Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

освещенности, необходимой

для

прекращения

фо-

тосинтеза (изменяющийся

зависимости

от

места

стадии вегетации).

Регулируют, таким образом,

зависимости

от

содержания

СО

теплице.

Когда

концентрация

СО

уменьшится, т.е. расте-

ния

его

ассимилировали,

необходимо компенси-

ровать

падение концентрации путем эмиссии

СО

Когда

концентрация стабилизируется

или

увели-

чивается,

это

означает,

что

растение прекратило

ассимиляцию. Надо прекратить эмиссию

СО

. На

практике

для

определения этого изменения

кон-

центрации используется явление деформации

ко-

нуса голубого пламени маленькой индукционной

горелки

зависимости

от

изменения состава

воз-

духа, идущего

на его

горение,

при

прочих

равных

условиях.

Термопара, расположенная

пламени, произво-

дит электрический

ток

более

или

менее интенсив-

ный

зависимости

от

высоты

голубого конуса

(горячая

часть

пламени). Достаточно

увеличить

этот

ток и

использовать

его

на

эталонном аппарате

для

открытия

или

закрытия электрокрана.

С по-

мощью этого процесса относительно

точную

техни-

ку регулирования, которая позволяет поддержи-

вать

теплице содержание

СО

от

0,12%

0,01%,

обычно

рассматривают

для

практики

как

опти-

мальную.

8.5.4.3.

Скотоводство. Биоклимати-

ческое

кондиционирование

скотоводческих

помещений

8.5.4.3.1.

Потребности животных

Все

специалисты зоотехники знают, что для от-

корма

животных,

желая

получить максимальный

привес

в минимальное время, содержание скота в

закрытом

помещении часто

является

решением

наиболее экономичным.

Индекс потребления, который играет преобла-

дающую роль в себестоимости животных с точки

зрения

откармливания, значительно

улучшается

закрытых помещениях, где можно регулировать

основные факторы окружающей среды:

— температура;

— относительная влажность;

— химический состав воздуха;

— скорость циркуляции воздуха и его траектория.

Что касается химического состава воздуха, до-

пустимое

содержание основных вредных газов,

выделяемых

животными,

может

быть

резюмирова-

но,

как следующее:

Природа

газа

Углекислый газ (СО

)

Аммиак

(NH

)

Сероводород (HzS)

Допустимая

концентрация

по объему, %

3,5

0,1

0,02

С другой стороны, потеря энергии или

тепла

жи-

вотными в форме испарения и

дыхания

зависит от

способности

воздуха воспринять эту воду, отсюда

важность относительной влажности воздуха.

Может

быть

указан диапазон относительной

влажности, внутри которого при определенных

температурах животные не будут испытывать ни-

какого

серьезного риска развития микробных за-

болевании.

Действие

фактора температуры

является

опре-

деляющим, таким

образом,

предпочтительнее под-

держивать температуры в диапазоне влажности,

чем наоборот. В качестве примера ниже в таблице

приведены некоторые

желательные

величины.

Обычно

обозначают W количество паров воды,

выделяемых

животными в здоровом состоянии,

количество, которое соответствует практически

парам воды, вдыхаемым в большинстве

случаев

из

нормальной окружающей среды в зданиях, содер-

жащихся в чистоте с эффективной естественной

вентиляцией. Эта физическая величина, на кото-

рую почти нельзя влиять, на уровне скотоводства,

хотя

бы для одного места.

Так же обычно обозначают Q, - количество теп-

ла, способного выделиться животным при хорошем

здоровье.

Наконец, полагают, что влияние веса

является

определяющим фактором.

Животные

Телята:

кг

100

кг

150

кг

220

кг

, мДж/ч

355

481

627

794

W, г/ч

125

180

230

Параметры

количества

тепла, которое

способны

выделить

телята.

Животные

Молочные

коровы

Свиньи

на откорме

Куры несушки

Температура,

°С

нижний

предел

желательная

начало периода

конец

периода

Относительная влажность

точный

предел,

рассматривается

как

желательная,

70-80

60-65

Температура

процент

влажности

скотоводстве.

755

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

8.5.4.3.2.

Изоляция, вентиляция

регулирование

Конструкция помещения, таким образом, важна,

особенно с точки зрения потоков воздуха, способа

динамической вентиляции и изоляции, которые бу-

дут служить источником комфорта и, таким обра-

зом,

роста животных.

Животные и их испражнения

выделяют

вред-

ные, неприятные или тошнотворные запахи,

газы,

содержание которых не должно превосходить оп-

ределенную величину, определяющую кратность

вентиляции, достаточной, но не вызывающей зна-

чительных

тепловых

нарушений.

Выделение углекислого газа здоровым живот-

ным изменяется в зависимости от его веса.

Теле-

нок,

начиная

с веса в 40 кг,

выделяет

15л СО

в ч,

что требует минимального расхода воздуха венти-

ляции 5 м

/ч, при весе животного в 200 кг оно выде-

ляет

40 л СО

в ч, что требует расхода воздуха

вентиляции 13 м

/ч.

