증기기관을 갖춘 미니열병합발전소는 21세기의 현실입니다. 산업용 증기 발생기의 작동 원리 전기 생산용 증기 발생기

대도시와 소도시에 지친 주민들이 점점 도시를 떠나 작고 아늑한 집으로 이사하고 있습니다.

이러한 장비의 특징은 설계 및 작동 원리가 단순하다는 것입니다. 이러한 발전기는 유형에 관계없이 연료를 연소하는 구조 프레임에 장착된 모터와 발전기로 구성됩니다. 기계식 변속기를 통해 회전 토크가 엔진에서 발전기로 전달됩니다.

이러한 설치의 큰 인기에 영향을 미치는 중요한 요소는 98%에 가까운 높은 효율성입니다.

이를 위해서는 다음이 필요합니다.

통조림 식품 수
알루미늄 와이어
작은 주석 시트
패스너

제조 공정 자체는 매우 간단합니다.

깡통에 작은 구멍 두 개를 만드세요.
그 중 하나에 튜브를 납땜
주석 한 장을 가져다가 작은 조각으로 자르면 터빈 임펠러를 얻을 수 있습니다.
완성된 임펠러를 미리 문자 "P" 모양으로 구부린 주석 스트립에 부착합니다.
패스너를 사용하여 임펠러가 있는 스트립을 두 번째 구멍에 부착합니다. 임펠러가 튜브쪽으로 위치해야한다는 사실에 주목할 가치가 있습니다.
설치 제조 과정에서 만들어진 모든 구멍과 이음새는 납땜되어야 합니다. 이는 구조의 견고성을 보장하는 데 필요합니다.
완성된 장비가 설치된 와이어로 스탠드 만들기
주사기를 사용하여 시스템에 물을 채웁니다.
특수 상자의 스탠드 아래에서 연료를 건조시키기 위해 불을 피우십시오.

이 지침에 따라 제조된 증기 기관은 집에 필요한 양의 에너지를 공급할 수 없습니다. 여기에서는 전기 증기 발생기의 원리를 쉽고 쉽게 익힐 수 있습니다.

집에 필요한 양의 에너지를 공급할 수 있는 설비를 만드는 과정은 조금 더 복잡하지만 불가능한 것은 없습니다.

그것을 만들려면 Peletier 요소라는 기본을 가져와야합니다. 매장에서 별도로 구매하실 수도 있고, 고장난 데스크탑 PC에서 제거하실 수도 있습니다.

또한 업무를 위해서는 다음이 필요합니다.

USB 출력을 갖춘 모듈
설치 본체를 만들기 위한 금속 시트. 직접 할 수도 있고 기성품 PC 케이스를 가져갈 수도 있습니다.
냉각기가 있는 냉각 라디에이터
심 밀봉 페이스트
금속절단가위
리베터
송곳
납땜 인두
리벳

과정이 시작될 때 작은 것을 넣고 불을 피울 수 있는 작은 용기를 만드십시오. 상부작은 냄비에 물을 넣고 끓일 수 있도록 용기를 만드세요.

이 컨테이너의 한쪽 면에 Peletier 요소를 부착합니다. 반대쪽에는 유봉을 사용하여 냉각기와 함께 냉각 라디에이터를 부착합니다.

전문가들은 라디에이터와 쿨러의 성능이 충분히 강력해야 한다고 지적한다. 방출 속도와 양은 온도 차이가 얼마나 큰지에 따라 달라집니다. 전력.

추운 날씨에 장비를 사용한다면 눈 위에 직접 세워두어도 실질적으로 해결될 것이다. 설치를 사용하는 경우 따뜻한 시간, 강력한 쿨러와 쿨러 없이는 할 수 없습니다. 모든 솔기와 고정 장치를 조심스럽게 밀봉하는 것을 잊어서는 안됩니다.

전압 안정기를 Peletier 요소에 납땜하십시오. 이 장치는 출력에서 특정 전기 에너지 표시기를 설정하는 데 필요합니다.

안정제는 매장에서 기성품으로 구입할 수 있습니다. 장점은 필요한 표시기에 도달하면 장치의 표시등이 켜진다는 것입니다.

이미 납땜된 안정 장치와 접촉을 완전히 방지하는 방식으로 밀봉하는 것도 중요합니다. 이 증기 발생기 모델의 작동은 두 개의 냉각기를 가열할 수 있습니다.

