Теплотехника - Чечеткин А.В.
Скачать (прямая ссылка):
Отработавшие в газовой турбине продукты сгорания имеют еще довольно большую температуру и поэтому дальнейшая утилизация теплоты продуктов сгорания осуществляется в регенеративном подогревателе воздуха, поступающего в камеру сгорания. Регенераторы — это трубчатые (или пластинчатые) теплообменники, в которых воздух проходит в трубках, а продукты сгорания омывают их снаружи.
305
Топливо
Рис. 6.3. Схема камеры сгорания для жидкого топлива газовой турбины
Абсолютный к. п. д. существующих ГТУ — 14... 34 %. В качестве примера на рис. 6.4 дан продольный разрез газовой турбины ЛМЗ низкого давления, состоящей из трех активных ступеней. Устройство турбины ясно из чертежа и подписей к нему.
Утилизационные газовые турбины работают либо на технологических газовых потоках, либо на газовых отходах химического производства. В первом случае они устанавливаются, как правило, после экзотермического реактора, во втором — в конце технологической цепочки. В основном эти турбины предназначены для привода компрессоров и насосов, обеспечивающих технологический процесс сжатым воздухом.
Рис. 6.4. Продольный разрез газовой турбины ЛМЗ: ] — сварной ротор; 2 — обойма; 3 - выхлопной патрубок; 4 - упорный подшипник; 5 -переднее лабиринтное уплотнение; 6 - заднее лабиринтное уплотнение; 7 - гибкая
муфта
306
§ 6.4. ТУРБОРАСШИРИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Турборасширительныс машины представляют собой газовые турбины, в которых энергия газа при расширении преобразуется в работу одновременно с понижением температуры газа. Они применяются для охлаждения газов в технике сжижения и разделения газов (турбоде-таидеры), в технике кондиционирования воздуха (турбохолоднльники) и в воздушно-холодильных установках.
Рис. 6.5. Схема радиального турбодетандера: 1 - корпус турбодетандера; 2 — неподвижный сопловой направляющий аппарат: 3 - раоочее колесо; 4 — выхлопной патрубок; 5 — вал ротора
На рис. 6.5 изображена схема радиальной турборасширительной машины, в которой поток газа направляется от периферии к центру по радиусу. Основными рабочими элементами машины являются: неподвижный сопловой направляющий аппарат 2, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую; вращающееся рабочее колесо 3, в котором кинетическая энергия преобразуется в работу, передаваемую на вал 5.
Турборасширительные машины бывают одно- и многоступенчатые, активные и реактивные. У реактивных машин понижение давления происходит в сопловом аппарате и на колесе, а в активных — только в сопловом аппарате. Современные машины строятся на производительность 0,03... 15 кг/с и отношение начального давления к конечному 4... 30.
В 1938 г. П. Л. Капица разработал реактивный турбодетандер, ставший прототипом для постройки высокоэффективных машин как в СССР, так и за рубежом.
ГЛАВА 7 ОСНОВЫ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
§ 7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Энерготехнологией называется раздел энергетики, изучающий закономерности взаимосвязи и взаимообусловленности технологических и энергетических процессов данного производства с целью экономии топливно-энергетических ресурсов и создания практически безотходного производства по материалу и теплоте. С наибольшим экономическим эффектом первичные и вторичные энергоресурсы используются в таких производствах, в которых доля энергозатрат в себестоимости выпускаемой продукции относительно велика.
До настоящего времени предприятия химической промышленности являются большими потребителями первичных эиергоресурсов (топлива, теплоты и электроэнергии), получаемых со стороны. При правильной разработке энерготехнологической схемы производства можно не только значительно сократить потребление первичных энергоресур-.сов, но и даже полностью отказаться от потребления теплоты и электроэнергии, получаемых со стороны. Считается наиболее перспективным создание ЭХТС, в которых энергетическое оборудование (тепло-и парогенераторы, котлы-утилизаторы, паровые и газовые турбины, теплоиспользующие аппараты, холодильные установки, тепловые насосы и термотрансформаторы) входит в прямое соединение с химико-технологическим оборудованием, составляя единую систему. В такой ЭХТС всякому изменению параметров химической технологии должны сопутствовать и соответствующие изменения энергетических параметров и наоборот. Таким образом, в ЭХТС создается тесная взаимосвязь и взаимообусловленность между технологическими и энергетическими стадиями производства.
Большая потенциальная возможность экономии первичных энергоресурсов заложена в эффективном использовании вторичных энергоресурсов (ВЭР): физической теплоты печных и технологических газов, сбросных жидкостей, теплоты сгорания отходов химических производств, энергии избыточного давления продуктов и сырья химических производств. Во всех химико-технологических системах (ХТС) сведение к минимуму использования первичных энергоресурсов и, наоборот, к максимуму использования ВЭР должно происходить без какого-либо снижения качества получаемой продукции.
При разработке энерготехнологических схем химических производств необходимо прежде всего предусмотреть максимальное использование отходов производств для выработки побочных продуктов и только
