Коммерциялық емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Жылуэнергетика  қондырғыларының кафедрасы

            

 

Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері

5В070200 – Автоматтандыру және басқару

мамандықтарының барлық оқу түрінің студенттері үшін

пәндік жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар

 

 

 

Алматы 2012  

ӘЗІРЛЕУШІ: Д.Ж.Темірбаев. АУ 4314 Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері («Технологические основы производства тепловой энергии») 5В070200 – Автоматтандыру және басқару мамандықтарының барлық оқу түрінің студенттері үшін пәндік жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2012. – 78 б.

 

         АУТ мамандық студенттерінің «Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері» пәндік жұмыстың әдістемелігінде жылуқозғалымдық тиімді айналымдарының негізінде жылу электр станциялардың әдетті қағидалы жылулық сүлбелері, қазандық пен шығырларының және қосалқы қондырғыларының тәсілдік құбылыстары мен істері, отын шығысы мен үнемі, олардың және қалалық жылуландыру жүйенің үнемиеттік пен мекен қорғаулық тиімділігі, есептеу әдістері мен есепті мысалдары және пәндік жұмыстың түрлі тапсырмалары қаралды.

  

Пікір беруші:

Техн. ғыл. канд., доц. М.Е.Туманов.

 

«Алматы энергетика және байланыс университетінің» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2012 ж. қосымша баспа жоспары бойынша басылады.

 

          ã «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2012 ж.

          Ó Темірбаев Д.Ж.

 

Алғы сөз 

Жылуқайраттық қондырғылардың үнемдік (экономикалық) және мекен қорғаулық (экологиялық) тиімділігі ең алдымен жылуқозғалымдық айналым-дармен (термодинамикалық циклдармен) анықталады. Бұлардың ең тиімді-ліктері – Карно (үлгілі) мен жаңғыртулы және жылуландырулық пен бугазды айналымдары. Өйткені жаңғыртулы айналымның термиялық пайдалы жұмыс еселеуіші (ПЖЕ-сі) Карно айналымының термиялық (ең үлкен) ПЖЕ-сіне тең, ал жаңғыртулы мен жылуландырулық айналымдардың қоршаған ортаға тасталатын жылуы аз болатынынан оған сәйкесті жылуқайраттық қондырғы-лардың әсерлік ПЖЕ-сі жоғары болады. Бугазды қондырғылардың (БГҚ-ПГУ) ПЖЕ-сі бу күшті қондырғылардың (БКҚ-ПСУ) төменгі ыстықтық-ты (25 ÷ 30 0С) тиімділігіне газ айналымды қондырғылардың (ГШҚ) жоғарғы ыстықтықты (750÷1500 0С) тиімділігі қосылып, қосайналымды (бинарлы) да әр қайсының ПЖЕ-лерінен 1,5 (40%∙1,5) ÷ 2 (30%∙2) еседей артық (бұл осы кезеңгі ең үлкен және зор қуатты нақты мүмкіндік) болады.

         АУТ мамандық студенттері бітіру жұмыстарының тәсілдік бөлімінде жылуқозғалымдық аталған тиімді айналымдарының негізінде әр жылу электр станцияларының (ЖЭС-тің) әдетті қағидалы жылулық сүлбесі, қазандық пен шығырларының және қосалқы қондырғылары мен қалалық жылуландыру жүйенің үнемдік тиімділігі және мекен қорғаулық қауіпсіздігінің, отын шығы-сы мен үнемінің есептеу әдістемесі мен есепті мысалдары, олардың тәсілді құбылыстары мен істерін (8-ші семестрде өтетін) автоматтандыруы қаралады.

Студенттерді бітіру жұмысын орындауға лайықты дағдыландыру үшін «Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері» пәндік жұмыстың әдістемелігі бітіру жұмысының негізі ескеріліп жасалды.

Сондықтан пәндік жұмыстың теориялық негізі ғана келтіріліп, молырақ есептік мысалдарына көңіл бөлініп, олардың игерілуі жеңілдеді.

Студенттер пәндік жұмысты 7-ші триместрдің 1÷9 апталарында (m тобы мен тізімдік n нөмірлері бойынша өз түрлемін) орындап қорғайды.

 

Тәсілдік кіріспе.  ЖЭС жылулық сүлбесінің міндеттері

 

Электр мен жылуды өндіретін тәсілдемелік құбылыстарға қатынасты қондырғылар мен аспаптардың өзара байланысты орналасуларының шартты көрсетілуін жылулық сүлбе дейміз (К.1 суретті қараңыз).  

Жылулық сүлбелер қағидалы (ҚЖС) және толық (кеңейтілген, ТЖС) деп бөлінеді. ҚЖС-те электр станцияның негізгі түзгілері, жылулық сүлбенің түйінді (узел) нүктелеріндегі жұмыс дененің бағыттары, көрсеткіштері мен шығындарының өзаралық байланыстары көрнекті көрсетіледі. ҚЖС–ті құратын қондырғылар мен аспаптар, олардың жадығаттық және жылулық теңестіктерінің теңдеулері шешілуі арқылы табылған жұмыс дене шығыстары көрсетіледі. ҚЖС-те жұмыс дене шығыстары мен көрсеткіштері қаралған біргелкі құралдар мен қосалқы қосылымдар және жылулық теңестікке әсері тимейтін жабдықтар (сүзгі, күбілер және тағы басқа (ж.т.б.)) көрсетілмейді.

Үлгіқалыпты (стандартты) шығырлар мен буөндіргіштер ҚЖС-терінің заводтық жасалған біргелкі (белгілі) шешімдері болады. Оларда бу алуы мен жылытқыштардың сандары, газсыздағыш пен қорек сорғының қойылатын жері ж.т.б. сүлбенің бөлшектері көрсетіледі.

 

1.1 суреттегі белгілер: БӨ - буөндіргіш; Dшғ - шығырға берілетін будың шығысы, кг/с; ЖҚБ, ОҚБ, ТҚБ – жоғары мен орта және төмен қысымды бөліктер; ЭӨ - электрөндіргіш; ЖҚЖ, ТҚЖ – жоғары мен төмен қысымды жылытқыштар; h – қажыр (энтальпия), кДж/кг; Ш – шықтағыш; Г – газсызда-ғыш; Gшғ – газсыздағышқа келетін шықтың шығысы, кг/с; Gқс – қорек судың шығысы, кг/с; Qж – жылуландыру қуаты, МВт; Іл – ілестіргіш (эжектор); ЖС, ҚС. ШС – желі мен қорек және шық сорғылары; ЖҚЖЖ, ТҚЖЖ – жоғары мен төмен қысымды желі жылытқыштары; ДС – дренаж (төгу) сорғысы; tкж – желі суының кері бағытындағы ыстықтығы, 0С; tжс - желі су ыстықтығын реттегіш; ШСҚ – шыңды суқыздырғыш қазан (ПВК – пиковый водогрейный котел); Qжеңү – тұтынушыларға берілетін жылылықтың ең үлкен қуаты, МВт.

 

ЖЭС-тің шаруашылық өте тиімді (отын шығыны өте аз) болуының талабы ҚЖС-ндегі қондырғылардың тәсілді-үнемдік бағаланғандағы (ТҮБ – ТЭО - технико-экономическая оценка) шығындардың ең аз болу шартына сәйкесті болуы қажет.

Жаңа түрлі шығырлардың ҚЖС-і құрастырылғанда келесі негізгі міндеттер шешіледі:

1) ТҮБ-пен негізделген ыстықтыққа дейін қорек суының жаңғыртулы қыздырылуы; химиялық тазаланған қорек, желі, толықтыратын (подпиточная) су мен шық ағындарынан зиянды газдардың шығарылуы;

2) ЖЭС-тің негізгі айналымды мен көмекші қондырғыларындағы су тәртібін құрылғылар мен аспаптардың тәсілдік істелу талаптарына сәйкес сақтау үшін жұмыс дененің шығындарын толықтырып отыру;

3) Жылутасығыштың (теплоноситель) түрі мен көрсеткіштерін және сыртқы тұтынушыларға берілген жылылықтың оңтайлы сүлбесін таңдау;

4) ҚЖС-індегі ыстық су мен будың екінші (төменгі мүмкіндікті қалдық жылылығы мен ағындарының) қайраттық қорларын (ЕҚҚ) тиімді пайдалану;

5) өндірістік кәсіп орындарының екінші қайраттық қорларын (ЕҚҚ –ВЭР - вторичные энергоресурсы) ЖЭС ҚЖС-інде тиімді пайдалану.

ҚЖС құрастырылғанда оның барлық түзгілерінің қайтымсыз шығында-рының кемітілуі – басты қағида болуы керек. Түрленулік (эксергиялық) шығындардың кемуі үшін жылутасығыштардың ыстықтық ∆Т айырымы аз болуы керек. Бірақ, жылуөту қуаты Q = k∆Т∙F = тұрақтыда жылуалмасу беті F өседі. Осы екі қарама қарсы ықпалдың оңтайлы әрекеті отынның (өнімнің) құны ең аз болу шартымен (принципом наименьших затрат) анықталады.

Үлгіқалыпты шығыр қондырғылары пайдаланғанда бұларды жасаушы завод (жаңғырту жүйесі мен газсыздағыштарды шығырмен бірге қоса беріп) аталған міндеттердің бірінші екеуін шешіп отырады. Ал ЕҚҚ-лардың пайдалануы, жұмыс дененің толтырылу тиімді әдісінің таңдалуы және жылу берілуінің түрі, көрсеткіштері мен сүлбелері жергілікті жағдайларды және жылулық тұтынушылардың жекелік талаптарын ескере шешіліп отырылады.

Осы кездегі аса қуатты шығырладың ҚЖС-нің оңтайлы құрастырылуы электронды есепті құрылымды (ЭЕҚ) пайдаланып шешіледі.

Жылумен қамдаудың біргелкі сенімділігіндегі тиімді жылуберу сүлбесі электр қайраты мен жылудың қиылысты өндірілуінің ең үлкен мәнін қамтып, ЖЭО-ның отынын үнемдейді. ҚЖС-тың тиімді болуы қондырғылардың өзгермелі тәртіптеріндегі және жылулық пен электрлік аз жүктемелі істегенде маңызды, Тиімді ҚЖС-та әсіресе газсыздағыштар мен жаңғыртулы қыздыру жүйенің және жылулық көздерінің сенімді істеулері қажетті.

ТЖС-тің ҚЖС-тен ерекшелігі - ЖЭС-тің барлық қондырғыларын ескеруінде. ТЖС ЖЭС жабдықтарының таңдалуы арқылы жасалады. ТЖС-тің сызбасы ЖЭС қондырғыларының түрі мен санын және құбырлармен қосылу әдістерін, бекіткіштердің түрлері мен орналасуын көрнекті  көрсетеді.

ТЖС  сызбасының сипаттамасында  жабдықтардың түрі мен саны және негізгі тәсілдік көрсеткіштері келтіріледі. ТЖС ЖЭС-тың тәсілдік деңгейінің жетістігін, жылулық тиімділігін, сенімділік мүмкіншілігін, жұмыс тәртіптерін, жабдық түзгілерінің қосылулары мен ажырасуларын сипаттайды.

Құрамасыз ЖЭС бірнеше бөліктерден құрылса, олардың әрқайсысының ТЖС-тері жеке болғаны қолайлы. Кейбір сүлбелерде барлық станцияға орта (өзіндік мұқтаж бен шығыр тығыздағыштарына арналған, газсыздағыштардың қорек сорғылары мен ауа үрлегіштердің) құбырлары ғана көрсетіледі.

Біргелкі қуатты құрамалы ЖЭС-тың ТЖС-сі бір қайраттық құрамаға жасалып, айтылғандай, барлық қайраттық құрамаларға орта құбырлардың қосымша сызықтары келтіріледі.

Егер ЖЭС-та әртүрлі құрамалар болса, олардың әрқайсысына жалпы станциялық сызықтары бар ТЖС-тері жасалады. Біргелкі не әртүрлі қайраттық құрамалары бар ЖЭС-қа жалпы қарапайым сүлбе жасалады.

        

1 Органикалық отын

 

1.1  Отынның құрамы

                                                                                                          

Қатты және сұйық отындардың жанар: С - көміртегі, H - сутегі, Sл=Sop+ +Sк (л - ұшпа, ор - органикалық, к - колчедан) – күкірт пен жанбайтын: N - азот, О – оттегі және масыл (балласт): А - күл, W – ылғал түзгілері.

Газ отындарының жанар: CO, H2, CH4, CmHn мен жанбайтын: N2, O2, CO2 газдары және су буы H2O түзгілурінен құралады.                                    

Қатты және сұйық отындар: жұмыс (р, а - талдау) мен жанар (г) және құрғақ (с) 1кг-дық  маңыздарына келесідей қарастырылады [1]

                             Cp,а+Hp,а+Sp,а+Nр,а+Oр,а+Ap,а+Wp,а=100 %,                  (1.1)

  Cг+Hг+Sгл+Nг+Oг=100 % ,                                         (1.2)

          Cc+Hc+Sл+Ncс+Ac=100 %.                             (1.3)                                                                             

 

1.1 Есеп (1.1 [1]). Б3 таңбалы (марки) челябиндік қоңыр көмірінің жанар-лық маңыз (горючая масса) құрамы (%): Cг=71,1; Hг=5,3; Sгл=1,9; Nг=1,7; Oг= =20,0 % және құрғақтық маңыз күлділігі Ас=36+m+0,1n мен жұмыстық ылғал-дылығы Wp=18 %. Сол көмірдің жұмыстық маңыз құрамы анықталсын (мұнда және әрі қарай түрлемдік n мен m студенттің тізімдік және оқу тобының номерлері ).

1.1 есептің n=0 мен m=1-дегі мысалы

Маңыздық с-р еселеуішті (1.1)-(1.2)-терді салыстырып анықтаймыз

       Ap=Ac(100-Wp)/100=36(100-18)/100=29,5 %.

Маңыздық г-р еселеуішті (1.1)-(1.3)-терді салыстырып анықтаймыз

Сpг=(100-Wpр)/100=g=(100-18-29,5)/100=0,525 %.

Сонда Cp=Cг·g=71,1·0,525=37,3%, Hp=gHг=0,525·5,3=2,78%, Spл=gSгл=

=0,525·1,9=1%, Np=gNг=0,525·1,7=0,9%, Op=gOг=0,52520=10,5%.

     Сонымен есеп (1.1) бойынша дәл шықты:             

Cp+Hp+Spл+Np+Op+Ap+Wp=37,3+2,78+1+0,9+10,5+29,5+18=100%.                                                          

 

1.2 Есеп (1.7 [1]). Қазандық ошақта құрамы (%): C1p=49,3; H1p=3,6; Spл1=3,0; N1p=1,0; O1p=8,3; Ap1=21,8; W1p=13,0; маңызы B1=3·103 +25n+100m кг таңбасы Д донецк көмірі және құрамы (%): C2p=55,2; H2p=3,8; Spл2=3,2; Np2=1,0; O2p=5,8; Ap2=23,0; W2p=8,0;  маңызы B2=4,5 ·103-25n-100m кг таңбасы Г донецк көмірлер қоспасы жағылады. Жағылатын көмір қоспаның жұмыстық маңыз құрамы анықталсын.

1.2 Есептің n=m=0-дегі мысалы

     Қоспаның құрамын (құраушы көмірлердің в11/(В12)=3000/(3000+4500) =0,4 пен в2=1-в1=1-0,4=0,6 маңыздық үлестерін ескеріп) келесідей анықтай-мыз:

Ccmp=b1C1p+b2C2p=0,4·49,3+0,6·55,2=52,8%, Hcmp=b1H1p+b2H2p=0,4·3,6+0,6·3,8=3,7%, Sлcmp=b1Sл1p+b2Sл2p=0,4·3,0+0,6·3,2=3,1%, Ncmp=b1N1p+b2N2p=0,4·1,0+0,6·1,0=1,0%,  Ocmp=b1O1p+b2O2p=0,4·8,3+o,6·5,8=6,8%, Acmp=b1A1p+b2A2p=0,4·21,8+0,6·23=22,6%, Wcmp=b1W1p+b2W2p=0,4·13,0+0,6·8,0=10,6%.                                                     

         Есептің дәлділігін тексеру

Ccmp+Hcmp+Sлcmp+Ncmp+Ocmp+Acmp+Wcmp=52,8+3,7+3,1+1,0+6,8+22,6+10,6=100% 

Осы секілді көмірдің мазутпен тұтандырылып жағылуы есептелінеді.

    

1.2 Отынның жану жылылығы

 

1кг қатты мен сұйық не 1м3 газ отынының  толық жанғандағы меншікті жылуын жану жылылығы дейміз.

         Қатты мен сұйық отынның ылғалы жұмыстық маңыз құрамы (1.1)-мен әдетті көрсетіледі. Бұған қоса, химиялық тектесулерде Н2 сутегі Н2О су буын береді. Жану ыстықтығы жоғары болатындықтан (1.1)-дегі Wp отын ылғалы да су буын береді.

Сонымен жану құбылысындағы су булары жану өндерімен түгелімен қоршаған ортаға тасталып, суға айналып, олардың тектікүй өзгеріс жылылығы сыртқа кетеді. Будың тектікүй өзгеріс жылылығы (бүкіл - далаға тасталатын түтіннің физикалық жылылығынан көп) бұрынғы Кеңес елдерінде және тағы кейбір шет елдерде ескерілмей, жұмыстық төменгі Qжт - Qрн - рабочая низшая (кДж/кг) жылылығы ғана есепке алынады.

Су буының тектікүй өзгеріс жылылығы ескерілгендегі жану жылылық - жұмыстық жоғарғы Qжж - Qрв - рабочая высшая (кДж/кг) келесіге тең

Qрв=Qрн+225Hp+25Wp, кДж/кг.                                   (1.4)

         Ескерілмегендегі Qрв–Qрн=ΔQpвн жылылық - аз шама емес. Мысалы, ылғалы жоқ, құрамындағы СН4 98%-дай Газды, Ставрополь секілді табиғи және мұнайдың ілестірулік (попутный) газдың тек тектесулік үлесі (Wр=0) сол маңызының 25 пайызы су буына айналады. Мұның көмірлік шамасы келесі 1.3 есебінде көрсетіледі.

         (1.4)-тің тектесулік 225Hp үлесі жанарлық пен құрғақ маңыздық (1.2) және (1.3)-терде де орын алады. Бірақ, бұларда Wр болмайтындықтан, есеп (1.1) арқылы жүргізіліп, күрделі болады ([1]-дің 1.2 бабын қараңыз). Ал отынның жұмыстық маңыз құрамы, 1.1 есептегідей, оңай анықталатындықтан және Wp (1.1)-де тұратындықтан әдетте отынның жану жылылығы оның жұмыстық маңыз құрамы арқылы қатты (сұйық) және құрғақ (с) газ отындарына келесідей сәйкесті анықталады [1]

                   Qpн=338Cp+1025Hp-108,5(Op-Spл)-25Wр, кДж/кг,                 (1.5)

Qcн=108H2+126CO+234H2S+358CH4+591C2H4+638C2H6+860C3H6+

          +913C3H8+1135C4H8+1187C4H10+1461C5H12+1403C6H6, кДж/м3.       (1.6)

         Мұндағы химиялық түзгілер %-пен алынады.

Шартты отын шығысы (ш.о. Вшо=By – расход условного топлива, кг/с) мен оның жану жылылығы Qшо=7000ккал/кг∙4,187кДж/ккал=29308кДж/кг=Qу-теплота условного топлива ұғымдары жиі пайдаланады. Шартты және нақты (В) отын жылулық QшоВшо=QуВу=BQрн теңестігінен келесі болады Ву/В= =Qрн/Qу=Э – отынның жылылық баламасы – тепловой эквивалент топлива.

        

1.3 Есеп. 1.1 есепте Б3 таңбалы челябиндік көмірінің анықталған маңыз құрамы бойынша төменгі және жоғарғы жану жылылықтарын (1.5) пен (1.4) бойынша анықтап өзара салыстыру. 

         1.3 Есептің n=0 мен m=1-дегі мысалы

                   Qрн=338Cp+1025Hp-108,5(Op-Spл)-25Wр=

     =338∙37,3+1025∙2,8-108,5(10,5-1)-25∙18=13996,65 кДж/кг,

     Qрв=Qрн+225Hp+25Wp=13996,65+225∙2,8+25∙18=15076,65, кДж/кг

     ΔQpвн=Qрв–Qрн=15076,65-13996,65=1080,

ΔQpвн∙100/Qрн=108000/13996,65=7,7 %.

         Сонымен, бұл көмірдің жану жылылығының 7,7%  оның ылғалдық және тектікүй өзгерісті буымен ысыраптанады және қоршаған ортаны жылулық ластайды.

 

1.3 Ауаның отынды жағуға қажетті көлемі

      және жану өнімдерінің көлемі мен маңызы

 

         1) 1кг қатты (сұйық) мен 1м3 газ отындарын тектесулік (αт = 1) жағуға қажетті құрғақ ауаның меншікті көлемі сәйкесті келесідей анықталады

         ,                   (1.7)

               (1.8)

         Қос отынды қоспаның көлемі 1.2 есептегі әдіспен есептеледі.

         Ауаның нақты (д) көлемі ошақтағы ауаның артықтық (αт > 1) еселеуіші (коэффициент избытка воздуха) арқылы анықталады

     Vд = αт V0.                                            (1.9)

         2) Толық жанған отынның жану өнімдерінің құрамы мен көлемі

                              ,                     (1.10)             

     .                                 (1.11)                                                                                                                                                                                                                                                            

         Мұндағы  - құрғақ газдардың көлемі, м3/кг;

 - үш атомды газдардың көлемі, м3/кг;

 - екі атомды газдардың көлемі, м3/кг.

         Қатты (сланцтерден басқа) және сұйық отындардың екі, үш, құрғақ газдарының, су буы мен тектесулік (αт = 1)-дегі жану өнімдерінің теориялық көлемдері сәйкесті келесідей анықталады (м3/кг)

                                                                     (1.12)

                                   (1.13)

       (1.14)

                     (1.15)

                                 (1.16)                                                                                                                 

         Газ отыны жану өнімдерінің (αт = 1)-дегі көлемі жоғарғыдай ретті келесі формулалармен анықталады (м33)                             

                                    (1.17)

                (1.18)

                                                        (1.19)

         (1.20) .                                               (1.21)

Мұндағы  - газ отынының ылғал мөлшері, г/құрғақ газ, м3.

         Қатты (сланцтен басқа), сұйық және газ отындардың (αт >1)-де толық жанғандағы жану өнімдерінің көлемдері келесі формулалармен анықталады (м3/кг)

            (1.22)                                                    (1.23)

Толық жанған отын өнімдерінің көлемі (1.11)-мен анықталады.

3) Жану өнімдерінің маңызы. Ошақтағы ауаның артықтық еселеуіші

         Қатты (сланец пен сұйықтан басқа) және газ, отын жану өнімдерінің сәйкесті меншікті маңызы

                      Мг = 1 - 0,01Ар  + 1,306αтV0, кг/м3,                               (1.24)                                 

                      Мг =  + 0,001dг + 1,306αтV0, кг/м3.                             (1.25)     

         Мұндағы ρсг – құрғақ газдың тығыздығы, кг/м3.

         Отындағы күлдің және ыдырамаған карбонаттардың (К) мөлшері (%)

                                                  = Ар + (1 - К)(СО2 .                                               (1.26)     

         Қатты отын жану өнімдеріндегі күлдің шоғырлығы

                                                                                                                         µзл = Арαун /(100 Мг).                                            (1.27)     

         Мұндағы αун – отын күлінің ұшпа  (ун - унос) үлесі.

         Отынның толық жанғанындағы ошақтағы ауаның артықтық еселеуіші

                                                                                                                                   αт = 21/(21 - 79О2/N2).                                         (1.28)      

         Мұндағы О2  мен N2 газдағы оттегі мен азоттың үлестері, % .

        

1.4 Есеп (1.27 [1]). Құрамы (%) СО2 = 0,2; СH4 = 98,2; C2H6 = 0,4; C3H8 = 0,1; C4H10 = 0,1; N2 = 1,0 Ставрополь табиғи газының ошақ шығысындағы толық жану өнімдері мен оның 1 м3-нің жануына қажетті ауаның теориялық және нақты көлемдері ошақтағы ауаның артықтық еселеуіші αт = 1,2 + 0,05(n + + m)–де анықталсын.

         1.4 Есептің n = 0 мен m = 0–дегі мысалы

         Газдың 1 м3-ін толық жануына қажетті ауаның теориялық көлемі (1.8)

             V0 = 0,0478(2·98,2 + 3,5·0,4 + 5·0,1 + 6,5·0,1) = 9,51 м33

мен оның нақты көлемін  (1.9)-бен сәйкесті анықтаймыз

                      Vд = αтV0 = 1,2·9,51 = 11,41 м33.

         Құрғақ газдардың αт = 1,2–дегі көлемі (1.22)-мен анықталады  

             Vс.г  = VRO2 +  + (αт - 1)V0 = (1.18) + (1.17) + (αт - 1)V0 =

= 0,01(CO2+CO+H2S+CH4+2C2H6+3C3H8+4C4H10)+0,79V0+N2/100+(αт-1)V0 =

= 0,01(0,2+98,2+2·0,4+3·0,1+4·0,1)+0,79·9,51+1,0/100+(1,2-1)9,51=10,42 м33.

         Су буларының αт = 1,2–дегі көлемін (1.23)-те (1.20)-ны ескеріп анықтай-мыз

       VH2O = 0,01(H2S+H2+2CH4+3C2H6+4C3H8+5C4H10+0,124dг)+0,0161αтV0 =

                   = 0,01(2·98,2+3·0,4+4·0,1+5·0,1)+0,0161·1,2·9,51 = 2,17 м33.

