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热动专业专业英语四章八章

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第4章火力发电厂

4.1 简介

电站的生产过程利用的是一个封闭的蒸汽动力循环,在这个循环中伴随着水的各种热力过程。

有一半的循环包括锅炉(或热源)及其辅助设备;另一半的热力循环则包括汽轮机,发电机,凝汽器,给水泵及给水加热器。

在锅炉中给水被加热成干饱和蒸汽。干蒸汽进一步过热并进入汽轮机的高压缸。过热蒸汽在汽轮机中膨胀,很大比例的热能转化为带动汽轮机转子的动能。汽轮机转子带动发电机产生电能。做功后的蒸汽离开高压缸回到锅炉被再次加热。再热蒸汽进一步在汽轮机中压缸和低压缸中膨胀做功,然后进入凝汽器。

蒸汽在凝汽器这个大型表面式换热器中,通过释放汽化潜热给冷却水(CW)从而被冷凝。主蒸汽在凝汽器中被冷凝成很低压力下的接近饱和的水。凝结成的水从凝汽器排入热井。热井中的水被凝结水泵抽出,经过低压给水加热系统后进入锅炉给水泵。

在现代回热循环中,一部份蒸汽通过布置在汽轮机汽缸上的一系列位于选定的动叶级后的抽汽口进入到凝汽器和给水加热器中。这些蒸汽被用来加热低压加热器中的凝结水及高压加热器中的给水,这些加热器都属于表面式换热器。

给水经锅炉给水泵增压到高于汽包的压力,以足够克服给水经过锅炉汽水系统和高压给水加热系统的压力损失。至此整个循环就完成了。

4.1.1 应用过热的实际循环

朗肯循环向一个更实际的蒸汽循环的首次改进包括提高进入汽轮机蒸汽的温度和压力。

在过热蒸汽循环中,干饱和蒸汽离开锅炉汽包并进一步过热后才能进入汽轮机。由此,提高了循环的效率。这种过热循环选择与先前的朗肯循环具有相同的汽轮机排汽条件。然而,过热蒸汽的一个主要好处在于提高循环蒸汽的温度和压力,使得汽轮机的排汽湿度可以保持在所能承受的物理极限内。

4.1.2 再热循环

由于希望进一步增加循环的条件并由此提高循环效率,于是在汽轮机内的膨胀过程中增加蒸汽的再热循环。再热循环中,额定温度的蒸汽在汽轮机中部分地膨胀做功,然后回到锅炉,被再热到最初的额定温度左右。再热蒸汽进入汽轮机其余部分继续做功,之后进入凝汽器冷凝。

再热循环的引入相比过热循环提高了热效率。同时再热循环也降低了汽轮机排汽的湿度,但也由于增加再热系统进、出锅炉以及布置在炉内的管道带来了基建投资的增加。为了避免单缸情况下机组再热级之间的热梯度过大,汽轮机通常分为高压缸和低压缸。

4.1.3 回热加热系统regenerative feedheating

要完成蒸汽循环的循环过程,必须对其包含的回热系统加以讨论。实际上,一定比例的蒸汽从汽轮机的不同部位被引出,用于加热给水,凝结后返回锅炉。凭借着抽汽释放所有的热量加热给水而很少或基本没有到凝汽器的热量损失,一个简单的朗肯循环能够提高其热效率,但同时由于抽汽没有在汽轮机中膨胀做功而产生一个较小的损失;然而,这项损失远小于循环效率提高所带来的好处。

安装的给水加热器的数量越多,热效率的提高也越多。然而,随着给水加热器数量的增加,每台新增加热器得到的收益却会减少。

4.1.4 超临界机组

一个有效增加热效率的方式是提高蒸汽压力。自然循环锅炉的压力极限在2608.2psi (18MPa)左右,虽然压力较高时可能会用到强制循环,但要想提高电站的整体效率,压力需要被提高到3477.6psi (24MPa)左右,即在水或蒸汽的临界压力之上(3205.2psi (22.12 MPa))。尽管使用超临界压力要求在锅炉设计上进行特殊考虑,但对于汽轮机来说则是压力越高越好。

热效率的进一步改善也许能够通过提高蒸汽温度来获得。尽管有些电站工作在1049℉(565℃),甚至一些早期投运电站的工作温度高达1166℉(630℃),但是,全世界运营的大多数超临界电站都工作在1000.4℉(538℃)。在更高的温度下,经常通过使用两次中间再热来进一步地增加热效率。提高蒸汽温度除了带来增加效率的好处之外,还能够减少汽轮机排汽的湿度从这样先进的最初的情况将否则需要的高级的涡轮尾气水湿。

350-1000兆瓦中所谓的‘超超临界’电站的蒸汽参数为4491.9psi (31MPa)、1094℉(590℃),并且有些被提高到5071.5psi (35MPa) 、1166℉(630℃),这些电站都具有两次中间再热循环,已经或即将投入运行。

两次中间再热循环的使用增加了系统的复杂程度。首先,必须增加额外的锅炉蒸汽温度控制系统,另外汽轮机必须有一个额外的汽缸,或者必须将联合汽缸用于前两次蒸汽膨胀做功。额外汽缸增加了设备的尺寸和费用,而联合的汽缸有可能带来两次膨胀做功之间密封的问题,或冷、热段再热温度过于接近的问题。

