содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Использование отработанного тепла двигателей внутреннего сгорания

Основной источник вторичных энергоресурсов в геологоразведочных организациях — тепло отработанных газов и охлаждающая вода двигателей внутреннего сгорания и компрессорных установок. Далеко не все тепло топлива, сжигаемого в рабочих цилиндрах дизелей, превращается в полезную работу; большая часть его теряется с отработанными газами и охлаждающей водой. Даже в дизелях новых типов эффективный к. п. д. не превышает 40—45%. Остальное тепло (55% и более) тратится бесполезно, в то время как на производственные и хозяйственно-бытовые нужды самой дизель-генераторной станции и других объектов геологоразведочной партии требуется тепло.

Для подогрева топлива, смазочного масла и воды перед пуском двигателя, а также для бытовых нужд и отопления используются специально установленные паровые и водогрейные котлы или же электроэнергия. Первый способ удовлетворения нужд электростанции в тепле требует затрат топлива пропорционально отпускаемому теплу, а второй — увеличения расхода электроэнергии на собственные нужды. Все это увеличивает себестоимость электроэнергии, т. е. способствует ухудшению рентабельности работы. Потребность в тепле на различные вспомогательные нужды может быть полностью покрыта за счет использования тепла отработанных газов и охлаждающей воды, путем применения утилизационных котлов.

На крупных дизель-генераторных станциях геологоразведочных организаций иногда образуется такой запас тепла выхлопных газов, что его с успехом можно отпускать таким потребителям, как баня, души, прачечная, мастерская, гараж, отопительная система жилых, производственных и коммунально-бытовых помещений и др. При круглосуточном графике работы станции, нагрузка агрегатов которой составляет свыше 60 % от номинальной нагрузки, и при правильной организации использования тепла выхлопных газов в котлах-утилизаторах экономический к. п. д. может увеличиться на 5—18 %.

Тепловой (энергетический) баланс показывает распределение тепла, выделенного при горении топлива, по основным составляющим.

Тепло, уносимое охлаждающей водой, можно использовать более полно, чем тепло отработавших газов — воду можно полностью направить в баню, душевую, прачечную. Это, однако, связано с потерей воды для электростанции и допустимо лишь в том случае, когда электростанция хорошо обеспечена мягкой маломинерализованной водой. Если же воду для электростанции необходимо смягчать, отпускать на сторону можно ограниченное количество ее, допускаемое производственными возможностями водоочистительной установки.

Примерные значения температуры газов, количества тепла на 1 кг сожженного топлива и других параметров приведены в табл. VI. 18. Указанные в таблице данные — средние величины, полученные при испытании утилизационных котлов.

Для определения теплопередачи в котле необходимо рассчитать коэффициент теплопередачи от газа воде или пару. Этот коэффициент характеризует интенсивность передачи тепла и зависит от величины теплопередачи от газов стенке трубы, коэффициента теплопроводности материала труб, характера и толщины слоя загрязнений на стенках труб.

Поверхность нагрева котла делится па радиационную и конвективную. Радиационная поверхность нагрева находится в топке и воспринимает тепло продуктов сгорания, заполняющих объем топок и огневых камер. Конвективная поверхность нагрева — тепловоспринимающая поверхность котла — размещается в газоходах, где проходят дымовые газы, и воспринимает тепло преимущественно в процессе конвективного теплообмена.

В двигателях внутреннего сгорания температура отработанного газа невысокая (573—723 К), вследствие чего теплоотдача в утилизационных котлах происходит только путем конвекции. Количество тепла (кДж/ч), передаваемое газами конвективной поверхности нагрева

В табл. VI.20 приведены основные характеристики утилизационных водотрубных котлов, выпускаемых отечественной судостроительной промышленностью. Водотрубные котлы с естественной циркуляцией имеют ряд преимуществ по сравнению с газотрубными: меньшие масса и габариты при равной производительности, возможность выполнения разъемной конструкции для удобства монтажа и демонтажа, ремонта и очистки поверхностей от сажи и накипи.

В табл. VI.21 приведены основные характеристики выносных сепараторов пара утилизационных котлов отечественного производства.

В настоящее время Белгородский судостроительный-судоре-монтный завод выпускает автоматизированные утилизационные водогрейные котлы КАУ-1,7 и КАУ-4,5, работающие за счет утилизации тепла отработанных газов ДВС соответственно мощностью 110—165 и 220—330 кВт; предназначены они для работы в системе отопления и горячего водоснабжения при естественной и принудилыюй циркуляции. Техническая характеристика котлов приведена ниже.

Принимая во внимание техническую характеристику этих котлов, можно предположить, что они могут широко применяться в геологоразведочных организациях. На буровых установках тепло отработанных газов можно использовать также для подогрева промывочной жидкости в зимних условиях.

На рис. VI.12 показан разрез котла КАУ-4,5. Выхлопные газы ДВС подводятся через патрубок 6 в центральную трубу 5, в которой установлена заслонка 2, позволяющая регулировать количество газа. При закрытой заслонке газы поступают в приемную камеру 1 и через дымогарные трубы 3 выходят через патрубок 4 выхода выхлопных газов. Дымогарные трубы омываются водой, в результате чего происходит ее нагревание. При открытой заслонке газы от ДВС проходят через центральную трубу 5, при этом теплопроизводительность котла составляет не более 10—15 % от номинальной.

Включение и выключение котла осуществляются системой автоматики в зависимости от температуры воды на выходе из котла. При выходе из строя регулятора температуры предусмотрена возможность перехода на ручное управление посредством поворота газовой заслонки 2 вручную. Механизм переключения газовой заслонки приводится в движение сжатым воздухом из магистрали. Подача сжатого воздуха регулируется электромагнитным клапаном в автоматическом режиме. Температура воды на выходе из котла контролируется по термометру.

Рис. VI. 12. Утилизационный котел КАУ-4,5

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..