В настоящее время электронное регулирование

интегрирует все необходимые для комфорта пара-

метры,

упрощает тепловое регулирование помеще-

ния с

целью

экономии

энергии.

8.5.4.3.3.

Техника газового отопления

Есть

два наиболее распространенных способа:

отопление горячим воздухом всего помещения и

местное отопление ультракрасной радиацией.

8.5.4.3.3.1.

Нагрев окружающей среды

(общее отопление помещения)

Некоторые типы животноводства требуют не-

высокой температуры, но постоянной, одинаковой

и равномерно распределенной.

В других

случаях

концепция животноводческого

помещения, особенно тип помещения для живот-

ных, не позволяет распространить и использовать

радиационное инфракрасное отопление.

Во всех этих

случаях

надо использовать отопле-

ние окружающей среды с помощью аппаратов го-

рячего пульсирующего воздуха. Они имеют пре-

имущество - превосходно распределять горячий

воздух и подавать достаточное количество

мягко-

го

и равномерного

тепла

во все части помещения.

Энергия газа

является

идеальной для производ-

ства горячего пульсирующего воздуха.

Она позволяет использовать аппараты, работа-

ющие без теплообменника, т.е. путем прямого сме-

шения воздуха с продуктами сгорания в атмосфе-

ре помещения.

Расчеты

и практика показывают,

действительно, что для данной тепловой произво-

дительности количество СО

, выделяемое в поме-

щение продуктами сгорания

газа,

всегда немного

ниже количества СО

, производимого животными.

Расчет

показывает также, что даже в условиях

минимального обновления воздуха зимой его раз-

бавление достаточно,

чтобы

результирующая кон-

центрация СО

оставалась ниже допустимого уров-

ня

(3,5%).

Количество водяных паров, возникающих при

горении,

его можно рассматривать как незначи-

тельное

(едва 20%) по сравнению с парами воды,

выделяемыми животными. Они мало влияют на от-

носительную влажность, уровень которой и так по-

вышен.

Основные преимущества этих аппаратов следу-

ющие:

— КПД-100%;

— точное регулирование температуры;

— простота установки;

—

большая

мощность при небольшом объеме;

— аппараты занимают небольшую площадь и име-

ют

малые

размеры;

— небольшие капитальные вложения;

— прочность и надежность.

С другой стороны, эти аппараты могут управ-

ляться

автоматически системой электронного ре-

гулирования, указанной выше.

8.5.4.3.3.2. Местное отопление

В некоторых

случаях

молодые животные требу-

ют повышенной температуры (30 -

40°С)

в их пер-

вые недели. Эту температуру трудно и дорого по-

лучить

с помощью общего отопления.

В других

случаях

повышенная температура, не-

обходимая молодым животным, ненужна или даже

вредна для взрослых животных, живущих с

ними:

это

случай

отделения свинарника, где молодые

поросята требуют высокой температуры, но это

тепло вредно для хорошей лактации свиньи.

Наконец, некоторые здания плохо приспособле-

ны к использованию горячего пульсирующего воз-

духа; либо плохо изолированы; и

улучшение

их

изоляции сложно и

дорого,

либо его конфигурация

не позволяет осуществить хорошую циркуляцию

теплого воздуха или проход воздуховодов.

Во всех этих

случаях

реализуют местное

отоп-

ление. В этих условиях используется радиацион-

ное,

инфракрасное отопление, которое:

— распространяется по прямой линии;

— не абсорбируется воздухом;

— превращается в тепло в предмете.

Радиантные

панели и трубы особенно хорошо

адаптированы к способу использования.

8.5.4.3.4. Производство горячей воды

Многие

виды животноводства требуют большо-

го

количества горячей воды.

Горячая

вода необхо-

дима:

— для производства молочных

смесей;

— для приготовления жидкой и полужидкой

пищи;

— для водопоя

зимой.

Горячая

вода может производиться газовым во-

донагревателем либо проточного, либо аккумуля-

ционного

типа, которые составят дополнительную

часть установки отопления.

8.5.4.4.

Сушка в сельском хозяйстве

Сельскохозяйственная продукция

является

жи-

вой материей и после ее уборк диастаза и

микро-

организмы,

которые она содержит, способствуют

756

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

ее физико-химическому превращению под влияни-

ем различных факторов, среди них:

— природа продукции;

— объем хранимой массы;

— тип хранения;

— температура и влажность окружающего воз-

ДУха;

— влажность продукции.

Этот последний фактор

является

наиболее

важным. Часто необходимо сушить сельскохозяй-

ственную продукцию перед окончательным хране-

нием или продажей. Операция состоит в прогоне

через массу продукции определенного количества

воздуха с установленной температурой и контро-

лируемой влажностью. Этот вентиляционный воз-

дух позволяет отобрать из хранимой массы избы-

ток

влаги. Эта операция осуществляется либо в

кооперативе на специальной сушильной установ-

ке,

работающей на природном

газе,

либо на инди-

видуальной сушилке прямо на ферме, оборудован-

ной генератором горячего воздуха, работающем на

СНГ.