只要有足够的时间和资源,这些发展都不存在技术问题。它们的实际应用依赖于潜在的客户,要让客户满意于效率提高的潜在回报,同时不伴随机组寿命、操作灵活性或可用性方面的额外风险。发展方案以及第一个实际大小的原型机组将为此提供必要的保证,方案包含全方位的研究、设计、装配测试,以及原型组件测试。

然而,引进这些电厂的速度尚不确定,这取决于电力需求、燃料成本、经济环境、可替代能源的范围,以及为延长现有电站寿命进行的改造等诸多因素。

4.2 现代蒸汽电厂

锅炉大多应用在电力生产或蒸汽供应这两方面。而某些情况下的应用,则是在发电的同时进行蒸汽供应,我们称之为热电联产。无论哪种应用,锅炉都是一个大系统中的重要组成部分之一。这个大系统的关键子系统包括燃料获取和制备、锅炉和燃烧、环境保护、汽轮发电机组和带有冷却塔的热量排放。

图4-1显示了能够满足当前低污染排放要求的先进的燃煤机组。燃煤机组中最主要的三大部分分别为:(1)锅炉部分,在这部分煤粉燃烧以在炉管中产生蒸汽;(2)发电机部分,包括汽轮发电机组装置,控制蒸汽、凝汽器和冷却水系统。(3)烟气净化处理部分,除掉烟气中的颗粒物和标准规定的污染物。烟气净化处理部分包括选择性催化还原法脱硝装置,接着是去除颗粒物的电除尘器和湿法烟气脱硫装置。煤的选择、烟气系统的设计和运行都要保证污染物排放低于允许的水平。

燃料处理系统存放着燃料供应(在本例中的煤炭),为燃烧准备燃料并且输入锅炉。辅助风系统通过送风机为燃烧器提供空气。锅炉子系统包含有空预器,涉及风煤混合物的燃烧和余热回收,并产生可控的高温、高压蒸汽。经过空预器后的烟气进入除尘器和脱硫(SO2)系统,在这里污染物被收集起来并且飞灰和脱除装置的固体残留物被清除。净化后的烟气通过引风机排入烟囱。

锅炉蒸发水并且在精确的控制条件下供应高温、高压蒸汽。蒸汽进入汽轮发电机组生产电能。在通过多级汽轮机系统的一部分级以后,蒸汽可能会被送回到对流受热面(未显示的再热器),从而在锅炉中接受再热。最终,蒸汽流经汽轮机排入凝汽器,释放残留的热量。水从凝汽器返回到锅炉之前,经过一些水泵和换热器(给水加热器)以提高压力和温度。凝汽器吸收的热量最终通过一个或更多的冷却塔被排入大气。冷却塔或许是电力系统中最显眼的部分。图示的自然通风冷却塔基本上是一个空心圆柱结构,通过空气和水蒸气的流通来吸收凝汽器排放的热量。多数现代电厂都建有这样的冷却塔。

4.3 主要系统和部件

4.3.1 锅炉和主蒸汽系统

锅炉中的水被加热沸腾,转化为干饱和蒸气,然后进入过热器过热。出来的过热蒸汽进入汽轮机。经过汽轮机的蒸汽推动汽轮机转子产生机械能,汽轮机转子带动交流发电机,从而生产出可供分配的电能。通过新式的具有回热循环的汽轮机后,部分蒸汽从汽轮机汽缸上一系列的七个或八个(或多或少)抽汽口引出,进入给水加热器加热给水。通过调节阀进入汽轮机的蒸汽大约有70~75%在汽轮机中完全膨胀做功,通过排汽缸进入凝汽器。

4.3.2 凝结水系统

凝汽器是一个大型表面式换热器,进入凝汽器的蒸汽被凝结,从附近的河或湖中抽取的循环水将所产生的潜热带走。循环水由电动或汽动循环水泵泵入凝汽器。因为进入凝汽器蒸汽的流量极大,不可避免的会有一定比例的气体不发生凝结。为了在凝汽器中建立并保持一个非常接近真空状态的负压,必须从凝汽器壳体中去除这些“不凝结气体”。通常通过射汽抽气器去除这些气体,它的主要组成是一个喷嘴,蒸汽通过喷嘴获得很高的流速,从而带走那些不凝结的的气体。然后流经喷嘴的蒸汽(作为原动力的蒸汽)和被其机械携带的不凝结气体进入通常被称作二次凝汽器的换热装置,蒸汽在环境压力下凝结,不凝结气体被排入大气。射汽抽气器置于一个或两个级内,本质上是一台压缩机,它将不凝结蒸气的压力从几乎完全真空提高到大气压来清除掉。

流经汽轮机的主蒸汽,在凝汽器中被凝结成接近真空压力下的近似饱和的水。这些凝结水在重力的作用下流向凝汽器底部,然后进入热井。通常热井水位通过控制热井水泵来维持。热井水泵将热井中的水泵出,经给水加热系统的低压部分后,到达锅炉给水泵。凝结水经热井水泵升压后首先进入低压加热器,被压力最低的抽气加热。如图所示该低压加热器配有一台疏水泵,疏水泵的作用是将加热器疏水(水蒸气凝结而成)泵入位于其后的凝结水主管道。这种型式的加热器也被称作强制疏水加热器。