발열체 인 증기 발생기의 더욱 강력한 모델을 만들 수도 있습니다.

그 기본은 가열 요소 (하나 이상)가 장착되는 상당히 큰 컨테이너입니다.

이는 향후 설치의 예상 용량에 따라 달라집니다.

발열체를 부착하기 위해 용기 측면에 구멍을 뚫습니다.

고무 개스킷이 있는 너트는 고정에 이상적입니다.

두 개의 발열체를 설치할 계획이라면 서로 닿지 않도록 배치하는 것이 중요합니다. 두 번째 컨테이너를 첫 번째 컨테이너 옆에 놓습니다.

여기에는 물이 들어 있으며 필요에 따라 첫 번째 용기로 옮겨집니다. 장비 작동 중에는 뚜껑을 열고 첫 번째 용기의 수위를 볼 수 없다는 사실에 주의할 필요가 있습니다.

두 용기는 강한 튜브로 서로 연결되어 있습니다. 드릴 구멍, 발열체가 설치된 레벨 아래에 위치합니다. 모든 솔기를 조심스럽게 밀봉하십시오.

물을 빨리 예열하려면 신선한 물이 공급되는 파이프를 나선형으로 비틀는 것이 좋습니다. 이 장치를 영구적으로 설치하고 작동하기 전에 누출 여부를 테스트해야 합니다.

또한 밸브는 필요한 압력을 견뎌야 합니다. 그렇지 않으면 장비가 작동할 수 없습니다. 이 원리를 사용하여 만들어진 설비는 거의 100% 효율성을 특징으로 합니다. 그러나 작동 순서대로 유지되어야 합니다.

이렇게하려면 가열 요소의 벽에 스케일이 있는지 주기적으로 확인해야합니다. 너무 많으면 전체 용량으로 작동하지 않거나 전혀 따뜻해지지 않을 수 있습니다.

스케일이 생기기 위해서는 첫 번째 용기에 구연산이나 아세트산을 주기적으로 최소한으로 첨가하는 것이 필요합니다. 어떤 사람들은 특별한 연수로만 탱크를 채웁니다.

가정용 증기 발전기가 고갈되어 고장이 나는 상황이 종종 발생합니다. 이러한 문제를 방지하려면 최소값을 설정하는 것이 좋습니다. 최대 수량용기에 물.

확보하기 위해서는 설치 준비 완료네트워크의 전력 서지에 대비하여 전압이 떨어지면 장비를 자동으로 끄는 특수 전압 조정기를 설치할 수 있습니다.

PGE는 독특한 장비, 이는 자율적인 전기 공급원입니다. 그 작동에는 다음과 같은 여러 가지 장점이 있습니다.

작업 가능성 다른 유형이는 각 설치 소유자에게 가장 수익성이 높은 연료입니다.
높은 출력 전력 수준.
소유자가 요청하면 전력을 수동으로 조정할 수 있습니다. 이는 설비의 운영 효율성을 증가시킵니다.
예를 들어 장작과 같은 고체 연료를 에너지 원으로 선택한 경우 사용 분야에 남아있는 재는 정원 및 채소 식물에 탁월한 비료 역할을합니다.

업계에서는 이러한 설비를 매우 다양하게 생산합니다. 또한 집에서 직접 증기 발생기를 만드는 것도 가능합니다. 이를 위해 고가의 재료와 부품을 사용할 필요가 없습니다.

있다 다양한 옵션그리고 그러한 설치를 위한 제조 계획. 특정 방법을 선택하기 전에 먼저 출력에 필요한 증기 발생기의 전력을 고려해야 합니다. PGE를 생성하는 과정에서 안전 규칙을 준수하고 완성된 설치를 사전 테스트해야 합니다.

목욕용 증기 발생기를 직접 조립하는 방법에 대한 비디오를 시청할 수 있습니다.

배터리이지만 훨씬 더 있어요 고성능 , 이러한 종류의 장치의 가용성은 말할 것도 없습니다. 작업 자체 유사한 단위물이 증기로 변할 때까지 가열하여 기계적 힘을 전기적 힘으로 변환하는 것으로 구성됩니다. 정확히 주어진 권력원하는 메커니즘을 작동시킵니다.

이러한 종류의 장치를 현대 산업 분야나 전기 변환기로 사용할 수 있는 증기 형성이 충분히 많은 국내 분야에서 사용하는 것이 합리적입니다. 보일러 설비에 널리 사용되는 증기형 발전기로, 보일러, 터빈과 함께 일종의 화력발전소를 구성합니다.

