13.3. Моторні палива для поршневих двс.

Основними моторними паливами є бензини і дизельні палива, одержувані шляхом переробки нафти. Крім цього також використовують стиснуті і зріджені гази; синтетичні палива, одержувані переробкою вугілля, сланців, бітуміносних пісків; спирти; ефіри.

Автомобільні бензини являють собою суміші вуглеводнів, що википають у діапазоні температур 35…205 ⁰С і виробляються наступних марок: за Дст 2084-77 А-76, АИ-93 (А-92), АИ-95, а також неэтильований АИ-91; експортні бензини А-80, А-92, А-96, з поліпшеними екологічними властивостями – НОРСИ АИ-80, НОРСИ АИ-92, НОРСИ АИ-95.

Цифри в марці бензину показує октанове число (ОЧ), що характеризує детонаційну стійкість бензину.

Дизельні палива виробляються в основному з гідро очищених фракцій прямої перегонки нафти.

Виробляють три сорти дизельного палива: "л" (літнє) – для експлуатації при температурі 0 ⁰С і вище; "з" (зимове) - для експлуатації при температурі -20 ⁰С і вище; "а" (арктичне) - для експлуатації при температурі -50 ⁰С і вище.

Вуглеводні газоподібні палива при нормальних умовах підрозділяють на стиснуті (СПГ) і зріджені (СНД). Як стиснутий газ використовують природний газ (95% метану СН₄). Зріджені гази є продуктами переробки побіжних газів і газів газоконденсатних родовищ і в основному містять бутан пропанові і бутилен пропіленові суміші, що знаходяться при нормальній температурі в рідкому стані.

Основною перевагою газових палив є їхня чистота, більш легкий запуск у холодний час, високі екологічні якості.

Тема 14. Котельні установки.

14.1. Котельний агрегат і його елементи.

Як уже вказувалося, пристрої, у яких безпосередньо виробляється пара і нагрівається вода, називають паровими або водогрійними котлами.

У виробничій і енергетичній котельнях по тиску одержуваної пари котельні агрегати розділяються на наступні: низького тиску (0,8-1,6 МПа), середнього (2,4-4 МПа), високого (10-14МПа) і надвисокого тиску (25-31МПа). Парові котельні агрегати стандартизовані (ДСТ 3619-76) по параметрах вироблюваної пари (Р и Т) і потужності.

Котельні агрегати продуктивністю 0,01-5,5 кг/с відносяться до казанів малої потужності, продуктивністю до 30 кг/с до казанів середньої потужності і більш 30 кг/с (до 500-1000 кг/с) – до казанів великої потужності.

Водогрійні казани уніфіковані по теплопродуктивності на вісьмох типів: 4, 6,5, 10, 20, 30, 50, 100 і 180 Гкал/год. Казани теплопродуктивністю нижче 30 Гкал/год призначаються для роботи тільки в одному режимі (основному). Казани теплопродуктивністю 30 Гкал/год і вище допускають можливість роботи як в основному, так і в піковому режимах, тобто в період максимального теплопостачання при найбільш низьких температурах зовнішнього повітря.

Для казанів теплопродуктивністю до 30 Гкал/год температура води на виході приймається 432 К, а тиск води на вході в казан – 1,6 МПа. Для казанів теплопродуктивністю 30 Гкал/год і вище максимальна температура води на виході приймається 450-470 К, а тиск води на вході – 2,5 МПа.

По конструкції парові казани можна розділити на два типи – газотрубні і водотрубні. У газотрубних казанах основні поверхні нагрівання знаходяться усередині циліндричної судини великого діаметра у виді так званих жарових або димогарних труб або різних їхніх комбінацій, по яких рухаються продукти згоряння палива.

На мал. 14.1 показані схеми казанів з жаровими і димогарними трубами.

Більш зручними є водотрубні парові казани. Вони мають великі поверхні нагрівання, що складаються з труб, заповнених усередині водою і пароводяною сумішшю і обігріваються зовні продуктами, палива. Казани відносяться до горизонтально-водотрубних, якщо труби розташовані під кутом до обрію не більш 25⁰, і до вертикально-водотрубних, якщо труби йдуть більш круто або вертикально.

У цих казанах шляхом зміни числа труб у пучках і числа самих пучків удалося збільшити площу поверхні нагрівання, не збільшуючи діаметр їхніх барабанів, що у свою чергу дало можливість одержати в цих казанах пар високого тиску.

При роботі парового казана дуже важливо забезпечити надійне охолодження поверхонь нагрівання, у яких відбувається паротворення. Для цього необхідно відповідним чином організувати рух води і пароводяної суміші у випарних поверхнях нагрівання.

По характері організації руху робочого тіла у випарних поверхнях котлові агрегати поділяються на три типи:

1. с природною циркуляцією (рис 14.2,а);

2. с примусовою циркуляцією (рис 14.2,б);

3. прямоточні.

Принципова схема прямоточного казана показана на рис 14.3. Вода подається в конвективний економайзер 6, де вона підігрівається за рахунок тепла газів, і надходить в екранні труби 2, виконані у виді паралельно включених змійовиків, розташованих на стінах топкової камери. У нижній частині змійовиків вода нагрівається до температури насичення.

Паротворення до ступеня сухості 70-75% відбувається в змійовиках середнього рівня розташування. Пароводяна суміш потім надходить у перехідну конвективную зону 4, де відбувається остаточний випар води і частковий перегрів пари.

З перехідної зони пар направляється в радіаційний перегрівник 2, потім доводиться до заданої температури в конвективном перегрівнику 3 і надходить на турбіну. В опускній шахті котлоагрегату розташовані перша (по ходу газів) і друга ступіні 5 і 7 повітропідігрівника.

До основних елементів котлових агрегатів відносяться пароперегрівники, економайзери і повітропідігрівники.

Пароперегрівник являє собою змієвикову поверхню теплообміну, призначену для перегріву пари, отриманого у випарній частині котлового агрегату. Пара рухається усередині трубок, які омиванються зовні димовими газами.

Пароперегрівник – невід'ємний елемент енергетичних котлових агрегатів. Якщо для деяких технологічних процесів потрібна перегріта пара, то котлові агрегати малої і середньої потужності також постачають пароперегрівниками.

Водяні економайзери призначені для підігріву води до надходження її у випарну частину котлового агрегату. Попередній підігрів води за рахунок теплоти димових газів істотно збільшує КПД котлового агрегату.

У залежності від застосовуваного матеріалу економайзери поділяються на чавунному і сталеві, по типу поверхні – на ребристі і гладко трубні, по ступені підігріву води – на не киплячі і киплячі.

Повітропідігрівники. На відміну від водяного економайзера і пароперегрівника повітропідігрівник відбирає теплоту від димових газів, і зменшуючи в такий спосіб витрати енергії, безпосередньо відняту теплоту не передає робочому тілу (воді або парі).

Гаряче повітря, що направляється в топку казана, поліпшує умови згоряння палива, зменшує втрати теплоти від хімічної і механічної неповноти згоряння палива, підвищує температуру його горіння, інтенсифікує теплообмін, що в підсумку підвищує ККД установки. У середньому зниження температури газів, що ідуть, на кожні 20-25 ⁰С підвищує ККД приблизно на 1%.