4.3.3 除氧和给水系统

凝结水流经低压加热器后进入除氧加热器。除氧加热器是混合式加热器,通过加热凝结水使其沸腾的方法除去所有携带的氧气。除氧加热器除去氧气的依据是,当水的温度接近沸点时能极大地降低不凝结气体在水中的溶解度。加热进入除氧器凝结水至沸点的热量由汽轮机的抽汽提供。从被加热凝结水表面释放出的不凝结气体必须被去除。正常情况下除氧器的工作压力高于环境压力,因此这些气体能通过排气冷却器被排放掉。通常是引入凝结水来冷却排气冷却器,在冷却不凝结气体的同时冷却水蒸气,但有一部分水蒸气不可避免地随着气体从除氧器逸出。通过对排气冷却器适当的设计,蒸汽凝结后可能以疏水形式回到除氧器,而不凝结气体

则通过节流孔排入大气。

在原始的设计中有时也许有除氧器的工作压力低于环境压力的考虑。即使当额定负荷的设计压力比环境压力高得多,也会遇到较低负荷时变成负压的情况。于是有必要将不凝结气体继续从除氧器中去除,为达到这个目的就需要射汽抽气器。但是该设施产生的费用和复杂化使它的安装并不普遍。为此普遍的做法是在低负荷时切换抽汽段,以便除氧器的蒸汽供应由下一个更高的抽汽点提供。一个简单的布置是安装一个带有控制阀的连通管,并在连接到连通管的低压抽汽管道上安装逆止阀。在这种布置中,打开连通管上的控制阀会自动提供较高压力的蒸汽至除氧器,并且逆止阀关闭,用来防止蒸汽回流到较低压力的抽汽段。

在许多电站中设有与除氧器并联的缓冲水箱来储存水。缓冲水箱的作用是在事故时,如其它水源中断的情况下提供蒸馏水,或者作为负荷变动时存储过剩水量的水箱等。正常情况下除氧器的存储容量足以维持电站运行几分钟,但是多数设计师认为用一个更大的缓冲水箱来增加存储容量是明智的。

在相当多的大型电站,锅炉给水泵与除氧器疏水出口相连。由于除氧器内的水达到了沸点,所以布置在除氧器下方的锅炉给水泵要有一个必需的汽蚀余量(通常至少20 英尺(6米)),以避免锅炉给水泵出现汽蚀。

4.3.4 加热器和给水加热系统

离开除氧器的水经锅炉给水泵泵入下一级加热器。这台加热器是疏水加热器,即,疏水通过换热器(疏水冷却器),释放热量加热进入的凝结水。离开这台加热器以后,凝结水进入高压加热器被加热到最终给水的温度。最后一级加热器是一台闪蒸加热器,使用这种叫法是因为它允许疏水通过一个控制节流口或调节阀,到达相邻的较低压力的加热器,其中一部分饱和水闪蒸为蒸汽。这种布置取消了疏水泵和疏水冷却器,但是会导致较大的热损失。

图4-2示意了四种不同类型的加热器,即闪蒸加热器、疏水冷却加热器、除氧或混合式加热器,以及配有疏水泵的加热器。

现代蒸汽动力电站的加热器布置方式没有确立很好的标准。粗略的分类,所有加热器可分为表面式或混合式。对于表面式加热器,这样叫是应为它使用间接的加热表面,凝结水在管内流动,而抽汽则进入加热器的壳侧。翅片管或光滑管都有应用,但显然光滑管的应用更普遍。当抽汽进行加热时,表面式加热器的换热面布置必须能够承受管束的自由热膨胀。出于膨胀的考虑,可以通过具有一定自由度的设计或安装发卡弯类型的管束来解决。表面式换热器通常会用在给水加热循环中压力较高的场合,因为在该循环的出口凝结水压力接近或高于锅炉压力,且与混合式加热器相比,在管内输水更加容易。

混合式加热器通常被用作除氧器。它有能储存大量凝结水的钢制外壳,使蒸汽和凝结水充分地混合。凝结水通过排气凝汽器进入混合式加热器,再通过一系列淋水盘流至加热器底部。蒸汽穿过淋水盘侧边流下的凝结水,保证了蒸汽和水充分地混合,并将凝结水加热至加热器压力下对应的饱和温度。众所周知,当水被加热至沸点时,水中包含的所有永久气体的可溶性会大大减小,从而使这些气体从水中逸出。在电站循环中的除氧器具有双重功能:一方面加热水使其有一个显著的温升,大约60或70℉(15.6或21.1℃),另一方面能够使其达到饱和温度。这就使得不凝结气体从水中逸出。然后这些不凝结气体通过排气凝汽器,其中水蒸气被凝结,气体则被排放到大气。

