|
|
Главная страница -> Технология утилизации
Энергосберегающие взрывы. Вывоз мусора. Переработка мусора. Вывоз отходов.Основними характеристиками, що визначають технічний рівень силових трансформаторів, є втрати електроенергії (холостого ходу та короткого замикання), матеріалоємність (витрата електротехнічної та конструкційної сталі, обмотувального проводу, електроізоляційних матеріалів, трансформаторного масла та ін.), якість виготовлення, надійність та зручність обслуговування в експлуатації. ККД і втрати в трансформаторі Потужність, що отримується навантаженням трансформатора менше ніж потужність, що споживається на вході первинної обмотки внаслідок наявності втрат. Втрати в трансформаторі в процесі перетворення енергії поділяються на втрати в обмотках та втрати в сталі . Коефіцієнт корисної дії, виражено через втрати і активну потужність кожної із сторін трансформатора, Втрати в обмотках трансформатора пропорційні квадрату струму (навантаженню) (або втрат короткого замикання, що представляють собою втрати в міді обмоток, а також додаткових втрат в стінках бака та інших металічних частинах, викликаних потоком розсіювання). Втрати в сталі пропорційні квадрату наведеної ЕРС (втрати холостого ходу, що виникають внаслідок перемагнічування активної сталі сердечника і навантажувальних втрат). При навантаженнях не вище номінального наведена ЕРС майже рівна напрузі на виводах первинної обмотки (за виключенням падіння напруги на декілька відсотків в первинному колі трансформатора). З чого слідує, що у випадку незмінної первинної напруги втрати в сталі трансформатора можна прийняти незалежними від навантаження. Визначення ККД через повну потужність на вторинній стороні і коефіцієнт потужності: Тоді ККД, при постійному коефіцієнті потужності, залежить від повної потужності і має екстремальне значення. У випадку заданого коефіцієнта потужності найбільший ККД буде отриманий при такій повній потужності, при якій Трансформатори виготовляються з різними відношеннями втрат для того, щоб можна було вибрати найбільш економічний трансформатор для даного режиму навантаження. Відношення втрат практично може бути рівним 3,6-6,0. Менше значення відноситься до трансформаторів великої потужності з кращим використанням за навантаженням; більші значення відносяться до трансформаторів меншої потужності і з більш поганим використанням за навантаженням. Середній ККД стандартного трансформатора складають 98%, таким чином трансформатори за своїм ККД переважають решту виробничого обладнання. Загалом трансформатори експлуатуються із змінним навантаженням, і відповідно, із змінним ККД. Про економічність експлуатації із змінним навантаженням в таких випадках не можна судити з ККД, який визначено з потужностей. Для оцінки ефективності перетворення енергії в трансформаторах із змінним навантаженням доцільно використовувати визначення втрат енергії за визначений період часу. Якщо через позначити електроенергії, що віддається за рік, то ККД трансформатора за рік: , де - час експлуатації в даному режимі, годин; а – коефіцієнт використання втрат, який залежить від максимального навантаження : . Для цілей практичного використання залежність між і дає крива, приведена на рисунку. Підвищення вартості електроенергії стимулює зниження як втрат холостого ходу, так и навантажувальних (особливо в генераторних та інших трансформаторах, що мають високий коефіцієнт завантаження). За останні 30 років втрати в трансформаторах знижені в середньому на 50 %. Зниження втрат холостого ходу відбувалось завдяки: - використання вдосконалених марок сталі; - вдосконалення технології виготовлення магнітної системи і особливо технології різання сталі; - вдосконалення конструкції сердечника і, перш за все, стиків листів сталі. Загалом, біля 50 % втрат в сталі складають втрати на вихорові струми і 50 % - на гістерезис, тому виробники намагаються зменшити товщину листів. Можливо покращити це значення завдяки використанню новітніх технологій виготовлення трансформаторів. Останні розробки з аморфною сталлю дозволяє скоротити втрати трансформатори до 60%. Трансформатори, виготовлені з аморфної сталі, за своєю конструкцією мають набагато важчі сердечники, і тому більші за розміром, ніж традиційні трансформатори. Економія досягається за рахунок зменшення втрат, що виникають при намагнічуванні залізного сердечника трансформатора. Наприклад, для традиційного трансформатора в 250 кВА втрати через залізо складають приблизно 0,65 кВт, коли