Принцип работы пгу

Принцип действия и технические характеристики ПГУ, работающей по утилизационной схеме

Принцип действия и технические характеристики ПГУ, работающей по утилизационной схеме - изображение 1 - изображение 1

Парогазовая установка ПГУ является комбинированной установкой, состоящей из ГТУ, котла – утилизатора (КУ) и паровой турбины (ПТ). Реализация парового и газового циклов осуществляется в раздельных контурах, т. е., при отсутствии контакта между продуктами сгорания и парожидкостным рабочим телом. Взаимодействие рабочих тел осуществляется только в форме теплообмена в теплообменных аппаратах поверхностного типа.

Использование парогазовых установок является одним из возможных и перспективных направлений снижения топливно – энергетических затрат.

ПГУ термодинамически удачно объединяют в себе параметры ГТУ и паросиловых установок:

- ГТУ работают в зоне повышенных температур рабочего тела;

- паросиловые – приводятся в действие уже отработавшими, уходящими из турбины продуктами сгорания, т.е. выполняют роль утилизаторов и используют бросовую энергию.

КПД установки повышается в результате термодинамической надстройки высокотемпературного газового цикла паровым циклом, что сокращает потери теплоты с уходящими газами в газовой турбине.

Таким образом, ПГУ можно рассматривать как третий этап усовершенствования турбинных агрегатов. ПГУ являются перспективными двигателями, как высокоэкономичные, с малыми капиталовложениями. Отличные качества парогазовых установок определили области их применения. ПГУ широко применяются в энергетике и др. областях ТЭК.

Сдерживает широкое применение таких установок отсутствие единой точки зрения о наиболее рациональных направлениях утилизации тепла ГТУ.

В настоящее время перспективной схемой ПГУ для использования на МГ также является чисто утилизационная схема ПГУ с полной надстройкой цикла, в которой парогенератор обогревается только отходящими газами газовой турбины (рис. 6.1).

По этой схеме продукты сгорания ГТУ после турбины низкого давления (ТНД) поступают в котел-утилизатор (КУ) для выработки пара высокого давления. Получаемый пар из КУ поступает в паровую турбину (ПТ), где расширяясь, совершает полезную работу, идущую на привод электрогенератора или нагнетателя. Отработанный пар после ПТ поступает в конденсатор К, где конденсируется и затем питательным насосом (ПН) снова подается в котел – утилизатор. Термодинамический цикл парогазовой установки приведен на рис. 6.2. Высокотемпературный газовый цикл ГТУ начинается с процесса сжатия воздуха в осевом компрессоре: 1 → 2. В камере сгорания (а также в регенераторе, если он есть) осуществляется подвод теплоты 2 → 3; генерированные продукты сгорания поступают в газовую турбину, где расширяясь, совершают работу, процесс 3 → 4; и наконец, отработавшие газы отдают свое тепло в котле утилизаторе, нагревая воду и пар, 4 → 5. Остаток низкотемпературного тепла остается неиспользованным и передается в окружающую среду, 5 → 1.

КамАЗ-5320, ПГУ: устройство и принцип работы - фото 2 - изображение 2

Предназначение и устройство - фотография 3 - изображение 3

Рисунок 6.1 - Принципиальная схема ПГУ с котлом – утилизатором

Рисунок 6.2 - Схема цикла парогазовой установки в координатах Т-S

Парогазовый цикл образован последовательностью процессов: 1' – 2' - 3' – 4'- 5' – 1' (рис. 6.2). Условно цикл начинается процесса 1' – 2' –подвода теплоты в экономайзере. Вода, поступившая из конденсатора, имеет низкую температуру, равную 39 °С (при давлении в конденсаторе Рнп = 0,007 МПа). Нагревается она до температуры кипения, порядка 170…210 °С, при постоянном давлении, соответствующем рабочему давлению котла 0,8…2,0 МПа. 2' – 3' – процесс испарения воды в испарителе и превращения ее в насыщенный пар. 3' – 4' – перегрев пара в перегревателе; 4' – 5' – процесс расширения пара в паровой турбине с совершением работы и потерей температуры; 5' – 1' – пар конденсируется в конденсаторе К, и образовавшаяся вода вновь подается в котел - утилизатор КУ. Цикл замыкается.

Мощность собственно паровой турбины (ПТ) зависит от действительного теплоперепада, или энтальпии, по паровой турбине и расхода пара. Расход пара и параметры пара определяются работой котла-утилизатора. Принципиальная схема котла – утилизатора показана на рис. 6.3.

Котел – утилизатор – это паровой котел с принудительной циркуляцией, не имеющий собственной топки и обогреваемый уходящими газами какой – либо энергетической установки.

Поэтому бросовой теплоты выхлопных газов ГТУ, с температурой порядка 400 °С, вполне достаточно для эффективной работы утилизационных установок.

По ходу котла устанавливаются последовательно теплообменные аппараты: водяной экономайзер "Э", испаритель "И" и пароперегреватель "П".

Водяной экономайзер - это теплообменник, в котором вода подогревается низкотемпературными горячими газами (продуктами сгорания) перед ее подачей в барабан котла (сепаратор).

Генерация пара производится в ходовой части котла следующим образом. Питательная вода, предварительно нагретая в экономайзере до температуры кипения уходящими газами, поступает в барабан котла. Температура горячих газов в хвостовой части котла не должна опускаться ниже 120 °С *.

В режиме генерации пара вода циркулирует через испаритель. В испарителе идет интенсивное поглощение тепла, за счет которого и происходит парообразование. Процесс парообразования в испарителе происходит при температуре кипения питательной воды, соответствующей определенному давлению насыщения.

КамАЗ-5320, ПГУ: устройство и принцип работы

Особенности - фотография 4 - изображение 4

Что такое устройство ПГУ КамАЗа-5320? Этот вопрос интересует многих новичков. Данная аббревиатура может привести в недоумение несведущего человека. На самом деле ПГУ – это пневматический гидравлический усилитель руля. Рассмотрим особенности этого устройства, его принцип работы и типы обслуживания, включая ремонт.

Принцип действия - фотография 5 - изображение 5

  • 1 – гайка сферическая с контргайкой.
  • 2 – поршневой толкатель деактиватора сцепления.
  • 3 – предохранительный чехол.
  • 4 – поршень выключения сцепления.
  • 5 – задняя часть остова.
  • 6 – комплексный уплотнитель.
  • 7 – следящий поршень.
  • 8 – клапан перепускной с колпаком.
  • 9 – диафрагма.
  • 10 – клапан впускной.
  • 11 – выпускной аналог.
  • 12 – поршень пневматического типа.
  • 13 – сливная пробка (для конденсата).
  • 14 – фронтальная часть корпуса.
  • «А» – подвод рабочей жидкости.
  • «Б» – поступление сжатого воздуха.

Предназначение и устройство

Грузовой автомобиль – достаточно массивная и крупногабаритная техника. Для ее управления требуется недюжинная физическая сила и выносливость. Устройство ПГУ КамАЗа-5320 позволяет облегчить регулировку транспортного средства. Это небольшое, но полезное устройство. Оно дает возможность не только упростить труд водителя, но и повышает производительность работ.

Рассматриваемый узел состоит из следующих элементов:

  • Поршневого толкателя и регулировочной гайки.
  • Пневматического и гидравлического поршня.
  • Пружинного механизма, редуктора с крышкой и клапаном.
  • Седла диафрагмы, контрольного винта.
  • Перепускного клапана и поршневого следящего приспособления.

Особенности

Корпусная система усилителя состоит из двух элементов. Фронтальная часть изготавливается из алюминия, а задний аналог – из чугуна. Между деталями предусмотрена специальная прокладка, которая играет роль уплотнителя и диафрагмы. Следящий механизм регулирует изменение давления воздуха на пневмопоршень в автоматическом режиме. В данное приспособление также входит уплотнительная манжета, пружины с диафрагмами, а также клапаны на впуск и выпуск.

Производство - фотография 6 - изображение 6

Принцип действия

При нажатии педали сцепления под давлением жидкости устройство ПГУ КамАЗа-5320 давит на шток и поршень следящего приспособления, после чего конструкция вместе с диафрагмой смещается до момента открытия впускного клапана. Затем воздушная смесь из пневматической системы автомобиля подается к пневмопоршню. В результате суммируются усилия обоих элементов, что позволяет отвести вилку и выключить сцепление.

После того, как нога убирается с педали сцепления, давление подводящей магистральной жидкости падает до нулевого показателя. Вследствие этого ослабевает нагрузка на гидравлические поршни исполнительного и следящего механизма. По этой причине поршень гидравлического типа начинает перемещаться в обратном направлении, закрывая впускной клапан и блокируя поступление давления из ресивера. Нажимная пружина, воздействуя на следящий поршень, отводит его в исходную позицию. Воздух, изначально реагирующий с пневматическим поршнем, выводится в атмосферу. Шток с обоими поршнями возвращается в начальное положение.