ном воздухе

является

функцией только темпера-

туры.

8.5.4.4.1.

Сельскохозяйственная

подлежащая

сушке

продукция,

Некоторые продукты имеют повышенную при-

родную влажность: это

фураж

(люцерна, злако-

вые, клевер), фрукты (слива Ажана), табак и т.д.;

доза воды в них превосходит часто 70% и масса

испарений в процессе сушки воды превосходит в

два - четыре раза полученную сухую массу.

Другие

продукты имеют относительно неболь-

шую влажность в убранном виде, например, куку-

руза,

для которой пропорция отобранной воды со-

ставляет одну треть сухой массы, или зерновые

(зерно,

ячмень)

и масляничные (подсолнечник,

рапс) культуры, которые убираются в условиях оп-

тимальных

для хранения или с небольшой массой

воды, подлежащей испарению. Техника искусст-

венной сушки этих

двух

видов продукции, очевид-

но,

значительно отличается. Скорость сушки

зави-

сит

от количества воды, которое необходимо испа-

рить, испарительной способности используемого

воздуха и его расхода. Количество испаряемой

воды определяется

начальной

влажностью про-

дукта, который

хотят

сушить, и конечной заданной

влажностью, которую надо получить для консер-

вации.

В сельском хозяйстве это процентное содержа-

ние удаляемой воды часто выражается в пунктах

(разность процентов), влажность в процентах, от-

несенная к общему количеству влажного продук-

та.

Надо

заметить, что величина пункта неодина-

кова в зависимости от

начальной

влажности.

Это так же как для уменьшения влажности на

один пункт массы в 100 кг продукции, имеющей со-

держание воды 80%, надо отобрать 4,76 кг воды.

Если

содержание воды 50%, снижение на один

пункт представляет потерю воды в 15% и величи-

на пункта будет 1,96 кг воды.

Испарительная способность воздуха, который

будет использоваться для эвакуации воды, явля-

ется функцией его влажности и температуры. При

•определенной температуре воздух поглощает

пары до насыщения. Содержание воды в насыщен-

Температура

воздуха,

°С

Содержание

воды

в насыщенном

воздухе (кг

воды

на кг сухого

воздуха)

0,0038

0,0076

0,0147

0,0273

0,0486

0,0853

0,1515

0,2750

0,5425

Содержание

воды

насыщенном воздухе

зависимости

от

температуры.

8.5.4.4.2.

Сушка зерна

Искусственная сушка зерна используется при

сушке риса и масленичных культур.

В некоторые годы оказывается необходимым

также сушить злаковые с соломой (пшеница,

ячмень), но особенно кукурузу, которая развита во

Франции

и ее влажность значительно выше, чем

другого

зерна (от 25 до 50% содержания воды), что

требует сушки при каждой уборке для доведения

влажности до стандартной величины -15%.

В сельском хозяйстве выбирают одно из

двух

решений.

8.5.4.4.2.1.

Сушка зерна на ферме

Существуют многочисленные типы сушилок с

маркой

"фермерские", маленькой и средней мощ-

ности,

предусмотренные для эксплуатации в сель-

ском

хозяйстве. Это сушилки либо типа рецирку-

ляции зерна в закрытом контуре, либо типа су-

шильных

ячеек системы "in Bin Drying" или более

редко - сушилка стационарная.

Некоторые из этих сушилок подвижные и не тре-

буют подготовки площадки.

8.5.4.4.2.2. Сушка зерна в хранилище

Кооперативы или торговцы зерна наиболее час-

то имеют сушилки непрерывного действия, верти-

кальные

с большой способностью испарения. Эти

аппараты потребляют большое количество энер-

гии;

все усилия должны

быть

направлены на

уменьшение

удельных

затрат

энергии,

т.е. количе-

ства тепловой

энергии,

необходимой для испаре-

ния 1 кг воды.

Являются

ли они стационарными или передвиж-

ными,

работают ли постоянно или периодически,

имеют ли большую мощность или малую,

большая

часть этих аппаратов состоит из трех основных

элементов:

— сушильная колонна;

757

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

вентилятор, осуществляющий циркуляцию

су-

шильного агента;

генератор,

нагревающий воздух

(не

требующий

никаких

теплообменников

случае

газа)

и поз-

воляющий

при

удобном случае

увеличить

КПД

примерно

на

12%.

Атмосферная

горелка

Воздух

раэбмлеиия

охлаждения

Температура

г аоды/кг сухого аоадуха

Прямая

сушка.

8.5.4.4.2.3. Рециркуляция использованного воздуха

Общий КПД остается достаточно низким несмо-

тря на то, что был убран теплообменник, к тому же

благодаря энергетическому кризису предприятия

C.N.E.E.M.A.

I.T.C.F.

провели многочисленные

исследования, которые

дали

новые технологии.

Упомянем "сушку" или медленное обширное ох-

лаждение, которое представляет собой особую

технику использования сушилки, позволяющую ре-

куперировать накопленное в зерне тепло, и ко-

торая ценой дополнительных вложений уже позво-

лила

получить существенный экономический эф-

фект. В то же время при изменении конструкции

сушилки

были

достигнуты более решительные ус-

пехи в экономии

энергии.

Конструкторы

не остались безучастны и предло-

жили процессы, направленные на увеличение КПД

существующих установок.

Находят,

что эти разнообразные технологии бо-

лее легко реализуются с использованием газовых

горелок.

Эта новая технология состоит в создании

двух

зон сушки в одной и той же сушилке за счет пе-

ремещения перегородок. Действительно, в ходе

сушки

зерна скорость испарения влаги непостоянна

в сушилке, работающей непрерывно. Она очень ве-

лика в верхней части (вход влажного зерна) колон-

ны и она достаточно слаба в своей нижней части.

Соответственно, в верхней части колонны ис-

пользованный воздух имеет характеристику, близ-

кую к насыщению, в особенности с относительно

низкой

температурой, в то время как в средней

части температура воздуха, выходящего из сушил-

ки,

относительно высока и он далек от насыщения.

Это ограничивает КПД этого типа аппаратов.

Кроме

того,

температура воздуха на входе на

этом

уровне ограничена

120°С,

более высокая тем-

пература вызывает повреждение зерна. Создан-

ные две зоны позволяют работать с разной темпе-

ратурой между входом и выходом колонны, что

улучшает

способность испарения с сохранением

температуры низа колонны порядка

100°С.

Эта

концепция требует установки второй горелки в

корпусе

(камере) рециркуляции. И здесь хорошо

видно,

что единственным незаменимым оборудо-

ванием

является

атмосферная газовая горелка,

делающая

возможным реализацию этой техноло-

гии.

Расчеты

и эксперименты показывают, что

удельное

потребление такой сушилки находится

между 0,872 кВт

•

ч и 0,906 кВт

•

ч. на кг испаренной

воды в зависимости от характеристики воздуха на

входе и конечной влажностью зерна. Это дает, та-

ким

образом, новую экономию энергии около 22%

по

сравнению с сушилкой без теплообменника, но

работающую без рециркуляции.

8.5.4.4.3.

Сушка фуража

Трава

составляет базовый элемент питания мо-

лочных

коров. Зеленая трава содержит около 80%

воды.

Когда она скошена, биологические процессы

быстро изменяют ее состав.

Centre national d'etudes et d'experimentation de

machinisme agricole.

Institut technique des cereales et tourrages.

758

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Влажно* мрно

Температура

аоды/кг сухого воздуха

Регенеративная

сушка.

Для максимального сохранения качества фура-

жа необходимо его быстро высушить,

чтобы

довес-

ти влажность до 10 -15%, при которой он стабили-

зируется.

Но сушить скошенную траву полностью в

поле достаточно трудно из-за климатического ри-

са,

т.к. для этого требуется 3 - 4 дня хорошей по-

годы.

Фураж часто увлажняется дождем, и воро-

шение, которое состоит в потряхивании и перево-

рачивании продукта, вызывает потери сухого

вещества тем больше, чем будет суше продукт. Ис-

кусственная сушка осуществляется мягкой венти-

ляцией массы фуража, хранящегося на гумне, анга-

ре,

стоге. Установка сушки

фуража

теплой венти-

ляцией состоит из:

— вентилятора, геликоидного или центробежного

типа;

— устройств нагрева воздуха: воздухонагрева-

теля, работающего на природном газе или про-

пане;

— системы распределения горячего воздуха,

включающую основной воздуховод, вспомога-

тельный

воздуховод и решетку (вспомогатель-

ный пол), позволяющую транспортировать про-

изводимый горячий воздух и распределять его в

массе

фуража

независимо от состояния про-

дукта: длинный или рубленый (порезанный), на-

валом или в снопах.

Характеристики окружающего воздуха не поз-

воляют получить

фураж

достаточно сухой и

окон-

чательно

стабильный, необходим легкий подогрев

воздуха.

Увеличение

на один градус дает уменьшение

влажности воздуха примерно на четыре позиции.

На практике воздух нагревают на 4 - 7°С и необ-

ходимая

тепловая

мощность изменяется от 12 до

23 кВт (при расходе вентилятора) на 10 тыс. куб. в ч.

Газовый нагреватель легко адаптируется к раз-

личным

типам вентиляции. Он имеет широкий диа-

пазон мощностей, от 7 до 290 кВт, дающих боль-

шую гибкость использования.