                Толық жану өнімдерінің көлемін – (1.11)-мен

                      Vг = Vс.г + VH2O = 10,42 + 2,17 = 12,59 м33.

                Мұндағы су буы көлемінің үлесі 20 пайыздай.

        

1.5 Есеп (1.28 [1]). Құрамы (%)

      Cр = 54,7; Hр = 3,3; Sрл = 0,8; Nр = 0,8; Oр = 4,8; Aр = 27,6; Wр = 8,0     (1.29)

1кг К таңбалы Қарағанды көмірінің ошақ шығысындағы толық жану өнімдерінің αт = 1,3 + 0,05(n + m)-дегі көлемі анықталсын.

         1.5  Есептің n=0 мен m=0-дегі мысалы    

         Отынның 1 кг-н толық жағуға қажетті ауаның теориялық көлемі (1.7)

          V0 = (1.7) = 0,089·54,7+0,266·3,3+0,033(0,8-4,8) = 5,61 м3/кг.         (1.30)

         Құрғақ газдардың αт=1,3-тегі көлемін (1.22)-де (1.13) пен (1.12)-ні пай-даланып анықтаймыз

                            Vс.г = (1.22) = (1.13) + (1.12) + (αт - 1)V0 =                    (1.31)

      = 0,0187(54,7+0,375·0,8)+0,79·5,61+0,8·0,8/100+(1,3-1)5,61 = 7,15 м3/кг.

         Азоттың теориялық көлемі (1.12)-мен анықталады

               = 0,79V0+0,8Nр/100 = 0,79·5,61+0,8·0,8/100 = 4,43 м3/кг.      (1.32)

         Су буының αт = 1,3-тегі көлемі (1.23) пен (1.15)-ті ескеріле анықталады

                   VH2O = (1.23)+(1.15) = 0,0124(9Hр+Wр)+0,0161αтV0 =            (1.33)                                           = 0,0124(9·3,3+8)+0,0161·1,3·5,61 = 0,585 м3/кг.                

         Толық жану өнімдерінің көлемі (1.11) бойынша

                      Vг = Vс.г +VH2O = 7,15+0,58 = 7,73 м3/кг.                      (1.34)

 

1.6  Есеп. Құрамы (1.29) К таңбалы Қарағанды көмірі толық жанғандағы отынның сипаттамасы β, екі және үш атомды газдардың көлемі мен CO2, SO2, RO2, RO2max мөлшерлері және αт мен Мг анықталсын. Мұнда және әрі қарай кейбір формулалар тек есептің n = 0 мен m = 0-дегі мысалдарында келтіріледі. 

         1.6 Есептің n=0 мен m=0-дегі мысалы

         Қатты және сұйық отындардың сипаттамасы [1]

                       β = 2,35(Hр - 0,126Oр + 0,04Nр)/(Cр+0,375Sрл) =               (1.35)

            = 2,35(3,3 - 0,126·4,8 + 0,04·0,8)/(54,7 + 0,375·0,8) = 0,1165.                        

         Мұның мәні арқылы толық жанған отынның құрғақ газдардағы үш атом-дық газдардың ең үлкен мөлшері келесідей анықталады

                      RO2max = 21/(1 + β) = 21/1,1165 = 18,8 %.                    (1.36)

         Газ отынның сипаттамасы [1]

                        β = 0,21(0,01N2 + 0,79V0)/VRO2 - 0,79.                        (1.37)             

         Толық жанған отынның құрғақ газдарындағы оттегі мен азоттың мөл-шерлері (%) [1]

                      O2 = (VO2/ Vсг)100 = 21 - βRO2 - RO2,                                          (1.38)

                        N2 = (VN2/ Vсг)100 = 100 - RO2 - O2.                                           (1.39)

         Үш атомды газдардың көлемі (1.13)

                         VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,0187(Cр + 0,375Sрл) =                            (1.40)

= 0,0187(54,7 + 0,375·0,8) = 1,03 м3/кг.                                                       

         Құрғақ газдардың көлемі [1]

                 Vс.г = 100VRO2/RO2max = 103/18,8 = 5,47 м3/кг.                  (1.41)

         Екі атомды газдардың көлемі

                      VR2 = Vс.г -VRO2 = 5,47 - 1,03 = 4,44 м3/кг.

         Құрғақ газдардағы үш және екі атомды газдардың мөлшерлері [1]

      CO2 = 100VCO2/Vсг = 100·0,0187Cр/ Vсг = 1,87·54,7/5,47 = 18,7 %,       (1.42)

 SO2 = 100VSO2/ Vс.г=100·0,0187·0,375Sрл/Vс.г=1,87·0,375·0,8/5,47=0,1%. (1.43)

Үш атомды газдардың мөлшері

                             RO2 = 100VRO2/Vсг = 100·1,03/5,47 = 18,8%.                   (1.44)

         Оттегі (1.38) мен азоттың (1.39) мөлшерлері

                          O2 = 21 - (1 + β)RO2 = 21 - 1,1165·18,8 = 0,01%,               

                           N2 = 100 - RO2 - O2 = 100 - 18,8 - 0,01 = 81,2%.                

          Ауаның артықтық еселеуішінің есепті мәні (1.28)

                            αт = 21/(21 - 79O2/N2) = 21/(21 - 79·0,01/81,2) = 1,0005.        

         К таңбалы Қарағанды 1 кг көмірі жану өнімдерінің маңызы (1.24)

       Мг=1-0,01AP+1,306 αтV0=1-0,01·27,6+1,306·1,3·5,61=10,25 кг/кг.    

         Сонымен бұл есепте жану өнімдерінің негізгі көрсеткіштері анықталды.

 

        

1.4 Жану өнімдері мен ауаның қажыры (энтальпиясы)

        

Қатты мен сұйық 1 кг не 1м3 газ отын жану өнімдерінің қажары Iг αт  = 1-дегі жану өнімдері мен артық ауаның I0вт - 1) және күлдің I3 қажырларының I0г қосындысына тең

                                     IГ  =  + (αт - 1) + I3, кДж/кг(м3).                           (1.45)

         Мұндағы (VSO2<<VCO2 150 еседей екенін және (1.40)-ты ескере)

                             = VRO2(cθ)CO2 + V0N2(cθ)N2 + V0H2O(cθν)H2O                   (1.46)

- жану өнімдерінің ыстықтығы θ, 0С мен αт = 1-дегі қажыры, кДж/кг(м3);

         (cθ)CO2, (cθ)N2, (cθ)H2O – қосымша А кестеден жану өнімдерінің θ, 0C -ыстықтығында анықталатын көмірқышқылының, азоттың және су буларының сәйкесті меншікті қажырлары, кДж/м3;

                                                    = V0(cθ)В                                              (1.47)

- ауаның θ,0C мен  αт = 1-дегі қажыры, кДж/кг(м3);

         V0 - ауаның теориялық көлемі, м3/кг(м3);

         (cθ)в - қосымша А кестеден анықталатын ауаның θ, 0C-дегі меншікті қа-жыры, кДж/м3;

                                                IЗ = Арαун(cθ)З                                                                     (1.48)

- күлдің θ, 0C-дегі қажыры, кДж/кг;

         αун - отын күлінің ұшпалық (унос) үлесі;

                   (cν)З - қосымша А кестеден анықталатын  отын күлінің  θ, 0C-дегі меншік-ті қажыры, кДж/кг;

         Iг(θ) (1.45) ÷ (1.48)-дердегі әрбір αт, V0, Aр, αун–дерде тура сызықты тәуелділікке жуық болады, өйткені бұлардағы меншікті жылусыйымдылық c(θ) ыстықтық θ–ға сәл ғана тәуелді.

    

1.7 Есеп. Құрамы (1.29) К таңбалы Қарағанды көмірі толық жанғандағы жану өнімдері қажырының Iг(θ) (1.45) тәуелділігін θ = 600÷2000 0C аралығына, ауаның артықтық еселеуіші αт = 1,3 пен отын күлінің ұшпа (ун) мәні αун=0,85-те есептеп, көрнекті сызбағын мөлшерлі (маштабты) салу.

         1.7 Есеп n = 0, m = 0-дегі мысалы

         Есептік кейіптеме (1.45)÷(1.48) бойынша келесідей жазылады

      Iг = VRO2(cθ)CO2+VN2(cθ)N2+VH2O(cθ)H2O+ (αт-1)V0(cθ)врαун(cθ)З.         (1.49)                                         

         Мұндағы газдар мен су буы көлемдері (м3/кг): VRO2=1,03 (1.40); VN2=4,43 (1.32); VH2O=0,58 (1.33); V0=5,61 (1.30) және αт=1,3; Aр=27,6%; αун=0,85.

          Берілген  αт-дегі Iг (θ) сызығын салу үшін мұны (1.48) бойынша  θ = 600, 1000, 1500, 2000 0C-лерге (cθ)i-лерді қосымша А кестеден анықтап, сәйкесті келесідей есептейік (МДж/кг):

     Iг (6000C)=1,03·1222+4,43·804+0,58·967+0,3·5,61·830+27,6·0.85·560,6=19,8;

     Iг (10000C)=1,03·2202+4,43·1394+0,58·1725+1,683·1436+23,36·984=34,8;

     Iг (15000C)=1,03·3504+4,43·2164+0,58·2779+1,683·2239+23,36·(≈1300)=48,9;

     Iг (20000C)=1,03·4843+4,43·2964+0,58·3926+1,683·3064+23,36·(≈1400)=58,3.

 

                   2 Қазандық қондырғылар

 

         2.1 Жылу теңестігі. Пайдалы жылу еселеуіші.

      Қазандық отын шығысы

 

         Қондырғыға берілген жылудың пайдалануы мен ысырабына таралуын жылулық теңестік дейміз. Қазандық қондырғының қалыптасқан күйіндегі сұй-ық не қатты отынның 1кг немесе газдың м3-не келтірілген жылылық теңестігі

                                                                                       (2.1)

         Қазандық қондырғыға берілген Qрр жылудың әртүрлі Qi мен qi таралуы-ның үлестік және пайыздық теңестіктері

                            (2.2)

         Мұндағы

                                             Qрр = Qрн(Qсн) + Qтл + Qв.вн + Qф, кДж/кг(м3)                     (2.3)

- қатты (сұйық) және газ отынының бар жылылығы (располагаемая теплота-р);

         Qрн(Qсн) - отынның жұмыстық (р) маңыз (с - құрғақ) төменгі (н) жылы-лығы, кДж/кг(м3);

                                                      Qтл = cpтtт                                             (2.4)

– отынның (топливо - тл) физикалық жылылығы, кДж/кг(м3);

                                                   (2.5)                        

- отынның жұмыстық маңыз (р) бен құрғақ (с) және cH2O - судың жылусыйым-дылықтары, кДж/(кгК);

                   tт - отынның ошақ кірісіндегі ыстықтығы, 0C;

         Qв.вн - ошаққа берілген (вн - внос) ауаның (в) жылылығв, кДж/кг(м3);

         Qф - ошаққа үрленген не отын бүркiгішіне (ф - форсунка) берілген будың жылылығы, кДж/кг(м3);

Сст=0,921 - антрацитке; 0,962 мен 1,088 - тас және қоңыр көмірлерге; 1,046 – сланцтерге; 1,297 - шымтезекке (торф), кДж/(кгК).

Мазуттың жылусыйымдылығы

срт=1,74+0,0025tт.                                      (2.6)

Ошаққа кыздырылып берілген ауаның жылылығы

Qв.внтV0cрвΔtв.                                       (2.7)

         Мұдағы cрв– ауаның тұрақты қысымындағы көлемдік орта жылусыйым-дылығы, кДж/(м3К);

         Δtв – ауаның кыздырылу ыстықтық айрымы, 0С.

Ошаққа берілетін үрлегіш будың жылылығы

Qф=Wфф-2510).                                        (2.8)

Мұдағы Wф мен іф – үрленетін будың (Wф=0,7÷0,8) не бу бүркігіштегі (Wф=0,35), не бумеханикалық бүркігіштегі (Wф=0,03÷0,035 кг/кг) сәйкесті шығысы (кг/кг) мен қажыры (кДж/кг).

Қазандық қондырғыда пайдаланған ((2.1)-і Qi=Q1) жылылық (кДж/кг, %)

    Q1=Dпе[(iп.п–iп.в)+P(iк.в–iп.в)/100]+Dн.п(iн.п–iп.в),  q1=100Q1/Qpp.      (2.9)

Мұндағы Dпе, Dн.п - аса қызған және қаныққан будың шығысы, кг/с;

іп.п, ін.п, ік.в, іп.в - сәйкесті аса қызған мен қаныққан будың, қазандык (котловой) және қорек (питательная) судың қажырлары (энтальпии), кДж/кг;

Р – үздіксіз  су үрлегіштің (непрерывной продувки воды) мөлшері, %.

Су қыздырғыш қазандықтарда пайдаланған жылылық (кДж/кг)

Q1=Gв21).                                               (2.10)

Мұдағы Gв - судың шығысы, кг/с;

і1 мен і2 - сәйкесті қазандыкқа берілетін және одан шығатын судың қажырлары, кДж/кг.

Шығар (уходящие – ух) газдың (Qi=Q2) жылылық ысырабы (кДж/кг, %)

   Q2=(VухcрухθухухV0cрвtв)(100-q4)/100=(IухαухI0х.в)(100-q4)/100, кДж/кг, (2.11)

   q2=100Q2/Qpp=(IухαухI0х.в)(100-q4), %.

Отынның химиялық толық жанбау ((2.1)-дегі Qi=Q3) жылылық ысырабы (кДж/кг, %) шығар жану өнімдеріндегі СО-ның мөлшерімен анықталады

  Q3=237(Cp+0,375Spл)CO/(RO2+CO), q3=100Q3/Qpp. (2.12)

Отынның механикалық толық жанбау ((2.1)-і Qi=Q4) жылылық ысырабы (кДж/кг, %) қождың (шлак – шл) болуы Q4шл мен торлы оттықтан түсіп қалуы (провал – пр) Q4пр және ұшпасы (унос – ун) Q4ун-лермен келесідей анықталады

        Q4=Q4шл+Q4пр+Q4ун,                                   (2.13)

      q4=100Q4/Qpp=327Ар[(ашл+прсшл+пр/(100-сшл+пр)+аунсун/(100-сун)]/Qpp, %.

Қазандық беттерінің жылылық ысырабы (кДж/кг, %) әдетті қоршаған ортаға берілетін мәнімен анықталады. Ол (2.1) арқылы (Qi=Q5) келесі болады

%.(2.14)

Мұдағы қождың ((2.1)-і Qi=Q6) жылылық ысырабы (кДж/кг, %)

   Q6=aшлсшлtшлAp/100, q6100Q6/Qpp=aшлсшлtшлAp/ Qpp.           (2.15)

Мұдағы aшл=1-aун – құтылы (камерные), апр – қабатты (слоевые) ошаққа;

сшл, tшл – қождың жылусыйымдылығы (кДж/(кгК) мен ыстықтығы, 0С.

Қазандық біріктік (котельный агрегат - к.а) жұмысының үнемділігі отынның бар жылылығының біріктіктіктегі пайдалы жылылық үлесімен (ПЖЕ - пайдалы жылу еселеуішімен, бр - брутто - өрескі, жалпы) анықталады

                           (2.16)

Қазандық қондырғының өзіндік мұқтаждық (собственные нужды – с.н жарық, сорғы мен сығымдағыш және желдеткіш жетектері ж.т.б. ішкі Qс.н, кВт) ысыраптарысыз жұмысының үнемділігі отынның бар жылылығының осы қондырғыдағы пайдалы жылылық үлесімен, яғни нетто (нт) – таза үлесімен (ПЖЕ нетто) келесідей анықталады

                                              (2.17)

Қазандық біріктіктің жылулық есептерінде табиғи (В) мен есептік (рас-счетный – р, Вр, механикалық толық жанбау q4 ескеріле) отын шығыстары келесідей сәйкесті қаралады (басқадай белгілерді (2.9)-дан кейін қараңыз)

B={Dпе[(iп.п–iп.в)+P(iк.в–iп.в)/100]+Dн.п(iн.п–iп.в)}100/(Qppηк.абр), кг/с, (2.18)

 Bp=B(1-q4/100).                                        (2.19)

 

2.1 Есеп (2.9 [1]). Қазандық ошақта құрамы (%): Ср=84,65; Hp=11,7; Spл=0,3; Op=0,3; Ap=0,05; Wp=3,0 аз күкіртті мазут жағылады. Қазандық (к.а) біріктіктің шығар газбен кеткен (ух) жылылық ысырабы кДж/кг мен пайызды қанша болады, егер оның (к.а) шығысында αух=1,35-0,01(n+m), θух=160+0,01(n +m) 0C; ішіндегі ауаның ыстықтығы tв=30 0C мен жылусыйымдылығы срв= =1,297 кДж/(м3К) және мазуттың жылытылу ыстықтығы tт=90-n-m 0C болса?

2.1 Есептің n=n=0-дегі мысалы

Мазуттың жұмыстық маңыз төменгі жылылығы (1.5)

Qpн=(1.5)=338∙84,65+1025∙11,7-108,5(0,3-0,3)-25∙3,0=40529 кДж/кг

мен жылусыйымдылығы (2.6) және физикалық жылылығы (2.4) – қажыры

   срт=(2.6)=1,74+0,0025∙90=1,97 кДж/(кгК); Qтл =(2.4)=1,97∙90=177 кДж/кг.

Мазуттың бар жылылығы (2.3)

                                             Qрр=Qрн+Qтл =40529+177=40706 кДж/кг.                    

1 кг мазутты жағуға қажетті ауаның теориялық көлемі (1.7)

V0=(1.7)=0,089∙84,65+0,266∙11,7+0,033(0,3-0,3)=10,62 м3/кг.

Азоттың теориялых көлемі (1.12)

=0,79∙10,62+0,8∙0=8,39 м3/кг.

Су буларының теориялых көлемі (1.15)           

      V0H2O=(1.15)=0,0124(9∙11,7+3,0)+0,0161∙10,62=1,51 м3/кг.

Мазут жану өнімдерінің ыстықтығы θух=160 0С мен αт=1-дегі қажыры қосымша А кесте бойынша (1.46)-мен келесідей анықталды

           =(1.46)=1,58∙280+8,039∙208+1,51∙242=2553 кДж/кг.

         Ауаның θух=160 0С мен αт=1-дегі қажыры (1.47)

                            = V0(cθ)В=10,62∙212=2251 кДж/кг.

         Осы секілді жану өнімдерінің θух=160 0С мен αух=1-дегі қажыры (1.45)

                    Iух  =  + (αух - 1) =2553+(1,35-1)2251=3341 кДж/кг.

Салқын ауаның қажыры (1.47)

                              І0х.в = V0cрвtв=10,62∙1,297∙30=413 кДж/кг.

Шығар (уходящие – ух) газдың (Qi=Q2) жылылық ысырабы (2.11)

      Q2=(IухαухI0х.в)(100-q4)/100=(3341-1,35∙413)(100-0)/100=2783 кДж/кг,

      q2=100Q2/Qpp=100∙2783/40706=6,8, %.

 

2.2 Есеп (2.27 [1]). Бу өнімділігі D=5,6+0,1(n+m) кг/с қазандық біріктік (к.а) ошағында жұмыстық маңыз төменгі жану жылылығы Qpн=13997 кДж/кг Б3 таңбалы челябиндік көмірі жағылады. Егер ыстықтығы tк=32 0С бу шығы tп.в=130+n+m 0C-ге қыздырылса және оынның жұмыстық маңыз жылусыйым-дылығы срт=2,1 кДж/(кгК), ηк.абр=91,5 %, pп.п=4 МПа, tп.п =430 0С мен үздіксіз үрлеу мөлшері P=3 % болса, отын үнемділігі ΔВ қанша болады?

2.2 Есептің n=n=0-дегі мысалы

Отынның (топливо - тл) физикалық жылылығы (2.4)

                                       Qтл=cpтtт=2,1∙20=42 кДж/кг.

Отынның бар жылылығы (2.3)

                                             Qрр=Qрн+Qтл =13997+42=14039 кДж/кг.

Қазандық біріктіктің бұл есепте қанығу бу алуы жоқтығынан (Dн.п=0, Dпе =D) отын шығыстары (2.18) бойынша келесідей сәйкесті есептеледі

B1=Dпе[(iп.п–iп.в)+P(iк.в–iп.в)/100]100/(Qppηк.абр)=

=5,6[(3285–546)+3(1087,5–546)/100]100/(14039∙91,5)=1,19 кг/с,    

B2=Dпе[(iп.п–iп.в)+P(iк.в–iп.в)/100]100/(Qppηк.абр)=

=5,6[(3285–134)+3(1087,5–134)/100]100/(14039∙91,5)=1,38 кг/с.

Отынның үнемі

ΔВ=100(B2-B1)/B2=100(1,38-1,19)/1,38=14 %.

 

2.2 Қазандық ошақтардың жылулық сипаттамалары

 

Қазандық ошақтар қабаттық (слоевые топки -т) және құтылы (камерные) болады.  Шығысы В кг/с отын қабаттық ошақтарда бет ауданы F м2 торлы оттықта (колосниковая решеткада), ал құтылы ошақтарда көлемді жағылады. Олар сәйкесті келесі беттік пен көлемдік (Vт м3) жылулық кернеулері және ПЖЕ-лерімен сипатталады

        Q/F=BQpн/F кВт/м2,                                   (2.20)

                                    Q/Vт=BQpн/Vт кВт/м3,                                 (2.21)

         ηт=100-q3-q4, %.                                        (2.22)

 

2.3 Есеп (2.32 [1]). Бу өнімділігі D=5,45+0,1(n+m) кг/с қазандық біріктікте (к.а) аса қызған бу қысымы рп.п=1,4 МПа, ыстықтығы tп.п=280 0С, қорек (пита-тельная – п) су ыстықтығы tп.в=100 0С, ηк.абр=86 %, үздіксіз үрлеу мөлшері P=3 %, торлы бет пен көлемдік жылылық кернеулері Q/F=1015 кВт/м2, Q/Vт=350 кВт/м3; химиялық және механикалық (Т таңбалы Кузнецк көмірінің) толық жанбау жылылық ысыраптары q3=0,5, q4=5,5 %; жанулық (г ) маңыз төменгі жану жылылығы Qгн=34345 кДж/кг; күл мен ылғал мөлшерлері Ap=16,8 %6 Wp=6,5 %. Қазандық біріктіктің торлы бет ауданы және ошақтың көлемі мен ПЖЕ-сі анықталсын.

2.3 Есептің n=n=0-дегі мысалы

Отынның жұмыстық маңыз төменгі жану жылылығы

Qpн=Qpр=Qгн[100-(Ap+Wp)]/100-25Wp=

=34345[100-(16,8+6,5)]/100-25∙6,5=26180 кДж/кг.

Қазандық біріктіктің бұл есепте қанығу бу алуы жоқтығынан (Dн.п=0, Dпе =D) отын шығысы (2.18) бойынша келесідей есептеледі

B=Dпе[(iп.п–iп.в)+P(iк.в–iп.в)/100]100/(Qppηк.абр)=

=5,45[(3000–419)+3(830–419)/100]100/(26180∙86)=0б62 кг/с.

Ошақтың торлы бет ауданы (2.20) мен көлемін (2.21) және ПЖЕ-сін (2.22) келесідей анықтаймыз

  F=BQpн/(Q/F)=0,62∙26180/1015=16 м2,

Vт=BQpн/(Q/Vт)=0,62∙26180/350=46,4 м3,

       ηт=100-q3-q4=100-0,5-5,5=94 %.                                    

                    

2.3 Ошақтың жылуалмасуын есептеу

 

Ошақ бетінің қабылдайтын сәулелену (лучистая – л) жылылығы

        , кДж/кг, кДж/м3.                          (2.23)

         Мұндағы Іт - ошақтың (топка – т) шығысындағы ыстықтағы θт жану өнімдерінің қажыры, кДж/кг, кДж/;

                         (2.24)

- 1 кг қатты (сұйық) не 1 м3 газ отынының ошақта шыққан пайдалы жылылы-ғы, кДж/кг, кДж/м3;

                      (2.25)

- газ жолда (газоход) қыздырылып ошаққа берілетін не салқын ауаның жылы-лығы, кДж/кг;

                                                                       (2.26)

- газ жолдан қайтарылатын (рециркуляция) газдардың жылылығы, кДж/кг;

          (2.7) - қазан біріктігінен сырт қыздырылған ауаның жылылығы, кДж/кг;

         ,- ошақ пен отын тозаңын (пыль) дайындау қондырғыларында қосылған (присос) ауаның үлестері;

          мен - кері қайрылған газдың көлемдік жылусыйымдылығы (кДж/ (м3К)) мен ыстықтығы, 0С;

                                                                                         (2.27)

- жылудың «сақталу» еселеуіші.

         Отынның ошақта жануының теориялық ыстықтығы химиялық толық жанбауы мен қождың физикалық жылылығынан басқа ошаққа берілетін барлық жылылықпен анықталады [1]

         .         (2.28)

Мұндағы барлық химиялық түзгілердің жылусыйымдылықтары және  белгісіз болатындықтан жану өнімдерінің  қажыры пайдалы  жылылық шығуына тең болатын θт-ны жану өнімдерінің І(θт)-сызбағынан анықтайды.

         Ошақ шығысындағы жану өнімдерінің ыстықтығы келесідей анықта-лады [1]

                          .                        (2.29)

         Мұндағы   - отынның ошақта жану толық теориялық ыстықтығы, К;

         M - ошақтағы ең жоғарғы ыстықтық мекендігіне тәуелді есепті еселеуіш (әдетті қатты отын қабатты жағылғанда М = 0,3 ÷0,5; сұйық пен газ отынының алаулы жағылғанда М = 0,5);

          - сәуле қабылдау беттерінің ластануына тәуелді еселеуіш (тегіс құбыр-лы қалқаларға ол отынның түрлеріне тәуелді: 0,6 - көмірге; 0,55 - мазутқа; 0,65 - газға;

 - ошақтың қаралық дәрежесі;

 - отынның есепті (расчет – р) шығысы, кг/с;

- 1кг (1) отынның  аралығындағы орта жылусыйымдылы-ғы, кДж/(кг()К);

Қыздыру беттің сәуле қабылдау ауданы,

                            ,                   (2.30)

Мұндағы  ошақ шығысындағы газдардың толық ыстықтығы, К.

