Жылуалмасу аппараттары туралы жалпы мәлімет
Масса алмасудың жылу алмасуға әсері (сурет 7)
жүктеу/скачать 2,72 Mb.
|
1-дәріс ЖМАА (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- 3. РЕГЕНЕРАТИВТІ ЖЫЛУ АЛМАСУ АППАРАТТАРЫ (КОНСТРУКЦИЯЛАР ЖӘНЕ ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ)
| Масса алмасудың жылу алмасуға әсері (сурет 7)
Сурет 7. Температуралық графиктер: а – таза жылуалмасу кезінде; б – сұйықтықтың булануы кезінде; в – булану кезінде, г – будың конденсациясы кезінде Таза жылуалмасу кезінде жылу ағындарын есептеу Қыздыру, содан кейін булану мұндағы αk2 – конвективті жылу бергіштік коэффициенті; βp2 – булану кезіндегі массаберу коэффициенті; r2 – булану бетіндегі сұйықтықтың температурасы кезінде буланудың меншікті жылуы tr2; pr2 – булану бетіндегі будың парциалды қысымы tr2 кезінде қанықтыру қысымына тең; р2 – қоспа ағынындағы будың парциалды қысымы; t2 – ағындағы қоспаның температурасы. Буланумен сүйемелденетін газды салқындату: Бу-газ қоспасынан бу конденсациясы: 3. РЕГЕНЕРАТИВТІ ЖЫЛУ АЛМАСУ АППАРАТТАРЫ (КОНСТРУКЦИЯЛАР ЖӘНЕ ЖҰМЫС ПРИНЦИПІ) Регенеративті ЖА ерекшелігі, ондағы жылу қыздырылған жылутасымалдағыштан қыздырылатынға құрылғылар көмегімен беріледі, яғни болып табылады, яғни онда әрбір жылутасымалдағыштар кезек-кезек жанасады. Регенеративті ЖА бұл үздіксіз және мерзімді әрекет ететін болып бөлінеді (сурет. 8). Үздіксіз жұмыс істейтін аппараттарда құрылғы айналмалы пакет түрінде, штампталған парақтардан, металл стерженьдерден, шар төсемінен немесе сусымалы материалдың жылжымалы қабатынан жасалады, саптаманың айналуы немесе сусымалы материал қабатының қозғалысы аппарат корпусында жүреді, ол қыздыру және жылытылатын жылутасымалдағыштардың өтуі үшін камераларға бөлінеді. Мұндай құрылғылар арқылы жылутасымалдағыштардың қозғалысы үздіксіз жүзеге асырылады. Егер жылутасымалдағыштардың бастапқы температурасы өзгеріссіз қалса, онда олардың құрылғылардың шығысындағы температурасы өзгермейді. Мерзімді жылу режимінде тек жылжымалы құрылғы жұмыс істейді. Ол алдымен қыздырғыш жылутасымалдағыштың өтуі үшін камерада қызады, содан кейін қыздырылған орта үшін камерада салқындатылады. Сур. 8. Регенеративті жылу алмастырғыштардың жұмыс схемалары Жылу электр станцияларында айналмалы роторы бар регенераторлар ең көп қолданылады. Саптама қалыңдығы 0,6÷1,2 мм штампталған гофрленген парақтардан жиналады. Ротор 24 сектордан тұрады, 13 сектор арқылы түтін газдары, 9 – қыздырылған ауа арқылы өтеді, ал 2 сектор жылу тасымалдаушылардың ағуы мен араласуына жол бермейтін тығыздағыш плиталармен жабылады. Құрылғынығ 1 м3 жылуалмасу бетінің ауданы 400÷500 м2 жетеді, газдардың жылдамдығы 7÷8 м/с, ауа жылдамдығы 7÷9 м/с, ротордың айналу жиілігі 2 айн/мин, ауа 300÷350оС дейін қызады. Түтін газдарымен жанасатын бетінің үлкен өлшемдері пластиналық және тегіс құбырлы қалпына келтіретін ауа жылытқыштарына қарағанда құрылғының беткі температурасын жоғары деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді, мұнда екі жағынан жылыту беті бірдей. Бұл түтін газдарынан су буының конденсациясы кезінде шық нүктесінен