Преимущества газовых нагревателей:

— они просты, легки и требуют небольших капита-

ловложений;

— за счет отсутствия теплообменника они имеют

очень хороший термический КПД, экономичны и

не требуют больших расходов в обслуживании.

8.5.4.4.4.

Сушка табака

Прежде чем составить первосортную, дорогую

всемирнокоммерческую продукцию - табак, явля-

ющийся растением, - это культура, обработка ко-

торого

требует больших усилий.

Финансовый успех от продажи урожая любого

плантатора зависит от качества конечного про-

дукта.

Однако, это качество зависит, в большой степе-

ни,

от проведения операций высушивания. Поня-

тен интерес, с которым плантатор выполняет эту

операцию, т.к.

неудача

представляет для него зна-

чительную

потерю.

Однако

натуральная

длительная

сушка при по-

вышенной влажности и при нормальной наружной

температуре летнего сезона вызывает появление

плесени, т.е. большой брак, могущий испортить

весь урожай.

Поэтому искусственная сушка

нашла

широкое

применение.

759

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Во время уборки табак содержит около 85%

воды. Сушка табака осуществляется в три фазы:

— пожелтение, которое приводит к 70% содержа-

нию воды в листах (примерно);

— потемнение или обезвоживание средней части

листа.которое приводит приблизительно к 35%;

— уменьшение стороны и высушка прожилок, ко-

торые приводят примерно к 15%.

В зависимости от того как собран урожай, в

стеблях или листах, техника сушки будет различ-

ная.

В некоторых районах все операции происходят в

сушилке. Для уменьшения сторон гирлянды транс-

портируют в специальное помещение, называемое

"камерой уменьшения сторон".

На стадии сушки можно вмешаться,

чтобы

оздо-

ровить атмосферу нагревателем пульсирующего

воздуха, для которого природный газ или пропан

являются идеальной энергией.

На стадии "камеры уменьшения сторон" речь

идет о быстром подъеме темпера гуры примерно от

65 до

70°С

и поддержании этой температуры в те-

чение времени, необходимого для высушивания

прожилок.

Этот тип установок при минимальных капиталь-

ных вложениях и умеренных эксплуатационных

расходах дает удовлетворительную сушку в

любых

атмосферных условиях.

Использование очень гибкое, оно дает табак

прекрасного

качества, без риска передачи посто-

роннего

запаха листьям.

8.5.4.4.5.

Разное

Наконец, существует значительное число ма-

лых разнообразных потребителей газа, либо при-

родного,

либо пропана, например:

— сушка хмеля;

— сушка лука: лука-шарлотта, орехов, эндивий

(цикорий);

— консервация фруктов и люцерны, обезвожен-

ных в контролируемой атмосфере;

— применение в сельском хозяйстве

тепловых

двигателей на

газе,

среди которых:

•

фуппы

электрогенераторов безопасности;

•

фуппы

мотонасосов для орошения и полива;

• привод вакуумнасосов для

доильных

машин;

• привод машин срывания и калибровки фрук-

тов;

• подъемная техника профессиональной маши-

ны для стрижки деревьев;

• газовое освещение.

8.5.5.

Промышленное

применение

8.5.5.1.

Котлы

8.5.5.1.1.

Определение. Общая часть

Котел представляет собой устройство, состоя-

щее из теплообменников и вспомогательного обо-

рудования, позволяющего передавать тепловую

энергию,

производимую топливом или источником

тепла

к жидкому (вода, масло, расплавленная

соль и т.д.) или газовому (воздух, пар насыщенный

или перегретый, СО

и т.д.) теплоносителю.

В классическом котле теплообмен осуществля-

ется прежде всего излучением и конвекцией с

газовой

стороны и теплопроводностью и конвекци-

ей со стороны

флюида

теплоносителя.

Циркуляция последнего внутри котла осуществ-

ляется

путем:

— естественной циркуляции (паровой котел);

— принудительной циркуляции (другие жидкости).

ГОРЕЛКИ

ВЕНТИЛЯТОР

Принципиальная

схема

промышленного

котла.

760

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

8.5.5.1.2. Элементы, составляющие класси-

ческий

котел

8.5.5.1.2.1.

Горелки

Функции

горелок состоят в:

— осуществлении качественного сгорания топ-

лива;

— создании формы пламени, адаптированного к

топке;

— обеспечении стабильности пламени на всех ре-

жимах;

— создании возможности работать на нескольких

видах топлива (горелки газ-мазут, газ-пылеоб-

разный уголь).

Газовые горелки, устанавливаемые на котлах,

имеют большую мощность. Она может превосхо-

дить 50 000 кВт. Котлы очень большой мощности

оборудуются несколькими горелками,

чтобы

не

иметь очень длинную топку.