        

2.4 Есеп (2.42 [1]). Құрамы (%) =0,2; =98,2; =0,4; =0,1; ; =1,0 Ставропол табиғи газын жағатын қазандық біріктік (к.а) ошағында теориялық жану ыстықтығы қаншаға өзгереді, егер жануға беретін ауаның ыстықтығы қазандықтағы -ден =250-n-m -ге көтерілсе,  =1,15+0,05(n+m); жану құтысына қосылатын ауаның үлесі =0,05 және =1,0% болса?

         2.4 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Жұмыстық маңызды төменгі жану жылылығы

Ауаның теориялық қажетті көлемі (1.8)

    =

=0,0478(2*98,2+3,5*0,4+5*0,1+6,5*0,1)=9,51 .

Сыртта қыздырылып ошаққа берілген ауаның жылылығы (2.7)

Бар жылылық (2.3)

Ошаққа ауамен қосылған жылылық (2.25)

  =(1.15-

-0,05)9,51*334+0,05*9,51*40=3513 кДж/.

Мұндағы ,  қосымша А кестеден алынған.

Оттықтарға (горелкам) ауа қыздырылып берілгендегі ошақта шыққан пайдалы жылылық (2.24)

  38821(1-0,01)+3513-3200=38746 кДж/.

Егер бұл ауа қыздырылмаған болса (2.24)

   35621(100-

 -1)/100+1,15*9,51*40+0,05*9,51*40=35721 кДж/.

\Егер бұл газ сұйытылған және баллонда m=20 кг болса:

0,2*44+0,982*16+0,4*30+0,1*44+0,1*58+1*28=74,712 кг/кмоль,

   , *3,335,

    =20 кг/3,335 кг/н=6,0 н,

 кДж.\

Ошақта шыққан пайдалы жылылықтарды біле, Iθ-көрнекті сызбағы (диаграмма) арқылы теориялық жану ыстықтықтарын анықтаймыз. Ол үшін  I(θ) тура сызыққа жақын болғандай, газдардың, арасы жақын екі ыстықтығын және теориялық жану ыстықтықтарына да шамалас (1400 бен 2000 0С) алып, жану өнімдерінің қажырын есептейміз.

         Үш атомдық газдардың көлемі (1.18)

                 =0,01(0,2+98,2+2*0,4+3*0,1+4*0,1)=1,0 .

Азоттың теориялық көлемі (1.17)

        =0,79=0,79*9,51+1/100=7,52 м33.

Су буларының теориялық көлемі (1.20)

0,01[]+0,0161=0,01[2*98,2+3*0,4+4*0,1+5*0,1]+0,0161*9,51=2,13.

Жану өнімдерінің =1 мен 1400 0С-дегі қажыры (1.45)

         Ауаның =1 мен   мен 1400 0С- дегі қажыры (1.46)

9,51*2076=19743 кДж/.

Жану өнімдерінің ыстықтығы 1400 бен 2000 0С-лердегі сәйкесті қажыр-лары (1.44)

   23786+(1,15-1)*19743=26747 кДж/,

=

     =1,0*4843+7,52*2964+2,13*3926+(1,15-1)*9,51*3064=39864 кДж/.

         Жану өнімдерінің =1400; 2000 0С-лерде табылған 26747; 39864 кДж/ қажырлары бойынша Iθ-көрнек сызбағын мөлшері (масштабты) сала-мыз (2.1 суретті қараңыз).

         Ошақта шыққан пайдалы  мен 35751 кДж/ жылылықтар арқылы жасалған Iθ-сызбақтан теориялық жану   мен  0С ыстықтықтарын табамыз.

         Жануға берілетін ауаны қыздыру арқылы теориялық жану ыстықтығының

= (1950-1820)/1820=130/1820=0,071 (7,1%) көтерілгенін көреміз.

    

         2.5 Есеп (2.51 [1]) 2.4 есептің мазмұн-ды жалғасы). Жұмыстық маңызды төменгі жылылығы 35621 кДж/ Стовропол табиғи газын жағатын қазандық біріктік (к.а) ошағының сәулену жылылықты қабыл-дайтын бет ауданы анықталсын. Өндіріле-тін аса қызған (n.n) будың шығысы D= =4,09+0,1(n+m) кг/с, рп,п=4МПа, tп.п=425 0С, қорек судың (питательная вода – п.в) tп.в= =1300С, қазандық судың (к.в) үздіксіз үрле-ну мөлшері Р=3%, отын жануына теориялық қажет ауаның көлемі V0=9,51, =90%, ауаның қазандықта-ғы =30 0С  және қыздырылған ауаның =250-5(n+m) 0С, ошақтағы ауаның артықтық еселеуіші =1,15, мен қосылатын ауаның үлесі =0,05, =1,0%, =1,0%, отынның теориялық жану ыстықтығы =2040 0С, ошақтың шығысындағы газдардың ыстықтығы =1000, осы ыстықтықтағы жану өнімдерінің қажыры 17500 кДж/, сәулелену беттердің ластану еселеуіші ξ=0,65; ошақтың қаралық дәрежесі aт=0,554 пен ең жоғарғы ыстықтық мекендігінің еселеуіші М=0,44; ошаққа берілетін сыртта қыздырылған ауаның жылылығы (2.7) =3200 кДж/; бар жылылық =38821 кДж/; ошаққа ауамен қосылған жылылық (2.3) =3513 кДж/; ошақта шыққан пайдалы жылылық (2.24) 38746 кДж/.

         2.5 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

         Отынның есепті (расчетный – р) шығысы (2.18)

         =B=[()+P()/100]100/()= 4,09[(3280-

                   -544)+3(1087,5-544)/100]100/(38821*90)=0,32 .

         Жылылықтың “сақталу” еселеуіші (2.27)

                                      1-=1-1,0/100=0,99.

         Сәулелену жылылығы (2.23)

                    = =0,99(38746-17500)=21034 кДж/.

         Сәулелену қалқанның (экран) бет ауданы (2.30)

 73,4 .

 

         2.4 Қазандық біріктіктің ағынды қыздыру беттерін есептеу

 

Буды аса қыздырғышқа (пароперегреватель - j=пе), үнемдегішке (экономайзер - j=э) және ауа қыздырғышқа (воздухоподогреватель j=вп) осы  таңбасы арқылы негізгі есепті кейіптемелерді біргелкі жазамыз.

         Оларға берілген жылылық  (кДж/кг);

                            = [)+=/.                     (2.31)

         Мұндағы =ne-дегі бу қажырының қанығу (н.n) күйінен аса қызған (n.n) күйіне өзгеру, кДж/кг;

= су (не су мен бу қоспасының) қажырының кірісінен (‘) шығысына (“) дейінгі өзгеруі;

                            =(/2)()                        (2.32)

j=вn-дегі ауаның алған жылылығы, кДж/кг; 

                          (2.33)

- ауа қыздырғышының шығысындағы ауа көлемінің теориялық қажеттілігіне қатынасы; 

 қайрылған ауаның үлесі;

 вп-дағы сорылған ауаның үлесі;

- тозаң қондырғысына сорылған ауаның үлесі;

  =G(1+P/100)                                        (2.34)

- j=э-дегі  G-су шығысы, кг/с;

         Р- үздіксіз үрлену шамасы, %;

         (2.31)-дің сол жағы - жану өнімдерінің j-ға берген жылылығы (мұндағы  = – вn-дағы салқын ауаның кірісі мен шығысындағы орта меншікті қажыры.

                                                     ,                                        (2.35)

                                                =                                  (2.36)

- қарсы және бір ағынды j–дегі логорифмді орта ыстықтық тегеуіріні (Δtб / Δtм < 1,7 болса, Δtj = (Δtб + Δtм )/2), 0С;

Δtб мен Δtм – j шеттеріндегі үлкен және кіші ыстықтық тегеуріндері, 0С;

k - жылуөту еселеуіші (коэффициент теплопередачи), кВт/(м2К);

Вр- отынның есепті шығысы, кг/с.

 

2.6 Есеп (2.60 [1]). Буды аса қыздырғыштың алған жылылығы мен ағын-ды жылуалмасу беті қанша болады, егер жұмыстық маңызды төменгі жану жылылығы Qрн = 2285+10(n+m) кДж/кг, ошақтың кірісіндегі ыстықтығы tт = 20 0С, жылусыйымдылығы срт = 2,1 кДж/(кгК) Т таңбалы донецк көмірін жағатын қазандық біріктіктің (к.а) бу өнімі D = 21 кг/с, рн.п = 4 МПа, Рп.н = 3.5 МПа, tп.н = 420 0С, tп.в = 150 0С, Р = 4 %, ήбрк.а= 88 %, буды аса қыздырғыштағы жылуөту еселеуіші кпе = 0,051+5(n+m) кВт/(м2K); оның кірісі мен шығысында-ғы газдардың ыстықтықтары: θne = 950 0C, θne = 630 0C, кірісіндегі қанықан бу ыстықтығы tн.n = 275 0C және отынның механикалық толық жанбау жылылық ысырабы q4 = 4,0 % болса?

2.6 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Отынның (тл-топлива) физикалық жылылығы (2.4)

Qтл = сртtт =2,1∙20 = 42 кДж/кг.                          

Бар (располагаемая – р) жыдылық (2.3)

  

         Отының табиғи шығысы (2.18)

      B=Dne[(iп.пп.в)+P(ік.вп.в)/100]100/(Q)=       ==2,77 к/с.

Мұндағы Dne=D, өйткені қанықан бу алуы жоқ.

Отынның есепті шығысы (2.19)

Bp=B(1-q4/100)=2,77(1-4/100)=2,66 кг/c.

Аса қыздырғыштағы будың алған жылылығы (2.31)

  Qne=Dne(in,n-iн,п)/Bp=21(3268-2800,6)=3693 кДж/кг.

Мұндағы қанығу будың рн,п = 4МПа-дағы қажыры iн.п = i=2800,6 кДж/кг

қосымша Б кестеден анықталды.

Буды аса қындырғыштағы ыстықтық тегеурінін (2.36) арифметикалық орта мәніне анықтаймыз, өйткені Δtб/Δtм = 530/355 = 1,49 < 1,7

     ∆tne = (Δtб + Δtм)/2 = [(950 - 420) + (630 - 275)]/2 = 442,5 0C.

Буды асақыздырғыштың ағынды жылуалмасу беті (2.35)

       Hne==435 м2.

 

2.7 Есеп (2.73 [1]) Үнемдегіш (экономайзер) суының алған жылылығы мен ағынды жылуалмасу беті қанша болады, егер Qрн = 24365 кДж/кг жану жылылығы Т таңбалы донецк көмірін жағатын қазандық біріктіктің (к.а) бу өнімі D=5,45 кг/c, рn,n=1,4 МПа, tn,n=260 0C, tn,b=104 0C, =88%, үздіксіз үрлегіш шамасы Р=3%, үнемдегіштің шығысындағы су ыстықтығы t”b=164 0С, жылуөту еселеуіші кэ=0,021+n+m, кВт/(м2К), үнемдегіштің (экономайзер – э) кірісі мен шығысындағы газдардың ыстықтықтары: θэ’=290 мен θэ= 150 0С және отынның механикалық толық жанбау жылылық ысырабы q­4=4 % болса?

2.7 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Отынның табиғи шығысы (2.18)

B=Dne[(in,n-in,в)+P(iк,в-in,в)/100]100/(Q)=5,45[(2951-436)+3(828-

    -436)/100]100/(24365∙88)=0,64 кг/c.

Мұндағы Dne=D, өйткені қанығу бу алуы жоқ.

Отынның есепті шығысы (2,19)

          Bp=B(1-q4/100)= 0,64(1-4/100)=0,614 кг/c.

Үнемдегіштен өтетін судың шығысы (2,34)

D7=D(1+P/100)=5,45(1+3/100)=5,61 кг/с.

Үнемдегіштегі қорек судың алған жылылығы (2.31)

Q7=Q7(in,в-In,в)/Bp=5,61(687-436)/0,614=2293 кДж/кг.

Үнемдегіштегі жылутасығыштар аралығындағы орта ыстықтық тегеурі-ні (2.36)

∆t7===76 0C.

Үнемдегіштің ағынды жылуалмасу беті (2.35)

H7===882,1 м2.

 

2.8 Есеп (2.81 [1]). Құрамы (%) Ср=62,7; Hp=3,1; Spл =2,8; Np=0,9; Оp=1,7; Ap=23,8; Wp=5,0 Т баңбалы донецк көмірін жағатын қазандық біріктік (к.а) ауа қыздырышының ағынды жылуалмасу беті қанша болады, егер бу өнімі D=5,9 кг/c, рn.n=1,4 МПа, tn.n=275 0C, tn.в=100 0С, =88%, P=4 %, ауа қыздырғышы-ның кірісі мен шығысындағы ауа ыстықтығы θ30 бен θ170 0С, αт=1,3 ауа сору ∆αт=0,05, ∆αвп=0,06; квn=0,0178+0,1(n+m) кВт/(м2К); ауа қыздырғышы-ның кірісі мен шығысындағы газдардың ыстықтары: θ402 мен θ300 0C және механикалық толық жанбау жылылық ысырабы q4=4 % болса?

2.8 Есептің n=0 мен m=0-дегі мысалы

Отынның жұмыстық маңызды төменгі жану жылылығы (1.5)

                     Q338Cр+1025Hр-108,5(Op-Spл)-25Wр=338∙62,7+

      +1025∙3,1-108,5(1,7-2,8)-25∙5,0=24365 кДж/кг.

Отынның табиғи шығысы (2.18)

       B=Dne[(in.n-in.в)+P(ik.в-in.в)/100]100/(Q)=5,9[(2980-

   -419)+4(830-419)/100]100/(24365*88)=0,713 кг/c.

Мұндағы Dne=D, өйткені қанығу бу алуы жоқ.

Отынның есепті шығысы (2.19)

    .

Жануға қажетті ауаның теориялық көлемі (1.7)

    V0=0.089C0+0.266H0+0.033(-0p)=0,089∙62,7+

+0,266∙3,1+0,033(2,8-1,7)=6,44 м3/кг.

Қыздырғыштың кіріс пен шығысындағы ауа қажыры (1,45)

Ауа қыздырғышының шығысындағы ауа көлемінің теориялық қажеттілігіне қатынасы

 

Ауа қыздырғышындағы ауаның алған жылылығы (2,32)

Ауаны қыздырғыштағы ыстықтық тегеурінің (2,36) арифметикалық орта мәнімен анықтаймыз, өйткені  Δtб/Δtм=270/232<1.7

Ауа қыздырғыштың ағынды жылу алмасу беті (2,35)

 

2.5 Күлден тозу мен төмен ыстықты тотығу

 

1) Құбырдың ең қауіпті қимасындағы қабырғасының ең үлкен рұқсатты күлден тозуы  (допустимый золовой износ) келесі кейіптемемен анықталады

                                          (2.37)

Мұндағы m=1(көміртекті болатқа); 0,7 (хромомолибденділерге) – тозуға төзімділік еселеуіші;

а – күлдің түрпілігін (абризивность) ескеретін еселеуіш, м∙с3/(кг∙час);

ŋ – күл бөлшектерінің құбыр бетіне соғылу ықтималдығын (вероятность ударов частиц) ескеретін еселеуіш;

      βк - күл шоғырының тегіссіздік еселеуіші;

     βw - газ жылдамдығының тегіссіздік еселеуіші;

       w - құбырлардың ең тар жеріндегі газдың орташа жылдамдығы, м/с;

        τ – қыздырылатын беттің жұмыс ұзақтығы, сағат;

                                               (2.38)

- жану өнімдеріндегі күлдің (золы) шоғырлығы, кг/м3;

     Ар - күлдің отындағы мөлшері, %;

     аун - жану өнімдерімен таралатын күлдің ұшпалық үлесі;

       Vг - жану өнімдерінің көлемі, м3/кг;

      θ - құбырлар десте кірісіндегі газдардың ыстықтығы, 0С.

2) Төмен ыстықты тотығу (низкотемпературная каррозия) болмас үшін ауа қыздырғыш құбырлардың бет ыстықтықтары жану өнімдерінің келе-сідей анықталатын шық нүкте (точка росы) ыстықтығынан жоғары болуы тиіс

    ,  0C,                                   (2.39)

     ,  кг∙%∙10-3/кДж                                  (2.40)

- отынның келтірілген (приведенная) күкіртілігі;

     ,  кг∙%∙10-3/кДж                                        (2.41)

- отынның келтірілген күлділігі;

аун=0,2÷0,3 (қабатты ошаққа); 0,85 (құтыларға) – отын күлінің үлесі;

tр – ауадағы су буының шықтану ыстықтығы, 0С.

2.9 Есеп (2.86 [1]). Құрамы (%) Cp=28.7; Hp=2.2; Sрл=2.7; Np=0.6; Op=8.6; Ap=25.2; Wp=32  Б2 таңбалы Москва маңындағы көмірді жағатын қазандық біріктік (к.а) ауа қыздырғышы көміртекті құбырларының ең үлкен рұқсатты (допустимый) күлден тозуы (золовой износ) мен жану өнімдерінің шық нүкте ыстықтығы қанша болады, егер күлдің түрпілігін ескеретін еселеуіш а=14∙10-9мс3/(кг∙ч), күл бөлшектерінің құбыр бетіне соғылу ықтималдығын ескеретін еселеуіш ŋ=0,334, күл шоғырлығының тегіссіздік еселеуіші βк=1,2, газ жылдамдығының тегіссіздік еселеуіші βw=1.25, құбырлардың тар жеріндегі газдың орта жылдамдығы w=9 м/с, жылуамасу беттің жұмыс ұзақтығы τ=8160-10(n+m) сағат, отын күлінің ұшпалық үлесі аун=0,85, құбырлар десте-нің кірісіндегі газдардың ыстықтығы θг=4 0С, ошақтығы ауаның артықтық еселеуіші αТ=1,4 ауадағы су буының шықтану ыстықтығы tн=50 0С болса?

2.9 есептің n=0 мен m=0 дегі мысалы

Белгілі кейіптемелер арқылы келесілер анықталған [1]: Qрн=10516 кДж/кг (1.5), V0=2,94 м3/кг (1.7) , Vс,г=4,06 м3/кг, αТ=0,4-те (1,22), VH2O=0,7 м3/кг (1.23), Vг=4,76 м3/кг (1.11).

Жану өнімдеріндегі күлдің шоғырлығы (2.38)

μзл= кг/м3.

Отынның келтірілген күкірттігі (2.40)

Отынның келтірілген күлділігі (2.41)

    .

Құбыр қабырғасының ең үлкен күлден тозуы (2.37)

    hmax=maηβкµзл(βww)3ε=1∙14∙10-9∙0,334∙1,2∙0,0175(1,25∙9)38160=1,13∙10-3м.

Жану өнімдерінің шық нүкте (точка росы) ыстықтығы (2.39)

          

 

2.6 Үрлегіштер мен сорғылар

 

Үрлегіштермен қазандық ошақтарында отын жағуын ұйымдастуруға ауа беріледі. Олар желдеткіштер мен  ауа үрлегіштерінен (воздуходувки) және реттеуіш ысырмалардан (задвижки) құралады.

Сорғылар (тяговые устройства, дымососы) қазандықтың сиретілуін, түтіннің газ жолындағы берілген жылдамдығын және оның қоршаған ортаға мұржалар (дымовая труба) арқылы тасталуын қамтиды.

Желдеткіш берісі (подача)

     Qв=β1ВрV0(αт-∆αт+∆αвn-∆αпл), м3/с.                              (2.42)

Мұндағы β1=1,05 (бу өндірілуі D>5,6 кг/с қазандық біріктілігіне (қ.а)), 1,1 (бу өндірілуі D<5,6 кг/с қазандық біріктілігіне) - беріс қорының еселеуіші;

∆αвn – ауа қоздырғышындағы ауаның кемуі;

αT –ошақтағы ауаның артықтық еселеуіші;

αт, ∆αпл – ошақ пен тозаң дайындаушы қондырғылардағы сорма ауа;

tx,в - желдеткішке берілетін салқын ауаның ыстықтығы, 0С;

hб - ауаның барометрлік қысымы, Па.

Желдеткіш электр жетегінің қуаты

     Nэв=100β2QвHвэв, кВт.                                 (2.43)

Мұндағы  β2=1,1- электр жетегінің қуат қоры;

Hв - желдеткіштің есепті толық тегеуріні, кПа;

ηэв - желдеткіштің пайдалану (эксплуатационный) ПЖЕ-сі, %.

Түтін сорғысының (дымосостың) берісі

         Qд1 βp[Vr0+(αд-1)V0](θд+273)(1,01∙105)/(273∙hб), м3/с.         (2.44)

Мұндағы V0r – толық жану өнімдерінің теориялық көлемі, м3/кг(м3)33;

αд, θд - түтін сорғысының алдындағы ауаның артық еселенуші мен газдардың ыстықтығы;

Түтін сорғысының электр жетегі  

     Nэд=100β2QдHдэд, кВт.                                 (2.45)

Мұндағы Нд – түтін сорғысының есепті толық тегеуріні, кПа;

ηэд  - түтін сорғысының пайдалану ПЖЕ=i, %.

Мұржадан (дымовая труба) өтетін түтін газдарының көлемі

  Vrд.т=nВp[Vr0+(αд,т-1)V0](θд,т+273)1,01∙105/(273∙hб).              (2.46)

Мұндағы n - мұржаға қосылған қазандық біріктіліктердің саны;

   αд.т, Vд.т - мұржаның алдындағы ауаның артықтық еселеуіші мен газдардың ыстықтығы, 0С.

Мұржа ернеуінің (усьте) қосөресі (диаметрі)

                                         (2.47)

Мұндағы wд.т - мұржа шығысындағы газдардың жылдамдығы, м/с.

Табиғи сорулы мұржаның биіктігі Н

                             (2.48)

Мұндағы S - мұржаның соруы (тяга), Па;       

ρr, ρв - қалыпты физикалық күйдегі газ бен ауаның тығыздықтары, кг/м3;

θср - мұндағы газдың орта ыстықтығы, С0;

tв - қоршаған ауаның ыстықтығы, С0.

Газдың физикалық қалыпты күйіндегі тығыздығы

ρт=(1-0,01Ap+1,3αд.тV0)/Vгд.т.                              (2.49)

 

2.10 Есеп (2.90 [1]). Құрамы (%) СО2=0,2; СН4=98,9; С2Н6=0,3; С3Н8=0,1; С4Н10=0,1; N2=0,4;Дашав табиғи газын жағатын қазандық біріктік желдеткіш электр жетегінің қуаты қанша болады, егер бу өнімі D=4,16 кг/с, рn.n=1,4МПа, tn.n=275 0C, tn.в=130 0C, Р=3%, ηк.aбр=90, β1=1,1, αт=1,1, Δαт=0,05, Δαвn=0,04, tx.в=20 0C, желдеткіштің есепті толық тегеуріні Нв=2,1+0,1(n+m) кПА, β2=1,1, ηэв=61 % және hб=98∙103Па болса?

2.10 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Есепке қажет мәліметтер белгілі кейіптемелер бойынша анықталған [1]. Олар: Qcн=35807 кДж/м3 (1.6), Вр=В=0,316 м3/с (2.18), V0=9,56 м33 (1.8).

Желдеткіштің есепті берісі (2.42)

        Qв=(2.42)=1,1∙0,316∙9,56(1,1-0,05+0,04)(20+

                        +273)∙(1,01∙105)/(273∙0,98∙105)=4,1 м3/с.

Желдеткіш электр жетегінің қуаты (2.43)

Nэв=100β2QвHвэв=100∙1,1∙4,1∙2,1∙61=15,5, кВт.

  

2.11 Есеп (2.97 [1]). Құрамы (%) CP=37,3; HP=2,8; Sрл=1,0; Nр=0,9; Oр=10,5; Aр=29,5; Wр=18,0 Челябинск қоныр көмірін жағатын қазандық біріктік (к.a) түтін сорғысы электр жетегінің қуаты қанша болады, егер бу өнімі D=9,73 кг/с, отынның ошаққа кірісіндегі ыстықтығы tт=20 0C, рn.n=1,4 MПа, tn.n=275 0C, tn.b=100 0C, ηк.a=86%, P=3%, β1=1,05, αд=1,6, θд=182 0C, түтін сорғысының есепті толық тегеуріні Hд=2,2+0,1(n+m) кПа, β2=1,1, ηдэ=65 %, hб=97∙103 Па және  q4=4 % болса?

2.11 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Есепке қажетті мәлімметтер алдын ала белгілі кейіптемелер арқылы анықталған [1]. Олар: Qрн=13542 кДж/кг (1.5); срг=1,65 кДж/(кг∙К) (2.5); Qтл=33 кДж/кг (2.4); Qрр=13575 кДж/кг (2.3); В=2,06 кг/с (2.18);  ВР=1,98 кг/с (2.19);  V0=3,75 м3/кг (1.7);  Vr0=4,26 м3/кг (1.16).

Түтін сорғысының берісі (2.44) 

       Qg=(2.44)=1,05∙1,98∙[4,26+(1,6-1)375]∙(182+

    +273)∙1,01∙105/(273∙97∙103)=23,5 м3/с.

Түтін сорғысы электр жетегінің қуаты (2.45)

  Nэд=(2.45)=100∙1,1∙23,5∙2,2/65=88 кВт.

