Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Комбинированные пароперегреватели, обеспечивающие большой перегрев пара, используются в котлоагрегатах высокого давления. Пароперегревателями оснащают котлоагрегаты тепловых электростанций, потому что увеличение температуры пара увеличивает эффективность паросиловой установки. В котлоагрегатах среднего или низкого давления с температурой пара до 500 °С используют конвективные пароперегреватели. В котлоагрегатах с давлением пара 14 Мн/м 2используют в дополнение к основным пароперегревателям также и промежуточные, перегревающие отработанный в турбине пар.

Паросиловая установка – установка, преобразующая тепло сжигаемого топлива в механическую энергию с помощью пара, механическую энергию в электрическую энергию – с помощью генераторов электрического тока. Это работа тепловой электростанции. Атомная электростанция 3/4 – это также паросиловая установка, где пар вырабатывает атомная энергетическая установка. Паровая машина, паровая турбина 3/4 – это также паросиловые установки.

Принципиальная конструкция паросиловой установки представляет собой один паровой котел и один паровой двигатель, или же группу паровых котлов и несколько паровых двигателей. Также она включает вспомогательные механизмы и приборы, регулирующие и направляющие ее работу. Локомобиль 3/4 – это пример очень простой конструкции паросиловой установки, она представляет собой жаротрубный дымогарный котел с поршневой паровой машиной.

Существуют паросиловые установки, состоящие из паровых котлов, паровых турбин, конденсационных установок. Эти паросиловые установки имеют большую мощность. Современные мощные паросиловые установки имеют блоки котел-турбина с мощностью 300 МВт и более. Но эти блоки не связаны между собой паром и водой. Такие установки имеют короткие паропроводы и наименьшее число арматуры, отличаются высокими параметрами пара: давление – 24 Мн/м 2(240 кгс/см 2), температура – более 570 °С.

Паросиловые установки вырабатывают достаточное количество пара, и часть его направляется на технологические цели: отоплению, сушку. Паросиловые установки работают на судах (пароходах) и на железнодорожном транспорте (паровозах).

Пневматический двигатель – энергосиловая машина. Принцип ее действия состоит в преобразовании энергии сжатого воздуха в механическую работу. Пневмодвигатели и различаются по этому принципу действия и бывают объемными или турбинными.

Объемные пневмодвигатели бывают ротационными и поршневыми. В поршневых пневмодвигателях сжатый воздух расширяется в цилиндрах поршневой машины, и тем самым вырабатывается энергия, преобразующаяся в механическую работу. Поэтому объемные пневмодвигатели имеют очень широкое применение. Они приводят в движение инструменты, такие как отбойные молотки, шлифовальные головки, дрели, гайковерты. Они очень эффективны для работы во взрывоопасных местах, в среде, содержащей повышенное количество влаги, газа, пыли угля.

Действие турбинных пневмодвигателей основано на воздействии потока воздуха на лопатки турбины. В них используется кинетическая энергия сжатия воздуха, в то время как в объемных пневмодвигателях используется потенциальная энергия сжатого воздуха.

Поршневая машина – устройство, преобразующее энергию с помощью основного рабочего приспособления – поршня. Принципиальная конструкция поршневого устройства представляет собой цилиндр, в котором движется поршень. При движении поршня изменяется объем камеры и изменяются параметры рабочего тела – давление, температура. Рабочим телом могут быть воздух, газы, смеси, вода. Специальные распределительные устройства – клапаны, золотники – регулируют поступление и отвод рабочего тела из цилиндра. Во время работы поршневой машины энергия рабочего тела понижается или повышается. Различные двигатели, насосы, компрессоры имеют в своей конструкции поршневые устройства. Работа поршневой машины, как правило, носит прерывистый и цикличный характер. Поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое с помощью кривошипного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Цикличность работы механизма влияет на скорость поршневой машины, которая не так высока. К тому же поршневые машины имеют большую массу и затраты на трение. Существуют конструкции поршневых машин, преобразующие возвратно-поступательное движение во вращательное при помощи бесшатунного механизма. Также существуют поршневые машины, в которых поршень совершает вращательное движение, такие машины называются роторно-поршневыми. В конструкции парового насоса, например, поршень поршневой машины-двигателя приводит в движение поршень поршневой машины-исполнителя. Устройство мотокомпрессора представляет собой многоцилиндровую поршневую машину, в которой скомпонованы поршень-двигатель и поршень-исполнитель. Основная подвижная деталь поршневой машины – поршень, который движется вдоль оси цилиндра и перекрывает его поперек сечения. Поршень движется возвратно-поступательно и сжимает и засасывает рабочее тело – газы или жидкости. Поршни различаются по конструкции и по отношению его диаметра к длине и бывают тронковыми, дисковыми, скальчатыми. Тронковый поршень имеет небольшую длину, она только немного больше его диаметра, он снабжен головкой с днищем и канавками для поршневых колец. Дисковый поршень имеет длину, определяемую уплотнительным устройством, дисковый поршень установлен на штоке. Скальчатый поршень-плунжер имеет большую длину, в несколько раз больше его диаметра. Поверхность поршня, как правило, гладкая или имеющая кольцевые канавки. Изобретение и усовершенствование поршневой машины осуществлялось одновременно с изобретением паровой машины, автомобиля, дизеля, устройством которых она непосредственно является. Поршневые машины имеют очень широкое применение в различных областях производства и отличаются надежностью и простотой в эксплуатации, эффективностью и экономичностью.

Принцип его действия основан на полном испарении воды, которое происходит во время ее прямоточного прохождения через испарительную поверхность. Питательный насос подает воду в экономайзер и далее в подъемные трубы и змеевики, которые находятся в топке. Эти змеевики и трубы и есть испарительная поверхность. В них вода испаряется, и при выходе из змеевиков уже испаряется ее остаток и происходит перегревание пара. Содержание пара в воде доходит до 95%. Это переходная зона с высоким теплонапряжением, и змеевики располагают иногда не в самой топке, а в газоходах. Окончательный перегрев пара происходит после переходной зоны в перенагревателях (радиационном или конвективном). В прямоточном котле нет барабана и опускных труб, это экономит металл на его изготовление и делает применение экономически выгодным. Но в воде, работающей в прямоточном котле, содержатся различные соли, которые оседают на внутренней поверхности труб-змеевиков и на лопатках рабочего колеса турбины, куда они попадают с паром. Это понижает эффективность работы турбины. Чтобы как-то снизить это влияние, вода проходит специальную водоподготовку. Значительный недостаток прямоточного котла – это большой расход энергии, необходимый для работы питательного насоса. Для использования прямоточных котлов на тепловых электростанциях воде необходима дополнительная химическая очистка, что увеличивает затраты. Поэтому более эффективны прямоточные котлы на конденсационных электростанциях, так как их питает уже обессоленная вода. Первый прямоточный котел в России появился в 1932 г. Это был еще опытный вариант, сконструированный в Бюро прямоточного котлостроения. Конструктор – Л. К. Рамзин. Этот первый котел имел горизонтальные змеевики, производительность пара – 3,6 т/ч, давление пара – 14,1 Мн/м 2. Первый промышленный прямоточный котел был построен в России в 1933 г., производительность его пара была 200 т/ч.