для трансформатора з аморфним сердечником вони складають тільки 0,215 кВт. Використання аморфного металу для сердечника трансформатора дозволяє знизити втрати на третину (Таблиця 1): Таблиця 1 Трансформатор (кВА) 3 фазний Втрати в сердечнику (Вт) Втрати в обмотці (Вт) Кремнієво-маталічний Аморфний Кремнієво-маталічний Аморфний 300 516 167 1854 1538 750 864 269 4886 5388 1000 1129 374 5983 5626 Істотним резервом зниження втрат холостого хода є вдосконалення різання сталі та збірки магнітної системи. На відміну від втрат холостого ходу зниження навантажувальних втрат не супроводжувалось істотним покращенням матеріалу. Головним способом зниження навантажувальних втрат було зменшення густини струму в проводі через збільшення площі його поперечного розрізу. Проте, це мало два негативних наслідки: по перше – збільшення розмірів сердечника, по друге – збільшення втрат від вихрових струмів. Додаткові втрати, у зовнішніх по відношенню до обмоток металічним частинам, викликані потоком розсіювання, створеного обмотками, що залежить від конфігурації обмоток і не залежним від густини струму. По мері зниження втрат в проводі у навантажувальних втратах зростає доля додаткових втрат поза обмотками, особливо в трансформаторах с великим значенням опору КЗ. Екранування дозволяє знизити додаткові втрати в захищених деталях більш ніж на 50 %. В сучасних трансформаторах додаткові втрати можуть складати від 10 до 50 % навантажувальних. В Україні, на сьогодні , знаходиться в експлуатації 197 360 трансформаторів. Проведеним аналізом технічного стану і характеристик трансформаторів потужністю 25-2500 кВА напругою до 35 кВ встановлено, що 75% із них було виготовлено в 1970-1980 роках. Дані надані ВАТ “Укрелектроапарат” м Хмельницький. На сьогодні, термін експлуатації яких 20 і більше років морально застарілі і мають завищенні втрати холостого ходу і короткого замикання. ВАТ “Укрелектроапарат” проводячи модернізацію розподільчих трансформаторів із застосуванням високоякісних матеріалів дозволяє знизити втрати холостого ходу та короткого замикання в порівнянні з трансформаторами виготовленими в 1970-х роках (Таблиця 2): Заміна застарілих трансформаторів на сучасні дозволяють значно скоротити втрати електроенергії в електромережах України. Підвищення технічного рівня трансформаторів, пов’язане з розв’язанням таких проблем: - застосування для магнітних систем високоякісних марок електротехнічних сталей з питомими втратами на рівні 1 Вт/кг і нижче. - впровадження в конструкцію магнітних систем сучасних схем шихтовки, включаючи повну схему “степ-леп”. - впровадження для трансформаторів 110 кВ здійснюваного в спеціальних камерах вакуумного заливання активних частин трансформаторним маслом у власних баках. - використання в багатопаралельних обмотках емальпроводів прямокутного перерізу. - впровадження технології, що забезпечує стабілізацію висоти обмоток. - застосування для обмоток, які стискуються у випадку КЗ, циліндрів із склопластику. - застосування пресувальних кілець із склопластику або твердого електрокартону. - впровадження сучасних конструкцій пристроїв РПН (РПН - перемикальний пристрій регулювання напруги під навантаженням). - зниження додаткових втрат в елементах конструкцій трансформаторів. - підвищення ефективності систем охолодження. - більш широке використання трьохобмоткових трансформаторів із зниженими потужностями обмоток СН та НН. Актуальність вирішення проблеми зниження витрат під час експлуатації силових трансформаторів зумовлена тим, що створення досконалих конструкцій трансформаторів, які не вимагають капітального ремонту (огляду активної частини, підпресування обмоток тощо) протягом всього терміну експлуатації, дозволить суттєво знизити витрати під час їх експлуатації, адже вартість капітального ремонту трансформатора становить більше 50% його ціни. Охолодження обмоток масляних силових трансформаторів. Охолодження потужних силових трансформаторів є актуальною проблемою щодо утилізації втрат в трансформаторах. В ряді країн широкого поширення набули роботи зі створення установок для вторинного використання тепла, які дають істотну економію енергетичних ресурсів. Наприклад, у США понад 60 фірм займається виробництвом таких установок з використанням теплових насосів, одинична потужність яких становить від 1-2 кВт до 500 кВт. За самими приблизними оцінками втрати тепла в трансформаторах протягом року досягають сотень мільйонів кіловат-годин, і це тепло витрачається на нагрівання