 

2.12 Есеп (2.103 [1]).Құрамы (%) Cp=84,65; Hp=11,7; =0,3; Op=0,3; Ap= 0,05; Wp=3,0 аз күкіртті мазут жағатын екі қазандық біріктік (к.а.) мұражасы-ның биіктігі мен ернеу қосөресі қанша болады, егер мұржаның соруы S=231 Па, Bp=1,05 кг/с, мұржа (құбыр) алдындағы газдар ыстығы θд.т=182 0C, αд.т= 1,5; (ішіндегі) газдар орта ыстықтығы θc.p=187-n-m 0C, ал шығысындағы газдар жылдамдығы wд.т=10 м/с; қоршаған ауаның ыстықтығы tв=20 0C, hб=97∙103 Па және физикалық қалыпты күйдегі тығыздығы ρв=1,205 кг/м3 болса?

2.12 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Есепке қажет қосымша мәліметер белгілі кейіптемелермен анықталған [1]: V0=10,62 (1.7); V0г=11,48 (1.16).

Мұржадан өтетін түтін газдарының көлемі (2.46)

    Vд.тг=2∙1,05[11,48+(1,5-1)10,62](182+273)1,01∙105/(273∙97∙103)=62,4 м3/с.

Газдың физикалық қалыпты күйіндегі тығыздығы (2.49)

       ρг=(1-0,01∙0,05+1,3∙1,5∙10,62)/62,4=0,33 кг/м3.

Мұржаның биіктігі (2.48)

Мұржа ернеуінің қосөресі (2.47)

         

 

2.7 Зиянды заттарды әуеде ыдырату мұржаларды есептеу

 

Отын жағылғанда пайда болып, әуеге тасталатын аса зиянды күл, азот NOx, пен күкірт SO2 қышқылдарының, жердегі адамның демалу деңгейінде тексерілетін, шоғырларын (концентрации) мұржалардың және олардың түтін алауы биіктіктерін көтеріп азайтады.

Осы түтін алауының биіктігі мұржаның биіктігіне, ернеуіндегі қосөресі (диаметрі) мен газдың жылдамдығына және ыстықтығына тура сәйкесті. Тағы басқа ықпалдарды келесі инженерлік есеп әдісінен аңғаруға болады.

Шекті рұқсат етілген (предельно допустимая концентрация - ПДК) күл мен күкірт диоксидінің шоғырлығы 0,5∙10-6 кг/м3.

Аталған деңгейіндегі зиянды заттар шоғырлығы келесідей анықталады

                                                                 (2.50)

Мұндағы М - мұржамен (дымовы трубы) тасталатын зиянды заттардың маңыздық шығысы, кг/с;

А - әуенің деңгейлік t, p,…-ларға тәуелді әсерінің (стратификация атмосферы) еселеуіші, с2/3, град1/3;

F - зиянды заттардың тұну (осаждение) жылдамдығының еселеуіші;

m - жану өнімдерінің мұржа ернеуінен шығуын сипаттайтын еселеуіші;

H - мұржаның еселеуіші,м;

Vгд.т - жану өнімдерінің мұржадағы көлемдік шығысы, м3/с;

∆t = θд.т-tв - мұржа шығысындағы газдар θд.т мен қоршаған ауа tв ыстықтықтарының тегеуріні, 0С;

Сф - зиянды заттардың әуедегі реңк (фоновая) шоғырлығы, кг/м3.

Мұржадағы күлдің маңыздық шығысы

        .                                (2.51)

Мұндағы n - мұржаға қосылған бірдей қазандық біріктіктердің саны;

 - отынның есепті шығысы, кг/с;

 - күлдің ұшпа үлесі.

Мұржадан шығатын күкірт диоксидінің маңыздық шығысы

                                                            (2.52)

Мұндағы =64,=32 - күкірт диоксиді мен күкірттің затшалық (молекулярлық) маңызы, кмоль/кг.

 

2.13 Есеп (2.105 [1]). Құрамы (%) Cp =83; Hp=10,4; Spл =2,8; Op=0,7; Ap=0,1; Wp=3,0 аса жоғары күкіртті мазут жағатын қос бірдей (n=2) біріктікті қазандықтың жер бетіндегі күкірт қос қышқыл (диоксид) шоғыры қанша болады, егер түтін құбырының биіктігі H=31+n+m м, отынның есепті шығысы Bp=0,525 кг/с, түтін құбыр кірісі мен шығысындағы газдардың ыстықтығы 'д.т=180 мен ''д.т=1860С, оның алдындағы αд.т=1,5, қоршаған ауаның ыстықтығы: tв=20 0С мен барометрлік қысымы hб=97∙103 Па, күкірт диокcидінің әуедегі тұну еселеуіші F=1,0, құбыр шығысындағы жылдамдық тегістігі m=0.9, әуенің стратификациялық еселеуіші А=120 с2/3∙град1/3 және әуенің күкірт диоксид реңк (фон) ластану шоғыры Сф=0,03∙10-6 кг/м3 болса?

2.13 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

         Есепке қажет қосымша мәліметтер белгілі кейіптемелермен анықталған [1]: V0=10,2 м3/кг (1.7); Vr0=10,99 м3/кг (1.16); Vrд.т=2,9 м3/с (2.46).

         Мұржамен әуеге тасталатын күкірт диоксидінің маңыздық шығысы (2.52) мен шоғыры (2.50) М=(2.52)=0,01∙2∙0,525∙2,8∙64/32=0,059 кг/с, С=(2.50) =0,001∙0,059∙120∙1∙0,9/[312(29∙166)1/3]+2∙0,03∙10-6 = 0.45∙10-6 кг/м3. Бұл қалыпты талапқа сай.

 

2.8 Жылуалмасулық аспаптардың есептеу әдістемесі мен мысалы

 

Су қыздыратын қазандары бар қазандықтарда желі (сетевая) мен өңделмеген (сырая) және химиялық тазартылған суды қыздыруға су-сулы , ал булы қазандықтарда – бу-сулы жылуалмастырғыштар пайдаланады.

         Осы екі түрлі қондырғыларда жылылық Q, ыстық су (G1cp1(t'1-t"1)η) не ыстық бу (D1"-і'k)η) қажырларының азаюымен, немесе қыздырылатын судың қажырының G2cp2(t'2-t"2) ұлғаюы арқылы келесі жылылық теңестіктермен анықталады

      Q=G1cp1(t'1-t"1)η=G2cp2(t'2-t"2), кВт,                         (2.53)

         Q=D1"-і'k)η=G2cp2(t'2-t"2), кВт.                            (2.54)

Мұндағы G1, cp1, G2, cp2 – қыздырушы (таңбасы 1) мен қыздырылатын (таңбасы 2) судың маңыздық шығысы (G, кг/с) мен меншікті жылусыйым-дылығы (cp, кДж/(кг∙К));

D1, і" – аса қызған будың маңыздық шығысы (кг/с) мен меншікті қажыры, кДж/кг;

D1, і'k – қаныққан будың (шығының) маңыздық шығысы (кг/с) мен меншікті қажыры, кДж/кг;

η - жылуалмастырғыштардың жылулық ысырабын ескеретін пайдалы жылылық еселеуіші (ПЖЕ);

t'1 мен t"1, t'2 мен t"2 – қыздырушы мен қыздырылатын судың жылуалмастырғышқа кіруіндегі және шығуындағы ыстықтықтары, 0С.

Жылуалмастырғыштардың жылуалмасу бет ауданы

    F=Q/(k∙∆tcp).                                         (2.55)

Мұндағы k – жылуөту еселеуіші, кВт/(м2∙К).

                                          (2.56)

– жылутасығыштардың арасындағы логарифмдік орта ыстықтық, 0С;

,  - жылутасығыштардың жылуалмастырғыш шеттеріндегі ең үлкен немесе ең кіші ыстықтық айырымдары, 0С.

2.14 Есеп (2.110 [1]). Бір ағынды қыздырылатын судың шығысы мен жылуалмасу бет ауданы қандай болады, егер G115 м/с, t'1120, t"1=80, t'2=10, t"2=60 0С; k=1,9+0,1∙(n+m), кВт/(м2∙К) және ПЖЕ η=0,98 болса (2.2 суретті қараңыз)? Жылуалмасу бет ауданы қалай өзгереді, егер жылутасығыштар қарсы ағынды болса (2.3 суретті қараңыз)?

2.14 есептің n0, m0-дегі мысалы  

Қыздырушы судың қыздырылатын суға берген жылылығы (2.53)

  Q=G1cp1(t'1-t"1)η = 15∙4,19(120-80)∙0,98=2463,7 кВт.

     Қыздырылатын судың шығысы (2.53)

  G2=Q/[G2cp2(t'2-t"2)]=2493,7/[4,19(60-10)]=11,8 кг/с.

Бір ағынды жылуалмастырғыштағы орта ыстықтық тегеурін (2.56)

 

Бір ағынды (прямоток – прм) жылуалмасу бет ауданы (2.55)

Қарсы ағынды (противоток – прт) жылуалмасу орта ыстықтық тегеуріні Δtб/Δtм=70/60<1,7-де Δtпртср=(Δtб+Δtм)/2=(70+60)/2=65 0C.

Қарсы ағынды жылуалмасу бет ауданы (2.55)

  

Қарсы ағынды жылуалмастырғыштың бір ағындысына қарағандағы жеңілдігі /=24,56/19,95=1,23 есе (23%-ға) тиімді.

 

2.9 Қоректік қондырғылар

 

Қоректік қондырғыларға қорек сорғылары мен шықтық күбілер және құбырлар жатады. Олардың міндеті - суды құбырлармен таратып қазандарға беру. Қорек сорғының (питательный насос – пн) өнімі

Qп.н1Dmax/ρ, м3/с.                                    (2.57)

Мұндағы Dmax – қазандықтың ең үлкен өнімі (бу шығсы), кг/с;

ρ – су тығыздығы, кг/м3;

β1 – қазандық өндіру қорының еселеуіші.

Қорек сорғының есепті тегеуріні

Hп.н= β2ксет), Па.                                 (2.58)

Мұндағы рк – клапанға реттелген дағырадағы қысым, Па;

Нсет – сорушы және қысушы құбырлардағы кедергі, Па;

β2 – тегеуріндік қор еселеуіші.

Қорек сорғы электр жетегінің қуаты 

     = Qп.н∙10-3∙Hп.нп.н.                                  (2.59)

Мұндағы ηп.н – қорек сорғының ПЖЕ-сі.

 

2.15 Есеп (2.116 [1]). Қорек сорғы электр жетегінің қуаты қандай болады, егер Dmax= 8,34+0,1(n+m) кг/с, рк=2,4+0,05(n+m) МПа, tп.в=100 0С, ρ=958 кг/м3, Нсет=0,2+0,005(n+m) МПа, β1=1,2, β2 =1,1 және ηп.н=0,8 болса?

2.15 Есептің n=0, m=0 – дегі мысалы

Қорек сорғының есепті өнімі (2.57) мен есепті тегеуріні (2.58)

Qп.н1Dmax/ρ=1,2∙8,34/958=10,4∙10-3м3/с,

Hп.н2ксет)=1,1(2,4+0,2)=2,86 МПа.

Қорек сорғы электр жетегінің қуаты (2.59)

= Qп.н∙10-3∙Hп.нп.н=10,4∙10-32,86∙106∙10-3/0,8=37,2 кВт.

 

2.10 Үздіксіз үрлегіш пен оның айырғышын есептеу

 

Қазандық су тұздарының рұқсаттық шоғыр шегінде (РШШ – ПДК – пределы допустимых концентраций) ұстау және шығарылатын бу жеткілікті болу үшін бу қазандық қондырғылар үздіксіз үрленеді.

         Үздіксіз үрленудің (непрерывная продувка – пр) P мөлшері қазандық біріктірік (к.а.) бу өнімінің (кг/с) үлесі (%) ретінде анықталады

  Р=100Gпр/D%.                                         (2.60)

Мұндағы Gпр - үрлену судың маңыздық шығысы (кг/с) қазандық біріктіктің келесі тұздық теңестігімен анықталады

                                                                                             (2.61)

Мұндағы ,  - тұздың сәйкесті қорек және үрлеу суларындағы үлесі (мөлшері – содержание), кг/кг.

         Кеңейткіштің (расширитель (р), сепаратор (С) – айырғыш) жылулық теңестігінен үрлеу суынан шығатын Dp будың мөлшері келесідей анықталады

                                     (2.62)

Мұндағы ,  - үрлеу судың қазандық (ПК) және кеңейткіштік қысымдарындағы сәйкесті қажырлары, кДж/кг (2.4 суретті қараңыз);

 - кеңейткіш қысымындағы будың қажыры, кДж/кг;

 - кеңейткіштен шығатын будың құрғақтық дәрежесі.

Кеңейткіштің шығысындағы судың маңыздық шығысы, кг/с

     Gp=Gпр-Dp.                                  (2.63)

 

2.16 Есеп (2.119 [1]). Бу өнімі D=5,56+n+m кг/с қазандық біріктік кеңейткіштің (расширитель - р) үздіксіз үрлеу Р мөлшері мен оның шығысындағы су Gp шығысы қанша болады, егер қазандағы р1=1,37 МПа, кеңейткіштегі р2=0,118 МПа, кеңейткіштің шығысындағы будың құрғақтық дәрежесі =0,98, қорек пен үрлеу суындағы тұздың мөлшерлері: =8,75∙10-5 мен =3∙10-3 кг/кг болса?

2.16 Есептің n=0, m=0 – дегі мысалы

Үрлеу судың шығысы (2.61)

   Gпр=DSп.в/(Sпр–Sп.в)=5,56∙8,75∙10-5/(3∙10-3-8,75∙10-5)=0,167кг/с.

Үздіксіз үрлеудің шамасы (2.60)  

      Р=100 Gпр/D=100∙0,167/5,56=3%.

         Үрлеу судың қазандық және кеңейткіштік қысымдарындағы =825, і2=436 кДж/кг мен будың кеңейткіш қысымындағы =2680 кДж/кг қажырла-ры қосымша Б кесте арқылы анықталды.

         Үрлеу суынан шыққан будың шығысы (2.62)

=Gпр1-I2)/[x(іп-i2)]=0,67(825-436)/[0,98(2680-436)]=0,03 кг/с.

Кеңейткіштің шығысындағы судың маңыздық шығысы (2.63)

      Gp=Gпр-Dp=0,167-0,03=0,137 кг/с.        

 

3 Бу шығырлары

 

3.1 Шығыр сатысындағы жұмыстық құбылыс

 

         Бу шығыры (паровая турбина) қозғалтқыш (двигатель) ретінде қазаннан берілген будың мүмкіндік (потенциальная) қайратын (энергия, жылуын) саптамалары мен теппелік қалақшаларында қозғалыс (кинетическая) қайра-тына, ал қалақшалары мен білігі (вал) арқылы механикалық түріне өзгертіп, сол білікке қосылған электр өндіргіштің ішіндегі электрмагниттік құбылыс-тары арқылы электр қайратын өндіреді. Шығырдан тұтынушыларға берілген жылу мен электр қайраты осы секілді түрлене береді.

         Бу жылуының механикалық қайратқа өзгеруі будың тек қозғалмайтын бағыттау саптамаларында кеңеюімен байланысты жасалған шығыр сатылары белсенді (активный) деп аталады. Егер будың кеңеюі бағыттау саптамаларына қоса шығырдың жұмыстық қалаңшаларында өтсе, шығыр сатылары теппелі (реактивный) деп аталады.

         Будың саптамалардан шығатын нақты жылдамдығы

                      (3.1)

Мұндағы j=0,93÷0,98 – саптаманың (сопло) жылдамдық еселеуіші;

і0 мен і1- будың саптама кірісі мен шығысындағы қажырлары, кДж/кг;

r - шығыр сатысының теппелік дәрежесі;

с0 - саптама алдындағы будың жылдамдығы, м/с.

         Әдетті болатын с0<<c1 жағдайларында (3.1) келесідей жазылады

                                (3.2)

Егер h1 мен h2 – саптамалар мен жұмыстық қалақшалардағы бар жылу-лық тегеуріндер (кДж/кг) десек, h1 + h2 = h0 –  шығыр сатысындағы бар жылу-лық тегеурін. Сонда келесі қатынас шығыр сатысының теппелік дәрежесі (r=0 – белсенді саты) болады

                                          (3.3)

         Қалақша ортасындағы шеңберлі (окружная) жылдамдық

                                                                                             (3.4)

Мұндағы d – сатының орта қосөресі (диаметрі), м;

n - шығыр білігінің (минуттік) айналу жиілігі, айн/мин (об/мин).

Будың қалақшаларға кіруінің салыстырмалы жылдамдығы

                           (3.5)

α1 - саптаманың табақша жазықтығына көлбеу (наклон) бұрышы не с1 жылдамдық мегземе (вектор) мен тақташа жазықтығының арасындағы бұрыш.

Сәйкесті белсенді (r=0) және теппелі (r>0) сатылардың жұмыстық қалақшалар арасындағы арнаның шығысындағы будың салыстырма-лы және толық () жылдамдықта-ры (м/с)                                      (3.6)

        (3.7)

                                   (3.8)

Бұлардағы ψ=0,86÷0,95 – қалақшалардың жылдамдық еселуіші;

β21-2÷100 - будың жұмыс қалақшаларының арасынан шығу бұрышы.

         Будың қалақшалар аралығына кірер β1 бұрышы жылдамдықтар үшбұры-шынан (3.1 суретті қараңыз) келесідей анықталады

                                 (3.9)

         Жұмыстық қалақшалар ара-лығынан шығатын будың толық жылдамдық көлбеуі α2 сол үшбұрыштан шығарылатын келесі кейіптемемен анықталады

                                     (3.10)

Саты қалақшаларындағы 1 кг-дық будың (меншікті) жұмысы

         (3.11)

 

3.1 Есеп (3.20 [1]). Белсенді сатыда бастапқы қысымы р0=3,5 МПа мен ыстықтығы t0=410 0C бу p1=2,2 МПа-ға кеңейеді. Сап-тама мен қалақшаның жылдамдық еселеуіштері сәйкес-ті φ=0,95-0,01(n+m) мен ψ=0,87-0,01(n+m), саптаманың табақша жазықтығына көлбеуі α1=15 0C, қалақша ортасындағы шеңберлі жылдамдықтың будың саптамалар-дан шығатын нақты жылдамды-ғына қатынасы u/c1= =0,43 және будың жұмыс қалақшаларынан шығатын бұрышы β21-2030.

         Жылдамдық үшбұрыш есептеліп, табылған мәлі-меттер бойынша 3.1 суреттей мөлшерлі (масштабты) салынсын және белсенді саты қалақшалардағы 1 кг будың жұмысы есептелсін.

3.1 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

Су буының is–көрнек сызбағынан (is-диаграмма, 3.2 суретті қараңыз) басты және қайтымды жылуалма-сусыз кеңейген будың i0=3250 кДж/кг мен i1=3115 кДж/кг қажырларын p0, t0, p1 берілген мәндері бойын-ша анықтаймыз.

         Саптамалардан шығатын будың нақты жылдамдығы (3.2)

     

Қалақшалардың ортасындағы шеңберлі жылдамдық (u/c=0,43 бойынша)

  

Бу кірісінің салыстырмалы жылдамдығы (3.5)

   Жұмыс қалақшалар аралығынан шыққан будың салыстырмалы (относи-тельная) жылдамдығы (3.6)

    

Оған кірген (3.9) және шыққан будың бұрышы

   

Қалақшалар аралығынан шыққан будың толық жылдамдығы (3.8)

   

Бұл жылдамдықтың көлбеуі

 

         Осы есептің мәліметтері бойынша жылдамдық үшбұрыштары 3.1 сурет-тегідей мөлшерлі салынсын.

Белсенді саты қалақшаларындағы меншікті жұмыс, кДж/кг (3.11)

 - жұмысты екі түрлі есептеудің келіспеуі <3%.

 

 3.2 Шығыр сатыларындағы қайраттың ысыраптары және

      шығыр сатыларының пайдалы жұмыс еселеуштері (ПЖЕ)

 

3.2.1 Шығыр сатыларындағы қайраттың ысыраптары.

Шығыр сатысындағы бу жылылығының негізгі ысыраптары, кДж/кг.

Будың саптамалар мен белсенді және теппелі қалақшаларындағы үйке-лісті және құйынды ағысынан пайда болған сәйкесті жылылық ысыраптары

                                         (3.12)

                                             (3.13)

                                      (3.14)

Бу шығысының толық жылдамдығынан пайда болған жылылық ысырап

                                                  (3.15)

Шығыр қалақшасындағы будың үйкелісті және үрлену жылық ысырап-тары (А.Стодол кейіптемесі)

                 (3.16)

Мұндағы λ=1,1÷1,2 (аса қызған бу) мен 1,3 (қаныққан буға) еселеуіш;

d - сатының орта қосөресі, м;

z - дөңгелектегі жылдамдық сатыларының саны;

ε - бу берілуінің бөлшектік (порция) дәрежесі;

l2 - қалақшаның шығысындағы биіктік, см;

v - саты құтысындағы будың меншікті көлемі, м3/кг;

D - будың сатыдағы шығысы, кг/с;

                                                       (3.17)

- саптама мен қалақшалардың сырттай ағысталуы мен нығыздағыштарынан өтетін бу Dут шығысынан (утечка) пайда болатын жылылық ысырап, кДж/кг.

 

3.2.2 Шығыр сатыларының ПЖЕ-і.

саты қалақшаларындағы 1 кг бу l жұмысының бар h0 жылылық тегеурін қатынасына тең

                                      (3.18)

Шеңберлік (окружная) пен (саптамалардан шығатын будың) нақты жыл-дамдықтардың u/c1 қатынасына тәуелді белсенді және теппелі (ρ=0,5-те) сатылардың салыстырмалы ПЖЕ-лері келесідей сәйкесті анықталады [1]

                         (3.19)

           (3.20)

Шығыр сатысының (ступень - ст) пайдаланған ішкі жылылық тегеуріні hi мен бар жылылық h0 тегеурінің қатынасымен анықталатын салыстырмалы ішкі (относительный внутренний) ПЖЕ-сі

                   (3.21)

Белсенді пен теппелі (ρ=0,5) сатылардың салыстырмалы ішкі П:Е-лері

(3.22)

                                                                       (3.23)

Мұндағы ξт.в=hт.в/h0 мен ξут=hут/h0 салыстырмалы  (3.16) мен (3.17)-де аталған жылылық ысыраптар.

         Егер есепті сатыда алдыңғы (пр) сатының шығу жылдамдық қайраты пайдаланса, есепті сатының салыстырмалы ішкі ПЖЕ-і

      (3.24)

         Мұндағы μ=0,8÷1,0 жұмыстық қалақшалардан шығатын жылдамдық қайратын пайдалану еселеуіші;

hвпрпр2/2000 - алдыңғы сатының шығу жылдамдық жылылығы, кДж/кг.

 

3.2 Есеп (3.38 [1]). Белсенді сатының салыстырмалы ПЖЕ-сі қанша болады, егер h0=80 кДж/кг, φ=0,95-0,01(n+m), ψ=0,88-0,01(n+m), α1=14 0C, β2=230, d=1,1 м, шығыр білігінің айналу жиілігі n=3000 об/мин, u/c1=0,455, l2=0,03м, ε=0,4, λ=1,2, D=30 кг/с, Dут=1 кг/с, саптама құтысындағы р=1,1+0,05(n+m) МПа, t=320+5(n+m) 0C болса?

3.2 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Қалақша ортасындағы шеңберлік жылдамдық (3.4)

        

Берілген u/c=0,455 саптамадан шығатын будың нақты жылдамдығы

c=u/0,455=173/0,455=380 м/c.

Жылылықтың саптамалардағы ысырабы (3.12)

         

Будың қалақшаларға кірердегі салыстырмалы жылдамдығы (3.5)

         Белсенді қалақшалардағы жылылық ысырабы (3.13)

              

Жұмыстық қалақшалар аралығынан шығатын будың салыстырмалы (3.6) және толық (3.8) жылдамдықтары

         

   

Шығу толық жылдамдығымен анықталатын жылылық ысырабы (3.15)

               

Cаты құтысындағы будың меншікті көлемін is-көрнек сызбағынан p=1,1 МПа мен t=320 0C-де v=0,25 м3/кг деп анықтаймыз.

Шығыр табақшасының айналғандағы үйкеліс пен желдетулік жылылық ысырабы (3.16)

    

Cаптама мен қалақшалар нығыздауынан және сырт Dут ағысты арқылы болатын жылылық ысырап (3.17)

Сатының салыстырмалы ішкі ПЖЕ-сі (3.21)

          

3.3 Саптамалар мен жұмыстық қалақшалардың өлшемдерін

       анықтау. Будың шығардағы кеңеюі

 

 3.3.1Саптамалар өлшемдері.

Кеңею саптама шығу қимасының ауданы

                                                                     (3.25)

Мұндағы D          - саптамадан өтетін будың шығысы, кг/с;

v1 - есепті қимадығы будың меншікті көлемі, м3/кг;

μ1=0,92÷0,97 - саптаманың шығыс еселеушісі.

Кеңею сипаттаманың ең кіші қима ауданы

                                                             (3.26)

Мұндағы vкр - саптаманың ең кіші қимасындағы будың аумалы (критическое) қысымындағы меншікті көлемі, м3/кг;

скр - саптамадан шығатын бу ағысының аумалы жылдамдығы, м/с, ол (3.1) не (3.2)-мен анықталады, егер і1=iкр деп алса.

Саптамадан  ағатын будың аумалы қысымы

                                         ркр=βкрр0, Па.                                         (3.27)

Мұндағы βкр=0,546 (аса қызған буға), 0,577 (құрғақ қаныққан буға) - қысымдардын аумалы қатынасы;

р0 - саптама алдындағы будың қысымы, Па.

Тарылған саптаманың шығу қимасының ауданы аумалыдан баяу ағында (3.25)-пен, ал аумалы ағында (3.26)-мен анықталады.

