Энергетическая газотурбинная установка, использующая теплоту газа литейного производства
Определение проблемы улучшения экологических характеристик предприятий металлургической промышленности. Рассмотрение методики поиска способов утилизации теплоты выходящих газовых смесей. Анализ вариантов схем газотурбинных энергетических установок.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2017 |
| Размер файла | 469,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Энергетическая газотурбинная установка, использующая теплоту газа литейного производства
Международная научно-практическая конференция « Малая энергетика-2005»
Осипов М.И., Моляков В.Д., Тумашев Р.З., Иванов В.Л., МГТУим. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Красный Б.Л., Тарасовский В.П., НТЦ «Бакор», г. Щербинка Московской области, Россия
Проблема улучшения экологических характеристик предприятий металлургической промышленности ставит задачу поиска способов утилизации теплоты выходящих газовых смесей с температурой 1073… 1023 Кис содержанием твердых частиц.
Предлагаемые способы утилизации теплоты уходящих газов включают создание автономных энергоустановок мощностью до 1000 кВт и предварительную очистку газовой смеси с помощью керамических высокотемпературных фильтров, разработанных НТЦ «Бакор».
Рассматриваются варианты схем газотурбинных энергетических установок, использующих теплоту газа литейного производства при следующих параметрах: температура газовой смеси Т* = 1073 К, давление газа р* = 0,104 МПа, расход газа G = 5,5…6,5 кг/с. Газ содержит большое количество твердой фазы и не содержит горючих составляющих. Перед использованием в ГТУ газ проходит предварительную очистку в керамическом высокотемпературном фильтре.
Так как давление газа практически атмосферное и газ не содержит горючих составляющих, то для использования теплоты уходящей газовой смеси рассматриваются два принципиальных альтернативных варианта схем ГТУ для выработки электрической энергии.
металлургический утилизация теплота газовый
Работа установки:
Горячая газовая смесь с параметрами Т*=1073 К, р*= 0,1 МПа, G=5,5 кг/с поступает на вход в турбину, разрежение за которой создается компрессором. Произведя полезную мощность в турбине, газ поступает в охладитель, где охлаждается водой до Тго* = 300 К, и затем в компрессор, где давление газа повышается до атмосферного. Установка производит механическую и тепловую (горячая вода, пар) энергию.
Параметры установки:
При степени повышения давления в компрессоре рк* = 3 установка вырабатывает для заданных параметров горячего газа электрическую мощность 700 кВт и тепловую мощность 2900 кВт. Частота вращения ротора турбокомпрессора 11900 об/мин.
Габариты турбокомпрессора:
Размеры проточной части осевого компрессора: наружный диаметр ротора 0,449 м, длина лопаточного аппарата 0,448 м.
Размеры проточной части осевой турбины: максимальный наружный диаметр ротора 0,890 м, длина лопаточного аппарата 0,190 м.
Возможно использование компрессора центробежного типа вместо осевого. В этом случае диаметральные размеры увеличиваются: наружный диаметр рабочего колеса 0,707м лопаточного диффузора 1,06 м, осевая длина рабочего колеса 0,4 м.
Для реализации данного проекта в качестве одного из базовых вариантов для дальнейшей доработки целесообразна газотурбинная установка класса ГТД- 2500, входящая в состав стандартной газотурбинной теплоэлектростанции ГТЭС - 2,5. Выбранное оборудование требует следующих основных доработок:
Разработка и изготовление блока «теплообменника - подогревателя» на параметры соответствующие параметрам греющего газа (утилизируемой теплоты газов литейного производства) и параметрам газотурбинного двигателя;
Разработка блока «фильтра» очистки греющего газа на основе элементов керамического фильтра;
Замена выносного блока ГТУ Д049 «камеры сгорания» на «выносной теплообменник - подогреватель» с соответствующей перекомпоновкой трасс для рабочего тела.