төмен температурада жоғары болатын қыздыру бетінің коррозия мүмкіндігін азайтады. Толығымен коррозияны жойып тастау мүмкін емес. Сондықтан онымен күресу үшін арнайы қосылыстармен қапталған эмальданған парақтар, металл емес материалдар қолданылады. Аппараттар құбырлы құрылғыларға қарағанда ықшам, бірақ жұмыс істеу қиынырақ, ротордың айналуы үшін электр қуаты қажет. Газ камерасына ауа ағу аппараттарында 12÷15% құрайды, бұл жоғары өнімділікті желдеткіштердің болуын талап етеді. Сусымалы жылжымалы қабаты бар регенеративті жылу алмастырғыштар магнитті-гидродинамикалық (МГД) генераторларда және өнеркәсіптік пештерде қолданылады. Құрылғы ретінде диаметрі 3÷5 мм шойын бытырасын пайдаланған кезде жылутасығыштар ағыны бағытындағы құрылғы қабатының қалыңдығы 30÷50 мм құрайды, бытыраның қозғалыс жылдамдығы 0,05÷0,08 м/с. Жылуалмасу бетінің ауданы 1 м3 құрылғы ∼500 м2. Ауа 300÷320 оС дейін қызады. Газ жағындағы кедергі ∼ 400 Па, ауа жағынан ∼ 380 Па. Сусымалы материалдарды төменгі камерадан жоғары беру шнектің немесе пневмокөліктің көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін (сурет. 9). Сур. 9. Регенеративті жылуалмастырғыштағы жылутасымалдағыштар мен құрылғылар температурасының өзгеруі: а – құрылғыдағы арналар бойымен; б – құрылғы элементтеріндегі температураның көлденең таралуы Бекітілген құрылғысы бар регенеративті жылуалмастырғыштар 800÷1200 оС үрлеу ауасын және домна пештерінде, ашық ауада, шыны қайнатуда және жылыту пештерінде 400÷600 оС дейін, -150 оС және одан төмен ауа бөлу қондырғыларында отын ретінде пайдаланылатын газды жылыту үшін қолданылады. Мұндай регенераторларда кемінде екі құрылғы бар, олардың біреуі "газбен", ал екіншісі "үрлеумен" жұмыс істейді, құрылғыны қыздыру және салқындату кезеңдері τ1 = τ2, құрылғыларды бір режимнен екіншісіне ауыстыру шиберлермен немесе клапандармен жүзеге асырылады. Криогендік жүйелерде, мысалы, ауаны бөлуге арналған қондырғыларда құрылғы алюминий фольгадан жасалған. Мұндай құрылғы инерциялық емес және парақтың қалыңдығында бірдей температураға ие. Регенеративті айналмалы ауа жылытқыштар ауыр жағдайда жұмыс істейді. Регенеративті ауа жылытқышты (РАЖ) пайдалану кезінде неғұрлым қолайсыз жағдайларда тығыздағыштар болады. Ротордың ыстық және суық жақтарындағы температураның айтарлықтай айырмашылығына байланысты соңғысы саңырауқұлақ тәрізді болады. Бұл жағдайда ротордың иілу мәні тұрақты емес, өйткені ыстық және суық жақтардағы температура айырмашылығы қазандықтың әртүрлі жұмыс режимдерінде өзгереді. РАЖ роторының майысуынан басқа, РАЖ біраз уақыт жұмыс істегеннен кейін ротордың фланецтерінің осьтік де, радиалдық бағытта да соғылуы пайда болады. Қатты және сұйық отындағы қазандықтар жұмыс істеген кезде РАЖ пакеттері күлмен қатты бітеледі. Күл шөгінділері суық жағында басталып, содан кейін бүкіл қыздыру бетіне таралады. Пакеттерде күл шөгінділерінің қарқындылығына көптеген факторлар әсер етеді: жағылатын отын түрі, жану процесі, күлдің құрамы, қазандықтың жұмыс режимі, температурасы суық ауа және т. б. Қатты отынмен жұмыс істейтін қазандықтың РАЖ, шөгінділер, әдетте, борпылдақ және үрлеу қондырғыларының көмегімен оңай жойылады. Күкіртті мазутта қазандықты пайдалану кезінде РАЖ қолайсыз жағдайларда жұмыс істейді, өйткені күл шөгінділері бір-біріне жабысып, үрлеу арқылы жою қиын. Бұл шөгінділер сульфаттардан, темір оксидтерінен, бос күкірт қышқылынан және көміртегі күйесінен тұрады. РАЖ-ның ластану процесі шық нүктесінен төмен суық жағындағы металл толтыру температурасында ерекше қарқынды жүреді, нәтижесінде шөгінділер ылғалды болады, бұл күлдің жабысуына ықпал етеді. Металлдың төмен температурасы күкірт қышқылының конденсациясына және толтырылған коррозияның жоғарылауына әкеледі, сондықтан жоғары түйіршікті мазуттарды жағу кезінде жылытқыштардағы суық ауаны 60÷70оС, кейде одан да жоғары температураға дейін жылыту ұсынылады. Қазандық жоғары күкіртті мазутта жұмыс істеген кезде, суық ауаны алдын ала жылыту болмаған кезде, 15÷20 күннен кейін 3÷5 есе артуы мүмкін, ал ауаны 60÷70 оС дейін қыздырған кезде бұл кезең 40 және одан да көп күнге дейін артады. Күлі аз отындар кезінде үрлеу бірнеше айдан кейін жүргізіледі. РАЖ-ның қызмет ету мерзімі мен сенімділігі көбінесе толтыру парақтарының коррозиясын анықтайды. Қатты отындар мен аз күкіртті мазуттарды жағу кезінде РАЖ коррозиясының жылдамдығы аз ∼0,2 мм/г. жоғары күкіртті мазутта жұмыс істейтін қазандықтардың тоқтауы кезінде РАЖ жуу қажет, өйткені олай болмаған жағдайда қатты коррозия болады. Бұл шөгінділердегі SO3 ылғалмен әрекеттесіп, темірмен әрекеттесетін күкірт қышқылын түзеді. Қатты отынды жағатын қазандықтарда РАЖ толтыру пакеттеріндегі шөгінділерді жоюдың ең тиімді құралы тербелмелі типті аппараттармен үрлеу болып табылады. Аппараттар жоғарыдан төмен қарай тазалау үшін ауа жылытқыштың газ жағына орнатылады. Ротордың жоғары биіктігінде олар жоғарғы және төменгі жағында орнатылады. Бұл құрылғылар ротордың ортасынан периферияға және керісінше саптаманың басы бар құбырдың мерзімді қозғалысын қамтамасыз етеді. Үрлеу автоматты түрде жүргізіледі. Құрылғыны саптама құбырының қозғалысымен бір уақытта қосқан кезде бу беру клапаны автоматты түрде ашылады. Үрлеу ауысымына 15-40 атм, 1÷2 рет қысыммен 400оС температурада қатты қыздырылған бумен жүргізіледі. Күкірт мазуттарын жағу кезінде РАЖ үрлеу тиімсіз, бірақ кейде оны қолдану су аралық мерзімдерді арттырады. Күкіртті мазутты жағатын қазандықтардың көпшілігінде РАЖ-ны сумен жуу қолданылады. Ластану дәрежесіне байланысты жуу 15÷20 күннен кейін 30оС суық ауа температурасында, 30÷40 күннен кейін 60÷70оС дейін суық ауаны алдын ала қыздырғанда жүргізіледі. Жуу тоқтатылған, сондай-ақ жұмыс істейтін РАЖ-да жүргізіледі. Саңылаулары бар стационарлық құбыр ротордың жоғарғы бөлігіне газ жағында, кейде төменгі бөлігінде орнатылады, кейде үшінші саптама құбыры ауа жағына қосымша орналастырылады. Жуу 6 атм қысымымен 70÷80 оС температурада техникалық сумен жүргізіледі. Су температурасының төмендеуімен шөгінділердің ерігіштігі күрт төмендейді және жуу уақыты артады. Су шығыны 100 т/сағ болған кезде жуу 1÷2 сағат ішінде жүргізіледі. жүктеу/скачать 2,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|