О выборе генераторных установок для выработки электроэнергии с использованием низкодавленного насыщенного пара

Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем gjn1970 22.02.2018 в 14:35. Энергия такого уровня относится к категории тепла низкой температуры. При использовании тепла низкой температуры следует в первую очередь рассматривать возможность его применения в течение длительного времени, то есть использование этого тепла вместо других источников энергии – например, для предварительного нагрева воздуха, нагрева дистиллированной воды, обеспечения теплом реакторов в производственных установках, а также для нагрева резервуаров. Затем можно рассматривать возможность использования этого тепла в течение части года, например, для отопления. И только в последнюю очередь стоит рассматривать более сложные способы использования этой энергии – например, с помощью тепловых насосов, холодильных установок или для производства электроэнергии. Если необходимо производить только электроэнергию, при выборе между турбиной и насосно-расширительным агрегатом следует учитывать следующие факторы: 1. Поскольку зубья насосно-расширительного агрегата способны выдерживать износ и удары частиц жидкости, а между зубьями сохраняется зазор, рабочей средой может быть перегретый пар, насыщенный пар, двуфазная смесь пара и жидкости или горячая жидкость. А рабочим веществом турбины может быть только перегретый пар или насыщенный пар. 2. У двигателей с роторным расширением невысокие требования к качеству рабочей среды. Относительное движение винта относительно другого винта, а также винта относительно корпуса препятствует размножению грязи. Оставшаяся грязь, которую невозможно устранить, способствует сокращению зазоров, что позволяет снизить потери из-за утечек и повысить эффективность установки. 3. При сильных колебаниях давления рабочей среды у роторного теплового насоса внутренняя эффективность практически не меняется. 4. Для насосов с ротором-винтом требуется, чтобы температура рабочей среды была низкой; обычно она контролируется на уровне ниже 250°C. Чем выше температура рабочей среды, тем больше зазор, предусматриваемый при изготовлении для учета расширения винта, и это неизбежно приводит к снижению эффективности агрегата. 5. Для насосов-расширителей требуется низкое давление рабочей среды; обычно оно контролируется на уровне ниже 1,5 МПа. Чрезмерное давление рабочей среды приводит к увеличению разницы давлений на входе и выходе, что создает значительную радиальную силу на винт, вызывая недопустимую механическую деформацию. Роторные турбины сжатия сталкиваются с трудностями при использовании рабочей среды с высокой температурой и давлением. Например, при использовании отводящей воды из котлов с средней температурой и давлением или более высокими показателями необходимо снизить её температуру и давление. 6. Давление на выходе двигателя с ротором-винтом не может быть установлено на уровне высокого вакуума, что приводит к низкой тепловой эффективности двигателя. Поскольку рабочая среда при вытеснении содержит большое количество тепла, коэффициент полезного действия поршневого расширительного двигателя на 10% ниже, чем у турбины. Теоретически, соотношение объема рабочей среды на выходе и входе двигателя с ротором-винтом должно примерно соответствовать соотношению ее внутренних объемов. При этом объем рабочей камеры насоса с винтовым механизмом обычно не превышает 10. Исходя из вышеизложенного, стоимость инвестиций в установку с винтовым расширителем, безусловно, ниже, чем в турбинную установку. Поскольку параметры такой установки очень низкие, рекомендуется использовать установку с винтовым расширителем.

Турбины с конденсацией обладают высокой эффективностью и низким уровнем неисправностей, их рекомендуется использовать. 20 тонн пара могут выработать 2 мегавата электроэнергии — это довольно впечатляюще.