Частичная перекомпоновка стандартной автономной газотурбинной теплоэлектростанции ГТЭС - 2,5 для размещения и связи основными элементами и трассами станции, указанных выше новых блоков.
По предварительной оценке мощность ГТУ составит 800…. 1000 кВт.
Подогреватель рассчитан на объем V = 3 м3; длина L = 3,125 м; поверхность фронта Fф=0,9м2.
Параметры двигателя типа ГТГ-2500 при работе с повернутыми лопатками направляющих аппаратов (НА) компрессора
Штатное регулирование двигателя по программе n=const (частота ращения ротора компрессора n= 14000 об/мин, - электрогенератора nэг = 3000 об/мин) уменьшением только температуры газа перед турбиной не позволяет свести баланс теплоты по расходу греющего газа и расходу по рабочему телу двигателя.
Для согласования заданной величины расхода греющего газа и необходимого расхода воздуха через двигатель исследован способ регулирования, при котором изменение температуры газа в двигателе Tг осуществляется при прикрытии направляющих аппаратов компрессора с сохранением расчетной частоты вращения ротора n =14000 об/мин и уменьшением расхода воздуха через ГТД с 14,55 кг/с до 6,26 кг/с или 7,0 кг/с с соответствующим уменьшением мощности ГТД до 770 кВт или 860 кВт.
Результаты расчета приведены в таблице.
Этот способ регулирования требует согласования с изготовителем ОАО "Рыбинские моторы" или "Машпроект", так как потребуются изменения в системе регулирования.
Предлагаемый вариант 2 позволит использовать двигатель класса ГТД 2500 при данной температуре греющего газа в подогревателе-теплообменнике.
Выводы
В результате анализа возможности эффективной утилизации теплоты газовых смесей металлургической промышленности установлено, что наиболее рациональным является применение автономных энергетических газотурбинных установок.
Предлагается два варианта таких установок.
ГТУ на основе традиционной полузамкнутой схемы требует разработки теплообменника - подогревателя, в котором теплота газовой смеси передается воздуху, используемого в проточных частях компрессора и турбины.
ГТУ по схеме с измененной очередностью процессов позволяет непосредственно использовать в проточной части турбины предварительно очищенную горячую газовую смесь металлургического производства атмосферного давления.
ОАО "Малая энергетика", www.energetica.ru
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Схемы, циклы и основные технико-экономические характеристики приводных и энергетических газотурбинных установок. Расчет зависимости КПД ГТУ от степени повышения давления при различных значениях начальных температур воздуха и газа турбинных установок.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 25.12.2013Анализ информации о текущей деловой активности турбиностроительной компании ФГУП "ММПП" Салют" (г. Москва). Отделение промышленных газотурбинных установок. Основные характеристики и параметры ГТЭ-20С. Рабочие лопатки первых трех ступеней компрессора.
реферат [7,7 M], добавлен 17.12.2014Проектирование систем и изображение средств автоматизации энергетической установки на функциональных схемах. Параметры, регулируемые в холодильных установках. Построение схем автоматизации и регулирования. Предельные рабочие значения регулируемых величин.
реферат [532,0 K], добавлен 21.02.2010Определение горючей массы и теплоты сгорания углеводородных топлив. Расчет теоретического и фактического количества воздуха, необходимого для горения. Состав, количество, масса продуктов сгорания. Определение энтальпии продуктов сгорания для нефти и газа.
практическая работа [251,9 K], добавлен 16.12.2013Выбор типа установки и его обоснование. Общие энергетические и материальные балансы. Расчёт узловых точек установки. Расчёт основного теплообменника. Расчёт блока очистки. Определение общих энергетических затрат установки. Расчёт процесса ректификации.
курсовая работа [126,9 K], добавлен 21.03.2005Система термической очистки газовых выбросов при использовании в качестве топлива природного газа. Обоснование и выбор системы очистки с энергосберегающим эффектом. Разработка и расчет традиционной системы каталитической очистки от горючих выбросов.