Производство

Устройство ПГУ КамАЗа-5320 подходит для многих модельных модификаций этого производителя. Большинство старых и новых тягачей, самосвалов, военных вариантов оснащается пневмогидравлическим усилителем руля. Современные модификации, производимые различными компаниями, имеют следующие обозначения:

  • Запчасти КамАЗ (ПГУ) производства ОАО «КамАЗ» (номер по каталогу 5320) с вертикальным размещением следящего приспособления. Устройство над корпусом цилиндра используется на вариациях под индексом 4310, 5320, 4318 и некоторых других.
  • WABCO. ПГУ под этой маркой производятся в США, отличаются надежностью и компактными габаритами. Эта комплектация оборудована системой слежения за состоянием накладок, уровень износа которых доступно определить без демонтажа силового агрегата. Большинство грузовиков с коробкой передач серии 154 оснащаются именно этим пневмогидравлическим оборудованием.
  • Пневмогидроусилитель сцепления «ВАБКО» для моделей с КПП типа ZF.
  • Аналоги, выпускаемые на заводе в Украине (Волчанск) или Турции (Yumak).

Обслуживание - фотография 7 - изображение 7

В плане выбора усилителя специалисты рекомендуют приобретать такую же марку и модель, которая была изначально установлена на машине. Это позволит обеспечить максимально правильное взаимодействие между усилителем и механизмом сцепления. Прежде чем менять узел на новую вариацию, проконсультируйтесь со специалистом.

Обслуживание

Для поддержания рабочего состояния узла осуществляют следующие работы:

  • Визуальный осмотр, позволяющий обнаружить видимые утечки воздуха и жидкости.
  • Подтягивание фиксирующих болтов.
  • Регулировку свободного хода толкателя при помощи сферической гайки.
  • Доливку рабочей жидкости в баке системы.

Стоит отметить, что при регулировке ПГУ КамАЗа-5320 модификации Wabco, износ накладок сцепления легко просматривается на специальном указателе, выдвигаемом под воздействием поршня.

Разборка - фото 8 - изображение 8

Разборка

Данная процедура при необходимости выполняется в следующем порядке:

  • Задняя часть корпуса зажимается в тисках.
  • Откручиваются болты. Снимаются шайбы и крышка.
  • Изымается клапан из корпусной части.
  • Демонтируется фронтальный остов вместе с пневматическим поршнем и его мембраной.
  • Снимаются: диафрагма, следящий поршень, стопорное кольцо, элемент выключения сцепления и корпус уплотнителя.
  • Удаляется перепускной клапанный механизм и люк с выпускным уплотнителем.
  • Остов вынимается из тисов.
  • Демонтируется упорное кольцо задней части корпуса.
  • Стержень клапана освобождается от всех конусов, шайб и седла.
  • Следящий поршень снимается (предварительно необходимо убрать стопор и прочие сопутствующие элементы).
  • Из фронтальной части корпуса извлекается пневматический поршень, манжета и стопорное кольцо.
  • Затем все детали промываются в бензине (керосине), обдаются сжатым воздухом и проходят этап дефектации.

ПГУ КамАза-5320: неисправности

Чаще всего в рассматриваемом узле возникают неполадки следующего характера:

  • Сжатый воздушный поток поступает в недостаточном количестве либо совсем отсутствует. Причина неисправности – разбухание впускного клапана пневматического усилителя.
  • Заклинивание следящего поршня на пневмоусилителе. Вероятнее всего, причина кроется в деформации уплотнительного кольца или манжеты.
  • Наблюдается «провал» педали, что не позволяет полностью выключить сцепление. Эта неполадка свидетельствует о попадании воздуха в гидравлический привод.

ПГУ КамАза-5320: неисправности - фотография 9 - изображение 9

Ремонт ПГУ КамАЗа-5320

Проводя дефектовку элементов узла, особое внимание следует обратить на такие моменты:

  • Проверку уплотнительных деталей. Не допускается наличие на них деформаций, разбухания и трещин. В случае нарушения эластичности материала, элемент подлежит замене.
  • Состояние рабочих поверхностей цилиндров. Контролируется внутренний зазор диаметра цилиндров, который по факту должен соответствовать нормативу. На деталях не должно быть вмятин или трещин.

В ремонтный комплект ПГУ входят такие запчасти КамАЗа:

  • Защитный чехол заднего корпуса.
  • Конус и диафрагма редуктора.
  • Манжеты для пневматического и следящего поршня.
  • Колпак перепускного клапана.
  • Стопорные и уплотнительные кольца.

Перед монтажом все детали рекомендуется обработать смазкой типа «Литол».

Замена и установка

Для замены рассматриваемого узла выполняют следующие манипуляции:

  • Проводится стравливание воздуха из ПГУ КамАЗа-5320.
  • Сливается рабочая жидкость либо перекрывается слив при помощи пробки.
  • Демонтируется прижимная пружина вилки рычага включения сцепления.
  • От устройства отсоединяются подводящие воду и воздух трубы.
  • Откручиваются финты крепления к картеру, после чего агрегат демонтируется.

Ремонт ПГУ КамАЗа-5320 - фотография 10 - изображение 10

После замены деформированных и негодных элементов, система проверяется на герметичность в гидравлической и пневматической части. Сборка производится следующим образом:

  • Совмещают все фиксирующие отверстия с гнездами в картере, после чего закрепляется усилитель при помощи пары болтов с пружинными шайбами.
  • Подсоединяется гидравлический шланг и воздушный трубопровод.
  • Монтируется оттяжный пружинный механизм вилки выключения узла сцепления.
  • В компенсационный резервуар наливают тормозную жидкость, после чего прокачивают систему гидравлического привода.
  • Проверяют повторно герметичность соединений на предмет подтекания рабочей жидкости.
  • Регулируется, при необходимости, величина зазора между торцевой частью крышки и ограничителем хода активатора делителя передач.

Принципиальная схема подсоединения и размещения элементов узла

Принцип работы ПГУ КамАЗа-5320 проще понять, изучив представленную ниже схему с пояснениями.

Замена и установка - изображение 11 - изображение 11

  • а – стандартная схема взаимодействия частей привода.
  • б – расположение и фиксация элементов узла.
  • 1 – педаль блока сцепления.
  • 2 – основной цилиндр.
  • 3 – цилиндрическая часть пневматического усилителя.
  • 4 – следящий механизм пневматической части.
  • 5 – воздухопровод.
  • 6 – основной гидроцилиндр.
  • 7 – выключающая муфта с подшипником.
  • 8 – рычаг.
  • 9 – шток.
  • 10 – шланги и трубы привода.

Рассматриваемый узел имеет довольно понятное и простое устройство. Тем не менее его роль при управлении грузовым автомобилем очень значительна. Использование ПГУ позволяет существенно облегчить управление машиной и повысить эффективность работы транспортного средства.

ПГУ сцепления — прокачка за 2 МИНУТЫ одним человеком

Принципиальная схема подсоединения и размещения элементов узла - фото 12 - изображение 12

Пишет svxab в своём блоге.

ПГУ сцепления — прокачка за 2 МИНУТЫ одним человеком - фото 13 - изображение 13

ПГУ прокачать пробовали многие владельцы грузовиков, иные даже не знают что это за головняк.

Решение простое и дешевое не требующее сверхъестественного.1 Бутылка 1.5 литра2 Шланг %6мм L-2 метра3 Два соска для дисков легковых — золотники удалить4 Хомуты — пластиковые для проводки, тонкие5 Тормазухи — достаточное количество для заполнения всей системы и расширительного бачка, с первой попыпки

Думаю фото установки говорит за себя, про её изготовление коментарии не мужны.

Система слита и промыта свежой тормозухой(вырезан от грузовой камеры сосок так чтобы он закрывал горловину расширительного бачка и воздухом давим 3-4 атм) <- ВНИМАНИЕ этот способ тож имейте ввиду действенный в дороге или отсутствии другой возможности, позволяет продавить тормозуху при активной работе педалью, сливная тавотница закрыта.

Сам процесс:

Установка собрана, подсоединяем шланг от крышки полторашки к сливной тавотницы и закрепляем хомутом и открываем тавотницу (нормально оборота так 2)

Наливаем в бутылку тормозуху( я делаю так -наливаю 2 бутылки по 450мл, потом остается примерно 300 мл, золотник на дне выкручиваю после подсоединения крышки бутылки)

Подсоединяем крышку бутылки и бутылку переворачиваем и где-нибудь закрепляем.

Давим воздухом 1,5 — 2 атм. и встречаем тормозуху в расширительном бачке.

При появлении тормозухи на нижнем уровне расширительного бачка поработать педалью несколько раз для равномерного заполнения,

При достижении верхнего уровня закрыть сливную тавотницу, снять давление с установки.

Все, более ни чего делать не требуется, система работает сразу, снял установку и поехал.

Парогазовые установки (стр. 1 из 17) - изображение 14 - изображение 14

Описание работы и схемы ПГУ - фото 15 - изображение 15

Строителство ПГУ ТЭС - изображение 16 - изображение 16

Конструкция ПГУ для ТЭС, принцип работы - фото 17 - изображение 17

Парогазовая установка на Кировской ТЭЦ-3 - изображение 18 - изображение 18

Хочу себе поставить т.к очень тугая педаль сцепления по электрике много проблем?