 

3.3.2 Жұмыстық қалақшалардың өлшемдері.

Жұмыстық қалақшалардың шығу қимасының ауданы

                                                                   (3.28)

Мұндағы v2 мен w2 - жұмыстық  қалақшалардың шығуындағы будың меншікті көлемі (м3/кг) мен жылдамдығы, м/с;

μ2=0.92÷0,97 - жұмыстық қалақшалар шығуындағы будың еселеуші.

Жұмыстық қалақшалардың шығуындағы биіктігі

  l2=f2/(πdεsinβ2).                                        (3.29)

 

3.3 Есеп (3.46 [1]). Басты қысым р0=1,4+0.1(n+m) МПа мен ыстықтығы t0=350+n+m 0C аса қызған бу теппелік дәрежесі ρ=0,5 сатыда р2=0,35 МПа-ға дейін кеңейеді. Кеңіткі саптаманың аумалы қысымы ркр мен ең кіші fmin шығыс f1 қималарының аудандары қанша болады, егер  саптаманың жылдамдық =0,96 мен шығыстық μ1=0,96 еселеуштері және бу шығысы D=1,8+0,1(n+m) кг/с  болса?

 

3.3 Есепің n=0, m=0-дегі мысалы

Аумалы қысым (3.27)

ркр=βкрр0=0,546∙1,4=0,76 МПа.

Көрнек іs-сызбағынан (3.3 суретті қараңыз) будың қажырлары мен меншікті көлемдерін анықтаймыз

і0=3150, iкр=2985, i1=2810 кДж/кг, vкр=0,324  пен v1=0,593 м3/кг.

Саптамалардың шығысындағы будың нақты жылдамдығы (3.2)

  

Саптама шығысы қимасының ауданы (3.25)

         

Бу ағысының аумалы жылдамдығы (3.2)

Саптаманың ең кіші қимасының ауданы (3.26)

        

 

3.4 Есеп (3.48 [1]). Дәрежесі ρ=0,5 теппелік саты жұмыстық қалақшаларының биіктігі мен шығыс қимасы ауданы қанша болады, егер саты алдыдағы бу көрсеткіштері р0=2+0,1(n+m), t0=390+n+m 0C, сатыдан кейінгі бу қысымы р2=1,5 МПа, саптама мен қалақшалардың жылдамдық еселеуіштері φ=0,96 мен ψ=0,87, саптаманың табақша жазықтығына көлбеу бұрышы  α=13°, шеңберлік пен будың саптамадан шығатын нақты жылдамдықтардың қатынасы u/c1=0,5, будың қалақшадан шығатын бұрышы β=20°, сатының орташа қосөресі d=0,85 м, бу шығысы D=24 кг/с, қалақшаның шығыстық еселеуші μ2=0.96 және бу енуінің бөлшектік дәрежесі (степень парциальности впуска пара) ε=0,4 болса?

3.4 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Сатының алды мен соңындағы қажырларды энтропия тұрақты деп is-көрнек сызбағынан анықтаймыз: i0=3230, i2=3150 кДж/кг (3.3 суретті қараңыз)

Саптамалардан шығатын будың нақты жылдамдығы (3.1)

  

Cаптамалардың жылылық ысырабы (3.12)

                  

Қалақша ортасындағы шеңберлік жылдамдық (u/c1=0,5-тен)

                                          u=0,5c1=0,5∙268=134 м/с.

Қалақша кірісі (3.5) мен шығысындағы (3.7) будың жылдамдықтары

 

     Будың нақты кеңею құбылысы is-көрнек сызбағында мөлшерлі салынып қалақшалардан шығатын будың меншікті көлемі v2=0,192 м3/кг табылады (3.4 суретті қараңыз). Ол үшін алдымен  hс-ны ескеріп,

                                  i1=i1+hc=3190+3,9=3193,9 кДж/кг.

Мұндағы i1=i2+(i0-i2)ρ=3150+(3230­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­-3150)0,5=3190 кДж/кг.

Қалақшалардың жылылық ысырабы (3.14) келесідей анықталады

                 

Будың р2=тұрақты сызығындағы нақты кеңею құбылысының i′2=i2+hл= =3150+10,7=3160,7 кДж/кг қажырын және 3.4 сызбақтан нақты меншікті v′2 көлемін табамыз.

Жұмыстық қалақшалардың шығу қима ауданы (3.28) мен биіктігі (3.29)

   

            l2=f2/(πdεsinβ2)=1,853∙10-2/(3,14∙0,83∙0,4∙0,342)=0,05 м.               

 

3.4 Шығырдың пайдалы әрекет еселеуіштері,

       қуаты мен бу шығысы

 

3.4.1 Шығырдың ПӘЕ-і. Бу шығырының ішіндегі жылылық ысырабы ішкі салыстырмалы ПӘЕ-мен ескеріледі. Ол пайдаланған жылылық Hі кДж/кг құламасы (Nі ішікі куаты кВт) шығырдың бар жылылық H0 кДж/кг құламасымен (N0 басты қуатымен кВт)салыстырылып келесідей анықталады

            (3.30)

Мұндағы i0, iк, iкs - бу қажырының (энтальпия) бастапқы, кеңеюіндегі соңғы (к – конечная, конденсатор) нақты және энтропиялық мәндері, кДж/кг.

Айналматрек пен басқадай тетіктік үйкеліс және жетектік жылылық ысыраптары әсерлік Nе және ішкі Nі қуаттарының қатынасымен, яғни келесі механикалық пайдалы әрекет еселеуішімен анықталады

       ηм=Ne/Ni=0,97÷0,99.                                    (3.31)

Шығырдың ішкі және механикалық жылылық ысыраптары әсерлі салыстырмалы  ПӘЕ-мен келесідей бағаланады

                      (3.32)

Шығырға қосылған электр өндіргіштің (генератор - г) ПӘЕ-сі өндірілген электр қуаты Nэ мен әсерлік Nе қуаттың келесі қатынасымен анықталады.

      ηг=Nэ/Ne=0.96.                                  (3.33)

Сонымен, шығыр мен электр өндіргіш біріктіктің (турбогенератордың - тг) салыстырмалы электірлік ПЖЕ-сі электірлік пен басты қуаттардың қатынасымен келесідей анықталады

                     (3.34)

 

3.4.2 Шығыр жылылығының қайту еселеуіші

бар жылылық ∑h0 құламаларының кейбір шығыр ысыраптары тәсілдемелік қайту арқылы басты H0 мәнімен салыстырмалы келесідей анықталады

                                         α=(∑h0/H0)-1.                                         (3.35)

Бұл әр сатылардың (ст) ηоі=idem-де (бірдейде)

                   α=(ηоіоіст)-1=0,04÷0,06(z).                                          (3.36)

3.4.3 Шығырдың үнемділігін u/c1 секілді сипаттайтын еселеуіш

                 (3.37)

         Мұндағы z – шығыр сатыларының саны;

          uср – қалақша ортасындағы орташа шеңберлік жылдамдық, м/с.

 

3.4.4 Шығырдың қуаттары.

         Әсерлік (шығырдың білігіндегі (вал) не жалғастырғышындағы (муфта)) қуаты (кВт)

Ne=DH0ηoe,                                            (3.38)                      Ne=Nі-Nм.                                              (3.39)

Ішкі (индикаторная) Nі қуаты (3.31)–мен табылады, ал электрлік қуаты Nэ (кВт) – (3.33)–пен.

 

3.4.5 Шығыр буының шығысы

         D үнемділігін ПЖЕ–сі секілді келесі меншікті әсерлік шығыс түрінде сипаттайды

                                      (3.40)

Бу алуы Dпбар шығырдың бу шығысы

                        (3.41)

         Мұндағы і0, ік, іп – будың сәйкесті бастапқы, шықтағыштағы және алудан келген будың қажырлары, кДж/кг.

Алудан берілетін будың (пар – п) қажыры

                                                             (3.42)

         Мұндағы іп.а – будың (пар – п, жылуалмасусыз - адиабатты (а)) энтропия тұрақты басты (і0)  күйінен бу алу қысымына дейін кеңейгендегі алу буының қажыры, кДж/кг;

η - бу алуына дейінгі шығырдың жоғары қысымды бөліміндегі салыстырмалы ішкі ПЖЕ-сі.

Шықтағыштағы будың қажыры

                                                                      (3.43)

         Мұндағы іп.а мен η - будың (алу қысымынан энтропия тұрақты шықтағыштағы (к - конденсатор) қысымына дейінгі кеңейгендегі) қажыры мен шығырдың төменгі қысымды бөліміндегі салыстырмалы ішкі ПЖЕ-сі.

 

3.4.6 Шығыр сатылары өзгермелі буының қысымы мен шығысы өзара байланысты өзгереді. Қаралулы (D) және есепті (D0, кг/с, саптамаларда-ғы бу жылдамдығы аумалыдан (критическая) аз болғанда) тәртіптердегі бу шығысы-ның қатынасы

                                                     (3.44)

         Мұндағы р0 мен р01-бірінші не кезкелген саты қалақшалар алдындағы (1) сәйкесті есепті (0) және қаралулы (01) тәртіптердегі будың қысымдары, Па;  

         р2 мен р02 – соңғы не кезкелген саты қалақшалардан кейінгі (2) сәйкесті есепті (0) және қаралулы (02) тәртіптердегі будың қысымдары, Па.

Шықты шығыр сатысындағы будың шығысына тәуелді қысым өзгерісі

                   р01=p0D/D0, МПа.                                               (3.45)

Қарсы қысымды шығыр сатысындағы будың шығысына тәуелді қысым

                                                         (3.46)

3.5 Есеп (3,65 [1]). Шықты шығырдың бу көрсеткіштері р0=3+0,1(n+m) МПа, t0=380+n+m 0C және шықтағыштағы бу қысымы pк=4 кПа мен аралық бу алуының қысымы рп=0,4 МПа. Шығырдың секундтік және меншікті әсерлік бу шығыстары қанша болады, егер шығыр мен бу өндіргіш бірліктігінің  электрлік қуаты Nэ=2,5+0,1(n+m) МВт, будың бір алуының жоғарғы қысым жағындағы салыстырмалы ішкі ПЖЕ η0i=0,74, ал төменгі қысым жағындағы η0i=0,76, шығырдың механикалық ПЖЕ-сі ηм=0,97, электр өндіргіштің ПЖЕ-сі ηг=0,97 және өндірістік алу буының шығыстық үлесі αп=Dп/D=0,5 болса?

3.5 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы   

         Будың басты  і0=3190 кДж/кг қажырын және қайтымды жылуалмасусыз (s=тұрақты энтропиялы) басты (р0,t0) күйден алу рп және одан шықтану pк қысымдарына дейін кеңейгендегі іп.а=2720 мен ік.а=2145 қажырларын is–көрнек сызбағынан табамыз (3.5 суретті қараңыз).   

Алудан берілуші будың қажыры (3.42)

       

Шықтағыштағы будың қажыры (3.43)

     

Шығырдың әсерлік (эффективная) қуаты (3.33)

  

         Шығырға берілетін будың шығысы (3.41)

      

Шығырға берілетін будың меншікті шығысы (3.40)

         

3.6 Есеп (3.70 [1]). Шықты шығыр буының басты қысымы р0=2,9+ +0,1(n+m) МПа, мен есепті шығысы D0=28+n+m кг/c. Бу таратқыш (парорас-пределение) кедергілі (дроселді) жасалған. Асқын жүктемелі қақпақшадан (перегрузочный клапаннан) өтетін бу шығысы қандай болады, егер ол ашылғаннан кейін жалпы бу шығысы D1=32,2+n+m кг/c-ке дейін көтерілсе? Қақпақша ашылған кездегі одан кейінгі бу қысымы р1=2+0,1(n+m) МПа. Шығыр сыртқы (обводный) қақпақша арқылы асқын жүктелген.

3.6 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы   

         Шығырдың асқын жүктемелі құтысындағы бу қысымы (3.45)

        р11=p1D1/D0=2∙32,2/28=2,3 МПа.

Сыртқы сатылар тобының өтпелі аудандары өзгермейтіндіктен берілген қысым қатнастарында бұл сатыларда аумалы (критическая) жылдамдық пайда болмайды. Сондықтан бұл сатылардағы бу шығысын (3.44)-пен анықтаймыз

     

     Аса жүктемелі қақпақшадан өтетін будың шығысы

 Dп=D1-D=32,2-20=12,2 кг/с.  

 

3.5 Бу шығырларының шықтағыштары

 

         Шығырдан жұмысын істеп шыққан бу сумен салқындалып шықталады. Шықтағыштың жылылық теңестігінен, мысалы, салқындатушы судың G шығысы келесідей анықталады

                                                                               (3.47)
         Мұндағы Dк – шықталушы (конденсация - к) будың шығысы, кг/с;

         ік, ік– шықтағыштағы будың және оның шығының сәйкесті қажырлары;

         ср, tв, tв - салқындатушы судың (вода - в) жылусыйымдылығы (кДж/кг) мен шықтағыштың кірісі мен шығысындағы ыстықтықтары, 0С.

Судың шықтағыштағы салқындату еселігі

                                                                             (3.48)

Будың суға беретін жылылығы

                                                Q=Dккк), кВт.                                       (3.49)

Судың будан алатын жылылығы

Q=Gcp(tв–tв), кВт.                                   (3.50)

Шықтағыштың жылуалмасу бет ауданы

                                     (3.51)

         Мұндағы к – жылуөту (теплопередача) еселеуіші, кВт/(м2К); 

                                                Δtcp=tн.п-(tв-tв)/2                                       (3.52)

- жылуалмастырғыштардың орташа ыстықтық тегеуріні, 0С;

tн.п – құрғақ қаныққан будың ыстықтығы, 0С.

 

3.7 Есеп (3.72 [1]). Бу шығыры шықтағыштағы салқындатушы судың шығысы G мен еселігі m және жылылығы Q мен жылуалмасу F беті қанша болады, егер шықталушы будың шығысы Dк=10+0,1(n+m) кг/с, қажыры ік= =2360 кДж/кг, қысымы рк=3,5 кПа, ыстықтығы tн.п=26,7 0С, шықтың рк=3,5 кПа–дағы қажыры ік=111,8 кДж/кг мен салқындатушы судың шықтағышқа кірісі мен шығысындағы ыстықтықтары сәйкесті tв=13 0C мен tв=22,7 0C  және жылуөту еселеуіші r=10+0,1(n+m) кВт/(м2К) болса?

3.7 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

         Салқындатушы судың шығысы G (3.47) мен алған жылылығы Q (3.49) және салқындатушы еселігі m (3.48)

      

  Q=Dккк)=10(2360-111,8)=22482, кВт, m=G/Dк=553/10=55,3.        

         Жылуалмастырғыштардың орташа ыстықтық тегеуріні (3.52)

        Δtcp=tн.п-(tв-tв)/2=26,7-(13+22,7)/2=8,85 0С.

         Шықтағыштың жылуалмасу бет ауданы (3.51)

     

 

4 Газ шығырлары мен газшығырлы қондырғылар

 

4.1 Газ шығырлары

 

4.1.1 Шығыр сатысының бар жылылық құламасы (теплоперепад)

                                                       (4,1)

         Мұндағы k – жылуалмасусыздықтың көрсеткіші (показатель адиабаты);

         R – газ тұрақтысы, Дж/(кгК);

         р0, Т0 - шығыр алдындағы газдың басты жылдамдығы ескерілгендегі басты қысымы (Па) мен толық (абсолютная) ыстықтығы , К;

         р2 - шығыр сатысынан кейін газдың қысымы, Па.

Саптамалар газ ағысының нақты жылдамдығы

        (4.2)

         Мұндағы φ=0,93÷0,98 – саптаманың жылдамдық еселеуіші;

         p2=p1 - шығыр сатысынан кейінгі газдың қысымы, Па;

ρ - cатының теппелік дәрежесі (3.3) және газ шығыры сипаттамалары 3.1 баптың (3.3) (3.11) бу шығыр сатысындай.

 

4.1.2 Шығыр сатыларының пайдалы әрекет еселеуіштері.

Саптамалар мен қалақшалардағы шығыс толық hв жылдамдық жылылық hс пен hл ысыраптары және қалақшалардағы салыстыр-малы ПЖЕ (3.12)  (3.15), (3.18)–дермен анықталады.

         Шығыр тақташасы айналғандағы үйкеліс (трение – т) пен желдету жылылық ысыраптары

            (4,3)

         Мұндағы d – сатының орташа қосөресі, м;

         ε - газ берілуінің бөлшектік дәрежесі;

         l1 - қалақшалардың биіктігі, см;

         υ – табақша айналасындағы газдың меншікті көлемі, м3/кг;

         Dг - газдың сатыдағы шығысы, кг/с.

         Тығыздағыштар саңлауларындағы газ G (кг/с) шығысынан (утечка – ут) пайда болған жылылық ысырабы

       hут=Gутh0/Gг, кДж/кг.                                  (4.4)

Шығыр сатысындағы (ступень – ст) жылылық ысырап оның ішкі салыстырмалы (относительным внутренним – оі) ПЖЕ ηоіст-мен (яғни сатыда пайдаланған hі мен бар h0 жылылық құламаларының қатынасымен) бағаланады

      ηоіст=hі/h0=(h0–hс–hл–hв–hт.в–hут)/h0.                        (4.5)

4.1.3 Шығырдың ПЖЕ-сі.

Шығырдың ішіндегі жылылық ысыраптар ішкі салыстырмалы ПЖЕ ηоі=0,85-0,9 (яғни шығырда пайдаланған Ні мен бар Н0 жылылық құламаларының (теплоперепад) қатынасымен) бағаланады

     ηоіші0.                                            (4.6)

Әсерлі (эффективный–е, Ne) мен ішкі Ni қуаттардың қатынасы – механи-калық ПЖЕ (шығырдың ішкі (индикаторлық) қуаты да (4.7)-мен анықталады)

        Ne/Ni=ηм=0,96-0,99.                                    (4.7)

Шығырдың ішкі мен механикалық жылылық ысыраптары шығырдың салыстырмалы әсерлі ПЖЕ-сімен бағаланады

ηоеоіηм=0,8-0,9.                                               (4.8)

4.1.3 Шығырдың білігіндегі әсерлі қуаты

    Ne=N0ηo.e=GгН0ηo.e, кВт.                                 (4.9)

Шығыр газының секундтық және меншікті шығыстары ((4.9) бойынша)

        Gг=Ne/(Н0ηo.e), кг/с,                                    (4.10)

       ge=Gг/Ne=1/(Н0ηo.e), кг/кДж=3600/(Н0ηo.e), кг/(кВт∙сағат).       (4.11)

 

4.1 Есеп (4.10 [1]). Шығыр газдың басты р0=0,32+0,01(n+m) МПа, t0=827+10(n+m) 0С және шығысындағы p2=0,15 МПа көрсеткіштерінде істейді. Шығырдың әсерлі қуаты мен меншікті әсерлі шығысы қанша болады, егер газ шығысы Gг=0,28 кг/с, ηо.е=0,74, жылуалмасусыздық (адиабата) көрсеткіші k=1,34 және газ тұрақтысы R=288 Дж/(кгК) болса?

4.1 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

Шығырдың бар жылылық құламасы (теплоперепад) (4,1)

  

Шығырдың білігіндегі әсерлі қуаты (4.9)

        Ne=N0ηo.e=GгН0ηo.e=28∙216,7∙0,74=4488 кВт.

Шығыр газының меншікті шығысы (4.11) бойынша

        ge= 3600/(Н0ηo.e)=3600/(216,7∙0,74)=22,4 кг/(кВт∙сағат).

 

4.2 Газшығырлы кондырғылер (ГШҚ – ГТУ)

        

 4.2.1 ГШҚ-ны сипаттаушы көрсеткіштері

оның жұмыс денесіне әсер ететін ішкі және тетіктік сыртқы ысырап-тарын сипаттайды. ГШҚ-ң ішкі ысыраптары келесі ішкі ПЖЕ-мен бағаланады

                         (4.12)

Мұндағы ηоі, ηк.с, ηк – газ шығырының ішкі салыстырмалы (оі), жану құтының (к.с), сығымдағыштың (компресордың - к) ПЖЕ-лері;

τ=Т13 – жану құты шығысындағы газдың және сығымдағыш алдында-ғы ауаның толық (Т=t+273 К) ыстықтықтарының қатынасы;

λ=р21 - сығымдағыштағы ауаның қысым көтерілуінің дәрежесі;

k=cp/cv –адиабата көрсеткіші;

m=(k-1)/k.

ГШҚ-ның сыртқы ысыраптары механикалық (4.7) ηм-мен бағаланады.

ГШҚ-ның ішкі мен сыртқы ысыраптары әсерлі ПЖЕ-сімен бағаланады

 ηеГТУіГТУηмГТУ.                                               (4.13)

ГШҚ-ның әсерлі қуаты шығыр Nет мен сығымдағыштың Nек әсерлі қуат-тарының айрымына тең

   ηеГТУ=Nет-Nек.                                         (4.14)

ГШҚ-ның ішкі қуаты

         NіГТУ=NеГТУ/ηмГТУ.                                              (4.15)

Ауаның меншікті шығысы

      diГТУ=3600Gв/NіГТУ, кг/(кВт∙сағат).                        (4.16)

Жылылықтың меншікті шығысы

       qiГТУ=3600/ηіГТУ, кДж/(кВт∙сағат).                        (4.17)

Отынның меншікті әсерлі шығысы

   веГТУ=3600В/NеГТУ=3600/(ηеГТУQpн), кг/(кВт∙сағат).           (4.18)

 

4.2.2 ГШҚ-ның үнемділігін көтеру әдістері

– ол шығырдың шығар газдарының жылылығын (жану құты алдындағы ауаны қыздырып) жаңғырту және ауаны аралық сығу. Екінші әдіс қондырғының күр-делігінен нәтижесіз болмады. Одан дұрысы, (4.14)-ке сүйене, Nек/Nет-ті азайту. 

Түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның ішкі ПЖЕ-сі

              (4.19)

Мұндағы σ – келесідей анықталатын жаңғырту дәрежесі

σ=(tв-tв)/(tг–tв);                                       (4.20)

tв, tв– жаңғыртқыштың алды мен соңындағы ыстықтықтары, 0C;

tг– жаңғыртқыштың алдындағы газдың ыстықтығы, 0C.

Түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның әсерлі ПЖЕ-сі

 ηеГТУіГТУηмГТУ.                                               (4.21)

Ауасы екі сатылы сығулы түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның ішкі ПЖЕ-сі

               (4.22)

Мұндағы (4.12)-ге қосымша белгілер: ηк1, ηк2 – бірінші және екінші сығымдағыштардың (компрессордың - к) ПЖЕ-лері;

λ=λ1λ2 - сығымдағыштардағы ауаның қысым көтерілуінің дәрежесі;

τ113 – жану құты шығысындағы газдың және бірінші сығымдағыш алдында-ғы ауаның толық (Т=t+273 К) ыстықтықта-рының қатынасы;

τ113 – жану құты шығысындағы газдың және екінші сығымдағыш алдында-ғы ауаның толық (Т=t+273 К) ыстықтықта-рының қатынасы.

 

4.2 Есеп (4.19 [1]). Отыны тұрақты ыстықтықта жағулы және шығар түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның (4.2 суретті қараңыз) әсерлі ПЖЕ-сі қанша болады, егер жаңғырту (р) дәрежесі σ=0,7, сығымдағыштағы (к) қысым көтерілу дәрежесі λ=3,16 мен оның алдындағы ауа ыстықтығы t3=27 0C, жану құтысынан (кс) кейінгі газ ыстықтығы t1=702+5n+10m 0C, жаңғыртқыш (р) алдындағы және одан кейінгі ауа ыстықтықтары tв=220 0C мен tв=337 0C, жаңғыртқыш алдындағы газ ыстықтығы tг=387 0C, шығырдың салыстырмалы ішкі ПЖЕ-сі ηоі=0,88, сығымдағыштың ішкі ПЖЕ-сі ηк=0,85, жану құтысының ПЖЕ-сі ηк.с=0,98, ГШҚ-ның механикалық ПЖЕ-сі ηмГТУ=0,88 және адиабата көсерткіші k=1,4 (m=(k-1)/k=0,286) болса?

4.2 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

Түтін жылылығын жаңғырту дәрежесі (4.20)

σ=(tв-tв)/(tг–tв)=(337-220)/(387–220)=0,7.

Түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның ішкі ПЖЕ-сі (4.19) (m=0,286)

       Түтін жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның әсерлі ПЖЕ-сі (4.21)

     ηеГТУіГТУηмГТУ=0,325∙0б88=0,286.

 

         5 Ішкі жанулы қозғалтқыштар (ІЖҚ – ДВС)

 

5.1 ІЖҚ-ны сипаттаушы көрсеткіштер

 

5.1.1 Индикаторлық орта қысым.

Поршеньге бір жұмыс жолында әсер етіп, бір жұмыс айналымының жұмысын жасайтын қысымды индикаторлық орта қысым дейміз. Ол газдардың индикаторлық Li жұмысының сырықтың (цилиндрдің) жұмыс Vh көлем қатынасына тең

       рі=Li/Vh.                                             (5.1)

Бұл қысым қозғалтқыштың индикаторлық сызбағының пайдалы F (м2) ауданының индикаторлық l ұзындығына қатынасы сол сызбақтың қысым m (Па/м) масштабына көбейтіліп, келесідей анықталады

       рі=(F/l)m.                                            (5.2)

5.1.2 Индикаторлық Ni (кВт) қуат

деп қозғалтқыш сырығындағы секундтық жұмысын атайды, яғни

Nі=2piVhni/(103τ).                                       (5.3)

Мұндағы pi – орта индикаторлық қысым, Па;

Vh – сырықтың жұмыстық көлемі, м3;

n – білік (коленвал) айналу жиілігі, айн/с (об/с);

τ – қозғалтқыштың такт саны;

і – сырықтардың саны.