有时混合式加热器也用于给水加热系统的低压部分,但这是特例而不是一般的规则。虽然如此,至少有一个大型汽轮机装置,对所有的抽汽采用混合式加热器。这种布置的可用性(纯粹从热量的角度)是不容置疑的,但是它的热力学收益必须和每台混合式加热器必需配备分离水泵的支出相平衡。事实上每个分离水泵必须具备处理电站全部凝结水流量的能力,这就又带来了维护费用和运行可靠性的问题。

各种类型的加热器可以应用在许多途径。混合式加热器作为除氧器被广泛采用,其出水则被直接引入锅炉给水泵。由于除氧器是蒸汽和凝结水共用的水箱,常常引入其它疏水与主凝结水混合。因此,图4-2 (a)中所示的混合式换热器只有这一个重要用途。

表面式加热器在实践中至少有三种可能的布置。最通常的布置如图4-2 (b)所示。在这种布置中被称为闪蒸加热器。它名称的由来是因为在其壳侧抽汽凝结成的疏水“闪蒸”进入到低压力的疏水扩容器。该类型常常是来自上一级较高压力加热器的疏水被引入到闪蒸加热器,然后和本加热器抽汽凝结成的疏水混合后排出。这种布置必须在加热器疏水出口管道上安装出口阀,用来维持该加热器壳侧和低压疏水扩容器之间的差压。有一种替代情况是加热器中的给水以给定的流率流经一个孔口,而给定的流率建立在热平衡的基础上。

如图4-2(c)所示,在另一种布置中表面式加热器被称为带疏水泵的加热器。它名称的由来是因为加热器疏水是靠疏水泵泵入该加热器出口主凝结水管路。和简单的闪蒸加热器一样,来自上一级较高压力加热器的疏水有时也被引入其壳侧。衡量此种加热器相对于闪蒸加热器的热力学收益必须考虑不得不使用疏水泵所带来的不利因素。一般来说,疏水泵是可靠的;尽管如此,它毕竟是可能降低循环可靠性的一个额外的机械设备。

第三种同时也是非常复杂的表面式加热器的布置如图4-2(d)所示。这里,预热设备可作为管束整体的组成部分,合理地布置在

表面式加热器壳内,也可以整个以外置式单元形式布置。预热单元将加热器疏水中的热量传递给流入的凝结水,可能由于存在温差,它被称作疏水冷却器。这就是疏水冷却器加热器布置。疏水冷却器的明显优点在于它减少了引起其内部热量传递的传热温差。加热时使用的是温度较低的水,而不直接用抽汽,这样就提高了传热的可逆性和循环热效率。在热平衡设计中可以看到疏水冷却器具有显著优点。虽然它是一个具有高可靠性的静态设备,但它在传热方面的优点常常被人们忽略。

4.4 用于电力生产的煤气化

煤气化炉合成的煤气有很多应用。通过附加的化学反应处理,CO-H2负载气体可以进一步转换为氨水、甲醇、乙酸酐、汽油和其它副产品,这些应用正在全球范围内进行商业运作,然而和基于石油、天然气的化学制品相比,常常需要更高的费用。

合成煤气也可以用来发电,最近的应用是在燃气轮机中燃烧。通过从气化炉和燃气轮机排气中回收余热生产蒸汽,一个燃气轮机(布雷顿)循环和汽轮机(郎肯)循环可以有效地结合,构成整体煤气化联合循环。虽然技术上可行,但是这种用煤发电的方法还没有大量的商业应用,因为常规的燃烧系统较为便宜和简单。然而,进一步的发展和越来越严格的环境规章制度使更多的人对IGCC感兴趣。

4.4.1整体煤气化联合循环电站

如图4-3所示,在联合循环电厂中,通过煤气化和燃烧气体燃料进行电能生产的方式要求设备高度地一体化。简而言之,高温燃气在燃气轮机中膨胀驱动空气压缩机和发电机,其中部分压缩空气被用来气化煤炭。

高达1000F (538C)的燃气轮机排气流经余热锅炉(HRSG)生产过热蒸汽,用以驱动汽轮发电机组。气化过程中释放的大量热能也必须被回收进入蒸汽循环来提高电站的整体效率。

整体煤气化联合循环系统的设计是相当复杂的,需要综合考虑,合理地的平衡投资成本、电站效率、可操作性和特定应用下的环境保护等诸多因素。例如,气化炉的选型就影响燃气热量回收的数值。

在设计的高效率循环中,工作在高温下的氧气携带流气化炉需要冷却更多的新烟气。这些冷却器必须在恶劣的气体环境中工作,而且是关乎电站运行可靠性的一个重要设备。

将大量低品质蒸汽的热量(受限于金属承受温度)吸收至蒸汽循环会使电站控制系统和操作变得复杂。与之相比,通过冷却新烟气可减少回收热量的投资成本和复杂程度,但会极大地降低效率(比回收全部热量效率下降近10%)。

制氧设备整合是另一种设计方向。如图4-3所示,由汽轮机驱动的空压机直接将空气送至制氧设备,由于减少了外部压缩设备,因此制氧过程更加高效。然而,压缩机和汽轮机之间存在相当大的系统容积,因此这些地方对汽轮机有更高的控制要求。

燃料特性等其他一些技术因素会影响工艺设计。褐煤这样的高水分燃料可能不适合作为水煤浆提供给气化炉,因为那样会降低效率。燃烧较大容积、较低热值的煤气时,在燃气最小热值、污染物排放性能和空压机工作范围方面,燃气轮机有更好的能力处理空气流量和烟气流量之间的不匹配问题。设计时还需考虑环境温度的影响和电站负荷需求特性。

电站的规模主要取决于燃气轮机。一套燃气/蒸汽轮机机组出力可超过250MW,其中60%来自燃气轮机。更大的电站则需要多级燃气轮机,这样就可以实现规模经济,因为只需要维护一台蒸汽轮机,并且具有更大的电厂平衡系统,如燃料处理,电气和控制以及水处理。IGCC可以分期建设,先建一个以天然气为燃料的燃气轮机(简单循环),再依次建造蒸汽轮机和余热锅炉(联合循环),最后建设一个煤气化系统,这样就能使业主更加灵活地满足负荷在峰谷之间变化的需求,同时也适应于天然气成本高于煤炭的现状。虽然原理很简单,但将天然气改为煤气,还需要在燃气轮机和蒸汽侧热平衡方面做很多改进。

各种各样可利用的技术和外界设计因素结合起来使IGCC电站的设计变成一个复杂、地点相关性强的过程。同时,这种灵活性提供了一个机会,可以针对各种应用制造出一个最优化的系统。

4.4.2 IGCC的优点

对更加清洁环境的需求是推动整体煤气化联合循环发展和实施的主要力量。常规燃煤电厂持续增加环境控制措施来满足日益严格的污染物排放要求。整体煤气化联合循环电厂本质上有潜力达到非常低的排放物。带有冷气清洁系统的吹氧气化炉就非常合适,具有较低的二氧化硫、氮氧化物、固体废弃物和空气污染物的排放水平。

如上所述,采用带有Claus和尾气净化系统的IGCC电厂可以脱除99%以上的硫。常规燃煤电厂的湿法脱硫也可以在设计后达到相似的性能,这需要通过使用更加昂贵的高性能脱硫剂和/或更多的辅助能源用以提供更多的脱硫剂与烟气的相互作用。

由于已经在冷气清洁系统中脱除了燃料氮,从IGCC系统中排放的NOx严格地由燃气轮机的性能决定。以目前科技水平的燃烧室,氮氧化物排放小于0.05 lb/106Btu(21.5g/GJ)是可行的,取决于燃气燃烧的热值(可以加上水分和/或氮)和汽轮机入口温度,这两者都影响火焰峰值温度和热力型NOx的生成。比较起来,常规燃煤电厂只能通过低NOx燃烧技术结合烟气脱硝才能达到这样的数值。

带有鼓泡气化炉的IGCC电厂产生的固体副产物主要包括气化炉的炉渣和单质硫。如果硫磺作为商品出售,需要处理的就只有燃料灰了。根据燃料硫含量,常规燃煤电厂由于二氧化硫(SO2)副产品可能生成两倍的固体废料。然而,这也许可以通过常规电厂脱硫系统产生的可供出售的石膏或可再生脱硫系统的其他副产品得到部分的补偿。

现在,重金属、空气污染物和极微小颗粒物排放对环境的影响得到了仔细的调查研究。IGCC系统也在这方面表现了优越性。

相对于常规电厂,高循环效率是IGCC系统的另一个优点。基于全球关心的二氧化碳排放问题,效率已经不仅是一个与燃料成本相关的经济问题,还是一个环境问题。

理论上的整体煤气化联合循环的效率在38%到43%的之间,这取决于交易投资成本、电站一体化程度,以及燃料类型等因素。由于开发出了具有更高燃烧温度的燃气轮机,进一步提高循环效率变为可能。最新型的大型超临界蒸汽电站效率大约为38%,而亚临界蒸汽循环效率大约为35%。

正在开发的带热烟气净化的吹空气IGCC系统可以作为另一选择,它不需要进行氧气分离,也不需要类似化工厂的冷烟气净化过程。这就将电厂设计简化成了电力工业更加熟悉的设备和过程设计。比吹氧气系统具有更低的投资成本和更高的效率是追求的目标之一。由于有关高温烟气清洁的环境标准很严格,所以需要进一步改进,以降低含有燃料氮化物的燃气轮机燃烧室中氮氧化物的排放水平,脱除温度高达1000F(538C)的烟气中的颗粒物,同时展现合理的性能和寿命。

总之,无论是整体煤气化联合循环发电系统,先进的郎肯循环蒸汽电站,还是增压流化床这样一些具有竞争力的其他发电系统,它们的发电成本将会决定其在将来应用的广泛程度。

第八章空调与制冷

8.1 空调

空调是一个可以同时进行多种处理的组合过程。它可以处理空气、输送空气并把空气送入被调空间中。空调可以从中央设备或屋顶单元提供热与冷。为了被调空间居住者的健康和舒适度,或者为了工业生产的目的,它还可以控制并保持预先设定的温度、湿度、空气流动、空气洁净度、噪音级别和压差。

