Issiqlikni regenerasiyalovchi gaz turbina qurilmalari

Issiqlikni regenerasiyalovchi gaz turbina qurilmalari

Reja:
1. Asosiy tushunchalar va ta’riflar.

2. Regenerativ IAQ lari va moslamalarining konsruksiyalari.
3. Qaynov qatlamning о‘ziga xos xususiyatlari.
4. Mavhum qaynash qatlamli qurilmalar.

Issiqlik tashuvchilar о‘rtasidagi haroratlar farqining katta oraliqlarida ishlovchi (bir necha yuz kelvingacha) issiqlik texnologik tizimlarda (sitsema) samaradorlikni oshirish uchun regenerativ IAQ larining qо‘llash maqsadida muvofiq.

Regenerativ IAQ larida bir issiqlik tashuvchidan boshqa issiqlik tashuvchilarga issiqlik uzatish issiqlik jamlovchi (akkumulyasiyalovchi) massalar, ya’ni nasadkalar (kiydirma, о‘tkazgich) yordamida amalga oshiriladi. Nasadka davriy ravishda issiq va sovuq issiqlik tashuvchilar tomonidan yuvilib turadi. Birinchi davr oqimida (nasadkani qizdirish davrida) moslama orqali issiq issiqlik tashuvchi о‘tkaziladi, bunda uning issiqligi nasadkani qizdirishga sarflanadi. Ikki davr oqimida (nasadkani sovutish davrida) moslama orqali sovuq issiqlik tashuvchi о‘tkaziladi va u nasadkada jamlangan issiqlik hisobiga qiziydi. Nasadkani qizdirish va sovutish bir necha minutdan bir necha soatgasa davom etadi.
Bir issiqlik tashuvchidan boshqa issiqlik tashuvchiga issiqlikni uzatish jarayonini amalga oshirish uchun ikkita regenerator zarur: bir vaqtning о‘zida ularning birida issiqlik tashuvchini sovutish amalga oshiriladi, ikkinchisida esa sovuq issiqlik tashuvchi qizdiriladi. Keyin moslamalar almashlab ulanadi, undan keyin ular har birida issiqlik uzatilishi teskari yо‘nalishda oqadi. Regeneratorlar juftini almashlab ulash va ulanish sxemalari 9.1 – rasmda keltirilgan. Almashlab ulash 1 va 2 klapanlarni ulash orqali amalga oshiriladi. Issiqlik tashuvchilarning harakat yо‘nalishi strelkalar bilan kо‘rsatilgan. Odatda regeneratorlarni almashlab ulash belgilangan vaqt oralig‘idan keyin avtomatik tarzda amalga oshiriladi.

9.1 – rasm. Qо‘zg‘almas nasadkali regeneratorning sxemasi.I – sovuq issiqlik tashuvchi; II – issiq issiqlik tashuvchi.
Regeneratorlarning asosiy elementi uning ishlash vaqtida asosiy samaradorlikni bildiruvchi nasadkalar hisoblanadi. Sovuq gazli qurilmalar (SGQ) va havo ajratish qurilmalari (HAQ) regeneratorlarda asosan quyidagi turdagi nasadkalar qо‘llaniladi: alyuminli gofrlangan tasmadan yasalgan disklar (9.2, a - rasm); diametrlari 4-14 mm li granula shakldagi kvarsit yoki bazaltdan qilingan uymalar; yuqori issiqlik о‘tkazuvchanlikli materialdan (mis, latun, bronza) yasalgan tо‘rsimon nasadkalar (9.2, b - rasm).