이러한 장치를 사용하면 작동 비용을 크게 절약할 수 있을 뿐만 아니라 전기 에너지 생성 비용도 줄일 수 있습니다. 그렇기 때문에 증기 발전소는 종종 많은 발전소의 주요 운영 단위 중 하나로 간주됩니다.

또한 증기 발생기의 작동 원리와 설계 특징을 연구하면 특정 수단을 사용하여 직접 구현해 볼 수 있습니다. 그러나 이 가능성에 대해서는 잠시 후에 논의하겠습니다.

장치 및 작동 원리

각자의 말에 따르면 디자인 특징, 보일러 플랜트는 상당히 유사한 구조를 가지고 있습니다. 여기에는 결정적인 것으로 간주되는 여러 작업 단위가 포함됩니다. 직접 자신과 터빈. 마지막 두 구성 요소는 서로 운동학적 연결을 형성하며 이러한 시스템의 종류 중 하나가 증기형 터빈 발전기입니다.

좀 더 전 세계적으로 살펴보면 이러한 설치는 본격적인 것입니다. 화력 발전소, 크기는 더 작지만. 그들의 노력 덕분에 그들은 민간 시설뿐만 아니라 대규모 산업 부문에도 전기를 공급할 수 있습니다.

증기 발전기 자체는 다음과 같은 주요 사항으로 요약됩니다.

특수 장비는 물을 최적의 값으로 가열하여 증발하여 증기를 형성합니다.
생성된 증기는 증기 터빈의 로터 블레이드 위로 더 흘러 로터 자체를 움직이게 합니다.
결과적으로 우리는 압축된 증기의 결과 에너지로부터 변환된 운동에너지를 먼저 얻습니다. 그런 다음 운동 에너지가 기계적 에너지로 바뀌어 터빈 샤프트가 시작됩니다.

그러한 증기 발전소의 설계에 포함된 발전기는 결정적입니다. 이는 기계적 에너지를 전기 에너지로 전환하는 것이 발전기라는 사실로 설명됩니다.

설명:

첨단 기술 시대에 최초의 국내 증기 기관(참고 자료 참조)을 기억할 가치가 있습니까? 의심의 여지없이. 결국, 증기 엔진은 이제 에너지 부문에서 응용되고 있습니다.

증기기관을 갖춘 미니열병합발전소 - 21세기의 현실

I. S. 트로킨, 러시아 농업 아카데미 VIESKh 엔지니어, 국립 원자력 연구 대학 "MEPhI" 모스크바 교육학 연구소 강사

안에 최근에산업, 주택, 공동 서비스 분야에서 소비자와 가까운 곳에 위치한 증기 소형 열병합 발전소(미니 CHP)(그림 1)에서 전기 및 열 에너지를 결합하여 생산하는 가능성이 점점 더 현실화되고 있습니다. .
이는 전기 비용의 지속적인 상승, 비정상적인 돌풍 및 서리 발생률 증가로 인해 중앙 집중식 전원 공급 장치의 송전선 (단선) 신뢰성이 저하되기 때문입니다.

그림 1.

파편 블록 다이어그램삼중 발전 모드에서 작동할 수 있는 증기 미니 CHP

열 및 전기 에너지 공급원인 보일러실

자신의 보일러실을 갖고 있는 소비자는 때때로 증기 엔진(보통 터빈)을 갖춘 발전 장치(전기 장치)와 수백 킬로와트에서 수 메가와트 용량의 발전기로 보일러를 보충합니다. 따라서 미니 CHP로 재구성된 보일러실은 열에너지와 전기에너지(그림 1, 3상 라인 A-B-C) 에너지원이 됩니다.

증기 보일러실의 화력에 따라 1MW(100%)의 열 에너지를 생성하려면 17~40kW(1.7~4%)의 전기가 필요합니다. Rostekhnadzor 당국이 허용하는 보일러의 절대 증기압은 일반적으로 0.7–1.0 MPa(이하 절대)를 초과하지 않습니다.