Парогазовые установки (стр. 1 из 17)

КамАЗ-5320, ПГУ: устройство и принцип работы - фото 19 - изображение 19

Содержание

Введение

Парогазовые установки

Оценка технико-экономической эффективности модернизации ГТУ-ТЭС с использованием парогазовой технологии

Экономическая целесообразность форсированного внедрения ПТУ и ГТУ при обновлении тепловых электростанций

Комплексный подход к строительству и реконструкции электростанций с применением ПУ и ПГУ

Отработка технических решений на собственных электростанциях – залог надежной работы оборудования у заказчика

Конденсационная парогазовая электростанция для надежного энергоснабжения промышленных потребителей

Реконструкция паротурбинных электростанций - эффективный путь перевооружения энергетики

Опыт эксплуатации газопаротурбинной установки ГПУ-16К с впрыском пара Теплофикационные парогазовые установки для замены устаревшего оборудования ТЭЦ ОАО «Ленэнерго»

Повышение эксплуатационных характеристик энергетических установок

Сравнение паросилового блока с Т-265 и энергоблока с двумя ПГУ-170Т

Масштабы внедрения ПГУ и ГТУ в среднесрочной перспективе

Введение

В любой стране энергетика является базовой отраслью экономики, стратегически важной для государства. От её состояния и развития зависят соответствующие темпы роста других отраслей хозяйства, стабильность их работы и энерговооруженность. Энергетика создает предпосылки для применения новых технологий, обеспечивает наряду с другими факторами современный уровень жизни населения. На независимости страны от внешних, импортируемых энергоресурсов, также как и на развитом оборонном вооруженном комплексе основывается высокая позиция государства на международной политической арене.

В промышленности электрическая энергия из тепловой получается путем промежуточного преобразования её в механическую работу. Превращение тепла в электричество с достаточно высоким кпд без промежуточного преобразования его в механическую работу было бы крупным шагом вперёд. Тогда отпала бы надобность в тепловых электростанциях, использовании на них тепловых двигателей, которые имеют относительно низкий кпд, весьма сложны и требуют довольно квалифицированного ухода при эксплуатации. Современная техника пока не позволяет создать более или менее мощные установки для получения электричества непосредственно из тепла. Все установки такого типа пока могут работать или только кратковременно, или при крайне малых мощностях, или при низких кпд, или зависят от временных факторов, таких как погодные условия, время суток, и т.п. В любом случае они не могут гарантировать достаточную стабильность в энергоснабжении страны.

Поэтому на тепловых электростанциях нельзя обойтись без тепловых двигателей. Перспективное направлении развития энергетики связано с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) энергетическими установками тепловых электростанций. Эти установки имеют особые конструкции основного и вспомогательного оборудования, режимы работы и управление. ПГУ на природном газе – единственные энергетические установки, которые в конденсационном режиме работы отпускают электроэнергию с электрическим кпд более 58% .

В энергетике реализован ряд тепловых схем ПГУ, имеющих свои особенности и различия в технологическом процессе. Происходит постоянная оптимизация как самих схем, так и улучшение технических характеристик её узлов и элементов. Основными показателями, характеризующими качество работы энергетической установки, являются её производительность (или кпд) и надёжность.

В этой работе особое внимание уделяется практической стороне вопроса, т.е. на сколько выгодно с экономической и экологической точки зрения использование ПГУ в энергетике.

Парогазовые установки ( ГОСТ 27240-87)

Парогазовые установки (в англоязычном мире используется название combined-cycle power plant) — сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе. Принцип работы самой экономичной и распространенной классической схемы таков. Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой (ПС) установок. В ГТУ вращение вала турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания природного газа, мазута или солярки продуктами горения — газами. Образовавшиеся в камере сгорания газотурбинной установки продукты горения вращают ротор турбины, а та, в свою очередь, крутит вал первого генератора.

Предназначение и устройство - изображение 20 - изображение 20

В первом, газотурбинном, цикле КПД редко превышает 38%. Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие высокую температуру продукты горения поступают в так называемый котел-утилизатор. Там они нагревают пар до температуры и давления (500 градусов по Цельсию и 80 атмосфер), достаточных для работы паровой турбины, к которой подсоединен еще один генератор. Во втором, паросиловом, цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива. В сумме КПД всей установки оказывается около 58%. Существуют и некоторые другие типы комбинированных ПГУ, но погоды в современной энергетике они не делают. Как правило, такие системы используются генерирующими компаниями в случае, когда необходимо максимизировать производство электрической энергии. Когенерация в этом случае играет подчиненную роль и обеспечивается за счет отвода части тепла из паровой турбины. Паровые энергоблоки хорошо освоены. Они надежны и долговечны. Их единичная мощность достигает 800-1200 МВт, а коэффициент полезного действия (КПД), представляющий собой отношение произведенной электроэнергии к теплотворности использованного топлива, составляет до 40-41%, а на наиболее совершенных электростанциях за рубежом - 45-48%. Также уже длительное время в энергетике используются газотурбинные установки (ГТУ). Это двигатель совершенно иного типа. В ГТУ атмосферный воздух сжимается до 15-20 атмосфер, в нем топливо сжигается с образованием высокотемпературных (1200-1500 °С) продуктов сгорания, которые расширяются в турбине до атмосферного давления. Вследствие более высокой температуры турбина развивает примерно вдвое большую мощность, чем необходимо для вращения компрессора. Избыток ее используется для привода электрического генератора. За рубежом эксплуатируются ГТУ единичной мощностью 260-280 МВт с КПД 36-38%. Температура отработавших в них газов составляет 550-620 °С. Вследствие принципиальной простоты цикла и схемы стоимость газотурбинных установок существенно ниже, чем паровых. Они занимают меньше места, не нуждаются в охлаждении водой, быстро запускаются и изменяют режимы работы. ГТУ легче обслуживать и полностью автоматизировать.

Так как рабочей средой газовых турбин являются продукты сгорания, сохранять работоспособность деталей, которые омываются ими, можно, только используя чистые виды топлива: природный газ или жидкие дистилляты

ГТУ быстро развиваются, с повышением параметров, единичной мощности и КПД. За рубежом они освоены и эксплуатируются с такими же показателями надежности, как и паровые энергоблоки.

Разумеется, тепло отработавших в ГТУ газов может быть использовано. Проще всего это сделать путем подогрева воды для отопления или выработки технологического пара. Количество произведенного тепла оказывается несколько больше, чем количество электроэнергии, а общий коэффициент использования тепла топлива может достигать 85-90%.

Есть и другая, еще более привлекательная, возможность заставить это тепло работать. Из термодинамики известно, что КПД наиболее совершенного цикла теплового двигателя (его придумал Карно почти 200 лет назад) пропорционально отношению температур подвода и отвода тепла. В ГТУ подвод тепла происходит в процессе сгорания. Температура образующихся продуктов, которые являются рабочей средой турбин, не ограничивается стенкой (как в котле), через которую необходимо передавать тепло, и может быть существенно выше. Освоено охлаждение омываемых горячими газами деталей, позволяющее поддерживать их температуры на допустимом уровне.

В паровых энергоустановках температура перегретого пара не может превышать допустимую для металла труб котельных пароперегревателей и таких неохлаждаемых узлов, как паропроводы, коллекторы, арматура, - она составляет сейчас 540-565 °С, а в самых современных установках - 600-620 °С. Зато отвод тепла в конденсаторах паровых турбин осуществляется циркуляционной водой при температурах, близких к температуре окружающей среды.

Указанные особенности позволяют существенно повысить КПД производства электроэнергии путем объединения в одной парогазовой установке (ПГУ) высокотемпературного подвода (в ГТУ) и низкотемпературного отвода тепла (в конденсаторе паровой турбины). Для этого отработавшие в турбине газы подаются в котел-утилизатор, где генерируется и перегревается пар, поступающий затем в паровую турбину. Вращаемый ею электрический генератор при неизменном расходе топлива в камере сгорания ГТУ увеличивает выработку электроэнергии в 1,5 раза. В итоге КПД лучших современных ПГУ составляет 55-58%. Такие ПГУ называют бинарными потому, что в них осуществляется двойной термодинамический цикл: пар в котле-утилизаторе и работа паровой турбины производятся за счет тепла, подведенного в камере сгорания ГТУ и уже отработавшего в верхнем газотурбинном цикле.

С учетом всех достоинств ПГУ наиболее важной задачей для отечественной энергетики является перевод многочисленных паровых электростанций, работающих в основном на природном газе, в парогазовые.

Привлекательными особенностями таких ПГУ, помимо высоких КПД, являются умеренная удельная стоимость (в 1,5-2 раза ниже, чем у паровых энергоблоков близкой мощности), возможность сооружения за короткое (два года) время, вдвое меньшая потребность в охлаждающей воде, хорошая маневренность.

С учетом всех достоинств ПГУ наиболее важной задачей для отечественной энергетики является перевод многочисленных паровых электростанций, работающих в основном на природном газе, в парогазовые. При техническом перевооружении электростанций возможны два варианта создания бинарных ПГУ.