9.2 – rasm. Nasadkaning bir qancha turlari.
a – alyuminli gofrlangan tasmadan yasalgan disklar, b – tо‘rsimon nasadka, v – qisqarib – kengayuvchi kanalli platsinadan yasalgan nasadkalar, g – sharsimon nasadka, d – g‘ishtsimon nasadka, ye – Roshin halqasi, j – granula (donador zarra), z – plastina tо‘plami, i – chiqiq (bо‘rtiq) li nasabka, 1 – disk, 2 – tasma, 3 – gofrlar, 4 – metaldan yasalgan simlar, 5 – metaldan yasalgan platsina, 6 – kesik piramida, 7 – metaldan yasalgan sharlar, 8 – inert gazlar bilan tо‘ldirilgan teshikchalar, 9 – metalli qoplamalar, 10 –yadro, 11 –plastinalar о‘rami, 12 – ikki tomonlama qabariqli.
9.2, a – rasmdan kо‘rinib turibdiki, disklarni о‘rashda ikkita alyumin tasmadan foydalaniladi, ya’ni issiqlik almashinish jarayonini jadallashtirish uchun gofrlar bir-biriga burchak ostida yо‘naltirilib, g‘adir-budir kanallar hosil qilinadi. Bu turdagi nasadkalarning kamchiligi – gidravlik qarshilikni yuqoriligidir. Qarshilikni kamaytirish uchun kesik piramida shaklida bir tekis kanalli parallel joylashtirilgan plastina 5 dan tashkil topgan yoki teshikli elementlar granula shaklida yasalgan yoki inert gaz tо‘ldirilgan teshikli nasadkalar qо‘llaniladi. Granular metaldan yasaladi, masalan qо‘rg‘oshin va u taxminan 100-250 mkm xarakterli о‘lchamga ega, qattiq fazada joylashgan inert gaz bilan tо‘ldirilgan teshiklarning diametri taxminan 1-10 mkm ni tashkil etadi (9.2, g - rasm). Teshikli metallarni issiqlik sig‘imi inert gazlar (geliy va neon) sovutish qurilmalarini (20K va unlan past) pst haroratlarda samardorli ishlashi uchun zarur bо‘lgan nasadkaning yuqori issiqlik akkumulyatsiyalash qobiliyatini ta’minlaydi. HAQ si nasadkasining ixchamligi nasadkaning yuza maydonini band qilgan hajmiga nisbatini tavsiflaydi va u 1000-2000 m²/m³ ni tashkil etadi. SGQ qurilmalarida ixchamlik 10⁴-10⁵ m²/m³ ga yetadi [26].
Qо‘zg‘almas, mavhum qaynash (“qaynovchi”) yoki uzatuvchi qatlamli moslamalar uchun nasadkalar Roshig halqasidan qilinadi (9.2, ye - rasm), ular alyuminiy oksidli, magniy, sirkoniylardan bajarilib 6-12 mm о‘lchamli shariklar va kroshkalar (maydalangan jismlar) shaklida yasaladi. Bunday nasadkalarni materiali yuqori solishtirma issiqlik sig‘imiga ega bо‘lish kerak, issiq va kimyoviy bardosh bо‘lishi, haroratlar birdan о‘zgarganda parchalanmasligi, bug‘lanmasligi, yemirilmasiligi va zarba yuklamasiga bardoshli bо‘lishi kerak.
Qaynoq oqimli qaynov qatlamli rejimda nasadkalar tо‘qnashganda qoplama 9 ning qizishi sodir bо‘ladi, granulaning yadrosi 10 esa eriy boshlaydi. Bundan issiq gaz oqimidan material yadrosiga erish yashirin issiqligiga teng qо‘shimcha issiqlik miqdori qabul qilinadi. Granulalar boshqa bо‘shliqqa almashgandan sо‘ng, ular sovuq gaz oqimi bilan tо‘qnashadi, oxirgisi qiziydi, granulalar esa soviydi. Bunda ularning yadrosida qotish hosil bо‘ladi, bu material yadrosidagi erish yashirin issiqligining ajralishiga olib keladi. Shunday qilib, nasadkaning issiqlik qoplamaning issiqlik sig‘imi va material yadrosining yashirin erish issiqligidan aniqlanadi.
9.2, z – rasmda “Yungsrem” tizmidagi havo qizdirgichlarda qо‘llaniladigan nasadkalar tasvirlangan. U yarim doira shaklida ikki tomonlama qabariqli plastinalar о‘ramidan tashkil topgan bо‘lib, nisbati bо‘yicha qо‘shni plastinalarga shaxmat tartibida joylashgan.
Texnikada qо‘llaniladigan regenratorlarni yuqori, о‘rta va juda past haroratlarda ishlaydigan konsruksiyali moslamalarga ajratish mumkin. Metallurgiya va shisha eritish sanoatida issiqbardosh g‘ishtdan yasalgan qо‘zg‘almas nasadkalar regeneratorlar qо‘llaniladi. Domna pechlarning havo qizidirgichlari о‘zlarining о‘lchamlaridan aniqlanadilar. Ikki yoki bir nechta birgalikda ishlovchi bunday havo qizdirgichlarning balandligi 50 mm gacha va diametri 11 m gacha yetadi va ular 50000 m³/soat havoni 13000S gacha qizdira oladilar. 9.3, a – rasmda g‘ishtli nasadkali domna pechini havo qizdirgichining kо‘ndalang kesimi tasvirlangan. Yonish kamerasida issiq gazlar yonadi. Yonish mahsulotlari havo qizdirgichga yuqoridan kirib pastga harakatlanadi va nasadkani qizdiradi, buning natijasida yonish mahsulotlari soviydi va pastdan yuqoriga teskari ravishda nasadka orqali harakatlanadi va bunda havo qiziydi.
Yuqori haroratlarda ishlovchi issiqlik almashgichlar odatda issiqbardosh g‘ishtdan tayyorlanadi. qо‘zg‘almas g‘ishtli nasadkali regeneratorlarning kamchiligi qо‘polligi, regeneratorlarni davriy tarzda almashlab ulash zarurligi bilan bog‘liq holda ishlatish qiyinligi, pechning ishchi muhitida haroratning tebranish, shiberni almashlab ulash vaqtida issiqlik tashuvchilarning ajralib ketishi.
Texnikada о‘rta haroratli jarayonlar uchun “Yungsrem” tizimidagi aylanuvchan rotorli uzluksiz ishlaydigan havo qizdirgichlari qо‘llaniladi (9.3, b - rasm). Regenerativ aylanuvchan qizdirgichlar (RAQ) elektr sansiyalarda qozondan chiqib ketayotgan tutun gazlarini issiqligidan foydalanish uchun havo qizdirgichlar sifatida qо‘llaniladi. Bularda nasadka sifatida valga mahkamlangan tekis va gofrlangan metal qoplamdan foydaniladi.
Nasadka rotor shaklida vertikal yoki gorizontal tekislikda 3-6 ayl/min chastotada aylanadi va issiq gazlar (bunda qizdirish) sovuq havo (bunda sovutish) bilan uzluksiz yuvilib turadi. RAQ larning qо‘zg‘almas nasadkali regeneratorlardan afzalligi: ish rejimining uzluksizligi, amalda qiziyotgan havoning о‘rtacha harorati о‘zgarmas; ixcham, kamchiliklari – elektr energiyasining qо‘shimcha sarfi, konsruksiyasining qiyinligi va sovutish bо‘shlig‘idan qizdirish bо‘shlig‘ini germetik ajratishning imkoniyati yо‘qligi, ular orqali aylanuvchi nasadkalardan bitta va bir nechta nasadkalar о‘tib ketadi.
Hozirgi vaqtda sanoatning turli sohalarida, ya’ni pо‘latlarning issiqbardoshligi yetmaydigan sanoatlarda qattiq sochiluvchan issiqbardosh issiqlik tashuvchilardan yasalgan qо‘zg‘almas, qaynov yoki uzatuv qatlamli IAQ lari qо‘llaniladi. Bunday issiqlik almashgichlarda suv bug‘i va organik suyuqliklar о‘ta qizdiriladi, havo va gazlar 20000S gacha qizdiriladi.
Uzluksiz ishlaydigan IAQlarida qattiq issiqlik tashuvchilar mexanik kovushli elevatorlar, titratib kо‘targichlar yoki pnevmatik qurilmalar yordamida aralashtiriladi. Qattiq issiqlik tashuvchili uzatuv qatlamli RAQ ning ishlashni kо‘rib chiqamiz, bunday qurilmalar ba’zida qozonlarda tutun gazlarini о‘ta sovutishda qо‘llaniladi (9.3, v – rasm).

9.3 – rasm. Regeneratorlarning bir qancha turlari.
a – regeneratorli marten pechining sxemasi, 1 – qizdirish kamerasi, 2 – sovitish kamerasi, 3 – Regenerator darpardali panjara;4 -5-kanal 6-ko’targich b – Yungsrem tizimidagi regenerativ moslamalar; v – uzatiluvchan nasadkali regeneratorning sxemasi

Regenerator darpardali panjara (3) о‘rnatilgan qizdirish (1) va sovutish (2) kamerasidan, oqim yо‘li bо‘ylab vertikal hosil qiluvchi kanal (4) dan tashkil topgan va sochiluvchan oraliq issiqlik tashuvchilarni uzatuvchi bunkerga ulanadi. Qizdiruvchi gaz о‘z issiqligini bunkerdan keluvchi oraliq issiqlik tashuvchilarga beradi, о‘zi esa yuqori tuyinish haroratigacha yoki zanglash xavfi darajasigacha sovutiladi. Qizigan issiqlik tashuvchi sovutish kamerasiga tushadi, issiqligini havoga beradi va kо‘targich 6 orqali qaytadan bunkerga yuboriladi. IAQ sida sovutish kamerasidan qizdirish kamerasiga va aksincha oqimini chiqarish uchun yuklash va yuksizlantirish shtuseri doimo sochiluvchan issiqlik tashuvchilar bilan tо‘lishi kerak.