7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем плюсы и минусы паровых двигателей

Техническая реализация мини-ТЭЦ

1. Техническая реализация мини-ТЭЦ

Когенерационная установка состоит из четырех основных частей:

  • Первичный двигатель;
  • Электрогенератор;
  • Система утилизации тепла;
  • Система контроля и управления;

Когенерационные системы, как правило, классифицируются по типу первичного двигателя, генератора, а также по типу потребляемого топлива.

Первичные двигатели

В зависимости от существующих требований, роль первичного двигателя может выполнять

В будущем, этот список пополнится новыми технологиями:

Следует заметить, что существует парогазовая технология, основанная на комбинации газовой и паровой турбины (первичного двигателя), но она эффективна только на достаточно больших мощностях (от 30 МВт*э). Львиная доля новых мощностей когенерации в мире — парогазовые системы когенерации (СК).

Таблица №1: Анализ работы различных двигателей.

* Высокое значение (тепло : электроэнергия) достигается дополнительным сжиганием топлива.

** Типы топлива:

LFO (light fuel oil);

LPG (liquefied petroleum gas) — пропан-бутан;

HFO (heavy fuel oil) — мазут;

LHO (Gasoline light heating oil).

Электрогенератор

Генераторы предназначены для преобразования механической энергии вращающегося вала двигателя в электроэнергию.

Генераторы могут быть синхронными или асинхронными. Синхронный генератор может работать в автономном режиме или параллельно с сетью. Асинхронный генератор может работать только параллельно с сетью. Если произошел обрыв или другие неполадки в сети, асинхронный генератор прекращает свою работу. Поэтому, для обеспечения гибкости применения распределенных когенерационных энергосистем чаще используются синхронные генераторы.

Система утилизации тепла

Теплоутилизатор является основным компонентом любой когенерационной системы. Принцип его работы основан на использовании энергии отходящих горячих газов двигателя электрогенератора (турбины или поршневого двигателя).

Простейшая схема работы теплоутилизатора состоит в следующем: отходящие газы проходят через теплообменник, где производится перенос тепловой энергии жидкостному теплоносителю (вода, гликоль). После этого охлажденные отходящие газы выбрасываются в атмосферу, при этом их химический и количественный состав не меняется.

Кроме того, в атмосферу уходит и существенная часть неиспользованной тепловой энергии. Тому существует несколько причин:

  • для эффективного теплообмена температура отходящих газов должна быть выше температуры теплоносителя (не менее чем на 30°С);
  • отходящие газы не должны охлаждаться до температур, при которых начинается образование водяного конденсата в дымоходах, что препятствует нормальному выходу газов в атмосферу;
  • отходящие газы не должны охлаждаться до температур, при которых начинается образование кислотного конденсата, что приводит к коррозии материалов (особенно это справедливо для топлива с повышенным содержанием сероводорода);

Извлечение дополнительной энергии (скрытой теплоты водяных паров, содержащихся в выхлопных газах) возможно только путем понижения температуры отходящих газов до уровня ниже 100°С, когда водяные пары переходят в жидкую форму. Но при этом необходимо не забывать о трех других ограничениях, указанных выше.

Из вышесказанного следует, что в качестве утилизатора тепла в когенерационной системе трудно использовать готовое типовое теплоэнергетическое оборудование. Теплоутилизатор, как правило, проектируется с учетом параметров и характеристик отходящего потока газов для каждой модели поршневого двигателя или турбогенератора и типа применяемого топлива. Многие производители двигателей имеют собственные наработки или используют продукцию своих партнеров в части утилизации тепла, что упрощает проектирование и выбор решения в большинстве случаев.

Для повышения производительности тепловой части когенерационной системы утилизатор может дополняться экономайзером — теплообменником, обеспечивающим предварительный подогрев теплоносителя отходящими из теплоутилизатора газами до его подачи в основной теплообменник, где нагрев теплоносителя обеспечивается уже теплом отходящих газов двигателя. Позитивным моментом, связанным с использованием экономайзера, является дополнительное снижение температуры отходящих из теплоутилизатора в атмосферу газов до уровня 120°С и ниже.