курсовая работа [852,0 K], добавлен 23.06.2015Особенности адсорбционного метода разделения газовых смесей. Свойства адсорбентов. Оборудование и технологическая схема работы адсорбционной установки. Качества и основные свойства газоконденсата, необходимость его стабилизации, сфера его применения.
контрольная работа [396,4 K], добавлен 24.12.2013Принцип строения, выбор параметров и расчет мощности судовых энергетических установок. Распределение энергии на судне. Валогенераторы общесудового назначения. Типы и параметры судовых паровых котлов. Устройство основных элементов судового валопровода.
учебное пособие [1,9 M], добавлен 28.10.2012Поглощение газов или паров из газовых или паро-газовых смесей жидкими поглотителями. Масса поглощаемого вещества и расход поглотителя. Движущая сила массопередачи. Скорость газа и диаметр абсорбера. Плотность орошения и активная поверхность насадки.
курсовая работа [691,2 K], добавлен 06.04.2015Подготовка газов к переработке, очистка их от механических смесей. Разделение газовых смесей, низкотемпературная их ректификация и конденсация. Технологическая схема газофракционной установки. Специфика переработки газов газоконденсатных месторождений.
дипломная работа [628,4 K], добавлен 06.02.2014Определение характеристик газа. Расчет годового расхода теплоты при бытовом потреблении, на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания, отопление и вентиляцию, горячее водоснабжение. Гидравлический расчет магистральных наружных газопроводов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017Фундаментальная химия техуглерода, способы его производства. Приготовление резиновых смесей с определенной твердостью, содержащих техуглерод. Особенности выбора надлежащей марки для резиновой смеси. Обработка резиновых смесей, наполненных техуглеродом.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.05.2013Компрессоры, используемые для транспортировки газов. Предел взрываемости нефтяного газа. Расчет годового экономического эффекта от внедрения блочных компрессорных установок для компрессирования и транспорта нефтяного газа. Удельный вес газа на нагнетании.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 28.11.2010Применение формовочного песка. Сущность литья в песчаные формы. Составы и свойства формовочных смесей. Формовочный песок из использованных литейных форм. Изготовление песчаных форм вручную. Схема процесса утилизации песка литейного производства.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 11.10.2010Газотурбинная установка ГТН-25, краткая техническая характеристика устройства ГТУ и нагнетателя. Последовательность пуска агрегата ГТК-25 ИР. Система технического обслуживания и ремонта, организация ремонтов. Расчет свойств транспортируемого газа.
курсовая работа [97,0 K], добавлен 02.02.2012Проектирование наружных сетей газоснабжения. Определение площади застройки территории. Определение численности населения района. Определение годовых расходов теплоты. Годовой расход теплоты в квартирах. Определение годового и часового расхода газа.
курсовая работа [300,3 K], добавлен 11.10.2008Характеристика оборудования для добычи и замера дебита нефти, газа, воды и капитального ремонта скважин. Конструкции установок штангового глубинного насоса. Схема и принцип работы автоматических групповых замерных установок. Дожимная насосная станция.
реферат [852,0 K], добавлен 11.11.2015Литьё является одним из старейших способов для производства металлических изделий. В качестве основного оборудования для плавки чугуна на участке литейного цеха, где применяется непрерывно-поточное производство, применяются электродуговые печи.
курсовая работа [27,4 K], добавлен 10.12.2008Анализ газовых горелок: классификация, подача газа и воздуха к фронту горения газа, смесеобразование, стабилизация фронта воспламенения, обеспечение интенсивности горения газа. Применения систем частичной или комплексной автоматизации сжигания газа.
реферат [1,2 M], добавлен 23.12.2011Технологический процесс ректификации в нефтехимической промышленности, разделение бинарных или многокомпонентных паров, а также жидких смесей на чистые компоненты или их смеси. Ректификационная установка, разделяющая бинарную смесь "метанол-вода".
курсовая работа [1,6 M], добавлен 04.01.2009