HV AC&R是供热(Heating)、通风(V entilating)、空调(Air Conditioning)和制冷(Refrigerating)的缩写。在通常采纳的术语中,这些组合过程与现在定义的“空调”是相同的。由于所有这些单个过程的发展要要比其完整概念的“空调”要早,所以业内也普遍使用HV AC&R这个词。

8.1.1 空调系统的分类

根据其结构与运行特性,空调系统可分类如下:

(1)独立型房间空调系统

独立型房间空调系统或简单的独立空调系统采用一个单独、完全的房间空调器、一个整体式末端、一个独立的室内-室外分体机或一个热泵装置。热泵可以从一个热源吸收热量,在较高的温度上,将这些热量排放给水或空气,用于供热目的。与其他系统不同的是,这些系统通常在每个房间都采用一个完全独立的装置。独立型空调系统可分为两类:

1)房间空调器(安装在窗户上);

2)整体式末端空调器(PT AC),安装时与外墙有套管连接。

在工厂已组装的、准备使用的房间空调器包括以下重要部件:一个将处理好的空气增压并供给被调空间的蒸发器风扇。在肋管式盘管中,制冷剂蒸发,在管内直接膨胀,并在制冷季节从周围空气中吸收热量,这也称为直膨式(DX)盘管,在采暖季节时,当热的制冷剂向被调节空间释放热量时,它的作用就相当于热泵。一个用于清除空气中微粒的空气过滤器。一个用来把制冷剂从较低蒸发压力压缩到较高冷凝压力的压缩机。一个使制冷剂从高温气态液化为液态的冷凝器,并通过盘管和冷凝器风扇来释放热量。一个能感知被调空间的空气温度,并采用温度调节装置,通过压缩机的起停,以控制制冷或供热能力的温度控制系统。

房间空调器与热泵型、整体式末端和整体式末端热泵型空调器的区别是:所有热泵型房间空调器都增加了四通换向阀。有时房间空调器被分为两个分离部分:一个是包含着压缩机和冷凝器的室外冷凝机组;一个是室内空气处理器,它可以在更恰当的位置安装空气处理器,并减小室内压缩机的噪音。

可以采用单独房间的直膨式(DX)盘管来体现独立型空调系统的特性。这是一种最简单和最直接的空气冷却方法。大多数独立型系统都没有风道连接。室外空气通过窗孔或一个小的挡风板引入室内。独立型系统经常仅用在建筑物的围护区域。

(2)蒸发冷却式空调系统

蒸发冷却式空调系统利用液态水蒸发的冷却效应来直接或间接地冷却空气气流。它可以是工厂整体组合机组,也可以在现场安装。当蒸发冷却器只提供冷却效应的其中一部分冷量时,它也可以作为中央液体循环系统或整体式机组系统的一个部件。

一个蒸发冷却系统由以下组成:进水室、过滤器、进气风机、直接接触或间接接触热交换器、排气风机、喷水室、再循环水泵和水池。蒸发冷却系统与制冷剂冷却系统相比具有耗能低的特点。它可以产生湿冷空气,并被广泛应用在美国西南干旱地区。

(3)除湿空调系统

在除湿空调系统中,潜热制冷是由干燥剂除湿完成,显热制冷通过蒸发冷却或蒸发制冷进行。因此,有相当部分的昂贵的蒸气压缩式制冷装置可用廉价的蒸发冷却装置代替。除湿空调通常是除湿、蒸发冷却、制冷和干燥剂再生的组合系统。

在除湿空调系统中有两股气流:一股是工作气流,一股是再生气流。工作气流可以是全新风气流,也可以是室外新风和室内循环空气的混合气流。工作气流是经过处理的空气,它可以直接输送给被调空间或封闭的生产过程,也可以送往空气处理单元(AHU)、整体式机组(PU)或末端进行进一步的处理。再生气流是一种高温气流,用于干燥剂的再生。

除湿空调系统通常由以下部件组成:旋转除湿装置、热管换热器、直接或间接蒸发制冷器、DX盘管和蒸气压缩式机组或水冷盘管和机组、风机、泵、换向器、控制装置、风道和管道。

(4)蓄冷空调系统

在蓄冷空调系统或简易的蓄冷系统中,电驱动的制冷压缩机是在非尖峰时段工作的。储箱内的冷冻水或储冰在尖峰时段用来给建筑提供冷却,在这段时间电力需求负荷和电能费用高。蓄冷系统可以降低HV AC&R系统高的用电需求,并部分或全部地将高电能费用从尖峰时段转移到非尖峰时段。

蓄冷空调系统通常是一个集中式空调系统,采用冷冻水作为冷却介质。除了空气、水和制冷控制系统外,该系统还有冷冻水箱或蓄冰槽、蓄冷循环泵及调节装置。

(5)洁净室空调系统

洁净室或洁净空间空调系统适合于那些需要严格控制颗粒、温度、相对湿度、通风、噪音度、振动和空间压力的空间。在洁净空间空调系统中,室内环境控制的质量直接影响着洁净空间内生产的产品。

洁净空间空调系统由空气再循环机组和补气机组组成,他们都包括调节风门、预过滤盘管、风机、高效颗粒空气(HEP A)过滤器、风道、管道工程、泵、制冷系统和除补气机组中的加湿器以外的相关控制。