Описание работы и схемы ПГУ

Особенности - изображение 21 - изображение 21

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

« Самарский государственный технический университет»

_____

Кафедра «Тепловые электрические станции»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Газотурбинные установки»

«Расчет тепловой схемы парогазовой установки

утилизационного типа»

Вариант № 1

Выполнил: студент V–ЗФ-2

Бондаренко А.А.

Проверил: Хусаинов К.Р.

САМАРА 2016

Введение

Паротурбинные установки (ПТУ) составляют основу современной энергетики. Они применяются как на обычных тепловых, так и на атомных электростанциях. Работа их базируется на осуществлении прямого термодинамического цикла преобразования теплоты, в механическую работу вращения ротора турбины и привода электрогенератора с использованием в качестве рабочего тела воды и ее пара.

Современные ПГУ характеризуются низким уровнем вредных выбросов в атмосферу. Выработка значительной доли мощности газотурбинной установкой обеспечивает меньшие потребности ПГУ в охлаждающей воде и меньшее тепловое загрязнение окружающей среды по сравнению с паротурбинными энергоблоками равной мощности.

В настоящее время наиболее перспективной с точки зрения экономичности и возможности практической реализации является парогазовая установка (ПГУ), работающая по комбинированному циклу Брайтона (ГТУ) – Ренкина (ПТУ). На долю ПГУ приходится примерно 35% общего объема новых мощностей, вводимых в настоящее время на тепловых электростанциях. Мощные ПГУ работают главным образом на природном газе, который резервируется жидким топливом. Наряду с этим разрабатываются проекты и существуют опытные ПГУ на базе различных технологий газификации угля.

Описание работы и схемы ГТУ

Принцип действия - фото 22 - изображение 22

Рис. 1. Схема простейшей открытой газотурбинной установки (ГТУ) непрерывного горения

Газотурбинной установкой (ГТУ) считают установку, имеющую три основных элемента (рис. 1.): воздушный компрессор К, камеру сгорания КС и газовую турбину Т. Принцип действия ГТУ сводится к следующему: В компрессор газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания, куда подается и основное топливо — газ. Смесь воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор (ЭГ). С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

В настоящее время газотурбинные установки начали широко применяться в малой энергетике. ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.

Описание работы и схемы ПГУ

Производство - фото 23 - изображение 23

Рис. 2. Принципиальная тепловая схема двухконтурной ПГУ утилизационного типа

На рис. 2. показан пример принципиальной тепловой схемы двухконтурной ПГУ утилизационного типа.

ГТУ вырабатывает электрическую мощность

Обслуживание - фото 24 - изображение 24

, а ее уходящие газы направляются в котел-утилизатор (КУ), имеющий два контура генерации пара. Контур ВД генерирует пар ВД в количестве

Разборка - изображение 25 - изображение 25

и направляет его в паровую турбину. Расширившись в части высокого давления (ЧВД) турбины, этот пар смешивается с паром, генерируе­мым контуром НД. Суммарный поток пара расширяется в части низ­кого давления (ЧНД) и поступает в конденсатор. В результате паро­вая турбина вырабатывает мощность

ПГУ КамАза-5320: неисправности - фото 26 - изображение 26

.

Из конденсатора конденсат отработавшего в турбине пара конденсатным электронасосом (КЭН) направляется в газовый подогрева­тель конденсата (ГПК). Перед входом в КУ к конденсату подмешива­ется часть конденсата, нагретого в ГПК (рециркуляция

Ремонт ПГУ КамАЗа-5320 - фото 27 - изображение 27

), и на входе в КУ обеспечивается температура конденсата

Замена и установка - изображение 28 - изображение 28

, исключающая коррозию выходных поверхностей нагрева КУ. Расход конденсата

Принципиальная схема подсоединения и размещения элементов узла - фото 29 - изображение 29

, где

ПГУ утилизационного типа - изображение 30 - изображение 30

- расход пара НД,

Принцип работы пгу - фото 31 - изображение 31

- расход греющего па­ра в деаэратор, направляется из ГПК в деаэратор для термической де­аэрации, осуществляемой нагревом конденсата паром из контура НД.

Из аккумуляторного бака деаэратора питательная вода разводится на контуры ВД и НД. Питательными электронасосами НД (ПЭННД) пи­тательная вода подается в барабан НД. Образующийся насыщенный пар поступает в пароперегреватель НД (ППНД), перегревается и направляет­ся в количестве

Принцип работы пгу - фотография 32 - изображение 32

в деаэратор для нагрева конденсата; остальной пар

НД направляется в камеру смешения паровой турбины.

Питательные электронасосы ВД (ПЭНВД) подают питательную воду в количестве

Принцип работы пгу - фото 33 - изображение 33

из деаэратора в экономайзер ВД (ЭВД), из ко­торого она поступает в барабан ВД, а из него уже в виде насыщенно­го пара - в пароперегреватель ВД (ППВД). Из ППВД перегретый пар поступает в паровую турбину.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для ГТУ: «Сатурн» ГТЭ-110 . Число ГТУ: 2

- электрическая мощность:

Принцип работы пгу - фото 34 - изображение 34

=110 МВт;

- электрический КПД ГТУ:

Принцип работы пгу - фото 35 - изображение 35

=36 %;

- температура газов на входе в газовую турбину:

Принцип работы пгу - изображение 36 - изображение 36

=1170 °С;

- температура газов на выходе из газовой турбины:

Принцип работы пгу - фото 37 - изображение 37

=517 °C;

- расход воздуха в компрессор:

Принцип работы пгу - изображение 38 - изображение 38

=357 кг/с;

- степень повышения давления в компрессоре:

Принцип работы пгу - фотография 39 - изображение 39

=14.7;

- примем температуру наружного воздуха:

Принцип работы пгу - изображение 40 - изображение 40

= 15 °С.

Принцип работы пгу - фото 41 - изображение 41

Па.

- химический состав природного газа:

Принцип работы пгу - фотография 42 - изображение 42

=98.9 %;

Принцип работы пгу - изображение 43 - изображение 43

=0.13 %;

Принцип работы пгу - фото 44 - изображение 44

=0.01 %;

Принцип работы пгу - фото 45 - изображение 45

=0.01 %; СО =0.08 %;

Принцип работы пгу - фотография 46 - изображение 46

=ост %.

- плотность топливного газа:

Принцип работы пгу - фотография 47 - изображение 47

= 0,654 кг/нм;

Для котлов-утилизаторов:

- давление пара после ППВД (основного):

Принцип работы пгу - фото 48 - изображение 48

= 8,2 МПа;

- давление пара после ППНД:

Принцип работы пгу - фото 49 - изображение 49

= 0,7 МПа;

Для паровой турбины:

- давление в конденсаторе:

Принцип работы пгу - фотография 50 - изображение 50

=5.0 кПа;

- давление в деаэраторе:

Принцип работы пгу - фотография 51 - изображение 51

= 0.6МПа;

- КПД генератора:

Принцип работы пгу - фото 52 - изображение 52

=0.98 ;

- КПД механический

Принцип работы пгу - изображение 53 - изображение 53

=0.99 .

-Давление перед стопорно-регулирующими клапанами (СРК) ЦВД:

Принцип работы пгу - изображение 54 - изображение 54

МПа; перед СРК ЦНД

Принцип работы пгу - изображение 55 - изображение 55

МПа.

Строителство ПГУ ТЭС

Принцип работы пгу - фотография 56 - изображение 56

Строительство ПГУ для ТЭС в России активизировалось только в последнее десятилетие, в то время как в странах Запада такие установки используются уже достаточно давно. Инжиниринговая компания БелЭнергоПроект вносит свой вклад в популяризацию технологии и производит строительство ПГУ ТЭС для коммерческих объектов по конкурентным ценам.

Конструкция ПГУ для ТЭС, принцип работы

Принцип работы пгу - фотография 57 - изображение 57

В состав парогазовых агрегатов входит паросиловой и газотурбинный двигатель. В газотурбинном двигателе вращение турбины выполняется посредством продуктов сгорания, получаемых от сжигания газа или дизельного топлива. Кроме турбины на валу зафиксирован генератор. Движение ротора в генераторе обеспечивает выработку электричества.

Но продукты сгорания, проходя через газовую турбину, не полностью использует свою энергию — давление уже минимальное, совершение работы невозможно, при этом их температура остается высокой.

Эту особенность стали использовать следующим образом — при выходе из турбины продукты сгорания попадают в котел-утилизатор, в результате чего вода, находящаяся в нем, нагревается до образования пара с температурой 500°C и давлением в 100 атмосфер. Этого состояния пара достаточно, чтобы использовать его в паровой турбине. Так в действие приводится второй электрогенератор. Конструкция и принцип работы делают такие ПГУ для ТЭС максимально эффективными.

Справка. Строительство ПГУ для ТЭС часто производится на базе устаревших паросиловых установок. В конструкцию вводится новая газовая турбина, а продукты сгорания сбрасываются в старый котел. КПД таких установок более низкий.

Если заказать ПГУ в нашей компании, то вы получите гарантию того, что в наших установках используются только новые узлы.