Тепловые потери

Величина тепловых потерь определяется не только статическими величинами установленной мощности оборудования электрической и тепловой нагрузки, но и динамическими изменениями пропорций потребления тепла и электроэнергии, происходящими в течение суток, дня недели и времени года (сезона). В случае, если на объекте существует приоритет потребления электроэнергии, избыток тепла, содержащегося в отходящих газах двигателя, как правило, выбрасывается в атмосферу минуя теплоутилизатор.

Для определения потерь тепла используется значение альфа, определяемое как соотношение произведенной электроэнергии к величине тепловых потерь. При этом считается, что чем выше значение альфа, тем лучше экология когенерационной системы.

Сравнение когенерационных систем
  1. Сравнение газопоршневых и газотурбинных установок
  2. Сравнение газопоршневого двигателя и паровой турбины
  3. Сравнение газопоршневых и дизельных установок
Эффективные связки

Оборудование и технологии, которые в связке с системой когенерации образуют производительную энергетическую систему.

  1. Технологии энергоэффективности
  2. Тепловые насосы
  3. Абсорбционные холодильные установки
  4. Установки по получению альтернативного топлива
  5. Ветровые энергетические установки

212 лет паровому автомобилю! 7 мифов о паровой тяге

24 декабря 2013

Ровно 212 лет назад, 24 декабря 1801 года, в небольшом английском городе Камборне механик Ричард Тревитик продемонстрировал общественности первый автомобиль с паровым двигателем Dog Carts. Сегодня это событие можно было бы смело отнести в разряд хоть и примечательных, но несущественных, тем более что паровой двигатель был известен и ранее, и даже применялся на транспортных средствах (хотя назвать их автомобилями было бы очень большой натяжкой)… Но вот что интересно: именно сейчас технический прогресс породил ситуацию, поразительно напоминающую эпоху великой «битвы» пара и бензина в начале XIX века. Только бороться предстоит аккумуляторам, водороду и биотопливу. Хотите узнать, чем все закончится и кто победит? Не буду подсказывать. Намекну: технологии ни при чем…

Читать еще:  Что такое ресурс танкового двигателя

1. Увлечение паровыми двигателями прошло, и наступило время двигателей внутреннего сгорания. Для пользы дела повторю: в 1801 году по улицам Камборна покатился четырёхколёсный экипаж, способный с относительным комфортом и небыстро перевозить восемь пассажиров. Автомобиль приводился в движение одноцилиндровым паровым двигателем, а топливом служил уголь. Созданием паровых транспортных средств занялись с энтузиазмом, и уже в 20-х годах XIX века пассажирские паровые омнибусы перевозили пассажиров со скоростью до 30 км/час, а средний межремонтный пробег достиг 2,5–3 тыс. км.

Теперь сопоставим эти сведения с другими. В том же 1801 году француз Филипп Лебон получил патент на конструкцию поршневого двигателя внутреннего сгорания, работавшего на светильном газе. Случилось так, что через три года Лебон погиб, и развивать предложенные им технические решения пришлось другим. Лишь в 1860 году бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар собрал газовый двигатель с зажиганием от электрической искры и довёл его конструкцию до степени пригодности к установке на транспортное средство.

Итак, автомобильные паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания — практически ровесники. КПД паровой машины той конструкции и в те годы составлял около 10%. КПД двигателя Ленуара был всего 4%. Только через 22 года, к 1882-му, Август Отто усовершенствовал его настолько, что КПД теперь уже бензинового двигателя достиг… аж 15%.

2. Паровая тяга — всего лишь краткий миг в истории прогресса. Начавшись в 1801 году, история парового транспорта активно продолжалась без малого 159 лет. В 1960-м (!) в США всё ещё строились автобусы и грузовики с паровыми двигателями. Паровые машины за это время усовершенствовались весьма значительно. В 1900 году в США 50% парка автомобилей были «на пару». Уже в те годы возникла конкуренция между паровыми, бензиновыми и — внимание! — электрическими экипажами. После рыночного успеха «Модели-Т» Форда и, казалось бы, поражения парового двигателя новый всплеск популярности паровых авто пришёлся на 20-е годы прошлого столетия: стоимость топлива для них (мазут, керосин) была значительно ниже стоимости бензина.