довкілля. В той же самий час опалення пристанційних будинків електричних станцій та підстанцій здійснюється за рахунок використання електроенергії. В Україні протягом останніх років розроблено та виготовлено установки з утилізації втрат силових трансформаторів тепловими насосами потужністю 20, 40 і 60 кВт. Розроблені установки на 1 кВт електроенергії, що витрачається дозволяють отримати 4 кВт тепла. Такі установки виконують подвійну функцію, як охолодження трансформаторів, так і з перетворення тепла до температури нагрітої води 50-65 С, за якої це тепло може бути використане для опалення. Значний інтерес представляє створення установок більшої потужності, наприклад, 100-110 кВт. За зазначеної потужності функції установок з охолодження та утилізації практично зрівнюються. Роботи по створенню потужних (понад 110 кВт) установок з утилізації втрат силових трансформаторів слід було б продовжити, зважаючи на існуючі в Україні енергетичні проблеми. Втрати потужності Приведені втрати потужності в трансформаторах (з врахуванням втрат в системі електропостачання): , де - приведені втрати потужності при холостому ході трансформатора; - коефіцієнт навантаження трансформатора; - приведені втрати потужності при короткому замиканні; - коефіцієнт зміни втрат (залежить від передачі реактивної потужності (для промислових підприємств, коли коефіцієнт не заданий енергосистемою, слід приймати 0,07), - втрати потужності холостого ходу (приймаються рівними приблизно втратам в сталі); - втрати потужності короткого замикання (приблизно втрати в міді обмоток трансформатора); - коефіцієнт завантаження ( , де - фактичне або розрахункове навантаження трансформатора; - номінальна потужність трансформатора); - реактивна потужність холостого ходу трансформатора; - реактивна потужність, що споживається трансформатором при номінальному паспортному навантаженні; , - струм холостого ходу та напруга к.з. трансформатора, %. Втрати потужності в паралельно працюючих двохобмоточних трансформаторах можна записати у вигляді: Втрати енергії у всіх елементах електричної мережі при відомому графіку навантаження розраховується як . Для випадку трансформатора, втрати активної електричної енергії в трансформаторі, кВт.г, , де - повне число під єднання трансформатора до електромережі; - число годин роботи трансформатора під навантаженням. Втрати реактивної електричної енергії в трансформаторі, кВАр.г, . Економічний режим роботи силових трансформаторів. На промисловому підприємстві силові трансформатори встановлюють на головних знижувальних, на цехових і спеціальних підстанціях (перетворювальних, електропічних, зварювальних і ін. Втрати електроенергії в трансформаторах є неминучими, однак розмір їхній повинний бути доведений до можливого мінімуму шляхом правильного вибору потужності і числа силових трансформаторів, а також раціонального режиму їхньої роботи. Крім того, варто прагнути до зменшення втрат електроенергії шляхом виключення неодруженого ходу трансформаторів при малих завантаженнях. Цей захід має особливе значення при експлуатації цехових трансформаторів підприємств, що працюють в одну чи двох змін, а також у вихідні дні. При установці n трансформаторів на підстанції економічний режим роботи визначається числом одночасно включених трансформаторів, які забезпечують мінімум втрат електроенергії. При цьому необхідно враховувати і втрати активної потужності, що виникають в системі електропостачання від генераторів електростанцій до трансформаторів із-за реактивної потужності, що споживається. Криві приведених втрат потужності в трансформаторах в залежності від потужності навантаження показані на рис.1. Крива 1 – залежність при роботі одного трансформатора, крива 2 – при роботі другого трансформатора. При одночасній роботі двох трансформаторів приведенні втрати потужності в залежності від навантаження визначається кривою 3. Рис.1 Вираз приведених втрат можна переписати наступним чином: , де - номінальна потужність трансформатора. Або зробивши заміну: Отримане рівняння параболи дозволяє визначити точки перетину I, II, III (рис. 1.), що відповідає навантаженням S1, S2, S3. Координати, що відповідають спільному рішенню рівнянь, що відображають втрати потужності в трансформаторах при почерговій і одночасній роботі, дадуть значення навантаження при якій слід переходити від роботи з першим до роботи з другим чи двома трансформаторами одночасно. В рівняннях індекси відповідають позначенням кривих на рис. 1.