Қосөресі (диаметрі) D, м мен поршень (піспек) жолы (ход) S, м сырық-тың жұмыстық көлемі

    Vh=πD2S/4.                                            (5.4)

Егер ауаның сығу дәрежесі ε мен жану құтысының көлемі Vс белгілі болса, сырықтың жұмыстық көлемі

    Vh=(ε-1)Vс.                                            (5.5)

Мұндағы ауаның сығу дәрежесі ε сырықтың толық Vа көлемінің жану құты Vс көлеміне қатынасы

ε=Va/Vc=(Vh+Vc)/Vc=Vh/Vc+1.

 

5.1.3 Қозғалтқыштың әсерлі қуаты мен орташа қысымы.

Қозғалтқыш білігінен алынатын әсерлік қуат индикаторлық қуаттан механикалық ысырап қуатына кем

      Ne=Ni-Nм.                                            (5.6)

Механикалық ПЖЕ мен әсерлік қуат

  ηм=Ne/Ni= (Ni-Nм)/Ni=1-Nм/Ni=0,72-0,9,                      (5.7)

        Ne=Niηм.                                            (5.8)

Бұл Ne (5.3)-ке ұқсас орташа әсерлі қысыммен анықталады

Nе=2pеVhni/(103τ).                                      (5.9)

Орташа мәнді қысымдардың арақатынасы

      рeiм,                                              (5.10)

       рeiηм.                                              (5.11)

5.1.4 Қозғалтқыштың литрлік қуаты

        Nл=Ne/(iVh), кВт/м3.                                    (5.12)

Мұндағы iVh – қозғалтқыштың көлемі (литражы), м3.

 

5.1.5 Қозғалтқыш нақты жұмыс айналымының үнемділігі индикаторлық ПЖЕ ηі мен отынның меншікті индикаторлық шығысы ві -мен бағаланады.

Индикаторлық ПЖЕ ηі барлық жылылық ысыраптарды ескере, нақты айналымда пайдаланған жылылықтың дәрежесін бағалайды. Сонымен ηі пайдалы индикаторлы жұмысқа балама (эквивалент) жылылықтың барлық шығындалған жылылыққа келесідей қатынасы болады

             ηі=Nі/(ВQpн).                                        (5.13)

         Мұндағы Nі – индикаторлық қуат, кВт;

В – отын шығысы, кг/с;

Qpн – отынның жұмыстық төменгі жану жылылығы, кДж/кг.

Меншікті индикаторлық отын шығысы ві В-ның индикаторлық Nі қуатқа қатынасы

  ві=3600В/Nі, кг/(кВт∙сағат).                              (5.14)

 

5.1.6 Әсерлі ПЖЕ ηе мен отынның меншікті әсерлі шығысы ве ІЖҚ-тің үнемділігін жалпы бағалайды. Әсерлі ПЖЕ ηе барлық жылылық және механикалық ысыраптарды ескере, қозғалтқыштың пайдаланған отын жылы-лығының дәрежесін бағалайды. Сонымен ηе пайдалы әсерлі жұмысқа балама жылылықтың барлық шығындал-ған жылылыққа келесідей қатынасты болады

           ηе=Nе/(ВQpн),                                         (5.15)

       ηeiηм.                                              (5.16)

Меншікті әсерлі отын шығысы ве В-ның әсерлі Nе қуатқа қатынасы

  ве=3600В/Nе, кг/(кВт∙сағат).                             (5.17)

Қозғалтқыштардың есепті (номинал) жұмыс тәртіптеріндегі индикатор-лік (і) пен әсерлік (ә) көрсеткіштері 5.1 кестеде келтірілген [1].

 

5.1 К е с т е – ІЖҚ-ның индикатор-лік (і) пен әсерлік (ә) көрсеткіштері [1]

Қозғалтқыш түрі

ηі

ηe

ві, г/(кВт∙ч)

ве, г/(кВт∙ч)

Карбюраторлы

0,26-0,38

0,25-0,32

230-300

280-325

Дизель

0,43-0,52

0,35-0,45

160-200

190-240

 

5.1.7 Қозғалтқыштан өтетін ауаның щығысы

 Gв=2Vhηvniρв/τ.                                        (5.18)

Мұндағы Vh – сырықтың жұмыстық көлемі, м3;

ηv – сырықтардың толу (наполнения) еселеуіші;

n – білік (коленвал) айналу жиілігі, айн/с (об/с);

і – сырықтардың саны;

τ – қозғалтқыштың такт (ырғақ) саны.

 

5.1 Есеп (5.35 [1]). Әсерлі қуаттары бірдей, сегіз сырықты, төрт такттілі карбюраторлық қозғалтқыш дизельмен ауыстырылса, қанша отын үнемделеді (пайызды), егер карбюраторлық қозғалтқыштың әсерлі қысымы ре=[6,4+0,1(n+ +m)]∙105 Па, сырықтың жұмыстық көлемі Vh=11,3∙10-4 м3, білік айналу жиілігі n=60 айн/с, әсерлі ПЖЕ ηе1=0,31, бензиннің Qpн=43000 кДж/кг, ал дизельдің ηе2=0,38 бен отынының Qpн=42500 кДж/кг болса?

5.1 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

Карбюраторлық қозғалтқыштың әсерлік қуаты (5.9)

     Nе=2pеVhni/(103τ)=2∙6,4∙105∙11,3∙10-4∙60∙8/(103∙4)=173,6 кВт.

Қозғалтқыштардың отын шығыстары (5.15):

      В1=Nе/(ηе1Qpн1)=173,6/(0,31∙43000)=0,013 кг/с,                                      В2=Nе/(ηе2Qpн2)=173,6/(0,38∙42500)=0,0108 кг/с.

         Отын үнемі

 ΔВ=(B1-B2)100/B1=(0,013-0.0108)100/0,013=16,9 %.

                  

5.2 Қозғалтқыштың жылулық теңестігі

 

Пайдаланған отын жылуының үлестірілуін жылулық теңестігі дейміз

                            Q=Qе+Qохл+Qг+Qн.с+Qост, кВт,                           (5.19)

100Q/Q=q=qе+qохл+qг+qн.с+qост=100, %.                      (5.20)

Мұндағы Q – ІЖҚ-қа берілген жылылық

       Q=BQpн;                                             (5.21)

         В – отын шығысы;

Qe=Ne                                                                              (5.22)

- пайдалы жұмысқа өзгерген жылылық;

Ne – ІЖҚ-ның әсерлі қуаты;

  Qохл=Gвсв(t2-t1)                                        (5.23)

- салқындатушы сумен жоғалған жылылық;

Gв судың шығысы, кг/с;

св=4,187 кДж/(кгК) – судың жылусыйымдылығы;

t2, t1 – жылуалмастырғыштың кірісі мен шығысындағы судың ыстық-тықтары, 0С;

       Qг=B(Vгсргtг-Vвсрвtв)                                  (5.24)

- шығар газдармен жоғалған жылылық, кВт;                     

В – отын шығысы, кг/с;

Vг, Vв         - газ бен ауаның шығыстары, м3/кг;

срг, срв - газ бен ауаның қысым тұрақтыдағы көлемдік орташа жылу-сыйымдықтары, кДж/(м3К);

tг, tв - газ бен ауаның ыстықтықтары, 0С;

Qн.с – отынның тәжірибелік анықталатын толық жанбаулық (неполное сгорание – н.с) жылылық ысырабы, кВт;

                          Qост= Q –(Qе+Qохл+Qг+Qн.с), кВт                           (5.25)

-         жылылық (5.19) теңестіктің қалдық мүшесі.

 

5.2 Есеп (5.55 [1]). Төрт сырықты, төрт такттілі карбюраторлық қозғалтқыштың жылылық құраушылары (пайызды) қандай болады, егер орташа әсерлі қысымы ре=[6,45+0,1(n+m)]∙105 Па, сығу дәрежесі ε=7,0, жану құты көлемі Vс=1∙10-4 м3, піспек «поршень) жүрісі S=0,092 м, білік айналу жиілігі n=4000 айн/мин, отын жануының жұмыстық төменгі жылылығы Qpн=43800 кДж/кг, меншікті әсерлі отын шығысы ве=0,344 кг/(кВт∙сағат), салқындатушы су Qохл=46 мен шығарылатын газ Qг=56 және отынның толық жанбау Qн.с=39,6, ал ескерілмеген (остаточный – ост) Qост=19,8 кВт жылылық ысыраптары болса?

5.2 Есептің n=0, m=0–дегі мысалы

Сырықтың жұмыстық көлемі (5.5)

       Vh=(ε-1)Vс=(7-1)1∙10-4=6∙10-4 м3.

ІЖҚ-ның әсерлі қуаты (5.9)

Nе=2pеVhni/(103τ)=2∙6,45∙105∙6∙10-4∙4000∙4/(103∙60)=51,6 кВт.

Пайдалы жұмысқа өзгерген жылылық (5.22)

Qe=Ne=51,6 кВт.

Отын шығысы (5.17)

         В=веNе/3600=0,34∙51,6/3600=4,87∙10-3 кг/c.        

Меншікті әсерлі жылылық (5.20)    

qe=100Qe/(ВQpн) =100∙51,6/(4,87∙10-3∙43800) =24,2 %.

Салқындатушы сумен жоғалатын жылылық             

qохл=100Qохл/(ВQpн) =100∙46/(4,87∙10-3∙43800) =21,6 %.

Шығарылатын газбен жоғалатын жылылық    

qг=100Qг/(ВQpн) =100∙56/(4,87∙10-3∙43800) =26,3 %.

Отынның толық жанбауынан жоғалатын жылылық                    

qн.с=100Qн.с/(ВQpн) =100∙39,6/(4,87∙10-3∙43800) =18,6 %.

Ескерілмеген жылылық ысыраптары

qост=100Qост/(ВQpн) =100∙19,8/(4,87∙10-3∙43800) =9,3 %.

Пайдаланған отын жылуының үлестірілу (5.20) теңестігін тексеру

        q=qе+qохл+qг+qн.с+qост=24,2+21,6+26,3+18,6+9,3=100 %.

 

6 Сорғылар мен желдеткіштер және

   тоңазытқыш пен жылу сорғылары

                           

Сорғы жұмыс денені сығып тасымалдайды. Олар піспекті (поршеньді), айналғылы (ротационды) мен ортадан тепкішті (центробежный) және өстік (осевой) болады. Егер жұмыс дене сұйық болса, сорғы - насос, ал – газ болса, міндеті мен қысымына байланысты - желдеткіш (вентилятор), үрлегіш (дувка) не сығымдағыш (компрессор) деп аталады.

Тоңазытқыш салқын, ал жылу сорғылары жылу өндіреді.

 

6.1 Сорғылар

 

6.1.1 Піспекті сорғылар.

Бір сатылы піспекті сорғының жұмыс негізгі құбылыстары 6.1 суретте көрсетілген. Сору (всасывание – вс) Vвс көлемнің сырықтың (цилиндрдің) Vh жұмыс көлеміне қатынасын сығымдағыш сатысының көлемдік (объем – об) ПЖЕ-сі дейміз

                ηоб=Vвс/Vh=1-σ(λ1/m-1).             (6.1)

Мұндағы σ=V0/Vh – салыстырмалы зиянды көлем;

                             λ=р21                            (6.2)

– қысымның көтерілу дәрежесі – сатының шығысы мен кірісін-дегі қысымдардың қатынасы;

m - зиянды көлемде тоқтаған газдың кеңею құбылысының политропа көрсеткіші.

Нақты (индикаторлық) жұмыс құбылыстары 6.1 суретте көрсетілген 1-2т(2k)-3-4-1 мен тұрақты ыстықтықты 1-2т не жылуалмасусыз 1-2k теориялық құбылыстарынан өзгеше, көпжолды (политропты) 1-2m арқылы өтеді. Оған 1-2m сығу мен 2 және 4-тегі қақпақшалардағы (клапандардағы) газ қысымдары-ның көтерілуі мен төмендеуіне байланысты ысыраптар себеп. Бұл ысыраптар сығымдағыштың нақты V берісінің (подачасының) теориялық Vт берісіне қатынасымен (сығымдағыштың беріс еселеуішімен) ескеріледі

                                            ηv=V/Vт.                                              (6.3)

Мұндағы сығымдағыштың теориялық берісі

    Vт=πD2Sn/4;                                           (6.4)

D – сырықтың қосөресі (диаметр цилиндра), м;

S – піспектің жүрісі (ход поршня), м;

n – біліктің айналу жиілігі, айн/с (об/с).

Сығымдағыштың беріс еселеуіші  

                                     ηv=V/Vт=ηобηрηтηут.                                   (6.5)

Мұндағы

                                             ηр10                                             (6.6)

- енгізу еселеуіші;

                                             ηт01                                             (6.7)

- қысымы р0 мен ыстықтығы Т0 енгізілетін газдың ыстық сырықпен түйіскенде сығылу басындағы р1 мен Т1-ге өзгеруін ескеретін түйіспелік еселеуіші.

         Жылыстау (утечка – ут) еселеуіші

                                          ηут=Gут/Gвс.                                          (6.8)

         Мұндағы Gвс пен Gут – газдың сору мен жылыстау шығыстары, кг/с.

         Сығымдағыштың маңыздық берісі

                                                    (6.9)

Мұндағы R=287 (ауаға), Дж/(кгК) – газ тұрақтысы;

         V – сығымдағыштың қысымы р1 мен толық ыстықтығы Т1-дегі газ берісі, м3/с;

         Сығымдағыш жетегінің тұрақты ыстықтық пен жылуалмасусыз және политропалық сығудағы теориялық сәйкесті қуаттары (кВт)

         Мұндағы k, m адиабата мен политропа көрсеткіштері.

         Салқындалатын изотермиялық ηе.из пен салқындалмайтын адиабаттық ηе.ад әсерлі ПЖЕ-лі сығымдағыш жетегінің сәйкесті әсерлі қуаттары

         Изотермиялық ηиз пен адиабаттық ηад және механикалық ηm=0,85÷0,95 ПЖЕ-лерлі сығымдағыштың әсерлі (эффективный) ПЖЕ-і

         Поршенді сығымдағыштың индикаторлық не ішкі қуаты

         Мұндағы рi – орташа индикаторлық қысым, Па.

         Сығымдағыштың индикаторлық пен әсерлі (басқадай) қуаттары

  Nе=Nі1+Nі2, Ne=Niм, кВт.                                (6.17)

         Сығымдағыштың әр сатысындағы қысым көтерілуінің дәрежесі

                                                                    (6.18)

         Мұндағы z – сығымдағыш сатыларының саны;

pz – соңғы сатының шығысындағы қысым, Па;

p1 – бірінші сатының кірісіндегі газ қысымы, Па;

ψ=1,1÷1,5 – сатылар аралығындағы қысым ысыраптарын ескеретін еселеуіш.

 

6.1.2 Пластиналы айналғы сығымдағыштардың берісі

                                            (6.19)

         Мұндағы е – эксцентриситет, м;

l – ротор ұзындығы, м

D – қаңқаның (корпус) ішкі қосөресі, м;

z пластинкалар саны;

δ – пластинаның қалыңдығы, м;

n – бұрынғыдай білік айналу жиілігі, айн/с.

Сығымдағыштың нақты (действительная) берісі

                                           (6.20)

         Мұндағы ηv – сығымдағыштың беріс еселеуіші.

         Салқындалатын сығымдағыш жетегінің теориялық және әсерлік қуаттары сәйкесті (6.10) мен (6.13) арқылы анықталады, ал салқындалмайтын сығымдағыштың – (6.11) және (6.14)-пен.

 

6.1.3 Ортадан тепкіш сығымдағыштардың адиабаттық ПЖЕ-сі

                                        (6.21)

         Мұндағы ηпол=0,78÷0,82 - сығымдағыштың ағысты беттерінің сапасын сипаттайтын политроптық ПЖЕ.

         Сығымдағыш жетегінің әсерлі қуаты

                                      (6.22)

         Мұндағы i2 мен i1 – газдың сәйкесті адиабаталық сығылғаннан кейінгі және қалақшалар доңғалағының бірінші сатысының кірісіндегі қажырлары (энтальпиялары), кДж/кг;

         G – сығымдағыштың маңыздық берісі, кг/с.

 

6.1 есеп (6.16 [1]). Үш цилиндрлі екі сатылы сығымдағыштың әсерлі қуаты қанша болады, егер цилиндрлер қосөрелері D1=0,2 мен D2=0,15 м және піспек жүрісі S=0,15 м, білік айналу жиілігі n=840 айн/мин, сығымдағыштың механикалық ПЖЕ-сі ηм=0,87, бірінші мен екінші сатыларының индикаторлық орташа қысымдары pi1=[1,7+0,1(n+m)]∙105 Па, pі2=[3,5+0,1(n+m)]∙105 Па болса?

6.1 есептің n=0, m=0-дегі мысалы

         Бірінші мен екінші сығу цилиндр сатыларының индикаторлық қуаттары

    ,     (6.16)

             .      (6.16)

         Сығымдағыштың индикаторлық пен әсерлі қуаты (6.17)

        Nе=Nі1+Nі2=2∙11,2+13=35,4 кВт,

 Ne=Niм=35,4/0,87=40,7 кВт.

 

6.2 Желдеткіштер

 

         Желдеткіштер (вентиляторы) ауа және басқадай газдарды ағыстайды. Олар ортадан тепкішті (центробежные) және өсті (осевые) болады.

         Желдеткіштің теориялық қозғалымдық тегеуіріні

                                    (6.23)

         Мұндағы g=9,81 м/с2 – еркін құлау үдеуі;

         u1 мен u2 – жұмыс қалақшаларының кірісі мен шығысындағы газдың шеңберлік жылдамдықтары, м/с;

         с1 мен с2 – жұмыс дөңгелегінің кірісі мен шығысындағы газдың толық жылдамдықтары, м/с;

         α1 мен α2 – жұмыс дөңгелегінің кірісі мен шығысындағы толық және шеңберлік жылдамдықтардың арасындағы бұрыштар.

         Жұмыс қалақшаның кірісі мен шығысындағы шеңберлік (скружные) жылдамдықтар

                                        (6.24)

                                        (6.25)

         Мұндағы d1 мен d2–жұмыс доңғалақтың ішкі және сыртқы қосөрелері, м;

         n – жұмыс доңғалағының айналу жиілігі, об/мин;

         Желдеткіштің жасайтын нақты тегеуріні

                                             (6.26)

         Мұндағы ηг – сұйықағулық (гидравлический) желдеткіштің ПЖЕ-сі.

         Желдеткіш пайдаланатын қуат

                                           (6.27)

         Мұндағы  ρгср – газдың орташа тығыздығы, кг/м3;

H, V,  η– желдеткіштің нақты тегеуіріні (м), берісі (м3/с), жалпы ПЖЕ.

         Желдеткіш жетегінің қуаты

                                         (6.28)

         Мұндағы β=1,1÷1,15 (ортадан тепкіш желдеткіш), 1,05÷1,1 (өсті желдет-кіш) жетегі қуатының қорын ескеретін еселеуіш.

 

6.2 есеп (6.25 [1]). Ортадан тепкіш желдеткіш жетегінің (привод) қуаты қандай болады, егер V=10 м/с, β=1,1, n=1500-n-m об/мин, d1=0,6 м, d2=0,7 м, ρгср=1,2 кг/м3, с1=30 м/с, c2=56 м/с, α1=400, α2=200, ηг=0,8 және η0=0,65 болса?

         6.2 есептің n=0, m=0-дегі мысалы

         Жұмыс қалақшаның кірісі (6.24) мен шығысындағы (6.25) ауаның шең-берлік жылдамдықтары

         ,

              

         Желдеткіштің теориялық (6.23) және нақты тегеуіріндері

 

     

         Желдеткіш жетегі қозғалтқышының (двигатель) қуаты (6.28)

     

 

6.3 Тоңазытқыштар мен жылулық сорғылар

 

         Хладогенттің (хладонның) 1 кг-мімен шығарылатын меншікті жылылық

      кДж/кг.                        (6.29)

         Мұндағы i1, x1 – буландырғыштан сығымдағышқа сорылған хладон буының қажыры (кДж/кг) мен құрғақтық дәрежесі;

         i4, x4 – буландырғышқа түскен хладонның қажыры (кДж/кг) мен құрғақтық дәрежесі;

         r – хладонның меншікті булану жылылығы, кДж/кг.

         Сығымдағышқа сорылатын меншікті көлемі υ1 3/кг) мен хладон буы-мен алынатын көлемдік жылылық

                                              (6.30)

         Тоңазытқыштағы хладонның маңыздық шығысы

      Gx=Q0/q0, кг/с.                                     (6.31)

         Мұндағы Q0- тоңазытқыштың жұмыстық көрсеткіштеріндегі қуаты, кВт.

         Сығымдағыштың соратын буының көлемдік шығысы

                                      (6.32)

         Сығымдағыштың 1 кг хладон буын сығуға кететін теориялық меншікті жұмысы

                                                    (6.33)

         Мұндағы  - сығымдағыштың шығысындағы хладон буының қажыры, кДж/кг.

         Тоңазытқыш еселеуіші (холодильный коэффициент)

                                                   (6.34)

         Хладон буын сығатын сығымдағышқа кететін жұмыстың теориялық қуаты

                                         (6.35)

         Қондырғының қалыпты (стандарт) тоңазытқыштық қуаты

 кВт                                    (6.36) 

         Мұндағы   - стандарттық көрсеткіштердегі тоңазытқыштың қуаты (кВт) мен сәйкесті хладонмен алынатын көлемдік жылылық, кДж/кг;

          мен  - стандарттық пен жұмыстық көрсеткіштердегі сығымдағыш-тың беріс (подача) еселеуіштері.

         Машинаның индикаторлық пен әсерлік меншікті тоңазытқыштық сәй-кесті қуаттары

                                                (6.37)

                                               (6.38)

         Жылулық сорғы электр жетегінің қуаты                                       (6.39)

   

         Мұндағы  -жылуландыру еселеуіші мен -жылылық жүктемесі, кВт.

 

6.3 есеп (6.32 [1]). Қуаты Q0=118+ +n+m кВт тоңазытқыш булану ыстықтығы t1=-15 0C мен шықтану ыстықтығы t4=25 0C-де істейді (6.1 суретті қараңыз).

         Жұмыс дене фреон-12-нің маңыздық шығысы, тоңазытқыш еселеуіші ε және сығымдағыштың теориялық қуаты NT қан-ша болады, егер сығымдағыштың шығы-сындағы фреон–12 буының қажыры i2=610 кДж/кг және буландырғыштан шығатын бу қаныққан құрғақ болса?

 

6.3 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

         Қосымша Г кестеден буландырғыш-тан сығымдағышқа сорылатын фреон -12 буының t1=-150C-дегі i1=566,39 кДж/кг қажыры мен t4=250C-дегі фреон-12-нің сол буландырғыш кірісіндегі i4=442,81 кДж/кг қажырын табамыз.

         Буландырғыш 1 кг фреон-12-нің алатын меншікті жылылығы (6.29)

   q0=i1-i4=566,39-442,81=123,58 кДж/кг.

         Айналып тұрушы фреон-12-нің маңыздық шығысы (6.31)

Gx=Q0/q0=118/123,58=0,955 кг/с.

Фреон–12-нің 1 кг буын сығуға қажетті сығымдағыштың теориялық меншікті жұмысы (6.33) мен тоңазытқыш еселеуіші

                           lк=i2- i1=610-566,39=43,61 кДж/кг,

                                ε=q0/lk=123,58/43,61=2,83.

Тоңазытқыш сығымдағышының  теориялық қуаты (6.35)

                             Nт=Gxlk=0,955∙43,61=41,65 кВт.

6.4 Есеп (2.7[2]). Қазандықтың (котельная) орына жылулық сорғыны (тепловой насос) жылуландыруға пайдаланғанда отын үнемі қанша болады, егер берілетін су t1=80 0C ыстықтығындағы жылулық жүктеме (тепловая нагрузка - тн)Q0тн=11600 (41,9 ГДж/сағат+10(n+m) кВт , жылуландыру еселеуіші χ=3 және қазандықтың ПЖЕ-і ηk=0,85 болса?

6.4 Есептің n=0 , m=0–дегі мысалы

 Жылулық сорғы сығымдағышы жетегінің электрлік қуаты (6.39)

                             Nэк=Q0тн/χ=11600/3=3900 кВт.

 Электрлі желі ПЖЕ-сін ηc=0,95 десек, жылулық сорғыда пайдаланатын электр қуаты

                             Nэ=Nэкc=3900/0,95=4100 кВт.

Бұл электр қуаты (меншікті шартты отын шығысы вкэсэ=0,340÷0,360 ш.о.кг/(кВт∙сағат)) шықты электр станцияда (ШЭС-КЭС) өндірілгендегі ШЭС-тегі отын шығысы

                       Вкэс=Nэвкэсэ=4100∙0,350=1435 кгусл.т/ч.

Қазандықтағы сол Q0тн=41,9 ГДж/сағат жылылықты өндіретін шартты отын шығысы

        Вк=Q0тн/(Qусл.т.ηк)= 41,9∙106/(29308∙0,85)=1680 кг усл.т/ч.

Шартты отынның үнемі

                       ΔВ=Bкшэс=1680-1435=255 кг усл.т/ч.

                             ΔВ100/Вшэс=25500/1435=18 %.

Үнемделген шартты отынның меншікті мәні

                           Δв=ΔB/Q0тн=255/41,9=6,1 кг/ГДж.