산업 소비자 또는 증기-물 열교환기(온수용 보일러)에는 0.12–0.6MPa의 낮은 압력의 증기가 필요합니다. 따라서 전기 장치는 증기 터빈감소 장치와 병렬로 또는 그 대신에 스위치를 켜십시오(그림 1). 그러면 쓸데없이 터빈으로 증기를 조절하는 대신, 유용한 일발전기를 구동하기 위해. 이 경우 배기 증기는 보일러로 보내진 후 응축되고 응축수는 세척 시스템을 통해 다시 보일러로 펌핑됩니다.

따라서 보일러실은 계수가 높은 수익성 있는 열 및 전기 에너지원이 됩니다. 유익한 사용연료의 발열량(80~85% 이상).

예를 들어 소비자가 많은 양의 열이 필요하지 않고 뜨거운 물만 필요한 경우 여름 시간, 미니 CHP에도 흡수 기능이 장착되어 있습니다. 냉동 기계, 터빈에서 배출된 증기로 작동합니다. 이러한 기계는 소비자의 건물을 컨디셔닝하기 위해 냉동 시스템으로 들어가는 필요한 물 냉각을 제공합니다.

미니열병합 설비(펌프, 배연기, 조명, 자동화 시스템 등)를 포함해 소비자에게 연중 무정전 전력 공급을 위해서는 무중단 가동이 필요하다. 예를 들어, 소비자에게 공급하는 데 필요한 열 생성과 함께 전기가 생성되는 경우 가능합니다. 뜨거운 물.

화력이 향상된 미니 CHP도 기존 보일러실 부지에 만들어지고 있습니다. 예를 들어, 오래된 압력 보일러를 교체합니다. 포화 증기과열 증기 압력이 4.0MPa이고 온도가 440°C인 보일러의 경우 1.4MPa입니다. 동일한 크기의 보일러를 사용하면 이러한 미니 CHP의 전력이 훨씬 더 커집니다.

그러나 현대 미니 CHP 1 에 사용되는 증기 엔진 유형에 주의를 기울여야 합니다. 이는 낮은 압력 강하에서 작동하기 때문에 일반적으로 단일 스테이지 설계를 사용하는 저전력 증기 터빈입니다. 터빈의 회전 부분인 로터는 샤프트에 장착된 허브와 프로파일 블레이드 세트(블레이드 크라운)로 구성됩니다. 블레이드는 특수 합금으로 만들어지며 터빈의 중요하고 값비싼 요소입니다. 증기 스크류 터빈에는 아르키메데스 스크류와 마찬가지로 프로파일이 있는 로터도 있습니다.

증기 기관 시대부터 터빈 블레이드에 비해 더 간단하고 저렴한 작동 요소는 피스톤이었습니다.

참조

2011년 75주년을 맞이한 국내 최초의 증기기관은 항공기 발전소용으로 모스크바에서 설계됐다. 항공 기술 학교압력 6.1MPa, 온도 380°C의 과열 증기로 작동하는 데 적합합니다. 모스크바 공장 중 한 곳에서 제조되었으며 최대 1800rpm까지 개발할 수 있습니다.

고전적인 증기 엔진과 증기 엔진의 독특한 특징은 속도뿐만 아니라 완전히 다른 유형의 증기 분포입니다. 모터는 단일 증기 팽창으로 작동하도록 설계되었습니다. 연료-공기 혼합물이 내연 기관의 실린더로 들어가는 것처럼 보일러의 증기는 모든 실린더에 병렬로 들어갑니다. 고전적인 증기 기관에서는 증기가 모든 실린더를 순차적으로 통과하여 여러 번 팽창합니다.

피스톤 기술의 발전으로 증기의 단일 팽창 메커니즘은 다중 팽창 메커니즘보다 더욱 발전했습니다. 이를 통해 증기 분배 요소 내부의 불가피하고 불필요한 증기 압력 강하를 줄일 수 있었고, 따라서 입구에서 동일한 증기 압력을 갖는 고속 증기 피스톤 엔진을 얻을 수 있었습니다.

증기터빈과 증기기관을 이용한 발전기 세트의 특성 비교

지난 세기의 증기 기관과 모터의 일부 설계는 생각만큼 불완전하지 않았습니다. 증기 기관이나 모터와 현대식 발전기를 갖춘 발전 시설을 상상해 봅시다.

일반적으로 증기 엔진은 샤프트 회전 속도가 매우 낮고(최대 300rpm) 현대 발전기는 1000~3000rpm의 주파수에서 작동하므로 가상 설치에도 승수가 필요합니다.

이러한 설치를 현대 증기 터빈과 비교해 보겠습니다. 이를 올바르게 수행해 봅시다. 이러한 엔진 입구에서 증기의 비슷한 압력과 온도와 출구에서 증기의 상응하는 배압을 사용합니다. 그러면 생성된 전기 단위당 특정 증기 소비량과 그에 따른 일부 증기 엔진 또는 증기 엔진 설치의 효율성이 현대 터빈 플랜트의 특정 증기 소비량과 상당히 유사하다는 것이 분명해집니다(표 1). 심지어 5배 더 커요!
표 1

발전 세트의 비교 특성 유형	설치* 힘 설치,	kW 빈도 회전,	rpm 압력 쌍,		MPa 절대. 템피- 비율 커플 입구에티	1, °C 특정한 소비 쌍디 엘자,
발전 세트의 비교 특성 유형	설치* 힘 설치,	kW 빈도 회전,	kg/kWh ~에 입구에 1	kg/kWh 피 입구에 2	MPa 절대. 템피- 비율 커플 입구에티	1, °C 특정한 소비 쌍디 엘자,
출구	1 177	212	1,47	0,2	390-409	10,5
L계 기관차의 증기기관과 함께, 1950년대	67	600	2,2	0,2	360	10,3
자동차 증기기관 탑재 NAMI-012, 1954	5 820	3 000	2,35	0,196	390	10,5

*기관차 엔진과 자동차 엔진은 각각 1000rpm(97% 효율)과 1500rpm(90% 효율)의 발전기에 97% 효율의 단일 스테이지 기어 배율기를 통해 연결되며, 터빈은 직접적으로 97%의 효율로 발전기에 연결됩니다.

증기 엔진 또는 모터 샤프트의 회전 속도가 증가하면 ceteris paribus는 실린더로 증기가 유입되는 기간이 감소하고 결과적으로 증기 접촉 시간이 감소하여 효율성이 증가합니다. 실린더 벽으로 인해 엔진의 열 손실이 감소합니다.

750-1500 rpm의 회전 속도와 최소 1200 kW의 출력에서 현대 독일 Spilling 증기 엔진과 체코 PM-VS는 증기 소비량이 증기 터빈보다 2 1.3-1.5 배 적고 출력은 5 배 이상입니다!

터빈과 동일한 출력을 사용하는 증기 엔진은 상대적으로 더 큰 엔진에서 보다 발전된 증기 분배 메커니즘을 만드는 것이 더 쉽기 때문에 훨씬 더 효율적입니다.

러시아 혁신

러시아 전문가들은 현대식 피스톤 내연 기관(ICE)을 증기 엔진으로 전환하고 이를 미니 CHP에서 작동하도록 조정하는 아이디어를 제안했습니다. 내연 기관의 비용은 증기 터빈 비용보다 낮기 때문에 설계를 약간만 수정하면 직렬 내연 기관을 기반으로 하는 증기 모터인 더 저렴한 구동 엔진을 얻을 수 있습니다.

모스크바 항공 연구소 "항공기 엔진 설계" 부서의 선임 연구원인 V. S. Dubinin이 이끄는 공동 과학 그룹 3 "산업 열에너지"의 전문가들이 현대식 단방향 압력 증기인 증기 피스톤 엔진(SPE)을 개발하고 있습니다. 엔진. 후자는 엔진이 작동 중일 때 실린더로 들어가는 증기가 원래 내연 기관에서와 같이 한쪽에서만 피스톤을 누르는 것을 의미합니다.

실제로 기본적인 내연기관에서는 증기를 공급하고 방출하는 가스 다이내믹 밸브나 스풀 밸브 유닛에 대한 연료 공급 메커니즘(노하우)만이 수정될 수 있다. PPD는 최대 440°C의 증기 온도에서 0.5~4.0MPa의 광범위한 신규 증기 압력에서 작동할 수 있습니다. 크랭크샤프트 회전 속도 측면에서 PPD는 최대 3000rpm에 도달할 수 있습니다! PPD는순환 시스템

발전기에 연결된 PPD에서는 증기가 보일러에서 공급되고 배기는 증기-물 열 교환기로 전달됩니다(그림 2, 파란색 기호).

PPD 제어는 자동화 제어 시스템의 신호를 통해 제공됩니다. 하나 이상의 PPD 및 발전기 외에도 장치에는 발전기의 여자, 제어 및 보호 장치 BVUZ가 포함되며, 이는 여자 및 제어 장치 BVU, 보호 자동 장치 BZA, 제어 시스템 BSU로 구성됩니다.

그림에서. 그림 2는 비동기 발전기가 있는 전기 장치의 버전을 보여 주므로 작동을 위해 BV 여자 장치에는 커패시터가 장착되어 있습니다. 개폐 장치는 전기 장치를 전기 소비자와 전기적으로 연결합니다. 점선(그림 2)은 다중 엔진 장치의 경우 다른 발전기의 전기 연결을 보여줍니다.

증기기관은 터빈과 달리 항상 발전기에 직접 구동을 제공할 수 있습니다. 일반적으로 터빈에는 이를 위한 기어박스가 필요합니다. 허용 가능한 증기 흐름을 보장하려면 고속으로 작동해야 하기 때문입니다.

증기 터빈에는 냉각 시스템도 필요하며 이는 추가적인 물 소비와 에너지 손실을 의미합니다. PPD를 열적으로 단열하는 것만으로도 충분하지만 실린더의 온도가 원래 내연 기관의 온도보다 5-6배 낮기 때문에 냉각할 필요가 없습니다.

증기 터빈을 정밀 검사하기 전의 자원(30,000~50,000시간)은 주로 값비싼 합금으로 만든 블레이드의 서비스 수명과 증기 엔진(에 따르면 50,000시간 이상)에 따라 결정됩니다. - 더 저렴한 연결의 훨씬 긴 서비스 수명에 의해 결정됩니다. 로드-피스톤 단위.

증기 피스톤 엔진과 마찬가지로 증기 엔진은 신뢰성이 높습니다. 그리고 PPD를 대대적으로 수리하기 전의 서비스 수명은 원래 내연 기관의 수명(30,000-100,000시간)보다 길 수 있습니다. 왜냐하면 엔진 작동 중에 가연성 혼합물과 달리 증기는 폭발하지 않지만 팽창하고 부드럽게 누르기 때문입니다. 피스톤.

터빈 유지보수에는 고도의 자격을 갖춘 인력이 필요합니다. 내연 기관과 유사한 유형의 증기 엔진은 자격이 부족한 전문가가 서비스할 수 있으며 수리는 작업 현장에서 직접 수행할 수 있습니다.

무정전 전원 공급 장치 사용 네트워크 전기(일반 모드 - 50±0.2Hz)에 대한 4 GOST 13109-97의 요구 사항에 따라 주파수로 전류를 생성하려면 PTEA 증기 터빈 전기 장치(그림 2, 빨간색 기호)가 작동해야 합니다. 소스가 있는 UPS 또는 중앙 집중식 전원 공급 장치 네트워크와 병렬로 연결됩니다.

증기 터빈 전기 장치는 교류 전압의 주파수가 비교적 대략적으로 안정화되어 전기를 생산합니다. 전압 정류부 AVN을 이용하여 일정한 전압을 얻는다. 그런 다음 매우 안정적인 주파수 마스터 오실레이터가 장착된 AIN 반전 장치가 변환을 제공합니다. 직류 전압주파수 안정화의 정확도가 높은 변수입니다.

차단하다 배터리배터리는 터보 전기 장치에 오류가 발생하거나 예비 전원이 긴급 켜질 때 발전기의 단기 백업 전원 공급 장치로 사용됩니다.

엔진 속도의 자체 안정화

증기 엔진을 포함한 모든 피스톤 엔진은 터빈에 대해서는 말할 수 없는 자체 안정화 샤프트 속도 특성을 가지고 있습니다. V. S. Dubinin의 이러한 발견은 혁명적입니다.

이를 구현하면 구동 발전기가 전력 품질 표준에서 요구하는 대로 50±0.2Hz의 주파수에서 전기를 생성할 수 있도록 원동기 샤프트의 회전 속도를 정밀하게 유지할 수 있습니다. 이에 비해 디젤 발전소는 대략적인 주파수 정확도(정상 상태 작동 시 - 50±0.5Hz)로 전기를 생성할 수 있습니다. 일정한 간격으로 펄스 공급이나 작동유체(스팀) 생성 시 피드백을 구성하지 않고 자체 안정화가 수행됩니다. 이 프로세스는 기본적으로 앵커 메커니즘 및 진자의 작동과 유사합니다.기계식 시계

. 우리의 경우 이는 증기 공급원과 증기 공급용 마스터 펄스 발생기를 갖춘 PPD입니다.