Фирма Stanley производила до 1927-го примерно 1 тыс. паровых автомобилей в год. В Англии паровые грузовики успешно конкурировали с бензиновыми до 1933 года и проиграли лишь по причине введения властями налога на тяжёлый грузовой транспорт и снижения тарифов на импорт жидких нефтепродуктов из США.

3. Паровая машина неэффективна и неэкономична. Да, когда-то это было именно так. «Классический» паровой двигатель, который выпускал отработанный пар в атмосферу, имеет КПД не более 8%. Однако паровой двигатель с конденсатором и профилированной проточной частью имеет КПД до 25–30%. Паровая турбина обеспечивает 30–42%. Парогазовые установки, где используются «в связке» газовые и паровые турбины, имеют КПД до 55–65%. Последнее обстоятельство подвигло инженеров компании BMW начать проработки вариантов использования этой схемы в автомобилях. К слову сказать, КПД современных бензиновых двигателей составляет 34%.

Стоимость изготовления парового двигателя во все времена была ниже стоимости карбюраторного и дизельного моторов той же мощности. Расход жидкого топлива в новых паровых двигателях, работающих в замкнутом цикле на перегретом (сухом) пару и оснащённых современными системами смазки, качественными подшипниками и электронными системами регулирования рабочего цикла, составляет всего 40% от прежнего.

4. Паровой двигатель медленно запускается. И это было когда-то… Даже серийные автомобили фирмы Stanley «разводили пары» от 10 до 20 минут. Усовершенствование конструкции котла и внедрение каскадного режима нагрева позволило сократить время готовности до 40–60 секунд.

5. Паровой автомобиль слишком нетороплив. Это не так. Рекорд скорости 1906 года — 205,44 км/час — принадлежит паровому автомобилю. В те годы автомобили на бензиновых моторах так быстро ездить не умели. В 1985-м на паровом автомобиле разъезжали со скоростью 234,33 км/час. А в 2009 году группа британских инженеров сконструировала паротурбинный «болид» с паровым приводом мощностью 360 л. с., который был способен перемещаться с рекордной средней скоростью в заезде — 241,7 км/час.

Читать еще:  Что такое двигатель первой комплектации

6. Паровой автомобиль дымит, он неэстетичен. Рассматривая старинные рисунки, на которых изображены первые паровые экипажи, выбрасывающие из своих труб густые клубы дыма и огня (что, кстати, свидетельствует о несовершенстве топок первых «паровиков»), понимаешь, откуда взялась стойкая ассоциация паровой машины и копоти.

Что касается внешнего вида машин, дело тут, конечно, зависит от уровня дизайнера. Вряд ли кто-то скажет, что паровые автомобили Абнера Добля (США) некрасивы. Напротив, они элегантны даже по теперешним представлениям. И ездили к тому же бесшумно, плавно и быстро — до 130 км/час.

Интересно, что современные изыскания в области водородного топлива для автомобильных моторов породили ряд «боковых ответвлений»: водород в качестве топлива для классических поршневых паровых двигателей и в особенности для паротурбинных машин обеспечивает абсолютную экологичность. «Дым» от такого мотора представляет собой… водяной пар.

7. Паровой двигатель капризен. Это неправда. Он конструктивно значительно проще двигателя внутреннего сгорания, что само по себе означает большую надёжность и неприхотливость. Ресурс паровых моторов составляет многие десятки тысяч часов непрерывной работы, что не свойственно другим типам двигателей. Однако этим дело не ограничивается. В силу принципов работы паровой двигатель не теряет эффективности при понижении атмосферного давления. Именно по этой причине транспортные средства на паровой тяге исключительно хорошо подходят для использования в высокогорье, на тяжёлых горных перевалах.

Интересно отметить и ещё одно полезное свойство парового двигателя, которым он, кстати, схож с электромотором постоянного тока. Снижение частоты вращения вала (например, при возрастании нагрузки) вызывает рост крутящего момента. В силу этого свойства автомобилям с паровыми моторами принципиально не нужны коробки передач — сами по себе весьма сложные и порой капризные механизмы.