 

7 Жылу электр станциялары (ЖЭС)

 

7.1 ЖЭС жұмыс тәртібінің көрсеткіштері

 

ЖЭС жұмыс тәртібінің ерекшілігі – ол электр мен жылу өндіруінің тұтынуына қатал тең болып тұруында. Сондықтан ЖЭС жұмысы сенімді болу үшін қайрат тұтынуының уақытқа тәуелділігін (Росандер сызығын), яғни жүктеме сызбағын (график нагрузки) білу қажет. Жүктеме сызбағының бірінші мекендігінде (абсцисса бағытында) жүктеме ұзақтығы τ сағатпен (1 жылдағы 24∙365=8760 сағатқа дейін), ал екінші мекендігінде (ордината бағытында) электр қуаты N кВт-пен көрсетіледі (7.1 суретті қараңыз).

Росандер сызығының астындағы (масштабы m) F ауданы бір жылда өндірілген  электр қайратын көрсетеді

Эгодвыр=Fm, кВт∙ч.                                    (7.1)

ЖЭС-тің жұмыс тәртібі келесі көрсеткіштермен сипатталады.

Қондырылған қуаттың пайдалану (использование – и) еселеуіші – ол бір жылда өндірілген  электр Эгодвыр қайратының орташа Nэсср қуатының ЖЭС–тің қондырылған (установленная – у) Nэсу қуатына қатынасы

                             ku=Nэсср/Nэсугодвыр/(8760Nэсу).                          (7.2)

Мұндағы  Nэсср - электрстанцияның орташа жүктемесі

                                Nэсср годвыр/8760, кВт.                                            (7.3)

Жүктеме (нагрузка – н) еслеуіші – ЖЭС-тің орташа Nэсср жүктемесінің ең үлкен Nэсmax жүктемесіне қатынасы

                                         kн=Nэсср/Nэсmax.                                          (7.4)

  Қосалқы (резерв - р) еселеуіші – станцияның қондырылған қуатының Nэсу ең үлкен Nэсmax жүктемесіне қатынасы

                                         kp=Nэсу/Nэсmax,                                                  (7.5)

                                              kp=kн/ku.                                            (7.6)

Қондырылған қуаттың пайдаланған сағаттары – электр станцияның  бір жылда өндірген электр қайратының қондырылған қуатына қатынасы

                                          Тугодвыр/Nэсу.                                               (7.7)

Ең үлкен (м) жүктеменің пайдалану сағаттары – электр станцияның  бір жылда өндірген  электр қайратының ең үлкен жүктемесіне қатынасы

                                         Тмгодвыр/Nэсmax.                                   (7.8)

 

7.1 Есеп (7.5 [1]). ЖЭС-те қуаттары N=75+0,1(n+m) МВт–ты екі шығыр –өндіргіш қойылған. Станцияның жұмыс тәртіпттері қандай болады, егер Nэсmax =135+0,1(n+m) МВт, жылдық жүктеме сызығының астындағы аудан F=9,06∙10-4 м2 және жүктеме сызбағының масштабы m=8,7∙1011 болса?

7.1 Есептің n=0 мен m=0–дегі мысалы

ЖЭС-тің бір жылда өндірген электр қайраты (7.1)

                 Эгодвыр=Fm=9,06∙10-4∙8,7∙1011=788,2∙106 кВт∙ч. 

Станцияның орташа жүктемесі (7.3)

        Nэсср годвыр/8760=788,2∙106/8760=9∙104 кВт.                             

Станцияның қондырылған қуаты

                            NэсУ=2∙N=2,75∙103=150∙103 кВт.

Қондырылған қуаттың пайдалану еселеуіші (7.2)

                            ku=Nэсср/Nэсу= 9∙104/(150∙103)=0,6.

Жүктеме (7.4) және қосалқы (7.6) еселеуіштері

                        kн=Nэсср/Nэсmax=9∙104/(135∙103)=0,667,

                                   kp=kн/kи = 0,667/0,6=1,11.

Қондырылған қуаттың сағаты (7.7)

                   ТУгодвыр/NэсУ=788,2∙106/(150∙103)=5255 ч.

Ең үлкен жүктеменің пайдалану сағаты  (7.8)

                 Тмгодвыр/Nэсmax= 788,2∙106/(135∙103)= 5840 ч.

7.2 ЖЭС тиімділігін сипаттаушы көрсеткіштер

 

ЖЭС-тің өнімділігі ПЖЕ, меншікті ш.о. шығысы мен электр өндірушінің меншікті жылулық шығысы және қайраттың өзіндік құнымен бағаланады.

7.2.1 Электр станция ПЖЕ-і өзіндік мұқтаждық қайрат шығысын ескермейтін брутто ηбр (жалпы) ПЖЕ мен өзіндік мұқтаждық электр қайраты және жылылығын ескеретін нетто ηнт (таза) ПЖЕ-ге бөлінеді.

Шығырда жұмысын толық істеп түгелімен шықтағышқа буы берілетін шықтанатын станцияны  шықты (конденсационная) электр станциясы (ШЭС - КЭС) дейміз. Үйстіп өндірілген электр қайратының отын жылуына қатынасын брутто ПЖЕ дейміз

                                              η бркэсвыр/(ВQPн).                                              (7.9)

Егер қазандық қондырғы ηк.у, құбырлар ηтр, Ренкин айналымының термиялық ηt, шығырдың ішкі салыстырмалы ηоі мен механикалық ηм және электр өндіргішінің ηг ПЖЕ-лері белгілі , ал қорек сорғыларының жұмысы аз болса , ШЭС-тің брутто ПЖС-і келесідей анықталады .

                                     ηбркэск.уηтрηtηоіηмηг.                                 (7.10)

Тұтынушыға берілген электр қайратының отын шығысының жұмыстық төменгі  жылуына қатынасын ШЭС-тің нетто ПЖЕ-і дейміз

                                       η нткэс   =Эотп/(ВQнр).                                 (7.11)

Жылу мен электр қайраты қиылысты бірге өндірілетін ЖЭС-ті жылу электр орталығы (ЖЭО-ТЭЦ – тепловые электрические централи) дейміз. ЖЭО ПЖЕ-сі электрлік η этэц пен жылулық η Qтэц  деп бөлініп анықталады

                                     η эбртэцвыр/(ВэQнр),                                       (7.12)

                                     η Qбртэц=Qотп/(ВQQнр),                                      (7.13)

                                η энттэцотп/[(Bэс.н)Qнр],                                (7.14)

                               ηQнт тэц=Qoтп /[(BQ+Bc.н)Qнр].                               (7.15)

Бұлардағы Вэ мен ВQ және Вс.н - электр қайраты мен жылуды өндірулік және өзіндік мұқтаждық (собственные нужда – с.н) отын шығыстары, кг/с.

7.2.2 ЖЭС-тің меншікті шартты отын шығысы.

ШЭС-тағы электр өндірудің меншікті шартты отын шығысы

                   вкэсу=BQнр/(29,3Эвыр)=0,0342/ηбркэс, кг/МДжэ,             (7.16)

             вкэсу=3600BQнр/(29308Эвыр)=0,123/ηбркэс, кг/(кВт∙ч)э.         (7.17)

ЖЭО-дағы электр өндірудің меншікті ш.о. шығысы

                  вэтэцу=BэQнр/(29,3Эвыр)=0,342/ηбртэц, кг/МДжэ,               (7.18)

           вэтэцу=3600 BэQнр/(29308Эвыр)=0,123/ηбртэц, кг/(кВт∙r)э.         (7.19)

ЖЭО-дағы жылу өндірудің меншікті ш.о. шығысы

               вQтэцу=BQQнр/(29.3 Qотп)=0,0342/ηбртэц, кг/МДжQ.                       (7.20)

7.2.3 ЖЭС-тің меншікті жылулық ен отын шығыстары.

ШЭС-дағы электр өндірудің меншікті жылулық шығысы

                              qкэсэ =Qнрвкэсу, МДж/(кВт∙ч),                             (7.21)

                                qкэсэ=1/ηбркэс, МДж/(кВт∙ч).                              (7.22)

ЖЭО-дағы электр өндірудің меншікті жылулық шығысы

                              qтэцу = Qнрвэтэцу, МДж/(кВт∙ч),                           (7.23)

                              qтэцу=1/ ηбртэц, МДж/(кВт∙ч).                              (7.24)

ЖЭО-дағы отын шығысы

                                      Втэц=BэQ, кг/с.                                                (7.25)

Тұтынушыға берілген жылылықтың отын шығысы

                                    ВQ=Qотп/(Qннр), кг/с.                                              (7.26)

ЖЭО-дағы отын шығысы басқадай

                                                  Втэц=D/И, кг/с.                                        (7.27)

Мұндағы И - отынның буландырулығы (испарительность), кг/с;

D - ЖЭО – дағы бу шығысы ,  кг/с.

ЖЭО-дағы отын жылуының пайдалану тиімділігін көрсететін еселеуіші (КИТ – коээффициент использования тепла топлива) 

                                  ηтэц=(Qотпвыр)/(ВтэцQнр).                             (7.28)

7.2.4 ЖЭС-тің қайратының өзіндік құны.

ШЭС-тың беретін электр қайратының өзіндік құны (себестоймость)

     S отпкэс =ΣИ/Эотп =[(Итопаморз.п+ΣИпротп]100, Тг/(кВт∙ч).   (7.29) 

Мұндағы И – барлық шығын (издержка), Тг/жыл;

Итоп - отын құны, Тг/жыл;

Иамор - тозым құны, Тг/жыл;

Из.п - жалақы, Тг/жыл;

Ипр - басқадай (прочие) шығыс, Тг/жыл.

ЖЭО-ның беретін электр қайратының өзіндік құны

Sтэцотп=Bэ∑/(ВтэцЭотп)=[Bэтопаморз.п+∑Ипр)/(BтэцЭотп)]100, Тг/(кВт∙ч).(7.30)

 

7.2 Есеп (7.11 [1]). ШЭС шығырларының алдындағы будың басты көрсеткіштері р1=8,8+0,1(n+m) МПа, t1=535 0C және шықтағышындағы бу қысымы рк=4∙103 Па. ШЭС-тің брутто ПЖЕ–сі қаншаға көтеріледі, егер қорек сорғыларының жұмысы ескерілместей аз, ал будың басты көрсеткіштері  р1= =10+0,1(n+m) МПа–ге және t1=560 0C-ге көтерілсе? Белгілі ПЖЕ-лер: қазан-дық қондырғының ηк.у=0,9, құбырлардың ηтр=0,97, шығырлардың салыстырма-лы ішкі ηoi=0,84, механикалық ηm=0,98 және электр өндіргіштің ηг=0,98.

7.2  Есептің n=0 мен m=0–дегі   мысалы

Будың р1 мен t1-дегі i1=3840 кДж/кг және S=тұрақ-тыда р2-ге кеңейгендегі i2=2030 кДж/кг қажырларын (энтальпия) i(h)s-көрнек сызбағынан табамыз (7.2 суретті қараңыз). Қосымша Б кестеден р2-дегі қаныққан құргақ бу шығының i2’’=121,33 кДж /кг қажырын аламыз.

Осы көрсеткіштердегі Ренкин айналымының термия-лық ПЖЕ-ін келесідей табамыз

      ηt=ls/q1=(i1-i2)/(i1-i2’’)=(3480-2030)/(3480-121,33)=0,432.

ШЭС-тің  р1, t1, р2-дегі брутто ПЖЕ-сі (7.10)

     ηбркэск.уηтрηtηoiηмηг =0,9∙0,97∙0,432∙0,84∙0,98∙0,98=0,304.                            

КЭС бунының өзгерген p'1 мен t'1көрсеткіштеріндегі және тұрақты энтропиялық бұрынғы p2-ге оның кеңейгендегі қажырларын is-көрнек сызба-ғынан, 7.2 суретте көрсетілгендей, i'1=3540, i'2=2050 кДж/кг деп аңықтаймыз.

Осы p'1, t'1, p2 көрсеткіштердегі Ренкин айналымының термиялық ПЖЕ-сі мен ШЭС-тің брутто ПЖЕ-cі (7.11)

 

   

Бұл мысалдағы ШЭС-тің брутто ПЖЕ-сінің өсуі

  .

 

7.3 Есеп (7.16 [1]). ЖЭО-дағы тас көмірдің жұмыстық төменгі жану жылылығы  кДж/кг, ВТЭЦ=(92+n+m)∙106 кг/жыл шығарып,  кДж/жыл электрқайратын өндіріп, тұтынушыларға  кДж/жыл жылу берген. ЖЭО-ның электр қайраты мен жылу өндіруінің брутто және нетто ПЖЕ-лері қанша болады, егер өндірілген электр қайратының 6 пайызы (%) өзіндік мұқтаждық пайда-ланса, қазандық қондырғының ПЖЕ  және өзіндік мұқтаждық электр қайратын өндіруге Вс.н=4,5∙106 кг/жыл отын жұмсалса?

7.3 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Берілген жылу (7.26) мен электр қайратын (7.25) өндіруге жұмсалған отын шығыстары

                   кг/жыл,

        кг/жыл.

Электр қайраты (7.12) мен жылуды (7.13) ЖЭО-да өндірудің брутто ПЖЕ-лері

 

  

Берілген электр қайратының шамасы

   кДЖ/жыл.

Электр қайраты (7.14) мен жылуды (7.15) ЖЭО-да өндірудің нетто ПЖЕ-лері

 

 

 

7.4 Есеп (7.24 [1]). ЖЭО-да  кДж/жыл электр қайраты мен Qотп=(54,8+n+m)1010 кДж/жыл тұтынушыларға берілетін жылу өндірілген. Бұларға кеткен шартты отын шығыстарының меншікті мәндері қанша болады, егер қазандардың бу шығысы  кг/жыл, отын буландырулығы (испарительность топлива) И=8,6 кг/кг, қазандық қондырғының ПЖЕ-сі  және жағылатын отынның жылулық баламасы (эквивалент) Э=0,88 болса?

7.4 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Отынның жану жұмыстық төменгі жылылығын берілген жылулық баламасы  (1.6*) бойынша

        кДж/кг.

ЖЭО-ның отын шығысы (7.27) бойынша

     кг/год.

Оның тұтынушыға берілетін жылуы мен электр қайратының (7.25) өндіру үлестері (7.26)

  

      

Бұлардың шартты отын мнешікті шығыстары (7.20), (7.18) сәйкесті

      

       

 

7.5 Есеп (7.26 [1]).Жылулығы жаңғыртулы (с регенерацией теплоты) ГШЭС-тің жылдық отын шығысы B қандай болады, егер электр өндіргіштің әсерлі қуаты Nге=50+n+m МВт, отынының жұмыстық төменгі жану жылылы-ғы , сығымдағыштағы қысым көтерілу дәрежесі λ=5 және сорылатын ауа ыстықтығы , жану құты шығысындағы газдың ыстықтығы , ауаның жаңғыртқыштың алдындағы  және шығысындағы  ыстықтықтары және оның алдындағы газдың ыстықтығы , шығырдың салыстырмалы ішкі ПЖЕ-сі , сығымдағыштың ішкі ПЖЕ-сі , жану құтының ПЖЕ-сі , ГШҚ-ның механикалық ПЖЕ-сі , электр өндіргіштің ПЖЕ-cі  және адиабата көрсеткіші k=1,4 болса?

7.5 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Жылылығы жаңғыртулы ГШҚ-ның әсерлі (эффективная) қуаты

      .

ГШҚ-ның жаңғырту дәрежесі (4.20)

        .

Жылылығы жаңғыртулы ГШҚ ішкі ПЖЕ-сі

.

Жылылығы жылуландырулы ГШҚ-ның әсерлі ПӘЕ-сі (4.21)

   .

Жылылығы жаңғыртулы ГШЭС-тің жылдық отын шығысы (4.18)

.

 

7.6 Есеп (7.28 [1]). Әр қуаты N=75+n+m МВт-ты мен қондырылған қуаттың пайдалану еселеуіші  үш шығырөндіргішті ШЭС-тің 1 МВт электр қайраттының меншікті жылылық шығысы қанша болады, егер станция тас көмірінің жұмыстық төменгі жану жылылығы  мен шығысы /жыл болса?

7.6 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

ШЭС-тің қондырылған қуаты

 

ШЭС бір жылда өндірген электр қайраты (7.2)

ШЭС-тің брутто ПЖЕ-сі (7.9)

Шартты отынның 1 МДж электр қайраттық меншікті жылылық шығысы (7.22)

       .

 

8 Кәсіпорындарын жылумен қамдау

 

8.1 Кәсіпорын: жылумен қамдау, жылылық шығысын есептеу

 

Кәсіпорындарында жылу тәсілдемелік (технология), жылуландыру, жел-дету, ауаны баптау (кондиционирование), ыстық су мен тәсілдемелік және тұрмыс мұқтаждық пайдаланады.

Есепті (ең үлкен) тәсілдемелік жылылық

                  (8.1)

Мұндағы  – өнім шығарулық меншікті жылу (жылу шығысы), ГДж/т;

 – кәсіпорынның өндірулігі (производительность), т/ч.

Есепті (ең үлкен) жылуландырулық (отопление) жылылық

                 (8.2)

Мұндағы  – кешеннің меншікті жылуы (сипаттамасы), Вт/(м3К);

 – жылуландырулық кешендердің сыртқы (наружный) көлемі, м3;

 – кешен ішіндегі ауаның орташа ыстықтығы, ;

 – сыртқы ауаның есепті ыстықтығы, .

Желдеткіштік есепті (ең үлкен) жылылық

              (8.3)

Мұндағы  – кешеннің желдеткіштік меншікті сипаттамасы, Вт/(м3К).

Ыстық сумен қамдаулық орташа жылылық

          (8.4)

Мұндағы  – тәсілдемелік және тұрғындық ыстық су шығысы, кг/с;

 – судың жылусыйымдылығы, Дж/(кгК);

,  – ыстық және салқын судың ыстықтықтары, ;

 – су қыздырғыштардың жылылық пайдалы еселеуіші.

Ыстық суды қамдау есепті (ең үлкен)  жылылығы

                                (8.5)

8.1 Есеп (8.6 [1]).Өндірулігі P=6,25+0,1(n+m) т/сағат ет комбинатының (қиыстырулықтың) тәсулдемелік, жылуландыру мен желдету және ыстық сумен қамдаулық – жалпы есепті жылу шығысы қанша болады, егер ет өндіру меншікті жылу шығысы qi=1,35+0,05(n+m)  ГДж/т, жылуландыру көлемі , оның 80 пайызы (%) желдетулі және меншікті жылуландырулық сипаттамасы  мен меншікті желдетулік сипаттамасы , ыстық судың тәсілдемелік және тұрғындық шығысы , ыстық пен салқын судың ыстықтықтары  мен , ауаның ішкі орташа  пен сыртқы есепті  ыстықтықтары, су қыздырғышының пайдалы жылылық еселеуіші  және су жылусыйымдылығы  Дж/(кгК) болса?

8.1 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Тәсілдемелік есепті жылу шығысы (8.1)

  

Жылуландырулық есепті жылу шығысы (8.2)

 

Желдеттірулік есепті жылу шығысы (8.3)

Ыстық сумен қамдаулық орта (8.4) және есепті (8.5) жылу шығыстары

     

      

Барлық септі жылу шығысы

 

8.2 Жылумен қамдау жүйенің тәсілді үнемдік көрсеткіштері

 

Жылумен қамдау жүйе жұмысының тиімділігі 1 ГДж өндірілген жылу-дың өзіндік құны және еңбек сіңірулігімен (трудоемкость) бағаланады.

Қазандықта өндірілген 1 ГДж жылудың өзіндік құны

        SQ=Cгод/Qгод, $/ГДж.                                  (8.6)

Мұндағы Cгод – пайдалану (эксплуатационные) шығындары, $/жыл;

Qгод - қазандықта өндірілген жылдық жылу, ГДж/жыл.

Жылу өндіруінің пайдаланулық шығындары

                    Сгод=Cт+Cэ.э+Cвод+Cз.п+Cамор+Cт.р+Cпр.                      (8.7)

 Мұндағы С – келесі таңбаларымен анықталатын жылдық құн: т – отын, э.э – электр қайраты, вод – пайдаланатын су, з.п – жалақы, амор – тозым, т.р – күнбелік (текущий) жөндеу, пр – басқадай, тенге/жыл.

Жылудың қазандықтағы жылдық өндірілуі

     Qгод=23,76D[(iп.пп.в)+(Р/100)(iк.вп.в)], ГДж/год.               (8.8)

Мұндағы D – будың қазандықтағы өндірілуі, кг/с;

iп.п, іп.в, іп.в – аса қызған бу мен қорек және қазандық сулардың қажырла-ры (энтальпии), кДж/кг; Р - қазандық судың үздіксіз үрлену шамасы, %.

Жылудың 1 ГДж-дік еңбек сіңірулігі

 TQ=nштQy/Qгод, чел∙год/ГДж.                                      (8.9)

Мұндағы nшт – штаттық персоналеселеуіші, чел∙сағат/ГДж;

Qy – қазандықта қойылған жылу өндірулік қуат, ГДж/сағат.

 

8.2 Есеп (8.8 [1]). Газ отынын жағатын және бу өндірулігі D=5,56+0,1(n+ +m) кг/c қазандықта өндірілетін 1 ГДж жылудың өзіндік құны қанша болады, егер аса қызған будың қысымы pп.п=4 МПа мен ыстықтығы tп.п=430 0C, қорек судың ыстықтығы tп.в=130 0C, үздіксіз үрлеу шамасы Р=4 %, құндары ($/жыл): отын Cт=3,6∙105, электр қайраты Cэ.э=19∙103, су Cвод=54∙103, жалақы Cз.п=38∙103, тозым Cамор=22∙103, жөндеу Cт.р=4∙103 және басқадай шығындар Cпр=14∙103.

8.2 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Жылудың қазандықтағы жылдық өндірілуі (8.8)

       Qгод=23,76D[(iп.пп.в)+(Р/100)(iк.вп.в)] =23,76∙5,56[(3280-

                          -546)+(4/100)(1087,5-546)] =364611 ГДж/год.

Жылу өндіруінің пайдаланулық шығындары (8.7)

                      Сгод=Cт+Cэ.э+Cвод+Cз.п+Cамор+Cт.р+Cпр=

       =(360+19+54+38+22+4+14)103=511∙103 $/жыл.

Қазандықта өндірілген 1 ГДж жылудың өзіндік құны (8.6)

 SQ=Cгод/Qгод=511000/364611=1,4 $/ГДж.

9 Екіншілік қайрат қоры (вторичные энегоресурсы)

 

9.1 Қазандық шығар газдар жылуымен

       ыстық су және буды дайындау                                

                           

         Қазандық шығар газдар үнемдегіштерде (экономайзерлерде) қорек суын қыздыруға, пайдаға асырғыш қазандарда (котлы-утилизаторларда) бу өндіруге және тағы басқадай пайдаланады.     

Қазандық шығар газдардың көлемдік шығысы

 Vг=nBp[Vг0+(αу-1)V0][(θ+273)/273], м3/с.                             (9.1)

Мұндағы n – қазандық біріктіліктердің саны;

Вр – отынның есепті шығысы, кг/с;

Vг0 – газдардың теориялық көлемі, м3/кг, м3м3;

V0 - теориялық қажетті ауаның көлемі, м3/кг, м33;

αу - пайдаға асырғыштан (утилизатордан) кейінгі ауаның артықтық еселеуіші;

θ - пайдаға асырғыштың кірісіндегі газдардың ыстықтығы, 0С.

Пайдаға асырғышқа беретін шығар газдардың жылылығы

       Qт=Vгсрсгcp(θ-θ), кВт.                                 (9.2)

Мұндағы Vгср - пайдаға асырғышта θ-дан θ-ға дейін салқындайтын шығар газдардың орташа шығысы, м3/с;

сгcp - газдардың көлемдік орташа жылусыйымдылығы, кДж/(м3К);

θ- пайдаға асырғыштың щығысындағы газдардың ыстықтығы, 0С.

 

9.1 Есеп (9.1 [1]). Спирт заводы қазандығындағы су үнемдегіште шығар газдың қанша жылылығы беріледі, егер үнемдегіштің кірісі мен шығысындағы газдардың ыстықтықтары сәйкесті θ=320 0С мен θ=200 0С, үнемдегіштен кейінгі ауаның артықтық еселеуіші αу=1,4, газдардың көлемдік орташа жылусыйымдылығы сгcp=1,415 кДж/(м3К), бір қазандық біріктіліктің есепті отын шығысы Вр=0,25+0,01(n+m) кг/с, құрамы (%): Cp=49,3; Hp=3,6; Spл =3,0; Np=1,0; Op=8,3; Ap=21,8; Wp=13,0 таңбасы Д донецк тас көмірі жағылады, тео-риялық қажетті ауаның көлемі V0=5,17 м3/кг (1.7) және газдардың теориялық көлемі Vг0=5,67 м3/кг (1.16) бойынша [1]-де есептелгендей болса?  

9.1 Есептің n=0, m=0-дегі мысалы

Үнемдегіштің кірісі мен шығысындағы шығар газдардың көлемдік шығыстары (9.1)

    Vг=nBp[Vг0+(αу-1)V0][(θ+273)/273]=

   =2∙0,25[5,67+(1,4-1)5,17][(320+273)/273] =8,4 м3/с,          

 Vг=2∙0,25[5,67+(1,4-1)5,17][(200+273)/273] =6,7 м3/с.

Үнемдегіште θ-дан θ-ға дейін салқындайтын шығар газдардың орташа шығысы

    Vгср=(Vг+Vг)/2=(8,4+6,7)/2=7,55 м3.

Үнемдегішке берілетін шығар газдардың жылылығы (9.2)

                    Qт=Vтcp сг.cp(θ-θ)=7,55∙1,415(320-200)=1282 кВт.

 

9.2 Пештің шығар газдар жылуымен су буын дайындау

 

         Пайдаға асырғышта (утилизаторде) бу түрінде пайдаланған шығар газдар жылылығы келесідей анықталады

                                           Qтргг)β(1-ξ), кВт.                                   (9.3)

Мұндағы Іг мен Іг–пеш пен утилизатордың шығыстарындағы газдардың қажырлары (энтальпии), кДж/кг(м3);

         ξ - жылу көзі пеш пен утилизатор жұмыс тәртіптері және уақыттарының келіспеулік еселеуіші.