А. П. Погребняк, зав. лаб. ОАО «НПО ЦКТИ» В. Л. Кокорев ,вед. инж. ОАО «НПО ЦКТИ» С. П. Суворов, ген. директор ЗАО «Полиформ» В нынешних экономических условиях, когда большинство предприятий находятся на грани выживания, в том числе из-за резкого повышения цен на топливо, необходимо искать нетрадиционные технические решения для отопления, позволяющие экономить топливо, особенно такое дефицитное, как мазут Одним из основных направлений экономии жидких и твёрдых видов топлива (мазут, дизтопливо, уголь, торф, древесные отходы и др.) является повышение эффективности работы паровых и водогрейных котлов, энерготехнологических установок, сжигающих эти виды топлива, за счёт предотвращения загрязнения их поверхностей нагрева золовыми отложениями, содержащимися в дымовых газах. Длительное время основными способами очистки поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов, камер конвекции нефтенагревательных печей были, как правило, паровая обдувка и дробеочистка. Однако эксплуатация паровых и водогрейных котлов, котлов-утилизаторов, нагревательных печей, оборудованных традиционными средствами очистки поверхностей нагрева, показала их недостаточную эффективность и надежность. Такие средства в значительной мере снижают экономичность работы котлоагрегатов (уменьшение КПД на 2–3%) и требуют больших трудозатрат. Паровая обдувка способствует коррозионному и эрозионному износу поверхностей нагрева, что сокращает срок их службы в 1,5–2 раза; наличие влаги способствует затвердеванию отложений на трубах за счёт сульфатизации, следствием чего являются частые остановки котлоагрегатов для ручной очистки. Дробеочистка является сложным и энергозатратным устройством, требует значительных трудозатрат, не обеспечивая при этом эффективную и надёжную очистку из-за больших потерь дроби и застревания дроби в устройстве очистки и в поверхностях нагрева. День сегодняшний Этих недостатков лишены разработанные в НПО ЦКТИ системы газоимпульсной очистки (ГИО) с малогабаритными импульсными камерами, предназначенные для очистки от отложений конвективных поверхностей нагрева промышленных котлоагрегатов, котлов-утилизаторов металлургических; химических и нефтехимических производств, нагревательных печей нефтеперерабатывающих заводов. Системы ГИО в настоящее время широко применяются в России, странах СНГ и Прибалтики. Принцип работы системы ГИО заключается в воздействии на отложения, образующиеся на поверхностях нагрева, направленной ударной и акустической волны, генерируемой за счет взрывного горения ограниченного объема газовоздушной смеси (0,01–0,1 м3), осуществляемого в импульсной камере (ИК), размещаемой вне газохода. За счет истечения из ИК продуктов сгорания происходит комплексное волновое и термогазодинамическое воздействие на наружные отложения, теплообменные и ограждающие поверхности. B качестве рабочих компонентов используются природный газ, топливный или баллонный газ (пропан) и компрессорный или вентиляторный воздух. Из чего состоит ГИО Основными конструктивными элементами системы ГИО являются импульсные камеры, блоки сопловые, коллекторы, технологический блок ГИО (автоматизированный вариант), блок управления системой ГИО. Импульсные камеры (ИК) предназначены для организации процесса взрывного горения и направления продуктов взрывного горения, а также создаваемых ударных волн на поверхность нагрева. ИК представляет собой цилиндрическую емкость, разделенную специальной диафрагмой. ИК имеет патрубки для присоединения к смесепроводу и к переходу, соединяющему ИК с сопловым блоком. Импульсные камеры соединяются с газоходом котла при помощи выхлопных патрубков (сопел). Для обеспечения газоплотности и исключения воздействия, оказываемого за счет реакции импульсной камеры на конструкционные элементы котла, предусмотрены специальные уплотнения мест прохода сопел через ограждающие стены котла. Блок сопловой предназначен для ввода продуктов взрыва газовоздушной смеси в газоход котла, а также для изоляции оборудования ГИО от проникновения дымовых газов из газохода котла в промежутках между циклами очистки. Коллекторы предназначены для распределения газовоздушной смеси на импульсные камеры при помощи специального переключателя или клапанов с электромагнитным или пневматическим приводом. Технологический блок (ТБ) ГИО (автоматизированный вариант) устанавливается непосредственно около котла и выполняет все технологические функции в соответствии с алгоритмом работы системы очистки. С одной стороны ТБ выведен смесепровод, соединенный с коллектором, а с другой стороны подводится газ от газопровода или от газовых баллонов. В ТБ размещен вентилятор, узлы смешения и зажигания, блок управления. Технологический блок может работать в режиме ручного или автоматического управления и управляться с места или дистанционно. Блок управления со степенью защиты