Используются горелки следующего типа:

— предварительного смешения, небольшой мощ-

ности в топках под разрежением;

— двухпроводные в топках под давлением,

подача газа может

быть

(см. рисунки на с. 762):

• центральной (давление газа 0,5 - 3 бар),

• круговой, через большое число отверстий ма-

лого диаметра, откуда газ выходит с большой

скоростью (150 м/с). Давление газа изменяет-

ся от 0,05 до 0,5 бар. Эти горелки хорошо рабо-

тают на смешанном топливе: мазут-газ, и обес-

печивает хорошую стабилизацию пламени;

• через множество отверстий радиантных отво-

дов (типа осьминога) или множество струй.

Давление газа составляет 0,05 - 0,7 бар и ско-

рость

выхода

порядка 300 м/с.

Горелки этого типа часто имеют большую мощ-

ность (30 000 кВт).

Основные горелки оборудованы запальниками

или "пилотом", очень надежным в работе, очень на-

дежным в работе, оборудованным электродом за-

жигания и электродом ионизации, служащим для

контроля

наличия

пламени.

случае

С.Н.Г.

горелки могут снабжаться прямо

жидким

бутаном.

8.5.5.1.2.2. Топка

Топка - это пространство, где развивается пла-

мя.

Различают:

— топки с "горячей стенкой" (parois chaudes,) где

стенка выполнена из огнеупорного материала.

Это топка под разрежением или под небольшим

давлением, его тепловое напряжение ниже

1200кВт/м

;

— топки с "холодной стенкой" (parois froides), стен-

ка

которой состоит из экрана смыкающихся

труб, обеспечивающих герметичность топки, и в

которых циркулирует теплоноситель.

Эти топки, работающие под давлением, назы-

ваются "топка под наддувом". Ее тепловое на-

пряжение достигает 12000 кВт/м

Топки под наддувом, средняя температура ко-

торых примерно

1400°С,

обеспечивают основную

передачу тепла: 35 - 40% общей энергии и прежде

всего

радиацией.

8.5.5.1.2.3. Теплообменники

8.5.5.1.2.3.1.

Экранные

трубы

Речь

идет о пучке труб, образующих стенку, не-

посредственнб воспринимающую излучение пла-

мени.

8.5.5.1.2.3.2.

Испарительный

пучок

(паровой

котел)

Это - пучок труб, образующий теплообменник,

расположенный на

выходе

из топки и пересекае-

мый газом высокой температуры (900

-1100°С),

где

происходит испарение воды.

Общая

передача тепла, если она осуществляет-

ся в основном конвекцией, составляет 40 - 60% об-

щей энергии.

8.5.5.1.2.3.3.

Перегреватель

Это змеевик, расположеный на

выходе

из топки

перед испарителем, в котором насыщенный пар

имеет высокую температуру

(500°С)

и становится

перегретым.

Передача

тепла

осуществляется конвекцией и

излучением: 10 - 20% общей энергии.

8.5.5.1.2.3.4.

Регулятор

температуры

перегрева

Аппарат служит для снижения и регулирования

температуры перегретого пара на

выходе

из котла.

Различают

понижение перегрева:

— путем впрыска воды;

— путем контакта (теплообменник).

8.5.5.1.2.3.5.

Экономайзер

Теплообменник, расположенный на

выходе

из

котла, где дым (примерно

400°С)

позволяет на-

греть питательную воду котла до

150°С.

Теплооб-

мен происходит прежде всего конвекцией и со-

ставляет 5% общей энергии.

8.5.5.1.2.3.6.

Воздухоподогреватель

Теплообменник, расположенный в системе цир-

куляции дыма перед или после экономайзера, поз-

воляет

нагреть воздух горения от 100 до

200°С.

8.5.5.1.2.3.7.

Рекуператор

Котел, отапливаемый природным

газом,

бла-

годаря его свойствам и отсутствию коррозионнос-

ти дыма может

быть

оборудован дополнительным

теплообменником, позволяющим рекуперировать

энергию

для вспомогательного использования низ-

кой

температуры.

8.5.5.1.2.4. Вспомогательное оборудование

Речь

идет о:

— вентиляторах воздуха, иногда для дома;

— регуляторном посте газа;

—

питальных

насосах циркуляции теплоносителя

питательных

насосах паровых котлов;

— регулировании:

расхода топлива в зависимости от требуемого

расхода тепла;

761

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

•

Подвод гам

4 5 3 2 7

Подвод

мазута

Огнеупорный насадок

Картер

Воздушная лопасть

Направляющая

юздух»

Платанная коробка

в. Газовая горелка

Мазутная горелка

в.

Рычаг

распределитель

Горелка

центробежным

вращением

(Pillard).

Горелка

круговой

подачей газа

(Pillard

Foyers-Turbine).

Ггж

Газовый наконечник

Подвижное кольца регулировки потока воздуха

Цилиндрический кессон приема воздуха

Наружный тор

газа

Трубный

корпус

носитель горелки

Цилиндрическая направляющая воздуха

Выходная

розетка

Подвод охлаждающего воздуха

розетке

Горелка

многоструйным

вспрыском.