Преимущества строительства ПГУ для ТЭС

Промышленность развитых стран давно использует парогазовые установки для производства электричества, что позволяет экономить на электроэнергии значительные средства. Основные преимущества ПГУ:

  • Высокий КПД. Парогазовые установки достигают КПД при производстве электричества выше 60%. Отдельно работающие паросиловые установки функционируют с КПД до 45%, газотурбинные работают с КПД 28—42%.
  • Сниженная стоимость единицы мощности.
  • Малое потребление воды. Использование парогазовых агрегатов снижает потребление воды на единицу выработанной электроэнергии, если сравнивать с паросиловыми установками.
  • Малый срок строительства ПГУ для ТЭС. Средний срок изготовления установки составляет 9—12 месяцев.
  • Компактность. Это свойство позволяет устанавливать ПГУ в пределах предприятия, не вынося конструкцию далеко за пределы, не тратясь на транспортировку электричества.
  • Экологичность. Парогазовые установки работают намного «чище» по сравнению с паротурбинными агрегатами.

Какие могут возникнут сложности

К недостаткам относят ограниченный выбор топлива — газ и дизтопливо, при этом солярка  применяется в качестве резервного источника. Уголь можно использовать только при внутрицикловой газификации, что серьезно повышает цену строительства.

Еще один минус, необходимость фильтрации воздушного потока, который используется при сжигании топлива.

Сравнивая плюсы и минусы можно видеть, что преимуществ значительно больше. Наверное, именно поэтому в последнее время в России было введено в эксплуатацию несколько десятков парогазовых блоков и перспективы развития этого направления довольно радужные.

Наши услуги

Принцип работы пгу - фото 58 - изображение 58

Компания БелЭнергоПроект предлагает заказать строительство ПГУ ТЭС для промышленных предприятий, заводов и других коммерческих объектов мощностью от 1МВт. Мы спроектируем, построим и монтируем парогазовую установку с учетом потребностей производства по оптимальной цене и гарантируем качество работ.

Монтаж электростанцийbelproject.orgСтроительство ТЭЦbelproject.orgКапитальный ремонт электростанцийbelproject.orgЭнергосервисная компания — заключение контракта с БелЭнергоПроектbelproject.org

Парогазовая установка на Кировской ТЭЦ-3

Принцип работы пгу - изображение 59 - изображение 59

Принцип работы пгу - фото 60 - изображение 60

engineering_ru

2014-06-24 22:48:00

Подходят к концу работы по модернизации на территории Кировской ТЭЦ-3 с применением ПГУ (парогазовой установки). Станция обеспечивает тепловой энергией (отопление и горячая вода) город Кирово-Чепецк и электроэнергией потребителей Кировской области. Электростанция начала свою работу в 1942 году и до ввода в эксплуатацию нового энергетического оборудования установленная электрическая мощность станции составляла 160 МВт, а тепловая - 813 Гкал/ч. На энергетических котлах станции сжигаются - природный газ, мазут, кузнецкий уголь. Применение ПГУ позволит увеличить электрическую и тепловую мощность станции более чем в два раза - до 390 МВт.

Принцип работы пгу - фото 61 - изображение 61

Строительство ПГУ 230 МВт на Кировской ТЭЦ-3 началось 29 февраля 2012 года. Энергетиками КЭС-Холдинга за короткое время была проделана огромная работа и уже на лето 2014 года намечено проведение торжественного пуска.

Принцип работы пгу - фотография 62 - изображение 62

Электрическая мощность парогазовой установки - 230 МВт, тепловая - 136 Гкал/ч. Вводимая парогазовая установка - самое экономичное и экологичное генерирующие оборудование в Кировской области. Отличительная особенность станции - использование первой в регионе градирни вентиляторного типа. Стоимость проекта составила 10,3 млрд.руб.

Принцип работы пгу - фото 63 - изображение 63

На сегодняшний день применение парогазовой технологии - оптимальное решение для традиционной тепловой энергетики. Блоки этого типа имеют оптимальные параметры по стоимости единицы установленной мощности и экономической эффективности. За счет повторного использования энергии сгорания газа, их КПД существенно выше традиционных паросиловых блоков. Так, суммарная мощность построенного блока равна 230 мегаваттам. Вся старая часть Кировской ТЭЦ-3 имеет максимальную мощность 149 мегаватт. При этом КПД ПГУ - 52% против 30% на старом блоке. Еще одна особенность ПГУ – это низкий уровень выбросов вредных веществ в атмосферу. Наконец, парогазовый блок имеет существенно меньший строительный цикл в сравнении с традиционными паросиловыми блоками.

Принцип работы пгу - фотография 64 - изображение 64

Дорога на ПГУ проходит мимо открытого распределительного устройства. Вот где весь Чепецкий асфальт!

Принцип работы пгу - изображение 65 - изображение 65

Картина маслом "2,5 трубы на ТЭЦ-3".

Принцип работы пгу - фотография 66 - изображение 66

Труба выведена из эксплуатации и находится в процессе демонтажа.

Принцип работы пгу - фотография 67 - изображение 67

Новое распределительное устройство.

Принцип работы пгу - фото 68 - изображение 68

Новенькие трансформаторы отделены друг от друга огнезащитными перегородками.

Принцип работы пгу - фото 69 - изображение 69

Принцип работы пгу - фото 70 - изображение 70

Оборудование ОРУ (выключатели, трансформаторы тока и напряжения, разъединители).

Принцип работы пгу - изображение 71 - изображение 71

Принцип работы пгу - фото 72 - изображение 72

Фото с крыши здания РЩУ (Релейный Щит Управления).

Принцип работы пгу - фото 73 - изображение 73

Принцип работы пгу - фото 74 - изображение 74

Принцип работы пгу - изображение 75 - изображение 75

Эстакада токопроводов в районе открытой установки трансформаторов.

Принцип работы пгу - фото 76 - изображение 76

Принцип работы пгу - фото 77 - изображение 77

Принцип работы пгу - изображение 78 - изображение 78

Новое и старое.

Принцип работы пгу - фото 79 - изображение 79

Корпус ТЭЦ-3 - из кирпича, все последующие ТЭЦ построены с применением бетона и ЖБИ.

Принцип работы пгу - фото 80 - изображение 80

Принцип работы пгу - фото 81 - изображение 81

Теперь пройдемся по этапам получения энергии.

Принцип работы пгу - фотография 82 - изображение 82

Топливо для ПГУ (газ) подается сначала на пункт подготовки газа, а потом по эстакаде попадает в турбину.

Принцип работы пгу - изображение 83 - изображение 83

Сверху к газовой турбине подводится очищенный воздух от комплексного очистительного устройства. При этом требования к чистоте воздуха такие, что внутрь воздуховода персонал может войти только в халатах и без обуви. Этот воздух после специальной обработки намного чище того которым мы дышим.

Принцип работы пгу - фотография 84 - изображение 84

Принцип работы пгу - фото 85 - изображение 85

Принцип работы пгу - фотография 86 - изображение 86

Конструкция внутри здания по размерам сопоставима с двумя грузовыми Ж/Д-вагонами.

Принцип работы пгу - изображение 87 - изображение 87

Принцип работы пгу - фотография 88 - изображение 88

Принцип работы пгу - фотография 89 - изображение 89

Принцип работы пгу - изображение 90 - изображение 90

Идут работы по монтажу коммуникаций.

Принцип работы пгу - фотография 91 - изображение 91

Принцип работы этой турбины аналогичен работе двигателя авиалайнера. Воздух очищается, сжимается в компрессоре, затем к нему подводится природный газ. Газы, образующиеся при его сжигании, вращают турбину, а она, в свою очередь, генератор.

Принцип работы пгу - фото 92 - изображение 92

Принцип работы пгу - фото 93 - изображение 93

Принцип работы пгу - изображение 94 - изображение 94

Чтобы снизить вибрацию, турбину установили на специальные пружины.

Принцип работы пгу - фотография 95 - изображение 95

Полученное электричество по токопроводам поступает на трансорматоры.

Принцип работы пгу - фото 96 - изображение 96

Принцип работы пгу - фотография 97 - изображение 97

Принцип работы пгу - изображение 98 - изображение 98

Принцип работы пгу - фотография 99 - изображение 99

Принцип работы пгу - изображение 100 - изображение 100

Далее, продукты сгорания попадают в котел утилизатор. Он также изготовлен отечественной фирмой ОАО «ЭМАльянс». Этот уникальный котлоагрегат спроектирован специально для этого объекта и не имеет аналогов. Его высота составляет 30 метров, он имеет два контура, в которых вырабатывается пар низкого и высокого давления.

Принцип работы пгу - изображение 101 - изображение 101

Принцип работы пгу - фото 102 - изображение 102

Принцип работы пгу - фотография 103 - изображение 103

Принцип работы пгу - фотография 104 - изображение 104

Принцип работы пгу - фото 105 - изображение 105

Коммуникации наверху.

Принцип работы пгу - фотография 106 - изображение 106

Труба дымоудаления.