IР66 выполнен на базе стандартного контроллера и осуществляет выполнение алгоритма работы системы ГИО и контроль режима работы ГИО. К нему подводится кабелем переменное напряжение 220 В, 50 Гц. Периодичность очистки – не реже одного раза в сутки, продолжительность цикла очистки 10–15 мин., расход газа (пропана) на цикл очистки – 0.5–2.5 кг. Преимущества систем ГИО · Работа ГИО не вызывает вредных воздействий на обслуживающий персонал и конструктивные элементы котла. При работе без звукоизоляции уровень шума в котельной в местах установки импульсных камер составляет 80–90 дБ. С помощью изоляции он может быть снижен до более низких значений. · Система ГИО не содержит вращающихся узлов, располагающихся в газоходе котла. В процессе работы взаимное расположение узлов и деталей не изменяется. В промежутках между ревизиями котлов система ГИО не требует профилактических ремонтов. · ГИО успешно применяется на котлах, сжигающих жидкие и твердые топлива, а также на котлах-утилизаторах и энерготехнологических агрегатах различного назначения. ГИО используется для очистки поверхностей нагрева, работающих в среде как нейтральных, так и агрессивных газов (SO2, HF и другие). Генерируемые импульсными камерами ударные волны распространяются во все точки газохода котла, что обеспечивает равномерную очистку поверхностей нагрева. · Система ГИО проста в изготовлении и монтаже. Ее можно устанавливать не только на сооружаемых котлах, но и на котлах, находящихся в эксплуатации. Время простоя котла для монтажа установки ГИО составляет 5–10 суток и зависит от количества монтируемых импульсных камер. Что дает применение ГИО Применение ГИО взамен штатных средств очистки, кроме экономии электроэнергии за счет улучшения аэродинамики газохода и сокращения затрат за счет исключения ручной очистки, позволяет значительно повысить эффективность работы конвективных поверхностей нагрева котлов и камер конвекции нефтенагревательных печей. КПД паровых и водогрейных котлов, работающих на жидком и твёрдом топливах, за счёт применения ГИО повысился на 1,5 – 2%. Применение устройств ГИО для очистки камер конвекции нефтенагревательных печей НПЗ позволило повысить эффективность работы конвективных поверхностей нагрева. Так, например, внедрение ГИО на печах П-100 и П-102 установки ЛК-6У Мозырского НПЗ позволило снизить температуру дымовых газов за камерами конвекции на 15–30 °С; на печи 301/2 Чимкентского НПЗ после внедрения в 1992 г. ГИО температура сырья за конвективной камерой повысилась на 3 °С; на печи П-102 Ачинского НПЗ в 1993 г. за счет ГИО температура дымовых газов была снижена на 50 °С при повышении температуры сырья на 4 °С. Вышеприведенные данные свидетельствуют об эффективности использования устройств ГИО на камерах конвекции нефтенагревательных печей, а также на котлах-утилизаторах, установленных за этими печами. За ГИО – будущее Опыт длительной эксплуатации ГИО показал более высокую надежность и эффективность ГИО по сравнению с аппаратами паровой и воздушной обдувки, устройствами дробеочистки, системами ударной очистки и виброочистки. Это позволило начать производство котлов с ГИО в России. В течение ряда лет Кусинский завод выпускает экономайзеры паровых котлов, используя в качестве штатных средств очистки системы ГИО. В последнее время Дорогобужский, Бийский, Белгородский и другие котельные заводы комплектуют выпускаемые ими котлы системами ГИО (фото 3, 4). Однако технический уровень систем ГИО, поставляемых котлостроительными заводами и некоторыми другими фирмами, часто не соответствует современным требованиям. За ГИО – в «Полиформ» В настоящее время ЗАО «Полиформ» совместно с ОАО «НПО ЦКТИ» успешно внедряет системы ГИО, в т.ч. и автоматизированные на различных предприятиях. Это такие объекты, как Петрозаводская ТЭЦ (автоматический вариант), Мурманская ТЭЦ, ООО «КИНЕФ» (автоматизированный вариант), ОАО ССЗ «Авангард», Петрозаводские Тепловые сети, ОАО «Петрозаводскмаш» (варианты с ручным управлением) и др. ЗАО «Полиформ» совместно с ОАО «НПО ЦКТИ» осуществляет как выполнение всего объёма работ «под ключ» на уже действующих котлоагрегатах (разработка техдокументации, изготовление, монтаж, пусконаладка систем ГИО с выдачей режимных карт, инструкций по эксплуатации и технического описания), так и выполнение отдельных видов работ при поставке котлостроительными заводами новых котлов с ГИО (пусконаладка и т. п.), проводит работы по реконструкции и автоматизации систем ГИО при наличии на объектах систем ГИО, работающих недостаточно эффективно по различным причинам. Вывоз мусора в Домодедовская. Карьерный песок, вывоз мусора компания. Конгресс сша проголосовал за аль. Европа нам поможет. Дерегулирование электроэнергетики. Компьютерный водоканал. Новое лицо энергетического ауд. Главная страница -> Технология утилизации Экологически чистая мебель: |
