробляють ін. горючі копалини, а також висококиплячі залишкові продукти дистиляції нафти, кам.-вуг. пік і т. д. Коксування кам'яного вугілля - переробка його при 900-1100 °С с метою одержання кам.-уг. коксу, коксового газу, кам'яновугільної смоли й ін. продуктів.

Коксування виникло в 18 в., коли винищування лісів для одержання деревного вугілля, спочатку шедшего на виплавку чавуну, стало загрозливої й треба було замінити це вугілля мінеральним паливом. В 1735 у Великобританії була проведена перша доменна плавка на коксі. Кокс випалювався в купах, подібно тому як до цього випалювалося деревне вугілля. Наприкінці 18 в. було освоєне коксування в напівзакритих, а з 1830 - у закритих камерах, причому летучі продукти, що виділяються, спалювалися. З 70-х р. 19 в. починають використовувати летучі продукти; удосконалюються методи обігріву печей для коксування. До початку 20 в. процес коксування оформився в сучасному виді, і надалі відбувалося лише його вдосконалювання.

Попередньо збагачені (відділені від мінер. домішок), здрібнені до зерен розміром переважно менш 3 мм і ретельно перемішані вугілля (шихту) направляють у вежу, з до-рій за допомогою завантажувальних вагонів через

Кафедра енергетики та електротехніки К. т.н., доц. Є. О. Баганов

спец. люки подають у розпечені коксові печі щілеподібного типу (див. рис.).

Джерела енергії на Землі горизонтальні апарати

Цикли парогазових установок

Коксова піч: 1 камера; 2 обігрівальний простінок; 3 рівень завантажується, що завантажується; 4 пальника; 5 рівень обігріву.

Обігрівальні простінки (вертикальні канали) печей викладені з динасової вогнетривкої цеглою. Переважне застосування знайшли печі з камерами шириною 400-500 мм, висотою 47 м, довжиною 12-16 м, корисним об'ємом 20-50 м. Кілька десятків печей (зазвичай 60-70) компонують у єдину систему - коксову батарею, що обслуговується загальним комплектом машин і механізмів (завантажувальні й тушильні вагони, коксовиштовхувач, двірезйомна машина й ін.). Залежно від ширини камери, вологості шихти і її насипної маси, а також температури в простінках (зазвичай 1300-1370 °С) нагрівання шихти триває 14-18 ч. Для обігріву печей використовують доменний, коксовий, генераторний і ін. гази або їхньої суміші. Ці теплоносії згоряють в обігріваючих простінках, куди поряд з газом подають повітря.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

Для його підігріву в спец. регенераторах, які розташовані під коксової батареєю і служать як би її підставою, використовують теплоту продуктів згоряння газу.

Коксування вугілля протікає в кілька стадій. При нагріванні до 250 °С із вугілля випаровується волога й виділяються продукти розкладання - З і З2. Потім (300 °С) виділяється невелика кількість легкої смоли й, що утвориться при розщепленні кисневих сполук, що входять до складу вугілля, т. зв. пірогенетичної вологи. Приблизно при 350 °С вугілля розм'якшується, переходячи в тістоподібний, пластичний стан. У розплаві відбувається інтенсивне розкладання вугілля з виділенням так званих первинних продуктів (первинного газу й первинного дьогтю), що мають складну сполуку. Важкі вуглецеві залишки від розкладання вугілля спікаються при температурі близько 500 °С, утвориться твердий пористий продукт - напівкокс. При подальшому нагріванні напівкокс втрачає залишкові летучі речовини, головним чином водень, і перетерплює усадку, що викликає його розтріскування. Вище 700 °С напівкокс повністю перетворюється в кокс. Первинні ж продукти розкладання, стикаючись із розпеченими стінками й зводом печі, а також з коксом, піддаються піролизу й перетворюються у вторинні продукти. У складі газу переважної стає Н2 (50% по об'єму) і СН4 (25% по об'єму), органічні продукти ароматизуються. Вторинні продукти вловлюються й використовуються як цінну сировину для хімічної промисловості.

У коксовій печі коксування протікає пошарово, причому температура шарів знижується від нагрітих (вище 1000 °С) стінок печі до середини завантаження. Відповідно до цього й склад шарів (починаючи від стінок) міняється в послідовності кокс - напівкокс - вугілля в пластичному стані - сухе вугілля - сире вугілля. Коксування вважається закінченим, коли всі шари, що збільшуються по товщині, коксу зійдуться в середині печі. До кінця коксування внаслідок усадки «коксовий пиріг, що утворився,» виявляється розділеним навпіл швом-розривом, що йде паралельно стінкам камери, а

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

кожна половина «пирога» - розчленованої на більш-менш великі шматки тріщинами, що проходять перпендикулярно стінці. Коксування триває 13-18 годин. Готовий кокс видається з печі коксовиштовхувачем і надходить у тушильний вагон, де розпечений кокс охолоджують (гасять) водою або інертним газом («мокрим» або «сухим» способом).

Летучі продукти коксування у вигляді парогазовой суміші з температурою 700-750 °С охолоджуються спочатку в газозбірнику

тонкорозпиленою водою до 80 °С, а потім у трубчастих холодильниках до 25-35 °С. конденсати, Що Утворилися, після відділення від коксового газу розділяють відстоюванням і одержують органічний і водний шари - відповідно кам'яно-вугільну смолу й надсмольну воду. З 1 т вугільної шихти одержують 650-750 кг коксу, 340-350 м коксового газу, 30-40 кг смоли, 10-12 кг сирого бензолу, 2,5-3,4 кг NH3. Технологія коксування передбачає переробку тільки певної групи кам'яних вугіль (коксових, жирних, пісних, що спікаються), здатних при нагріванні переходити в пластичний стан. Оскільки запаси й видобуток цих типів вугіль обмежені, до складу шихти все в більших кількостях починають уводити вугілля малого (газові) і високого ступеня метаморфізму й навіть пісні.

Техніка коксування безупинно вдосконалюється: збільшується розмір камер печі й механізується їхнє обслуговування; уводиться завантаження печей висушеної й підігрітої (до 200 °С) шихтою. Розробляються й принципово нові, безперервні методи коксування, засновані на формуванні в потоці брикетів з вугілля, переведеного в пластичний стан, і наступним прожарюванням брикетів.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru

WordPress Video Lightbox