762

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

• расхода воздуха горения в зависимости от

расхода топлива;

• расхода воды для поддержания уровня воды

в котлах;

• температуры теплоносителя или темпера-

туры перегрева пара;

• избытка воздуха горения путем замера содер-

жания кислорода;

•

давления

в топке;

— оптимизации:

• работы: предварительной вентиляции,

• очередности зажигания горелок,

• безопасности:

наличия

пламени, отсутствие

воды, расхода теплоносителя,

давления

(воз-

дух, газ, пар), температуры;

— контроле и регистрации:

• температуры, прозрачности и анализа про-

дуктов сгорания,

- температуры и

давления

различных жидкос-

тей;

— обработке и поддержании качества воды во из-

бежание коррозии накипи в системах циркуля-

ции воды и пара;

питательная

вода парового

котла должна подвергаться нескольким обра-

бстк^л:

фильтрации, умягчению, декарбониза-

ции,

обезжелезиванию, деминерализации, тер-

мической или химической дегазации, гаранти-

рующей анализ воды котла, который зависит от

давления

пара (см. таблицу ниже).

8.5.5.1.3.

Типы

котлов

Французский

парк котлов составляет примерно

17000 единиц, общая мощность которых соответ-

ствует производству 100 000 т/ч пара или эквива-

лентно ему.

Число

(% от парка)

Мощность,

т/ч

Производство

(% от общего)

Паровые котлы достаточно широко используют-

ся в качестве теплоносителя, так как пар:

• менее

дорогой,

• имеет большую теплоемкость (скрытую теп-

лоту

испарения),

• имеет очень хороший коэффициент теплопе-

редачи.

С точки зрения технологии различают три

прин-

ципиально различных типа котлов:

— с дымовыми трубами (60% парка);

— с водяными трубами (25% парка);

— различного типа (15% парка).

8.5.5.1.3.1.

Котлы с дымовыми трубами

(газотрубные котлы)(с. 765)

Эти типы котлов характеризуются:

— повышенной постоянной максимальной мощно-

стью, достигающей 30 т/ч,

— хорошей компактностью,

— очень конкурентноспособной ценой,

широко

распространены и составляют 75% ап-

паратов из строящихся в последние десять лет.

Эти котлы, имеющие среднюю мощность 5 т/ч,

работают в основном на жидком топливе или

газе.

Газ имеет значительные преимущества при про-

чистке и ремонте дымоходов.

Рабочее давление, бар

Питательная вода

рН холодной

воды

THmaxBd°f*

Кислород, max, мг/л

Горячая вода

рН при 25°С

ТАСтах

в d°f

TACmin

в d°f

Содержание солей (общее), мг/л

Фосфаты, мг/л РО

Кремнезем,

max, мг/л

SiOj

Отношение max

SiO

/TAC

£15

8,5

0,3

0,1

11,5

120

2500

>30

150

1,5

15-25

8,5

0,2

0,05

11,4

2000

>30

1,5

25-35

8,5

0,15

0,03

11.2

1500

>30

35-45

8,5

0,1

0,02

1200

>30

45-55

8,5

0,05

0,01

10,5

1000

>30

* d°f - французские градусы (11 -10 мг СаСО

на

литр воды).

Характеристика

питательной

воды

парового

котла с

естественной

циркуляцией,

работающего

под

давлением

меньше

55 бар,

подпиткой

водой,

дополнительно

умягченной

или

декарбонизованно

умягченной.

763

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ГАЗА

Давление,

бар

0,010

0,05

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,80

1,0

1,0133

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

22,5

25,0

27,5

30,0

35,0

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,0

110,0

120,0

130,0

140,0

150,0

160,0

170,0

180,0

190,0

200,0

210,0

220,0

221,2

Темпера-

тура,

°С

6,982

32,898

45,833

60.086

69,124

75,886

81,345

85,954

93,512

99,632

100,0

111,37

120,23

127,43

133,54

138,87

143,62

147,92

151,84

158,84

164,96

170,4

175,36

179,88

187,96

195,04

201,37

207,11

212,42

218,41

223,94

229,07

233,84

242,54

250,33

257,41

263,91

269,93

275,55

280,82

285,79

290,5

294,97

299,23

303,31

307,21

310,96

318,05

324,65

330,83

336,64

342,13

347,33

352,26

356,96

361,43

365,70

369,78

373,69

374,15

Объем массовый

Вода,

л/кг

1,000

1,005

1,010

1,017

1,022

1,0265

1,0301

1,0333

1,039

1,0434

1,0437

1,053

1,061

1,0675

1,0735

1,079

1,084

1,0885

1,093

1,101

1,108

1,115

1,121

1,127

1,139

1,149

1,159

1,168

1,177

1,187

1,197

1,207

1,216

1,234

1,252

1,269

1,286

1,302

1,319

1,335

1,351

1,368

1,384

1,401

1,418

1,435

1,453

1,489

1,527

1,567

1,611

1,658

1,710

1,770

1,840

1,926

2,037

2,201

2,671

3,17

Пар,

/кг

129,20

28,19

14,67

7,650

5,229

3,993

3,240

2,732

2,087

1,694

1,673

1,159

0,8854

0,7184

0,6056

0,5240

0,4622

0,4138

0,3747

0,3155

0,2727

0,2403

0,2148

0,1943

0,1632

0,1407

0,01237

0,1103

0,995

0,08867

0,0799

0,07268

0,06663

0,05703

0,04975

0,04404

0,03943

0,03563

0,03244

0,02972

0,02737

0,02533

0,02353

0,02193

0,02050

0,01921

0,01804

0,01601

0,01428

0,01280

0,01150

0,01034

0,00931

0,00837

0,00750

0,00668

0,00588

0,00502

0,00373

0,00317

Масса

объемная

Вода,

л/кг

1,000

0,995

0,990

0,983

0,978

0,974

0,971

0,968

0,963

0,958

0,950

0,943

0,937

0,931

0,927

0,923

0,919

0,915

0,908

0,902

0,897

0,892

0,887

0,878

0,870

0,863

0,856

0,850

0,842

0,835

0,828

0,822

0,810

0,799

0,788

0,778

0,768

0,748

0,738

0,740

0,731

0,772

0,714

0,705

0,697

0.688

0,672

0,655

0,638

0,621

0,603

0,585

0,565

0,544

0,519

0,491

0,454

0,374

0,3155

Пар,

/кг

0,00774

0,0355

0,0681

0,1307

0,1912

0,2504

0,3086

0,3661

0,4792

0,5904

0,5977

0,8628

1,129

1,392

1,651

1,908

2,163

2,417

2,669

3,170

3,667

4,162

4,665

5,147

6,127

7,106

8,085

9,065

10,05

11,28

12,51

13,76

15,01

17,54

20,10

22,71

25,36

28,07

30,83

33,65

36,53

39,48

42,51

45,61

48,79

52,06

55,43

62,48

70,01

78,14

86,99

96.71

107,4

119,5

133,4

149,8

170,2

199,1

268,3

315,5

Энтальпия,

кДж/кг

Вода

29,34

137,8

191,83

252,45

289,3

317,65

340,56

359,9

391,7

417,5

419,06

467,1

504,7

535,3

561,4

584,3

604,7

623,16

640,1

670,4

697,06

720,94

742,64

762,6

798,5

830,1

858,6

884,6

908,6

936

962

986,9

008

050

087

122

1 154

185

214

1 241

I267

1 293

317

1341

1 364

1386

408

450,5

1492

1532

572

611

1651

I692

1735

779

1826

1886

011

107

Пар

514

561

2858

610

627

637

2646

2653

2666

675

676

693

706

716

725

732

738

743

747

2 755,5

762

2 767,5

772

776

2 782,5

788

2 791,7

795

797

799

801

802

2 802

2800

798

794

790

785

779

773

767

760

753

745

736

728

709

689

667

2643

2615

2585

2 552

514

471

418

2348

196

107

Энтропия,

Вода

0,106

0,476

0,649

0,832

0,944

1,026

1,091

1,145

1,233

1,303

1,307

1,433

1,530

1,607

1,672

1,727

1,776

1,820

1,860

1,931

1,992

2,046

2,094

2,138

2,216

2,284

2,344

2,398

2,447

2,503

2,554

2,601

2,645

2,725

2,796

2,816

2,921

2,976

3,027

3,076

3,122

3,166

3,216

3,248

3,287

3,324

3,361

3,430

3,497

3,562

3,624

3,686

3,747

3,811

3,877

3,943

4,015

4,105

4,295

4,443

кДж/(кг-К)

Пар

8,977

8,396

8,151

7,909

7,769

7,671

7,595

7,533

7,435

7,360

7,355

7,223

7,127

7,052

6,991

6,939

6,894

6,855

6,819

6,7575

6,705

6,660

6,619

6,583

6,519

6,465

6,417

6,375

6,337

6,239

6,254

6,217

6,184

6,123

6,068

6,019

5,973

5.931

5,891

5,853

5,816

5,781

5,740

5,714

5,682

5,651

5,620

5,559

5,500

5,441

5,380

5,318

5,253

5,185

5,113

5,033

4,941

4,822

4,580

4,443

Тепло-

испарения,

кДж/кг

2485

424

393

358

336

319

305

293

274

258

257

226

201

2181

2163

2147

133

120

107

2085

2065

2046

029

013

1 984

1 958

1933

1910

1 888

863

1 839

1816

1 794

1752

1 713

1 675

1 640

1 605

1 571

1 538

1506

1 474

1 443

1412

1381

1 350

1 320

258,5

1 197

1 135

1 071

1 004

934

860

779

692

592

461

184,5

Таблица

насыщения паров.

764