20. Типы компрессоров
Компрессор, устройство для сжатия и подачи воздуха или другого газа под давлением. Степень повышения давления в компрессоре более 3. Для подачи воздуха с повышением его давления менее чем в 2-3 раза применяют воздуходувки, а при напорах до 10 кн/м2 (1000 мм вод. cm.) - вентиляторы.
В общем случае компрессоры по принципу сжатия делятся на компрессоры динамического и объемного сжатия.
Наиболее распространенные из группы компрессоров динамического сжатия - центробежные и осевые (турбомашины). В этих компрессорах сжатие газа происходит за счет преобразования давления торможения, разогнанного в рабочем колесе потока газа, в статическое давление в неподвижных элементах проточной части компрессора. Применение этих компрессоров обусловлено на тех производствах, где требуются очень высокие расходы сжатого газа. Кроме того, газ получается практически безмасляным в силу конструктивных особенностей этой группы компрессоров.
Компрессоры с объемным принципом сжатия встречаются гораздо чаще турбомашин. Самыми популярными из них являются поршневые, винтовые, спиральные компрессоры, а также воздуходувки Рутса.
По принципу действия и основным конструктивным особенностям различают: компрессоры поршневые, компрессоры ротационные, компрессоры центробежные, компрессоры осевые и компрессоры струйные.
Поршнево́й компре́ссор — тип компрессора, энергетическая машина для сжатия и подачи воздуха или жидкостей (масла, хладагента и др.) под давлением. Компрессоры данного типа широко применяются в машиностроении, текстильном производстве, в химической, холодильной промышленности и криогенной технике. Многообразны по конструктивному выполнению, схемам и компоновкам.
В ротационных компрессорах используется электрический двигатель для сжатия пара движущимся элементом в стационарном элементе. Малые ротационные компрессоры обычно работают с R-12, R-134a и подобными смесями в бытовых холодильных устройствах, морозильниках и кондиционерах. Данные компрессоры работают со скоростью 1800 или 3600 об/мин (60 Гц) и используются в системах с мощностью ниже 2,2 кВт.
Центробежные компрессоры, как правило обладают достаточно большим диаметром рабочего колеса. Центробежные компрессоры используются в наземных газотурбинных двигателях (ГТД) и силовых установках, а также в различных газоперекачивающих системах, системах вентиляции, всевозможных нагнетателях
Схема работы поршневого компрессора
21. Геотермальные электростанции
На геотермальных электростанциях (ГеоТЭС) в качестве источника энергии используется теплота земных недр. На основе геофизических исследований установлено, что температура земной коры возрастает на 1С при увеличении глубины на 30…40 метров. Таким образом, на глубине 3…4 км достигается температура кипения воды, а на глубине 10…15 км температура породы составляет 1000…1500 С.
В настоящее время применяются два основных способа использования геотермальной энергии:
ГеоТЭС на парогидротермах.
Двухконтурные ГеоТЭС, использующие низкотемпературное (100…200С) тепло термальных вод.
Электростанции первого типа строятся по одноконтурной (рис.24) и двухконтурным схемам. Одноконтурная ГеоТЭС работается так же, как и обычная ТЭС. Основное отличие заключается в том, что рабочее тело перед подачей на лопатки турбины проходит сложную систему очистки от агрессивных примесей.
Для кардинального решения проблем экологии, солеотложений, коррозии, эрозии разработана двухконтурная технологическая схема,согласно которой в комплект оборудования добавляется парогенератор.
На месторождениях термальных вод с небольшой температурой (100…200°С), применяются двухконтурные ГеоТЭС на низкокипящих рабочих веществах (хладоне R-142в). Потенциальные запасы таких термальных вод сосредоточены в основном на Северном Кавказе в пластах на глубине 2,5…5 км и могут обеспечить создание геотермальных станций общей мощностью в несколько миллионов киловатт.
Наша страна - пионер в создании энергоустановок на низкокипящих рабочих телах (РТ). Первая в мире опытная ГеоТЭС мощностью 600 кВт на хладоне R-12 была построена на Паратунском месторождении термальных вод на Камчатке еще в 1967 г.
Технологическая схема двухконтурной ГеоТЭС показана на рис.26. Применяемое оборудование обеспечивают добычу термальной воды, эффективное преобразование ее тепла в электроэнергию, закачку отработанной воды и продуктов промывки теплообменников в пласт.
Рис.26. Двухконтурная ГеоТЭС на хладоне R-142в:
1 – скважина; 2 – подогреватель; 3 – испаритель; 4 –турбина; 5 – генератор; 6 – воздухоохлаждаемый конденсатор; 7 – конденсатно-питательный насос; 8 -нагнетательный насос
В настоящее время в России начато строительство двух коммерческих ГеоТЭС: Мутновской на Камчатке суммарной мощностью 200 МВт и Океанской в Сахалинской обл. суммарной мощностью 30 МВт. Эти ГеоТЭС будут сооружены с применением модульных блоков мощностью 4…20 МВт полной заводской готовности, которые изготавливает Калужский турбинный завод. Для таких ГеоТЭС предпочтителен базовый режим работы, так как эксплуатационные скважины не допускают резких изменений давления и расхода.