Принцип работы пгу - фото 107 - изображение 107

Принцип работы пгу - изображение 108 - изображение 108

Принцип работы пгу - фото 109 - изображение 109

Пар из котла утилизатора вращает паровую турбину Т-63 с генератором мощностью 80 мегаватт. Она изготовлена на Урале специально для этого проекта и предназначена для работы только в составе парогазового блока. В эту турбину вложены последние передовые разработки отечественного турбостроения.

Принцип работы пгу - фотография 110 - изображение 110

Принцип работы пгу - фотография 111 - изображение 111

Принцип работы пгу - фотография 112 - изображение 112

Принцип работы пгу - фотография 113 - изображение 113

Установкой на фундамент статора турбогенератора (самого тяжелого элемента паровой турбины весом 105 тонн) занимались голландские специалисты фирмы «ALE Heavylift LLC». Они смонтировали специальную такелажную систему и с помощью особых домкратов и сверхпрочных тросов статор в течение нескольких часов поднимали на высоту 20 метров и устанавливали на фундаменте.

Принцип работы пгу - изображение 114 - изображение 114

Принцип работы пгу - изображение 115 - изображение 115

Принцип работы пгу - фото 116 - изображение 116

Принцип работы пгу - фотография 117 - изображение 117

Принцип работы пгу - фотография 118 - изображение 118

Принцип работы пгу - фото 119 - изображение 119

Для обслуживания всего оборудования собран мостовой кран.

Принцип работы пгу - фото 120 - изображение 120

Принцип работы пгу - фотография 121 - изображение 121

Баки запаса конденсата.

Принцип работы пгу - изображение 122 - изображение 122

Принцип работы пгу - изображение 123 - изображение 123

Принцип работы пгу - изображение 124 - изображение 124

Главный щит управления.

Принцип работы пгу - изображение 125 - изображение 125

Принцип работы пгу - фотография 126 - изображение 126

В помещении сборок задвижек также начали установку оборудования и раскладку кабелей АСУ ТП котельного отделения. Выполнены работы по монтажу конструкций под кабели, идет монтаж кабельных коробов, продолжается прокладка силовых кабелей, подключение оборудования.

Принцип работы пгу - фотография 127 - изображение 127

Принцип работы пгу - фотография 128 - изображение 128

Энергетики завершили работы по монтажу важнейшего оборудования - четырёхсекционной вентиляторной градирни оборотного водоснабжения. Градирня является главным элементом в системе циркуляционного водоснабжения строящейся парогазовой установки и служит для охлаждения технической воды.

Принцип работы пгу - фото 129 - изображение 129

Уникальность данного сооружения состоит в том, что это первая градирня вентиляторного типа, установленная на электростанциях в Кировской области.

Принцип работы пгу - фотография 130 - изображение 130

Принцип работы пгу - изображение 131 - изображение 131

Принцип работы пгу - фотография 132 - изображение 132

На остальных ТЭЦ Кировского филиала ТГК-5 для охлаждения воды используются градирни башенного типа, в которых тяга создаётся при помощи вытяжной башни. В градирне вентиляторного типа для охлаждения жидкости используется тяга, создаваемая принудительным нагнетанием холодного воздуха в контур. Использование градирни такого типа позволяет более эффективно охлаждать воду при больших тепловых нагрузках.

Принцип работы пгу - фото 133 - изображение 133

Принцип работы пгу - фото 134 - изображение 134

Принцип работы пгу - изображение 135 - изображение 135

Разные фотографии отдельных элементов установки.

Принцип работы пгу - фото 136 - изображение 136

Принцип работы пгу - фото 137 - изображение 137

Принцип работы пгу - фото 138 - изображение 138

Принцип работы пгу - фотография 139 - изображение 139

Принцип работы пгу - изображение 140 - изображение 140

Принцип работы пгу - изображение 141 - изображение 141

Принцип работы пгу - фотография 142 - изображение 142

Принцип работы пгу - изображение 143 - изображение 143

Принцип работы пгу - фотография 144 - изображение 144

Принцип работы пгу - фото 145 - изображение 145

Принцип работы пгу - фотография 146 - изображение 146

Принцип работы пгу - фотография 147 - изображение 147

В качестве бонуса. Сосед - ЗМУ КЧХК.

Принцип работы пгу - фотография 148 - изображение 148

Метки: газ, пар, энергетика

КамАЗ-5320, ПГУ: устройство и принцип работы

Принцип работы пгу - фото 149 - изображение 149

Что такое устройство ПГУ КамАЗа-5320? Этот вопрос интересует многих новичков. Данная аббревиатура может привести в недоумение несведущего человека. На самом деле ПГУ – это пневматический гидравлический усилитель руля. Рассмотрим особенности этого устройства, его принцип работы и типы обслуживания, включая ремонт.

Принцип работы пгу - фотография 150 - изображение 150

  • 1 – гайка сферическая с контргайкой.
  • 2 – поршневой толкатель деактиватора сцепления.
  • 3 – предохранительный чехол.
  • 4 – поршень выключения сцепления.
  • 5 – задняя часть остова.
  • 6 – комплексный уплотнитель.
  • 7 – следящий поршень.
  • 8 – клапан перепускной с колпаком.
  • 9 – диафрагма.
  • 10 – клапан впускной.
  • 11 – выпускной аналог.
  • 12 – поршень пневматического типа.
  • 13 – сливная пробка (для конденсата).
  • 14 – фронтальная часть корпуса.
  • «А» – подвод рабочей жидкости.
  • «Б» – поступление сжатого воздуха.

Предназначение и устройство

Грузовой автомобиль – достаточно массивная и крупногабаритная техника. Для ее управления требуется недюжинная физическая сила и выносливость. Устройство ПГУ КамАЗа-5320 позволяет облегчить регулировку транспортного средства. Это небольшое, но полезное устройство. Оно дает возможность не только упростить труд водителя, но и повышает производительность работ.

Рассматриваемый узел состоит из следующих элементов:

  • Поршневого толкателя и регулировочной гайки.
  • Пневматического и гидравлического поршня.
  • Пружинного механизма, редуктора с крышкой и клапаном.
  • Седла диафрагмы, контрольного винта.
  • Перепускного клапана и поршневого следящего приспособления.

Особенности

Корпусная система усилителя состоит из двух элементов. Фронтальная часть изготавливается из алюминия, а задний аналог – из чугуна. Между деталями предусмотрена специальная прокладка, которая играет роль уплотнителя и диафрагмы. Следящий механизм регулирует изменение давления воздуха на пневмопоршень в автоматическом режиме. В данное приспособление также входит уплотнительная манжета, пружины с диафрагмами, а также клапаны на впуск и выпуск.

Принцип работы пгу - фото 151 - изображение 151

Принцип действия

При нажатии педали сцепления под давлением жидкости устройство ПГУ КамАЗа-5320 давит на шток и поршень следящего приспособления, после чего конструкция вместе с диафрагмой смещается до момента открытия впускного клапана. Затем воздушная смесь из пневматической системы автомобиля подается к пневмопоршню. В результате суммируются усилия обоих элементов, что позволяет отвести вилку и выключить сцепление.

После того, как нога убирается с педали сцепления, давление подводящей магистральной жидкости падает до нулевого показателя. Вследствие этого ослабевает нагрузка на гидравлические поршни исполнительного и следящего механизма. По этой причине поршень гидравлического типа начинает перемещаться в обратном направлении, закрывая впускной клапан и блокируя поступление давления из ресивера. Нажимная пружина, воздействуя на следящий поршень, отводит его в исходную позицию. Воздух, изначально реагирующий с пневматическим поршнем, выводится в атмосферу. Шток с обоими поршнями возвращается в начальное положение.

Производство

Устройство ПГУ КамАЗа-5320 подходит для многих модельных модификаций этого производителя. Большинство старых и новых тягачей, самосвалов, военных вариантов оснащается пневмогидравлическим усилителем руля. Современные модификации, производимые различными компаниями, имеют следующие обозначения:

  • Запчасти КамАЗ (ПГУ) производства ОАО «КамАЗ» (номер по каталогу 5320) с вертикальным размещением следящего приспособления. Устройство над корпусом цилиндра используется на вариациях под индексом 4310, 5320, 4318 и некоторых других.
  • WABCO. ПГУ под этой маркой производятся в США, отличаются надежностью и компактными габаритами. Эта комплектация оборудована системой слежения за состоянием накладок, уровень износа которых доступно определить без демонтажа силового агрегата. Большинство грузовиков с коробкой передач серии 154 оснащаются именно этим пневмогидравлическим оборудованием.
  • Пневмогидроусилитель сцепления «ВАБКО» для моделей с КПП типа ZF.
  • Аналоги, выпускаемые на заводе в Украине (Волчанск) или Турции (Yumak).

Принцип работы пгу - фотография 152 - изображение 152

В плане выбора усилителя специалисты рекомендуют приобретать такую же марку и модель, которая была изначально установлена на машине. Это позволит обеспечить максимально правильное взаимодействие между усилителем и механизмом сцепления. Прежде чем менять узел на новую вариацию, проконсультируйтесь со специалистом.