Чем отпариватель отличается от парогенератора

И парогенератор, и отпариватель производят пар. Тем не менее, эти приборы значительно отличаются. На вопрос, что лучше – вертикальный отпариватель или парогенератор, однозначного ответа не существует. Оба прибора обладают достоинствами и недостатками. Выбор будет зависеть от ваших нужд: для чего вы планируете использовать технику.

Что такое парогенератор?

Парогенератор состоит из бойлера, утюга, шланга для подачи пара из бойлера на утюг. К нему могут прилагаться дополнительные насадки, мерный стакан и чехол для хранения.

Вода закипает в бойлере в течение нескольких минут, образуется очень горячий пар. При нажатии кнопки «Пуск» этот пар поступает в утюг по шлангу, а оттуда выходит под большим давлением выходит через отверстия.

Температура пара на выходе достигает 150-160 °C. В результате получается так называемый сухой пар, который глубоко проникает в ткань за несколько секунд, уничтожая патогенные организмы и разглаживая даже глубокие складки. Парогенератор справляется даже с грубой или сложенной в несколько слоёв материей.

Плюсы и минусы парогенераторов

Что такое отпариватель?

Отпариватель разглаживает ткань влажным паром без давления. Может быть вертикальным и ручным. Вертикальный состоит из резервуара для воды с нагревательным элементом, телескопической стойки, шланга подачи пара и утюжка, через отверстия в котором подаётся пар. У ручного отпаривателя встроенный резервуар для воды и нет парового шланга.

Когда прибор включен, бойлер нагревает воду и генерирует пар. На это нужно меньше минуты. В некоторых приборах можно регулировать количество пара в зависимости от потребностей. Чем меньше парообразование, тем дольше проработает прибор без долива воды. Как только пар начнёт интенсивно выходить из отверстий, можно отпаривать. Для этого аккуратно касайтесь ткани распылителем, двигая рукой вверх-вниз. Свободной рукой в защитной варежке можно расправить ткань.

Температура пара на выходе составляет 100 градусов. Он выходит из отверстий в насадке и отпаривает одежду, шторы, пальто, куртки. Вещь при этом может висеть на вешалке или карнизе. С очень толстой тканью отпариватель может не справиться, но для деликатных вещей и занавесок незаменим. А ещё отпариватель может чистить и обеззараживать ковры, мягкую мебель, окна, кафель и многое другое.

Плюсы и минусы отпаривателей

Что лучше: отпариватель или парогенератор?

Отпариватель незаменим для обработки висящих тканей. Он легко справится с платьями, рубашками и занавесками, если на них нет очень глубоких складок. Компактный прибор можно брать с собой в путешествие. Если вас устраивает функционал отпаривателя, в парогенераторе нет необходимости.

Чтобы отпаривать тяжелые шторы, сложенные в несколько слоёв простыни, верхнюю одежду, лучше купить парогенератор. Он производит более горячий пар и подаёт его под давлением, что позволяет справиться с плотными тканями. А специальные насадки для вертикального отпаривания позволяют без труда разгладить те же шторы или мягкую мебель.

Читать еще:  Что такое лямбда на инжекторных двигателях

В чем плюсы и минусы паровых двигателей

Режим работы:
с 9:30 до 18:00 Пн-Пт

  • Facebook
  • VK
  • YouTube
  • Яндекс.Дзен
  • Instagram
  • Главная
  • Статьи
  • Функции очистки духового шкафа: плюсы и минусы различных методов

Современная бытовая техника обладают опциями, которые избавляют от многих кухонных хлопот. Одна из таких — автоматическая очистка духового шкафа. Функция освобождает от необходимости залезать в камеру и отскребать застывший на стенках жир. Автоматическая очистка не только спасает от трудоемкого и неприятного процесса, но и помогает правильно обслуживать устройство. Благодаря ей техника служит долго.

Режимы бывают разными. Мы расскажем о трех автоматических способах чистки и сравним их между собой. В конце обзора вас ждет таблица, в которой собраны преимущества и недостатки каждого метода. Надеемся, она поможет выбрать лучшую очистку духовки.

Три решения

После приготовления пищи к стенкам и дну духовки пристает жир, который при долгой эксплуатации без уборки превращается в толстую корку. Если заняться устранением такой корки, понадобятся моющие средства, время и терпение. Семь потов сойдет, пока получится добиться чистоты.

Во многих современных устройствах это проблема решается с помощью функции автоматической очистки духовки. Существует три решения: пиролиз, катализ и гидролиз. У каждого из них есть преимущества и недостатки.

Катализ: уборка во время приготовления

Лучший способ держать что-то в чистоте — не допускать загрязнений. Следовать этому неписанному закону помогают установленные внутри духовки каталитические панели. Шершавое мелкопористое покрытие на панелях способствует быстрому окислению жира и ускоряет распад на составляющие: воду и углерод.

Чистка духовки происходит при нагревании от 150°С и выше, то есть процесс будет протекать каждый раз, когда вы готовите при указанной температуре. Специальный режим включать не нужно, что позволяет сэкономить на электричестве.

В каталитических духовках Hansa используются двухсторонние пластины. Такое решение позволяет продлить срок эксплуатации панелей в два раза.

Пиролиз: нагрев до 500°С

Пиролиз — это процесс, при котором происходит термическое разложение остатков еды. Это агрессивная и эффективная процедура, которая занимает около двух часов. Среда нагревается до 500°С, а частички пищи превращаются в пепел. Для безопасности хозяев во время обработки дверь блокируется.

Выдержать высокую температуру помогают нанесенная на внутренние стенки пиролитическая эмаль. Такие модели — самые дорогие на рынке.

Вся внутренняя поверхность очищается, в том числе и дверца шкафа. От вас потребуется лишь пройтись влажной тряпочкой после пиролиза. Во время процедуры противень можно оставить внутри. Духовки с программой «Пиролитическая очистка» также оснащаются системой охлаждения — включенный после процедуры вентилятор выводит с камеры пары и неприятные запахи.

Пиролиз потребляет много электроэнергии. Для духовки с таким режимом уничтожения жира потребуется силовой кабель, выдерживающий высокую мощность.

Гидролиз: обработка паром

Паровой (или гидролизный) режим позволяет быстро и эффективно удалить жир и другие загрязнения. Работает это следующим образом: на противень наливается пол-литра воды, выставляется температура от 90 до 100°С. В течение 30 минут остатки еды размягчаются под воздействием горячего пара.

В некоторых моделях духовых шкафов предусмотрена программа гидролизной очисткой. Кнопку для включения функции можно найти на панели управления. Производители отмечают ее по-разному, поэтому стоит заглянуть в инструкцию и найти нужный значок. Если в вашей духовке отсутствует программа гидролиза, процедуру можно провести самостоятельно, установив рекомендованную температуру и включив нагрев снизу.

После окончания очистки загрязнения можно без труда удалить с помощью мягкой ткани и без применения специальных средств. Однако очистка паром не помогает при уборке давно застывшего слоя жира.

Такие системы еще называют Aqualytic. Ими оборудованы многие модели на отечественном рынке. Гидролизный способ более экономный в сравнении с другими режимами: потребление электроэнергии и цена духовых шкафов не так высоки, как в случае с пиролизом или катализом.

Плюсы и минусы

Если вы не хотите отчищать вручную дверцу, покупайте духовку с пиролизом — это самый действенный метод избавления от жира. Однако и самый дорогой.

Менее затратным будет катализ. Такая система не нуждается в надзоре пользователя, зато требует дополнительного ухода: отмывать дверку и дно духового шкафа придется самостоятельно.

Паровой режим — самый недорогой. Он работает при относительно низкой температуре. Добиться хорошего результата в этом случае получится, если использовать метод сразу после приготовления. Главное, не дать жиру засохнуть, тогда пары размягчат загрязнения, и вы без труда уберете их тряпочкой.

Уровень затрат на покупку и энергопотребление

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector