Регенеративного теплообменника

Задача 2.27. В топке котельного агрегата паропроизводите-льностью Z) = 5,6 кг/с сжигается челябинский уголь марки БЗ с низшей теплотой сгорания Q\= 13 997 кДж/кг. Определить экономию топлива в процентах, получаемую за счет предварительного подогрева конденсата, идущего на питание котлоагрега-тов в регенеративных подогревателях, если известны температура топлива при входе в топку /Т = 20°С, теплоемкость рабочей массы топлива с? = 2,1 кДж/(кг'К), кпд котлоагрегата (брутто) г/^ра = 91,5%, давление перегретого пара рп.п = 4 МПа, температура перегретого пара /ПП = 430СС, температура конденсата /1 = 32°С, температура питательной воды после регенеративного подогревателя ГП.В=130°С и величина непрерывной продувки Р=3%.

Задача 2.29. В топке котельного агрегата паропроизводите-льностью D = 3,9 кг/с сжигается природный газ Ставропольского месторождения с низшей теплотой сгорания <2н = 35 675 кДж/м3. Определить экономию условного топлива в процентах, получаемую за счет предварительного подогрева конденсата, идущего на питание котлоагрегатов в регенеративных подогревателях, если известны кпд котлоагрегата (брутто) 7/^= 91%; давление перегретого пара /Vn = l,4 МПа, температура перегретого пара ?П.П = 280°С, температура конденсата /1 = 32°С, температура питательной воды после регенеративного подогревателя /П.В=100°С и величина непрерывной продувки Р=3%.

На электростанции Честерфилд (США) были проведены сравнительные испытания этих соединений. Амины непрерывно вводились в воду при выходе ее из деаэратора; рН конденсата после конденсатора турбин равнялось —9. После стабилизации режима проверялся процент загрязнения воды железом и медью. Отбор проб производился: за пароперегревателем и конденсатным насосом; на выходе из регенеративного подогревателя I ступени; за дренажным насосом подогревателей I и II ступеней; на выходе из подогревателя II ступени; за деаэратором; на входе в экономайзер; в добавочной воде; в конденсате эжектора.

Простейшим типом регенеративного подогревателя является смешивающий (фиг. 35а— одна ступень подогрева, фиг. 356—три ступени подогрева).

Более точные значения показателей предельного регенеративного цикла с учетом влияния перегрева пара можно получить путем интегрирования уравнения теплообмена элементарного регенеративного подогревателя.

ной ступени, будет равно 1+«. Уравнение теплового баланса элементарного регенеративного подогревателя данной ступени с расходом греющего пара из отбора турбины da и нагревом конденсата на dtrli ккал\кг имеет вид

Установка для использования продувки котлов. Продувочная вода из котлов поступает через редукционный клапан в сепаратор (расширитель р); образовавшийся пар направляется в паровой объем регенеративного подогревателя высокого давления, а концентрат продувочной воды используется для подогрева добавочной воды.

Тепловой баланс регенеративного подогревателя«2 и подогревателя уплотнений пу.

греющего пара испарителей, позволяет сократить его расход и, следовательно, позволяет (в схемах с совмещением конденсатора испарителя и регенеративного подогревателя) уменьшить «вытеснение» пара из следующего отбора турбины конденсатом, отводимым в регенеративный подогреватель более низкого давления. Включение охладителей дренажа и продувки несколько улучшает тепловую экономичность установки, тем больше, чем выше производительность испарителей.

Автоматическая аварийная обводная коробка регенеративного подогревателя высокого давления. Подогреватель высокого давления снабжается обычно автоматической клапанной коробкой, которая в случае переполнения подогревателя водой производит быстрое его отключение от питательной магистрали и одновременное переключение подачи воды через обводный клапан, минуя подогреватель (фиг. 181 а).

Экономичной, простой и достаточно надежной в эксплуатации схемой регенеративного подогрева конденсата до расчетной температуры является его последовательный подогрев в поверхностном п. и. д., в деаэраторе и в поверхностном п. в. д. Эта схема (рис. 7-19) на электростанциях получила большое применение. Температура конденсата при полной нагрузке турбины после п. н. д. обычно составляет 65—85° С, после деаэратора 101 —103° С и после п. в. д. 140—180° С. При этом следует учесть, что термический деаэратор предназначен в первую очередь для деаэрации питательной воды и используется в качестве регенеративного подогревателя смешивающего типа только в силу его подходящих конструктивных особенностей. Этим, в частности, и ограничена небольшая степень нагрева питательной воды в деаэраторе. Из приведенной схемы видно, что поверхностный п. н. д. включается между конденсатором и деаэратором, а п. в. д. — между питательным насосом

Благодаря снижению температуры жидкого хладоагента перед дроссельным вентилем IV с Г3 до Г4 удельная холодопроизводительность возрастает на i'3—i4 по сравнению с ее значением в установке без регенеративного теплообменника. Одновременно растет и удельная внутренняя работа компрессора, поскольку энтальпия пара перед компрессором повышается с i6 до i\, соответственно увеличивается и удельный объем пара UQ перед компрессором [формула (2.8а)].

точек 3 и 4. Для того чтобы их определить, составляется теплоЕ.ой баланс регенеративного теплообменника ///

Криоблок (С/70, COO и СИО) таких рефрижераторов ничем в принципе не отличается от описанного выше и состоит из регенеративного теплообменника, дросселя и испарителя. Но в СПТ вместо компрессора для питания установки используется один или несколько баллонов со сжатым до высокого давления рабочим телом (азотом, аргоном или многокомпонентной смесью). Необходимое давление рт поддерживается в случае необходимости специальным редуктором. Отработавшее рабочее тело выпускается в атмосферу; его давление рп (а следовательно, и температуру Т0) также можно регулировать в пределах Рп^Ро.с- Такие системы имеют обычно короткий пусковой период [5]; их можно использовать в условиях работы с многократными включениями и выключениями.

Рефрижераторы с детандерной СОО используются в основном для криостатирования на уровне водо-родно-неоновых и гелиевых температур. В этих условиях предварительное охлаждение в СПО, как и в дроссельных установках, оказывается необходимым, хотя и температурный уровень сечения a-a может быть выше, поскольку он не определяется температурой, при которой дроссель-эффект Д1Г имеет достаточно высокое значение (рис. 7.18). Дополнительное охлаждение в СПО необходимо потому, что в нижней части регенеративного теплообменника, находящейся в области температур, где Дг'г>0, теплоемкость прямого потока Cp,m>cp
На основе этой информации можно нанести на диаграмму состояния ожижае-мого криоагента точки 7, /, 2, 5 и 6 (рис. 8.4). Чтобы определить положение точек 3 и 4, нужно из уравнения (8.1) найти у. Зная у, можно составить тепловой баланс регенеративного теплообменника:

В первой из установок (рис. 9.16,а) сжатый воздух из приемного патрубка / проходит регенеративный теплообменник //, где охлаждается расширенным воздухом, и после расширения в турбодетандере /// с отдачей внешней работы La используется как хладоагент в нагревателе IV для отбора тепла Q0 из кабины самолета. После регенеративного теплообменника воздух сжимается в компрессоре-тормозе V, работающем за счет энергии турбодс-тандера, и выбрасывается в атмосферу через патрубок VI. Такая система позволяет наиболее просто использовать работу тур-бодетандера. Реакция струи, выходящей из патрубка VI в направлении, противоположном движению самолета, позволяет частично компенсировать потери, связанные с торможением встречного потока в патрубке.

различия теплоемкостей сжатого прямого и расширенного обратного потоков (cPim>Cp,n) при темпера-турах ниже инверсионных и определяется ростом АГт-„ по мере понижения Т. В системах с нестационарными потоками, как правило, неприменимы методы внешнего и внутреннего охлаждения, обычно используемые в установках Rf для уменьшения АТт-п к холодному концу регенеративного теплообменника.

Испытания показали, что после установки вращающегося регенеративного теплообменника расход пара в сушильной части машины сократился с 1190 до 500 кг/ч. Это позволило сэкономить в год около 130 тыс. л дефицитного жидкого топлива, что составляет 3% общего его количества, потребляемого за год. Немного возросло, правда, потребление электроэнергии; это вызвано необходимостью приведения в действие ротора теплообменника и вентиляторов, обеспечивающих циркуляцию холодного и нагретого воздуха.

Фиг. 13. Изменение во времени температур жидкости и поверхностей нагрева регенеративного теплообменника и аналогия с температурами в рекуперативном аппарате.

На рис. 5-4,6 показан вариант использования доменного газа, когда он из домны проходит через сухой пылеочиститель // и полезно отдает свое тепло в поверхностном теплообменнике 3 (в схеме на рис. 5-4,а предполагается установка регенеративного теплообменника), нто при скорости его прохождения в трубной системе около 10 м/сек не должно вызывать износа или загрязнения поверхности нагрева. В поверхностном теплообменнике подогревается тот же газ, но прошедший тонкую очистку в фильтрах 2,

16. Антонишин Н. В. и др., Тепловой и гидродинамический расчет двухкамерного многоступенчатого регенеративного теплообменника с циркулирующей насадкой, сб. «Тепло- и массообмен в дисперсных системах», изд-во «Наука и техника», Минск, 1965.