Обслуживание

Для поддержания рабочего состояния узла осуществляют следующие работы:

  • Визуальный осмотр, позволяющий обнаружить видимые утечки воздуха и жидкости.
  • Подтягивание фиксирующих болтов.
  • Регулировку свободного хода толкателя при помощи сферической гайки.
  • Доливку рабочей жидкости в баке системы.

Стоит отметить, что при регулировке ПГУ КамАЗа-5320 модификации Wabco, износ накладок сцепления легко просматривается на специальном указателе, выдвигаемом под воздействием поршня.

Принцип работы пгу - фотография 153 - изображение 153

Разборка

Данная процедура при необходимости выполняется в следующем порядке:

  • Задняя часть корпуса зажимается в тисках.
  • Откручиваются болты. Снимаются шайбы и крышка.
  • Изымается клапан из корпусной части.
  • Демонтируется фронтальный остов вместе с пневматическим поршнем и его мембраной.
  • Снимаются: диафрагма, следящий поршень, стопорное кольцо, элемент выключения сцепления и корпус уплотнителя.
  • Удаляется перепускной клапанный механизм и люк с выпускным уплотнителем.
  • Остов вынимается из тисов.
  • Демонтируется упорное кольцо задней части корпуса.
  • Стержень клапана освобождается от всех конусов, шайб и седла.
  • Следящий поршень снимается (предварительно необходимо убрать стопор и прочие сопутствующие элементы).
  • Из фронтальной части корпуса извлекается пневматический поршень, манжета и стопорное кольцо.
  • Затем все детали промываются в бензине (керосине), обдаются сжатым воздухом и проходят этап дефектации.

ПГУ КамАза-5320: неисправности

Чаще всего в рассматриваемом узле возникают неполадки следующего характера:

  • Сжатый воздушный поток поступает в недостаточном количестве либо совсем отсутствует. Причина неисправности – разбухание впускного клапана пневматического усилителя.
  • Заклинивание следящего поршня на пневмоусилителе. Вероятнее всего, причина кроется в деформации уплотнительного кольца или манжеты.
  • Наблюдается «провал» педали, что не позволяет полностью выключить сцепление. Эта неполадка свидетельствует о попадании воздуха в гидравлический привод.

Принцип работы пгу - изображение 154 - изображение 154

Ремонт ПГУ КамАЗа-5320

Проводя дефектовку элементов узла, особое внимание следует обратить на такие моменты:

  • Проверку уплотнительных деталей. Не допускается наличие на них деформаций, разбухания и трещин. В случае нарушения эластичности материала, элемент подлежит замене.
  • Состояние рабочих поверхностей цилиндров. Контролируется внутренний зазор диаметра цилиндров, который по факту должен соответствовать нормативу. На деталях не должно быть вмятин или трещин.

В ремонтный комплект ПГУ входят такие запчасти КамАЗа:

  • Защитный чехол заднего корпуса.
  • Конус и диафрагма редуктора.
  • Манжеты для пневматического и следящего поршня.
  • Колпак перепускного клапана.
  • Стопорные и уплотнительные кольца.

Перед монтажом все детали рекомендуется обработать смазкой типа «Литол».

Замена и установка

Для замены рассматриваемого узла выполняют следующие манипуляции:

  • Проводится стравливание воздуха из ПГУ КамАЗа-5320.
  • Сливается рабочая жидкость либо перекрывается слив при помощи пробки.
  • Демонтируется прижимная пружина вилки рычага включения сцепления.
  • От устройства отсоединяются подводящие воду и воздух трубы.
  • Откручиваются финты крепления к картеру, после чего агрегат демонтируется.

Принцип работы пгу - фотография 155 - изображение 155

После замены деформированных и негодных элементов, система проверяется на герметичность в гидравлической и пневматической части. Сборка производится следующим образом:

  • Совмещают все фиксирующие отверстия с гнездами в картере, после чего закрепляется усилитель при помощи пары болтов с пружинными шайбами.
  • Подсоединяется гидравлический шланг и воздушный трубопровод.
  • Монтируется оттяжный пружинный механизм вилки выключения узла сцепления.
  • В компенсационный резервуар наливают тормозную жидкость, после чего прокачивают систему гидравлического привода.
  • Проверяют повторно герметичность соединений на предмет подтекания рабочей жидкости.
  • Регулируется, при необходимости, величина зазора между торцевой частью крышки и ограничителем хода активатора делителя передач.

Принципиальная схема подсоединения и размещения элементов узла

Принцип работы ПГУ КамАЗа-5320 проще понять, изучив представленную ниже схему с пояснениями.

Принцип работы пгу - изображение 156 - изображение 156

  • а – стандартная схема взаимодействия частей привода.
  • б – расположение и фиксация элементов узла.
  • 1 – педаль блока сцепления.
  • 2 – основной цилиндр.
  • 3 – цилиндрическая часть пневматического усилителя.
  • 4 – следящий механизм пневматической части.
  • 5 – воздухопровод.
  • 6 – основной гидроцилиндр.
  • 7 – выключающая муфта с подшипником.
  • 8 – рычаг.
  • 9 – шток.
  • 10 – шланги и трубы привода.

Рассматриваемый узел имеет довольно понятное и простое устройство. Тем не менее его роль при управлении грузовым автомобилем очень значительна. Использование ПГУ позволяет существенно облегчить управление машиной и повысить эффективность работы транспортного средства.

ПГУ утилизационного типа

Принцип работы пгу - фото 157 - изображение 157

123

Лекция № 31. Парогазовые установки электростанций

Понятие о комбинированном, бинарном и парогазовом циклах

Комбинированной теплоэнергетической установкой называют установку, в которой преобразование тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью комбинрованного термодинамического цикла.

В свою очередь комбинированный цикл – это последовательность простых циклов, реализуемых на различных рабочих телах и в различных температурных зонах. Между простыми циклами обязательно имеется термодинамическая связь: в цикле, осуществляемом в наиболее высокотемпературной зоне, часть подведенной теплоты преобразуется в работу, а другая часть в соответствии со вторым законом термодинамики передается в цикл, реализуемый в более низкой температурной зоне, для получения дополнительной работы.

Вследствие термодинамической связи между простыми циклами комбинированный цикл представляет собой цикл с увеличенным отношением средних температур подвода и отвода тепловой энергии, чем каждый из циклов в отдельности. Поэтому его термический КПД всегда выше, чем КПД каждого из простых циклов.

Технические трудности реализации сложных комбинированных циклов заставляют ограничиваться только двумя отдельными циклами: высокотемпературным и низкотемпературным. Такие циклы называются бинарными.

Частным случаем комбинированных бинарных установок являются энергетические установки использующие газотурбинный и паросиловой циклы: их называют парогазовыми (ПГУ). Наиболе распространенными являются ПГУ утилизационного типа.

ПГУ утилизационного типа

В теплоэнергетике сегодня наиболее высоким уровнем КПД по производству электрической энергии обладают парогазовые установки (ПГУ). Высокий КПД ПГУ в сравнении с обычными установками формируется, прежде всего, на основе сочетания циклов газотурбинной установки (ГТУ) с высокой начальной температурой рабочей среды и паротурбинной установки (ПТУ) с низким давлением водяного пара на выходе из паровой турбины (рис. 31.1).

Принцип работы пгу - фотография 158 - изображение 158

Рис. 31.1.Тепловая схема (а), цикл Брайтона–Ренкина (б) для ПГУ

Здесь речь идет об использовании объединенного термодинамического цикла Брайтона–Ренкина (рис. 31.1,б), в котором теплота рабочей среды за газовой турбиной является источником реализации паротурбинной части цикла. Теплота уходящих из ГТ газов используется для образования в котле-утилизаторе (КУ) водяного пара, который далее расширяется в проточной части паровой турбины (ПТ).

Фигура 123451 представляет собой ГТУ с подводом в камеру сгорания (линия 2-3) тепловой мощности QГТУ. Площадь этой фигуры пропорциональна мощности NГТУ, а разность (QГТУ - NГТУ) равна тепловой мощности выхлопных газов ГТУ. Эта тепловая мощность передается в теплосиловой цикл abcdefa и затрачивается на нагрев сжатой насосом воды (процесс bc), ее испарение (cd) и перегрев пара (de), который поступает в паровую турбину, расширяется в ней (ef), а затем конденсируется (fa).

При этом электрическая мощность ПГУ NЭ,ПГУ=NЭ,ГТУ+NЭ,ПТУ, а ее электрический КПД

Принцип работы пгу - фотография 159 - изображение 159

, где Qтс – теплота сжигаемого в камере сгорания ГТУ топлива.