         Екіншілік қайрат қоры (вторичные энергоресурсы) арқылы үнемделген шарты отын шығысы

                                                     Вэк=Qт/(29308ηк.у), кг/с.                                (9,4)

         Мұндағы ηк.у - орынын басушы қазандық қондырғының (замещаемой котельной установки - к.у) ПЖЕ-сі.

 

9.2 Есеп (9.4 [1]). Нан пісіретін үш пеш шығар газдарының жылуымен бу түрінде утилизатор қазанында қанша жылылық өндіріледі, егер пештер мен утилизатордың шығыстарындағы газ ыстықтары сәйкесті θ=700 0С, θ=200 0С, утилизатордан кейінгі ауаның артықтық еселеуіші αу=1,3, үш пештің есепті отын шығысы Вр=0,05+0,01(n+m) м3/c, жылу көзі пештер мен утилизатор жұмыс тәртіптері және уақыттарының келіспеулік еселеуіші β=1,0, утилиза-тордың жылулық ысырап еселеуіші ξ=0,1 және орынын басушы қазандық қондырғының ПЖЕ-сі ηк.у=0,8 болса? Газдар құрамы (%) CO2=0,2; CH4=98,2; C2H6=0,4; C3H8=0,1; C4H10=0,1; N2=1,0 Ставропол табиғи газын жағады.

 

9.2 Есептің n=0,m=0–дегі мысалы

Есепке қажетті негізгі мәліметтер белгілі кейіптемелер арқылы анықтал-ған [1]. Олар V0=9,51 м33 (1.8); VRO2=1,0 м33 (1.18); V0N2=7,52 м33 (1.17); V0H2O=2,13 м33 (1.20); Іг=13811 кДж/м3 (1.48); Іг=5489 кДж/м3 (1.48).

         Сонымен, пайдаға асырғышта (утилизаторде) бу түрінде пайдаланған шығар газдар жылылығы (9,3)

                  Qтргг)β(1-ξ)=0,05(13811-5489)1,0(1-0,1)=375 кВт.

         Үнемделген (шығар газдардың жылуы) шартты отын шығысы (9.4)

                         Вэк=Qт/(29308ηк.у=375/(29308∙0,8)=0,016 кг/с.  

 

Қорытынды

 

         АУТ мамандық студенттерінің өтетін «Сұйық және газ механикасы» мен «Жылутехника негіздері» жылутәсілдік таңдаулы пәндерінің қорытынды пәні - «Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері» пәндік жұмысы әдістемелігін-де - бұлардың «Жылуэнергетиканың автоматтандыруы» арнайы пәні және бітіру жұмыстарымен жалғасатыны ескеріліп, жылуқозғалымдық тиімді айна-лымдарының негізінде жылу электр станциялардың әдетті қағидалы жылулық сүлбелері, қазандық пен шығырларының және қосалқы қондырғыларының тәсілдік құбылыстары мен істері, отын шығысы мен үнемі, олардың және қалалық жылуландыру жүйенің үнемиеттік пен мекен қорғаулық тиімділігі, есептеу әдістері мен есепті мысалдары және пәндік жұмыстың түрлі тапсыр-малары кеңінен қаралды.

         Мұның ішінде келесі тақырыптарға арнайы көңіл бөлінді: ЖЭС-тің жылулық сүлбесінің міндеттері, органикалық отын, қазандық қондырғылар, бу шығырлары, газ шығырлары мен газшығырлы қондырғылар, ішкі жанулы қозғалтқыштар (ІЖҚ – ДВС), сорғылар мен желдеткіштер және тоңазытқыш пен жылу сорғылары, жылу электр станциялары (ЖЭС), өнеркәсіп кәсіпорын-дарын жылумен қамдау, екіншілік қайрат қоры. 

 

 

Қосымша А. 1 м3 газдар мен ылғалды ауаның (кДж/м3) және

1кг күлдің қажырлары (энтальпии) (кДж/кг)

 

θ, 0С

(сθ)B

(сθ)З

1

2

3

4

5

6

7

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

169

357

559

772

996

1222

1461

1704

1951

2202

2457

2717

2976

3240

3504

3767

4035

4303

4571

4843

5115

5387

130

260

392

527

664

804

946

1093

1243

1394

1545

1695

1850

2009

2164

2323

2482

2642

2805

2964

3127

3290

132

267

407

552

699

850

1005

1160

1319

1478

1637

1800

1963

2127

2294

2461

2629

2796

2968

3139

3307

3483

151

304

463

626

794

967

1147

1335

1524

1725

1926

2131

2344

2558

2779

3001

3227

3458

3688

3926

4161

4399

132

266

403

542

684

830

979

1130

1281

1436

1595

1754

1913

2076

2239

2403

2566

2729

2897

3064

3232

3399

80,8

169,1

263,7

360,0

458,5

560,6

662,9

767,6

874,0

984,0

1096,0

1206,0

 

Ескерту.Ылғалды ауаның (сθ)n қажыры dr=10 г/м3 ылғал мөлшерінде келтірілген.

Қосымша Б. Қаныққан құрғақ бу мен судың қанығу сызығындағы

қасиеттері (қысымдар бойынша)

р,

 МПа

tн,

C

v,

м3/кг

v,

м3/кг

i, кДж

/кг

i,кДж

/кг

s’, кДж

/(кгК)

s’’, кДж

/(кгК)

1

2

3

4

5

6

7

8

0,0010

0,0015

0,0020

0,0025

0,0030

0,0035

 

0,0040

0,005

0,010

0,020

0,025

0,030

 

0,04

0,05

0,10

0,20

0,30

0,5

 

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,5

 

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

 

8,0

9,0

10,0

12,0

14,0

16,0

 

18,0

20,0

22,0

6,936

13,001

17,486

21,071

24,078

26,674

 

28,95

32,89

45,82

60,08

64,99

69,12

 

75,87

81,33

99,62

120,23

133,54

151,84

 

158,84

164,96

170,41

175,36

179,88

198,28

 

212,37

233,83

250,83

263,91

275,56

285,80

 

294,98

303,31

310,96

324,64

336,63

347,32

 

356,96

365,72

373,71

0,0010001

0,0010007

0,0010014

0,0010021

0,0010028

0,0010035

 

0,0010042

0,0010054

0,0010102

0,0010171

0,0010198

0,0010223

 

0,0010264

0,0010299

0,0010432

0,0010606

0,0010733

0,0010927

 

0,0011009

0,0011081

0,0011149

0,0011213

0,0011273

0,0011538

 

0,0011768

0,0012164

0,0012520

0,0012858

0,0013185

0,0013510

 

0,0013838

0,0014174

0,0014522

0,001527

0,001611

0,001710

 

0,001839

0,00203

0,00269

130,04

88,38

67,24

54,42

45,77

39,56

 

34,93

28,24

14,70

7,652

6,201

5,232

 

3,999

3,243

1,696

0,8860

0,6055

0,3749

 

0,3156

0,2728

0,2403

0,2149

0,1945

0,1317

 

0,09961

0,06663

0,04977

0,03943

0,03243

0,02738

 

0,02352

0,02049

0,01803

0,01426

0,01149

0,009319

 

0,007505

0,00586

0,00378

29,18

54,61

73,40

88,36

100,93

111,81

 

121,33

137,79

191,84

251,48

272,03

289,30

 

317,62

340,53

417,47

504,74

561,7

640,1

 

670,6

697,2

720,9

742,7

762,4

844,5

 

908,6

1008,4

1087,5

1154,2

1213,9

1267,6

 

1317,3

1363,9

1407,9

1491,1

1570,8

1649,6

 

1732,2

1826,8

2009,7

2513,4

2524,7

2533,1

2539,5

2545,3

2549,9

 

2553,7,7

2560,9

2583,9

251,48

2617,6

2624,6

 

2636,3

2645,2

2674,9

2706,8

2725,5

2748,8

 

2756,9

2763,7

2769,0

2773,7

2777,8

2791,8

 

2799,2

2803,1

2800,6

2793,9

2784,4

2772,3

 

2758,6

2742,6

2724,8

2684,6

2637,9

2581,7

 

2510,6

2410,3

2195,6

0,1053

0,1952

0,2603

0,3119

0,3547

0,3912

 

0,4225

0,4764

0,6496

0,8324

0,8934

0,9441

 

1,0261

1,0912

1,3026

1,5306

1,6716

1,8605

 

1,9311

1,9923

2,0461

2,0945

2,1383

2,3148

 

2,4471

2,6455

2,7965

2,9210

3,0276

3,1221

 

3,2079

3,2866

3,3601

3,4966

3,6233

3,7456

 

3,8708

4,0147

4,2943

8,9749

8,8268

8,7227

8,6424

8,5784

8,5222

 

8,4737

8,3943

8,1494

7,9075

7,8300

7,7673

 

7,6710

7,5923

7,3579

7,1279

6,9922

6,8221

 

6,7609

6,7090

6,6630

6,6223

6,5867

6,4458

 

6,3411

6,1859

6,0689

5,9739

5,8894

5,8143

 

5,7448

5,6783

5,6147

5,4930

5,3731

5,2478

 

5,1054

4,9280

4,5815

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қосымша В. Қаныққан құрғақ бу мен судың қанығу сызығындағы

қасиеттері (ыстықтықтар бойынша)

t,

C

p,

МПа

v,

м3/кг

v,

м3/кг

i, кДж

/кг

i,кДж

/кг

s’, кДж

/(кгК)

s’’, кДж

/(кгК)

1

2

3

4

5

6

7

8

0

5

10

15

20

25

 

30

35

40

45

50

55

 

60

65

70

75

80

85

 

90

95

100

105

110

115

 

120

125

130

135

140

145

 

150

155

160

165

170

 

175

180

185

190

0,0006108

0,0008718

0,0012271

0,001704

0,002337

0,003167

 

0,004241

0,005622

0,007375

0,009582

0,012335

0,015741

 

0,01992

0,02501

0,03116

0,03855

0,04736

0,05780

 

0,07011

0,08452

0,10132

0,12080

0,14327

0,16906

 

0,19854

0,23208

0,27011

0,3130

0,3614

0,4155

 

0,4760

0,5433

0,6180

0,7008

0,7920

 

0,8925

1,0027

1,1234

1,2553

0,0010002

0,0010001

0,0010004

0,0010010

0,0010018

0,0010030

 

0,0010044

0,0010060

0,0010079

0,0010099

0,0010121

0,0010145

 

0,0010171

0,0010199

0,0010228

0,0010258

0,0010290

0,0010324

 

0,0010359

0,0010396

0,0010435

0,0010474

0,0010515

0,0010558

 

0,0010603

0,0010649

0,0010697

0,0010747

0,0010798

0,0010851

 

0,0010906

0,0010962

0,0011021

0,0011081

0,0011144

 

0,0011208

0,0011275

0,0011344

0,0011415

206,3

147,2

106,42

77,97

57,84

43,40

 

32,93

25,25

19,55

15,28

12,05

9,578

 

7,678

6,201

5,045

4,133

3,409

2,828

 

2,361

1,982

1,673

1,419

1,210

1,037

 

0,8917

0,7704

0,6683

0,5820

0,5087

0,4461

 

0,3926

0,3465

0,3068

0,2725

0,2426

 

0,2166

0,1939

0,1739

0,1564

0,000

21,06

42,04

62,97

83,90

104,80

 

125,69

146,58

167,51

188,41

209,30

230,19

 

251,12

272,06

292,99

313,97

334,94

355,96

 

376,98

398,04

419,10

440,20

461,34

482,53

 

503,7

525,0

546,4

567,7

589,1

610,4

 

632,2

653,6

675,3

697,5

719,3

 

741,1

763,3

785,4

807,6

2500,8

2510,0

2519,2

2528,4

2537,2

2546,4

 

2555,6

2564,8

2573,6

2582,4

2591,6

2600,4

 

2609,2

2617,6

2626,4

2634,8

2643,1

2651,5

 

2659,1

2667,8

2675,8

2683,3

2691,3

2698,8

 

2706,3

2713,5

2720,6

2727,3

2734,0

2740,3

 

2746,5

2752,4

2757,8

2763,7

2768,7

 

2773,3

2778,4

2782,5

2786,3

0,0000

0,0762

0,1511

0,2244

0,2964

0,3672

 

0,4367

0,5049

0,5723

0,6385

0,7038

0,7679

 

0,8311

0,8935

0,9550

1,0157

1,0752

1,1342

 

1,1924

1,2502

1,3071

1,3632

1,4185

1,4725

 

1,5278

1,5814

1,6345

1,6869

1,7392

1,7907

 

1,8418

1,8924

1,9427

1,9925

2,0419

 

2,0909

2,1395

2,1876

2,2358

9,1544

9,0242

8,8995

8,7806

8,6663

8,5570

 

8,4523

8,3518

8,2560

8,1638

8,0751

7,9901

 

7,9084

7,8297

7,7544

7,6819

7,6116

7,5438

 

7,4785

7,4157

7,3545

7,2959

7,2386

7,1833

 

7,1289

7,0778

7,0271

6,9781

6,9304

6,8839

 

6,8383

6,7939

6,7508

6,7081

6,6666

 

6,6256

6,5858

6,5465

6,5075

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

195

200

205

210

 

215

220

225

230

 

235

240

245

250

 

255

260

265

270

 

275

280

285

290

 

295

300

305

310

 

315

320

325

330

 

335

340

345

350

 

355

360

365

370

375

 

1,3989

1,5550

1,7245

1,9080

 

2,1062

2,3202

2,5504

2,7979

 

3,0635

3,3480

3,6524

3,978

 

4,325

4,694

5,088

5,505

 

5,949

6,419

6,918

7,445

 

8,002

8,592

9,213

9,869

 

10,561

11,290

12,057

12,864

 

13,715

14,608

15,547

16,537

 

17,577

18,674

19,830

21,053

22,087

0,0011489

0,0011565

0,0011644

0,0011726

 

0,0011812

0,0011900

0,0011992

0,0012087

 

0,0012187

0,0012291

0,0012399

0,0012512

 

0,0012631

0,0012755

0,0012886

0,0013023

 

0,0013168

0,0013321

0,0013483

0,0013655

 

0,0013839

0,0014036

0,001425

0,001447

 

0,001472

0,001499

0,001529

0,001562

 

0,001599

0,001639

0,001686

0,001741

 

0,001807

0,001894

0,00202

0,00222

0,00280

 

0,1409

0,1272

0,1150

0,1044

 

0,09465

0,08606

0,07837

0,07147

 

0,06527

0,05967

0,05462

0,05005

 

0,04591

0,04215

0,03872

0,03560

 

0,03275

0,03013

0,02774

0,02553

 

0,02351

0,02164

0,01992

0,01831

 

0,01683

0,01545

0,01417

0,01297

 

0,01184

0,01078

0,09771

0,08805

 

0,007869

0,006943

0,00600

0,00493

0,00361

829,8

852,4

875,0

897,6

 

920,7

943,7

967,2

990,2

 

1014,0

1037,5

1061,8

1086,1

 

1110,3

1135,0

1160,2

1185,3

 

1210,8

1236,8

1263,2

1290,0

 

1317,2

1344,8

1373,3

1402,2

 

1431,9

1462,9

1493,4

1526,1

 

1559,6

1594,8

1632,0

1671,4

 

1714,1

1761,1

1817,5

1892,4

2031,9

2789,7

2793,0

2795,5

2798,0

 

2800,1

2801,4

2802,6

2803,1

 

2803,4

2803,1

2802,6

2801,0

 

2788,9

2796,4

2793,4

2789,7

 

2785,1

2779,6

2773,3

2766,2

 

2758,3

2749,1

2739,0

2727,3

 

2714,3

2699,6

2683,3

2665,7

 

2645,2

2621,8

2595,4

2564,4

 

2527,2

2481,1

2420,8

2330,8

2171,7

 

2,2835

2,3308

2,3777

2,4246

 

2,4715

2,5179

2,5640

2,6101

 

2,6561

2,7022

2,7478

2,7934

 

2,8395

2,8851

2,9308

2,9764

 

3,0225

3,0685

3,1146

3,1610

 

3,2079

3,2548

3,3025

3,3507

 

3,3997

3,4495

3,5002

3,5521

 

3,6057

3,6605

3,7183

3,7786

 

3,8439

3,9163

4,0009

4,1135

4,3258

 

 

6,4699

6,4318

6,3945

6,3577

 

6,3212

6,2848

6,2488

6,2132

 

6,1780

6,1425

6,1073

6,0721

 

6,0365

6,0014

5,9658

5,9298

 

5,8938

5,8573

5,8201

5,7824

 

5,7443

5,7049

5,6647

5,6233

 

5,5802

5,5354

5,4893

5,4412

 

5,3905

5,3361

5,2770

5,2117

 

5,1385

5,0530

4,9463

4,7951

4,5418

 

 Қосымша Г. Фреон-12-нің қанығу сызығындағы

             жылуқозғалымдық қасиеттері

 

t,

0C

p,

МПа

υ4,

м3/кг

υ1,

м3/кг

і4, кДж/кг

і1, кДж/кг

S4, кДж/

(кг·К)

S1, кДж/

(кг·К)

-39

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

+5

+10

+15

+20

+25

+30

0,06730

0,08076

0,10044

0,12369

0,15094

0,18257

0,21904

0,16080

0,30848

0,36234

0,42289

0,49094

0,56653

0,65062

0,74324

 

0,0006605

0,0006658

0,0006725

0,0006793

0,0006868

0,0006940

0,0007018

0,0007092

0,0007173

0,0007257

0,0007342

0,0007435

0,0007524

0,0007628

0,0007734

 

0,2337

0,1973

0,1613

0,1331

0,1107

0,09268

0,08713

0,06635

0,05667

0,04863

0,04204

0,03648

0,03175

0,02773

0,02433

384,06

387,46

391,73

396,07

400,44

404,92

409,44

414,00

418,65

423,34

428,11

432,97

437,87

442,81

447,83

554,63

556,59

559,06

561,54

563,96

566,39

568,82

571,16

573,51

578,81

578,07

580,29

582,42

584,48

586,44

4,0513

4,0655

4,0832

4,1007

4,1180

4,1353

4,1525

4,1695

4,1865

4,2033

4,2201

4,2368

4,2534

4,2699

4,2864

4,7797

4,7759

4,7716

4,7675

4,7642

4,7610

4,7583

4,7558

4,7536

4,7515

4,7498

4,7481

4,7466

4,7451

4,7437

 

Қосымша Д. Аммиактың қанығу сызығындағы

               жылуқозғалымдық қасиеттері

t,

0C

p,

МПа

υ4,

м3/кг

υ1,

м3/кг

і4, кДж/кг

і1, кДж/кг

S4, кДж/

(кг·К)

S1, кДж/

(кг·К)

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

 

30

35

40

45

50

0,0409

0,0546

0,0718

0,0932

0,1195

0,1516

0,1902

0,2363

0,2909

0,3549

0,4294

0,5517

0,6150

0,7283

0,8572

1,0027

 

1,1665

1,3499

1,5544

1,7814

2,0326

 

0,001425

0,001437

0,001449

0,001462

0,001476

0,001490

0,001504

0,001519

0,001534

0,001550

0,001566

0,001583

0,001601

0,001619

0,001639

0,001659

 

0,001680

0,001702

0,001726

0,001750

0,001777

 

2,623

2,007

1,550

1,215

0,963

0,771

0,624

0,509

0,418

0,347

0,290

0,244

0,206

0,175

0,149

0,128

 

0,111

0,096

0,083

0,073

0,064

193,4

215,6

237,8

260,0

282,2

304,4

327,4

350,0

372,6

395,6

418,7

441,7

465,2

488,6

512,5

536,3

 

581,1

584,9

609,2

633,9

659,0

1608,1

1616,5

1624,9

1632,8

1640,8

1648,3

1655,4

1662,6

1669,3

1675,1

1681,0

1686,4

1691,0

1695,6

1699,4

1703,2

 

1705,7

1708,2

1709,9

1710,7

1711,1

 

 

3,3000

3,3767

3,4730

3,5672

3,6601

3,7514

3,8410

3,9293

4,0164

4,1022

4,1868

4,2705

4,3530

4,4346

4,5155

4,5954

 

4,6746

4,7528

4,8307

4,9078

4,9840

9,6204

9,5199

9,4245

9,3341

9,2486

9,1674

9,0895

9,0150

8,9438

8,8756

8,8094

8,7458

8,6838

8,6240

8,5658

8,5092

 

8,4536

8,3991

8,3455

8,2928

8,2400

 

 

Әдебиеттер тізімі

 

1 Понкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике: Учебные пособие неэнергетических спец. вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ВШ, 1986.-248 с.

2 Мартынов А.В. Установки для трансформации тепла и охлаждения: Сборник задач: Учебное пособие для вузов.- М.: ЭАИ, 1989.- 200 с.

3 Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям: Учебное пособие для вузов.-3-е изд., перераб.- М.: ЭАИ, 1985. - 232 с.

4 Плетнев Г.П. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов. - М: Энергоиздат, 1981.- 368 с.

5 Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учебное пособие для вузов / Под ред. С.В.Цанева. – М.: Издательство МЭИ, 2002. - 584 с.

6 Темірбаев Д.Ж. Жылу өндірудің тәсілдемелік негіздері: Дәрістер жинағы. - Алматы: АЭжБУ, 2010.- 69 б.

7 E.Нурекен, Д.Темірбаев, Б.Алияров. Жылу қайратият атауларының қазақша-орысша, орысша-қазақша сөздігі. - Алматы: АЭжБИ, 2009. – 200 б.

 

Мазмұны

                                                                                                                 б.

Алғы сөз                                                                                                  3

Тәсілдік кіріспе.  ЖЭС жылулық сүлбесінің міндеттері                         3

1 Органикалық отын                                                                               6

1.1 Отынның құрамы                                                                              6

1.2 Отынның жану жылылығы                                                               7

1.3 Ауаның отынды жағуға қажетті көлемі

      және жану өнімдерінің көлемі мен маңызы                                      8

1.4 Жану өнімдері мен ауаның қажыры (энтальпиясы)                          12

2 Қазандық қондырғылар                                                                       13

2.1 Жылу теңестігі. Пайдалы жылу еселеуіші.

      Қазандық отын шығысы                                                                   13

2.2 Қазандық ошақтардың жылулық сипаттамалары                             16     

2.3 Ошақтың жылуалмасуын есептеу                                                      17

2.4 Қазандық біріктіктің ағынды қыздыру беттерін есептеу                            21

2.5 Күлден тозу мен төмен ыстықты тотығу                                          24

2.6 Үрлегіштер мен сорғылар                                                                           26

2.7 Зиянды заттарды әуеде ыдырату мұржаларды есептеу                    28

2.8 Жылуалмасулық аспаптардың есептеу әдістемесі мен мысалы        30

2.9 Қоректік қондырғылар                                                                      31

2.10 Үздіксіз үрлегіш пен оның айырғышын есептеу                             32

3 Бу шығырлары                                                                                     33

3.1 Шығыр сатысындағы жұмыстық құбылыс                                      33

3.2 Шығыр сатыларындағы қайраттың ысыраптары және

      шығыр сатыларының пайдалы жұмыс еселеуштері (ПЖЕ)             36

3.3 Саптамалар мен жұмыстық қалақшалардың өлшемдерін

      анықтау. Будың шығардағы кеңеюі                                                  38

3.4 Шығырдың пайдалы әрекет еселеуіштері, қуаты мен бу шығысы   41

3.5 Бу шығырларының шықтағыштары                                                  44

4 Газ шығырлары мен газшығырлы қондырғылар                                45

4.1 Газ шығырлары                                                                                 45

4.2 Газшығырлы кондырғылер (ГШҚ – ГТУ)                                        47     

5 Ішкі жанулы қозғалтқыштар (ІЖҚ – ДВС)                                          49

5.1 ІЖҚ-ны сипаттаушы көрсеткіштер                                                   49

5.2 Қозғалтқыштың жылулық теңестігі                                                   51

6 Сорғылар мен желдеткіштер және тоңазытқыш пен жылу сорғылары        53

6.1 Сорғылар                                                                                           53

6.2 Желдеткіштер                                                                                     56

6.3 Тоңазытқыштар мен жылулық сорғылар                                          57

7 Жылу электр станциялары (ЖЭС)                                                       59

7.1 ЖЭС жұмыс тәртібінің көрсеткіштері                                                        59

7.2 ЖЭС тиімділігін сипаттаушы көрсеткіштер                                      61

8 Кәсіпорындарын жылумен қамдау                                                       65

8.1 Кәсіпорын: жылумен қамдау, жылылық шығысын есептеу             65

8.2 Жылумен қамдау жүйенің тәсілді үнемдік көрсеткіштері                 67

9 Екіншілік қайрат қоры (вторичные энегоресурсы)                              68

9.1 Қазандық шығар газдар жылуымен ыстық су және буды дайындау         68     

9.2 Пештің шығар газдар жылуымен су буын дайындау                        69

Қорытынды                                                                                             69

Қосымша А. 1 м3 газдар мен ылғалды ауаның (кДж/м3) және

  1кг күлдің қажырлары (энтальпии) (кДж/кг)                     70

Қосымша Б. Қаныққан құрғақ бу мен судың қанығу сызығындағы

                     қасиеттері (қысымдар бойынша)                                       71     

Қосымша В. Қаныққан құрғақ бу мен судың қанығу сызығындағы

                     қасиеттері (ыстықтықтар бойынша)                                   72

Қосымша Г. Фреон-12-нің қанығу сызығындағы

  жылуқозғалымдық қасиеттері                                            75

Қосымша Д. Аммиактың қанығу сызығындағы

  жылуқозғалымдық қасиеттері                                            75

Әдебиеттер тізімі                                                                                     76

 

2012 жылғы жоспар бойынша реті ____