(6)空间处理空调系统

空间处理空调系统也称作空间空调系统。该系统通过风机盘管、水源热泵或一些其他设备,它们在处理空间内或上面或靠近处理空间,实现冷却、除湿、加热和过滤。风机盘管由一个小风机和一个盘管构成。水源热泵通常由一个风机和一个翅片盘管来处理空气,一个水盘管在冷却时将热量排放到水回路,或在供热时从同一水回路吸收热量。

一个被调房间可运行一个或多个风机盘管。通常,在建筑周边区域(外区)的各个控制区域采用小型的托架式水源热泵。在建筑中心(内区),大型水源热泵利用风道为几个房间服务。

空间空调系统在被调空间中,进气风道通常很短,并且除了内区的大型水源热泵外,没有回气风道。用来循环被调空间空气的压降,通常等于或小于0.6英尺水柱(WC)(150Pa)。和单元式整体机组或中央水冷空调系统相比,空间空调系统节约了大部分用于输运回气和再循环空气的能量。空间空调系统通常用作专用(独立)的室外通风系统,为被调空间的居住者提供室外空气。

空间空调系统通常具有比较高的噪音级别,并且在被调空间中,需要更多的定期维修。

(7)单元式整体空调系统

单元式整体空调系统可以简称为单元式空调系统或整体式空调系统。这些系统可以采用一个独立整体机组或两个分体装置。独立整体机组包括风机、过滤器、DX盘管、压缩机、冷凝器和其他配件。分体系统的室内空气处理单元由控制系统和空气系统组成,主要包括风机、过滤器和DX盘管,室外冷凝单元是制冷系统,由压缩机和冷凝器组成。屋顶安装的整体式系统是最广泛应用的。

整体式空调系统可用于一个房间或多个房间。进气风通常用来分配处理好的空气,采用DX盘管冷却。也可增加其它部件,使其按热泵运行,也就是一个集中式系统在供冷季节排除热量,在供热季节凝结热量用于供热。有时在建筑周边区域,增加踢脚板式

散热器或单元式加热器,作为整体式空调系统的一部分给周边区域供热。

由于具有集中式空气分配风道或集中式排热系统,所以采用大型单元整体式机组的整体式空调系统本质上是集中式系统。整体式空调系统根据使用分为集成式、工厂装配的和作为准备使用整体式机组的主要设备,与中央水冷空调系统的冷冻水相比,采用DX盘管来冷却。现代大型屋顶安装的整体式机组有许多复杂的部件和调节装置,在许多应用场合,它们也可以完成中央水冷空调系统的相似功能。

8.1.2 完整的系统

在全空气供热和制冷系统中,能量和通风气流是通过风道在锅炉或空气处理器与被调空间之间传输。全空气系统可适用于所有类型的舒适性和工艺性空调。它应用于环境需要单独控制的建筑,以及有多种需求的区域,比如写字楼、学校和大学、实验室、医院、商场、酒店和轮船。全空气系统也可用于任何要求精确控制温度和湿度的特殊场合,包括洁净室、计算机房、医院手术室和工厂。

通过一个独立的周边空气系统,或使用一个独立的周边踢脚板、再热辐射系统或热水、蒸汽和电阻加热的辐射系统,可以采用系统原先用来供冷的风道完成供热。很多商业建筑内部不需要加热,而是只有一个周边供热系统来补偿建筑围护的热损失。在那些仅在周边区域有供热需求,并由踢脚板散热器系统提供供热的时候,空气系统只提供室外空气必要的通风和加热。

图8-1是典型的商用全空气中央HV AC系统,图示了给通过空气处理器的气流增加能量或移除能量的主要设备。右上部分的空气处理系统是下文将要提到的几种形式的一种。系统的这部分通常能对空气进行加热、冷却、加湿、减湿、净化(可选)和将空气分配到一个或多个不同的被调空间。空气处理系统还具有根据需要,吸入室外空气和排出室内空气的功能。

如图8-1所示,一种流体,通常是水,从空气处理器的冷却盘管将热量带走,再到一个或多个制冷机。制冷机移除那种流体的能量,并使其温度降低,这样它就能返回到空气处理器,进行空气气流的再次冷却。通过制冷机移除的热量用管内的水送到冷却塔,或内部制冷机,或远处的空冷冷凝器。由于水能够经济地输运相对巨大的能量,制冷机和冷却塔可位于距独立的空气处理器较远的地方。离心泵常常用于使流体在管内循环。冷却塔和冷凝器位于室外、地面上或楼顶上,这样能量最终排放到大气中去。可见冷却某一空间的净能流,从空间经回风风道送至空气处理器,再到制冷机,最后送至冷却塔,并被排放到大气中。

在需要空间供热时,流体将锅炉产生的能量送入空气处理器的加热盘管中。这种流体通常是热水或蒸汽。空气处理器循环的水,也可以选择采用锅炉产生的蒸汽来加热。如图8-1所示,所采用的蒸汽-水换热器就是基于这个目的,它被称作换流器。锅炉的燃料可以是天然气、液化石油气(LPG)、燃料油或者煤和木材等固体燃料。