Рассмотрим простейшую схему одноконтурной ПГУ (рис. 31.2) и на ее основе распределение энергии между ГТУ, ПТУ и КУ с использованием показанных экономических показателей. Так, например, при получении в камере сгорания QКС = 300 МВт·ч тепловой энергии рабочей среды в ГТУ можно при ее КПД hГТУ = 0,35 выработать количество электроэнергии ЭГТУ = QКС × hГТУ = 300×0,35 = 105 МВт·ч. Тогда в котел-утилизатор с рабочей средой из газовой турбины придет QКУ = QКС – ЭГТУ = 300 – 105 = 195 МВт·ч количества теплоты, а в дымовую трубу после КУ при его эффективности, оцениваемой hКУ = 0,8, уйдет Qух = QКУ·(1–hКУ) = 195·(1–0,8) = 39 МВт·ч. Количество теплоты водяного пара, направляемого из КУ в паротурбинную установку, QПТУ = QКУ – Qух = 195 – 39 = 156 МВт·ч. Допустим, что электрический КПД паротурбинной установки hПТУ = 0,4. Тогда электрогенератор паротурбинного агрегата произведет ЭПТУ = QПТУ·hПТУ = 156·0,4 = 62,4 МВт·ч электрической энергии. В итоге парогазовая установка выработает Э = ЭГТУ + ЭПТУ = 105 + 62,4 = 167,4 МВт·ч электроэнергии, а ее КПД hПГУ = Э/QКС = 167,4/300 = 0,558. Оценка КПД ПГУ утилизационного типа осуществляется по формуле:

hПГУ = hГТУ + (1 – hГТУ)·hКУ ·hПТУ (31.1)

Для приведенного ранее примера hПГУ = 0,35 + (1 – 0,35)·0,8 · 0,4 = 0,558.

Принцип работы пгу - изображение 160 - изображение 160

Рис. 31.2. Пример распределения энергии между составляющими простейшей ПГУ

Эта формула (16.1) объясняет, почему ПГУ стали строиться в последние 20 лет. Если взять ГТУ типа ГТ – 100 – 3М, то ее КПД = 28,5 %, а температура за ГТУ θd = 398 ºС. При такой температуре газов в котле-утилзаторе можно сгенерировать пар с температурой t0 = 370 ºC, и КПД ПТУ будет ≈ 14 %. Тогда при ηку = 0,75 КПД ПГУ составит ηПГУ = 36 %. В этом случае целесообразнее построить обычный паротурбинный энергоблок СКД с большей экономичностью.

Используя приведенный пример, можно показать соотношение между мощностями ГТУ и ПТУ в ПГУ утилизационного типа:

NГТУ/NПТУ = ηГТУ / [(1- ηГТУ) ηКУ ηПТУ] = 0,35 / [(1- 0,35)× 0,8× 0,4] = 1,7 ≈ 2,

то есть это соотношение определяется только КПД элементов ПГУ.

На рис.31.3 показана тепловая схема простейшей одноконтурной утилизационной ПГУ. Одноконтурной она называется потому, что в ней имеется только один контур генерации пара. Первым по ходу конденсата находится экономайзер, в котором конденсат нагревается от температуры tк на входе до почти температуры насыщения воды ts. В результате на выходе из КУ уходящие газы будут иметь более низкую температуру θух.

Далее в испарителе, состоящем из барабана, опускных и испарительных труб, путем многократной циркуляции котловой воды обеспечивается генерация сухого насыщенного пара в верхней половине барабана. Температура образующегося насыщенного пара определяется давлением в барабане Pб котла: ts= ts(Pб).

За испарителем находится пароперегреватель, в котором пар нагревается до тепературы t0 = θd - δt0. Обычно δt0 = 25-30 °С, чтобы, с одной стороны обеспечить максимально высокую температуру пара для увеличения КПД ПТУ, а с другой исключить большие затраты на трубную систему пароперегревателя.

КПД котла-утилизатора и ПГУ в целом существенно зависит от температуры уходящих газов θух. При tк ≈ 30 °С можно получить θух ≈ 50 °С. Однако существует проблема коррозии трубного пучка экономайзера. В уходящих газах имеется SO2, NO2 и если температура θух будет ниже точки росы, то образуется кислота, которая вызывает коррозию наружной поверхности трубок экономайзера. Из-за этого предусматривают линию рециркуляции, которая позволяет увеличить tк, а θух при этом составляет θух ≈ 100 °С.

В ПТУ существует регенеративный подогрев питательной воды, это позволяет увеличить ηt цикла. Однако в ПТ ПГУ регенерация не применяется, так как увеличение tк приведет к росту θух и, соответственно, к уменьшению КПД ПГУ.

Принцип работы пгу - фото 161 - изображение 161

Рис.31.3 Тепловая схема и Q, θ - диаграмма одноконтурной ПГУ утилизационного типа

В одноконтурной ПГУ через поверхности нагрева котла-утилизатора проходит одинаковое количество рабочего тела (воды и пара). При этом обнаруживается серьезный недостаток, связанный с необходимостью удовлетворения двух противоречащих требований. С одной стороны, КУ должен генерировать пар высоких параметров, в первую очередь высокой температуры t0, для того, чтобы обеспечить высокую экономичность ПТУ. Но запас тепловой энергии, содержащийся в выхлопных газах ГТУ, может обеспечить эти параметры при малых расходах питательной воды. Но тогда этот расход не может охладить газы, поступающие в котел, до низкой температуры, и поэтому уменьшается КПД КУ: ηКУ = (td – tух)/( td – tн.в.).

С другой стороны, пропуск большого количества питательной воды хотя и обеспечивает низкую температуру уходящих газов и, соответственно, высокое значение ηКУ, не позволяет получить высокие параметры пара на ПТУ (t0), что приводит к снижению КПД ПТУ.

Отсюда возникает идея: необходимо через «хвостовые» поверхности котла (по газу) пропускать большое количество воды, а через входные – малое.

Поэтому тепловые схемы современных парогазовых установок усложняются на основе роста числа контуров генерации пара в КУ до двух или трех, а также за счет введения промежуточного перегрева пара в ПТУ.

Рис. 31.4. Схема двухконтурного котла-утилизатора(1, 2 – барабаны контуров низкого (НД) и высокого (ВД) давлений)

Для таких схем обычно применяют ГТУ с более высокими температурами рабочей среды перед ГТ (1200оС и более). В этой связи используются паровые турбины двух давлений, а для трехконтурной схемы – трех давлений.

Пример исполнения тепловой схемы ПГУ утилизационного типа (ПГУ-У) с двухконтурным КУ показан на рис. 31.4. Конденсат из конденсатора паротурбинной установки питательным насосом низкого давления ПННД направляется в экономайзер контура низкого давления котла-утилизатора (в таких схемах его называют газовым подогревателем конденсата – ГПК). Часть конденсата (25–30%), нагретого в ГПК почти до температуры кипения, направляется в барабан низкого давления 1, где он испаряется. Сухой насыщенный пар из пароперегревателя ПП контура низкого давления направляется в проточную часть турбины, а именно в камеру смешения после ее ЧВД. Оставшаяся часть питательной воды сжимается питательным насосом высокого давления ПН ВД и подается в контур высокого давления, состоящий из экономайзера ЭК, испарителя ИСП и пароперегревателя ПП.

После перегрева свежий водяной пар направляется в паровую турбину, расширяется в ее ЦВД (ЧВД) и далее смешивается с паром из контура низкого давления КУ. На основе представленной двухконтурной схемы выполняется подавляющее число ПГУ утилизационного типа. В них через задние по ходу газа поверхности нагрева КУ проходит большее количество питательной воды, а через входные поверхности – меньшее, что экономически выгодно. Речь идет о реализации возможностей более высокого охлаждения газов в котле и нагрева водяного пара перед турбиной. Для этого расходы питательной воды в контурах должны быть разными. В итоге подобных решений КПД ПГУ достигает значений 54-56%. Оценки показывают, что оптимальным в ПГУ является соотношение, когда мощность ПТУ примерно в два раза меньше мощности ГТУ. Так в ПГУ-325 общей мощностью 325 МВт используются два газотурбинных двигателя ГТД-110, два котла-утилизатора П-88 и одна паровая турбина К-110-6,2 «ЛМЗ».

31.2.1 Принципиальная схема ПГУ-Т

Наряду с ПГУ-У широкое применение нашли ПГУ-ТЭЦ, в которых используются теплофикационные паровые турбины с регулируемым отбором пара для подогрева сетевой воды в ПСВ (рис. 31.5).

В России на Северо-Западной ТЭЦ (г. Санкт-Петербург) реализована ПГУ-450Т. Эта установка состоит из двух ГТУ типа V94.2 «Siemens» мощностью 150 МВт каждая и теплофикационной паровой турбины двух давлений Т-150-7,7 «ЛМЗ». Аналогичная ПГУ реализуется на Калининградской ТЭЦ-2. Ее энергоблоки состоят из двух ГТЭ-160 (V94.2 «Siemens») мощностью 150 МВт каждая и теплофикационной паровой турбины двух давлений Т-150-7,7 «ЛМЗ». В отличие от Северо-Западной ТЭЦ здесь применены котлы-утилизаторы горизонтального типа П-96 с температурой пара в контуре ВД 520оС (расход пара 242,3 т/ч), НД - 217оС (51,6 т/ч). Установленная электрическая мощность ТЭЦ 900 МВт, а тепловая – 680 Гкал/ч. КПД в конденсационном режиме при tа=15оС 51,0%. Температура сетевой воды с ее давлением на выходе 1,6 МПа 130оС.

Рис. 31.5 Принципиальная схема ПГУ-Т

123

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты