Использование отработавшего пара

Выше рассматривался ряд потерь, присущих паровой машине. Однако основной потерей у нее является унос тепла с отработавшим паром. Этот пар в конденсационных машинах направляется в кон­денсатор. Здесь он отдает тепло охлаждающей воде; низкая темпера­тура воды исключает возможность использования ее тепла. Таким образом, 70—80% теплоты пара отводится с отработавшим паром и бесполезно теряется в конденсаторе. Вместе с тем, часто там, где требуется механическая энергия, есть потребность и в тепле для отопления, вентиляции, варки, для промышленных целей при раз­личных технологических процессах и проч.

Имеются машины, работающие с ухудшенным вакуумом, это достигается сокращением количества воды, подаваемой в конденсатор, температура ее при этом повышается настолько, что становится возможным использование этой воды как источника тепла.

Но наибольший экономический эффект достигается при непосредст­венном использовании тепла отработавшего в машине пара.

Паровые машины, служащие для комбинированного снабжения потребителей механической (электрической) энергией и теплом, называются теплофикационными машинами. Общий к.п.д. теплофикационной установки, который учитывает тепло, превращенное в работу и использованное потребителем, может превысить 50%.

Схема установки машины с противодавлением

Такого рода машины подразделяются на машины с про­тиводавлением и с регулируемым отбором пара.

Теплофикационные машины с противодавлением конструктивно не отличаются от обычной паровой машины. Чаще это одноцилиндровые машины без конденсатора, отработавший пар из них при давле­нии выше атмосферного направляется к потребителю, в зависимости от потребности которого и устанавливается величина противода­вления.


На фиг. 14 представлена схема установки машины с противодав­лением. Свежий пар но паропроводу 1 поступает в машину 2, где отработав направляется через маслоотделитель 3 по паропроводу 5 к потребителю. Если потребитель нуждается в большем количестве пара, чем проходит через паровую машину, или вообще она бездей­ствует, то свежий пар подается через редуктор 6. В случае, если отработавший пар не может быть полностью использован, предусмот­рен паровой аккумулятор 4, накапливающий энергию этого пара и отдающий его при возникшей потребности.

Машины с противодавлением уместны в том случае, если весь отработавший пар может быть использован по назначению. Следует иметь в виду, что с увеличением противодавления (при постоянном давлении свежего пара рх) удельный расход пара возрастает; этого можно избежать, повышая р1.

Схема тандем-машины с одним регулируемым отбором пара

В случае, когда потребность в тепловой нагрузке колеблется в значительных пределах или для потребителя требуется пара меньше, чем проходит через машину, то более выгодными бывают машины с регулируемым отбором пара; они выполняются в виде конденса­ционных машин обычно двойного или тройного расширения. На про­изводство пар берется из ресивера.

На фиг. 15 представлена схема тандем-машины с одним регулируе­мым отбором пара.


Отработавший в ц. в. д. пар выходит в ресивер, давление в котором устанавливается в зависимости от требования потребителя и поддер­живается постоянным регулятором давления 2. Часть пара из реси­вера через запорный вентиль 4 и маслоотделитель 5 направляется к потребителю.

Если потребителю временно требуется пара больше, чем может поступить из машины, то автоматически подключается линия острого пара, давление которого понижается редукционным клапаном. При остановке машины или при ее работе на чисто конденсационном режиме острый пар подается потребителю через редуктор 8. При от­сутствии необходимости в отборе пара закрывается запорный вен­тиль 4 и отработавший в ц. н. д. пар по трубопроводу 3 поступает в конденсатор. Впуск пара в ц. в. д. управляется регулятором скорости 1.

Взаимное действие регулятора скорости и регулятора давления позволяет поддерживать постоянную мощность машины при пере­менном отборе пара или иметь постоянный отбор пара при переменной мощности машины. В случае резкого повышения давления в паропро­воде 7, идущем к потребителю, срабатывает предохранительный кла­пан 6, выпускающий пар в атмосферу.