대다수의 증기 엔진은 질량 및 전체 치수 측면에서 여전히 터빈보다 다소 열등하다는 점에 유의해야 합니다. 그러나 수년간의 작동 경험, 특히 Spilling 엔진에서 알 수 있듯이 피스톤 엔진의 부인할 수없는 여러 장점을 배경으로 이러한 지표는 가장 중요하지 않습니다.

온수보일러실을 증기 미니CHP로 전환

그런데 온수 보일러실은 어떻게 해야 할까요? 어떻게 증기 미니-CHP로 변환할 수 있나요? 이러한 보일러 하우스에 추가 증기 보일러를 장착하여 열 부하의 기본 부분을 전달하거나 온수 보일러를 완전히 교체하는 것이 좋습니다. 증기 보일러는 온수 보일러보다 가격이 비싸지만 운영 비용이 저렴하고 수명이 길어 안정적으로 작동할 수 있습니다.

미니열병합발전소 운영의 환경문제

현대식 증기 보일러의 연료 연소 환경 성능은 상당히 좋습니다. 고온 순환 유동층(실용 신안 특허 RU 15772)에서 고체 연료(석탄, 석탄 준비 폐기물, 슬러지, 목재 및 식물 폐기물 등)를 연소하는 잘 알려진 국내 기술을 구현하면 다음을 보장할 수 있습니다. 대기로의 배출이 매우 적은 보일러 작동. 이러한 화실을 갖춘 보일러의 환경 성능은 Rostechnadzor의 가장 엄격한 요구 사항을 충족합니다.

결론적으로, 증기 엔진을 갖춘 전기 발전 장치는 용광로가 아닌 보일러를 사용하는 미니 CHP를 포함하여 환경 친화적인 태양광 발전소(표 2)에 이상적으로 적합하다는 점에 유의해야 합니다. 태양열 수집기. 그 결과 태양, 물, 증기로 작동하는 진정한 환경 친화적인 발전소가 탄생했습니다!

따라서 우리는 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.

증기 엔진 미니 CHP는 증기 터빈보다 에너지 효율적입니다. 이들의 경우 발전용 전기 장치의 특정 증기 소비량은 증기 터빈 미니 CHP보다 1.3~1.5배 적습니다. 특히 다음과 같은 경우에는 더욱 그렇습니다. 전력최대 1200kW.
미니 CHP용 최신 증기 엔진의 대대적인 점검 전 서비스 수명은 적어도 블레이드 및 스크류 유형 증기 터빈의 서비스 수명보다 낮지 않습니다.

문학

Burnosenko A. Yu. 산업용 난방 보일러의 효율성을 높이기 위한 증기 터빈을 갖춘 Mini-CHP // 열 공급 뉴스. 2009. 1호.
바이오매스로 만든 마이크로 및 소규모 CHP(최대 300kWe).
http://akseli.tekes.fi/opencms/opencms/OhjelmaPortaali/ohjelmat/DENSY/en/Dokumenttiarkisto/Viestinta_ja_aktivointi/Julkaisut/OPET-RES/TechnologyPaper2_chp_70404.pdf.
Dubinin V.S. 전기 네트워크피스톤 기술 기반: 논문. 엠., 2009.
Shkarupa S. O. 이산 열 엔진의 과도 과정에 대한 분석적 설명을 위해 점 변환 사용 // 역학 복잡한 시스템. 2010. № 2.
뮬러 M.R. 증기 엔진의 귀환 // 산업 에너지 효율성에 관한 ACEEE 여름 연구. 뉴욕(미국). 2005년 7월 19~22일. http://quasiturbine.promci.qc.ca/Presse/SteamMuller050721.pdf.

1 역사적으로 "증기기관"이라는 용어는 증기기관의 모든 설계에 적용되었습니다. 문헌에서는 증기기관과 증기기관이 잘못 식별되는 경우가 있습니다. 증기기관- 피스톤 증기기관입니다.

3 이 그룹에는 모스크바 항공 연구소, 전 러시아 농업 전기화 연구소, 모스크바 에너지 연구소, 모스크바 에너지 보안 및 에너지 절약 연구소, 코롤레프 우주 공학 및 기술 대학의 전문가가 포함되어 있습니다.

4 2013년부터 GOST 13109-97 대신 GOST R 54149-2010이 도입됩니다.

