- •История теплоэнергетики
- •Содержание
- •История теплоэнергетики
- •Лекция 1. Тема: Энергия и энергетика
- •Виды энергии и развитие человеческого общества
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 2 Тема: Количественные показатели энергетики
- •Естественные ресурсы
- •Предпосылки развития гидроэнергетики
- •Водяные колеса
- •Гидравлический двигатель
- •Гидроэнергетика и теплоэнергетика
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 3, 4.
- •Тема: Предпосылки возникновения теплоэнергетики
- •Источники тепловой энергии
- •Процесс перехода от гидроэнергетики к теплоэнергетики
- •Начальный период развития теплового двигателя
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 5, 6 Тема: Цикл парового двигателя Папена Этап отделения теплового двигателя от рабочей машины
- •Лекция 7,8. Тема: Появление универсального парового двигателя Революция в промышленности в середине XVIII в. Первые практические действующие универсальные паровые машины
- •Специализация паросиловых установок и дальнейшее развитие паровых машин
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 9. Тема: Паровой котел
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 10. Тема: Возникновение парового транспорта
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 11. Тема: Двигатели внутреннего сгорания
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 12. Тема: Паровая турбина
- •Газовая турбина
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 13,14. Тема: Тепловые машины и их влияние на окружающую среду
- •Развитие первичной энергетики в связи с электрификацией
- •Вопросы для самопроверки Лекция 15. Тема: Развитие котлостроения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 16. Тема: Развитие паровых турбин
- •Развитие гидравлических турбин
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 17,18. Тема: Развитие тепловых электростанций
- •Развитие гидроэлектростанций
- •Вопросы для самопроверки
- •Темы для рефератов
- •Литература
Вопросы для самопроверки Лекция 15. Тема: Развитие котлостроения
Концентрация (централизация) производства электроэнергии практически оказалась бы неосуществимой на основе старой первичной энергетики «доэлектрического периода».
Если в конце XIX в. крупные предприятия потребляли мощность 500 - 1500 л.с, то в начале XX в. предстояло обеспечить для некоторых заводов мощность примерно 30000 л.с. Для решения этой задачи в условиях старой первичной энергетики надо было бы установить более десятка мощных паровых машин и около сотни паровых котлов.
Для современной тепловой электростанции мощностью 1,2 млн кВт, оборудованной теплотехническими устройствами конца XIX в. потребовалось бы более 3400 паровых котлов и огромные площади для их размещения; число паровых машин составило бы 480 шт.
Таким образом, теплоэнергетика тормозила развитие электростанций, а поэтому достижения последних стимулировало развитие теплоэнергетики.
Трудно назвать другой технический объект, получивший столь коренные конструктивные изменения в первой половине XX в., как паровой котел.
С другой стороны, трудно назвать другой технический объект, который бы с момента своего возникновения и до наших дней развивался бы под действием только двух неизменных тенденций: повышения давления и повышения паропроизводительности. При этом всегда естественно оставалось стремление увеличить КПД.
Под влиянием электрификации эти тенденции сильно обострились, направив внимание исследователей на физические факторы, определяющие напряженность работы котла: температура, скорость газов, воды и пароводяной смеси.
Поиски путей резкого повышения этих параметров привели в первой половине XX в. к коренному изменению конструктивных форм котлоагрегата.
В этот период наблюдается значительный рост относительных топочных объемов, стремление к интенсификации процесса горения, к повышению температуры и полноты сжигания топлива. Рост топочных объемов связан с переходом к камерному сжиганию топлива (топки - камеры) вместо старого слоевого. Повышение температуры горения потребовало защиты топочных стен и сводов - применялись топочные экраны, предложенные в конце XIX в. выдающимся русским инженером В.Г. Шуховым.
Конструкция водяного подогревателя (экономайзера) была усовершенствована, возложив на себя функции подогрева воды почти до парообразования.
В первой половине XX в. в отдельных котлоустановках КПД вырос с 50...60 до 90% .
Для интенсификации сгорания топлива в топку стали подавать воздух, предварительно нагретый до высокой температуры.
Если первые типы котлов имели от 1 до 5 барабанов, то в 30-х г. преобладающими становятся котлы с одним барабаном или же совсем без них (прямоточные котлы). Уменьшение числа барабанов вызывалось тем, что с ростом котельного давления барабан становился самой дорогой частью котла.
Поперечное сечение котельных трубок уменьшилось (Dнap со 100 до 40мм; Dвнyтp с 90 до 32 мм), а это при одновременном увеличении их суммарной длины и длины контура усложнило задачу обеспечения циркуляции за счет разности плотностей воды и пароводяной смеси в нисходящих и восходящих циркуляционных потоках. Потребность обеспечить принудительную циркуляцию осуществлялась специальными циркуляционными насосами.
Особое значение приобрел сложный процесс приготовления топлива и воды.
Размол и подсушка топлива для сжигания его в факелах в виде аэропыли потребовали разработки ряда дополнительных технических устройств: угольных мельниц, труб – сушилок, дозаторов, транспортеров, горелок и приборов для контроля за их действием.
Для подготовки воды, к чистоте которой предъявляются исключительно высокие требования, потребовалось создание водоподготовительных цехов со сложным фильтрующим и химическим оборудованием, лабораториями для химического контроля за качеством воды.