5 V.S. Dubinin은 1980년대에 단일 실린더 피스톤 엔진에 대해서만 자체 안정화 이론을 개발하고 이를 실험적으로 확인했습니다. 그리고 2009년에 젊은 엔지니어 S.O. Shkarupa는 이 이론을 우리가 실제로 다루어야 하는 다중 실린더 피스톤 엔진의 경우에 적용했습니다.

증기발생기는 전문 장비, 액체, 가장 흔히 물을 증기로 변환하도록 설계되었습니다. 목재, 석탄, 석유, 천연가스 등의 연료가 연소되면 액체가 가열됩니다.

액체가 기체 상태로 전이하면 압력이 발생하고 팽창이 발생하며, 이를 통해 에너지원으로 사용될 수 있습니다.

증기 동력 피스톤은 공장, 철도 기관차, 증기선 및 기타 여러 유형의 기계 장비 개발에 중요한 역할을 했습니다.

기술 분야에서 산업용 증기 발생기를 최초로 사용한 것 중 하나는 증기 기관차였습니다. 장작이나 석탄 형태의 연료가 화실에 공급되었습니다. 생성된 열은 특수 탱크에 저장된 물을 가열하는 튜브 시스템을 통해 전달되었습니다.

온도가 끓는점에 도달하면 증기에서 생성된 에너지가 피스톤을 구동하여 기관차의 바퀴를 회전시킵니다. 증기력의 주요 기능은 기차를 움직이는 것이었지만 브레이크와 휘파람에도 광범위하게 사용되었습니다.

증기 보일러와 비교하여 증기 발생기는 다음을 포함합니다. 강철이 적다많은 작은 호스 대신 단일 증기 코일을 설계하고 사용하십시오. 특수 급수 펌프는 호스를 통해 지속적으로 물을 펌핑하는 데 사용됩니다.

증기 발생기는 가열 코일을 사용하여 들어오는 물을 한 번에 증기로 변환하기 위해 일회성 강제 물 공급을 사용합니다.

물이 코일을 통과할 때 연소 가스에서 열이 전달되어 물이 증기로 변하게 됩니다. 발전기 설계에서는 내부에 증기와 물 사이에 여유 공간이 있는 증기 수집기를 사용하지 않으므로 99.5%의 증기 품질을 달성하려면 수분/증기 분리기를 사용해야 합니다.

발전기는 대용량을 사용하지 않기 때문에 압력 탱크화염관과 같이 설계상 매우 작고 시작하기 쉬우므로 단시간에 소량의 증기를 생산해야 하는 상황에 이상적인 선택입니다.

그러나 발전기는 효율이 낮고 따라서 다양한 상황에서 항상 충분한 증기를 생산할 수는 없기 때문에 에너지를 생산하는 데 비용이 듭니다.

장점

설계 및 작동 원리에 있어서 증기 발생기는 다른 증기 보일러 시스템과 매우 유사하지만 동시에 근본적으로 다릅니다.

언뜻보기에 이러한 사소한 차이점은 시스템의 전체 작동을 변경하며 일반적으로 보일러보다 강력하지는 않지만 여러 가지 장점이 있습니다.

예를 들어, 증기 발생기는 설계가 단순하여 실제 산업용 보일러보다 훨씬 더 빠르게 시동하고 작동하기 쉽습니다. 또한 크기가 작아서 더 다용도로 사용할 수 있으며, 좁은 공간에서 작업할 때 보조 보일러로 사용되는 경우가 많습니다.

보조 보일러로 자주 사용되는 다음 이유는 시동이 매우 쉽고 빠르기 때문입니다.

컴팩트한 디자인, 단일 코일 및 상대적으로 낮은 물 용량으로 인해 이 기계는 1시간 이내에 최대 전력으로 시동하고 작동할 수 있습니다. 단기, 실물 크기의 보일러에 비해 비상 상황에서 유용합니다.

이는 경주용 오토바이를 군용 탱크와 비교하는 것과 같습니다. 전자는 더 빠르게 가속하고 빠르지만 그리 강력하지는 않은 반면, 후자는 시동하는 데 오랜 시간이 걸리지만 궁극적으로 더 강력한 기계입니다. 그리고 일반적으로 대형 보일러보다 비용이 훨씬 저렴하지만 그렇게 높은 증기 수준이 필요하지 않은 작업에 대한 수요가 더 많을 수 있습니다.