图8-1 典型商用全空气HV AC系统中给空气处理器提供冷或热流体的设备示意图

8.1.3 测试、调节、平衡

测试、调节和平衡(T AB)是校核和调节建筑内所有环境系统的过程,以达到设计目的。这个过程包括:(1)平衡空气和水的分配系统;(2)调节整个系统,以达到设计要求;(3)电气测量;(4)定量确定所有设备的性能;(5)验证自动控制系统的运转及操作顺序;(6)测量噪音和振动。这些程序通过以下完成的:检验实际安装与设计是否一致,测量和确定系统流体流量是否达到设计要求,记录并报告结果。

有效的和高效的T AB工作需要有系统和详细的计划程序,并由有经验和有资格的人员来执行。所有的工作,包括组织、设备校准和工作执行,都必须按计划进行。空气侧的工作必须要和水侧与控制侧的工作相协调。准备工作包括计划编制和编制所有程序进度、收集必要的数据(包括所有的变数)、数据评估、对所工作系统的学习、准备表格和展开初步的实地考察。

管道(风道)系统的空气泄露会严重降低性能,所以管道(风道)必须要设计、建造和安装,以减少和控制泄露。在建造期间,所有的风道系统应密封,并进行空气泄露测试。对可能伤害人和设备的水管、蒸汽管道和气动管道,也应进行泄露测试。

8.1.4 热舒适

供热、通风与空气调节系统的一个主要目的是给人们提供热舒适的条件,即热舒适性是“对热环境表示满意的意识状态”(ASHRAE Standard 55)。这个定义并未说明什么是“意识状态”或“满意”,但它明确强调了热舒适的判断是一个包括物理、生理、

心理和其他过程的许多输入参数影响的感知过程。

根据皮肤表面温度和湿度的直接感觉、体内温度以及调节体温所作的必要努力,头脑意识会得出热舒适性和不舒适性的结论。通常,当体温保持在较窄的范围内,皮肤表面湿度较小,生理调节效应最小时,人才会感到舒适。

舒适性也包括由意识引起的、根据热湿感,以减少不舒适的行为动作。例如,更换衣服,改变活动方式,改换姿势和位置,改变恒温器设置,打开窗户,抱怨或离开这个空间都是一些减少不舒适的可能行为。令人惊奇的是尽管在世界范围内,各区域的气候条件、居住条件和文化有很大差别,但人们在相似衣着、活动形式,湿度及空气运动条件下,发现对舒适性的首选温度却非常相似。

8.2 制冷

制冷定义为一个从恒定的低温热源或冷媒吸收热量,并将热量转移到高温热汇的过程。制冷通过将吸收的热量和任何输入的能量传递给热汇、大气或地表水使热源的温度维持在环境温度之下。

制冷系统是由部件和设备按顺序依次组合,以产生制冷效果。根据输入能量和制冷方法的不同,用于空气调节的制冷系统可分为:

(1)蒸气压缩式系统

在蒸气压缩式系统里,在制冷剂产生制冷效果之后,压缩机将其压缩到高温和高压状态;被压缩的制冷剂将热量传到高温热汇,并冷凝成液态;这种液态制冷剂然后节流,变成低温和低压的蒸气,在蒸发过程中产生制冷效应。蒸气压缩式是舒适性和工艺性空调中,最为广泛采用的制冷形式。

(2)吸收式系统

在吸收式系统里,制冷效应是输入的热能产生的。在蒸发过程中吸收冷媒的热量后,气态制冷剂被吸收剂吸收。这种溶液然后被直燃炉、废热、热水或蒸汽加热。然后制冷剂再蒸发,接着冷凝,再次开始制冷循环。

(3)空气或气体膨胀系统

在空气或气体膨胀系统里,空气或气体是通过机械能压缩到高压状态。然后冷却并膨胀到低压。由于在膨胀过程中,空气或气体的温度降低,因此产生了制冷效应。

8.2.1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环

逆卡诺循环是完全可逆的,也是工作在两个恒定温度之间或两种具有无限热容不同温度流体之间制冷系统的完美循环。

卡诺制冷循环有两个假设,这使它不能实现。两种外部流体的传热能力假设为无限大,这样外部流体的温度就固定维持在T0和TR(它们变为无限大的热库)。在两个换热过程,卡诺循环还假设在工质和外部流体之间没有热阻。这样,制冷剂的温度必须在冷凝器和蒸发器中分别维持在TR和T0不变。

图8-2给出了单级蒸气压缩式制冷理论循环的示意图,它是实际循环的最简化近似。图中还用T-s图和p-h图给出了理论循环的热力过程。尽管实用并且简单,但是有两个特点使这个循环不能达到与逆卡诺循环一样高的性能系数(Coefficient of Performance,COP)。首先是现在制冷剂通过膨胀阀(过程3-4)是一个不可逆的节流过程,丧失了产生有用功的机会;第二个非理想化特征是排热(过程2-3)并未在恒定温度下进行。后面我们会看到尽管这是一个非理想循环,然而也是不可能实现。但是它简单,能说明很多有用的趋势,并且也能修改为实际系统的近似。基于这些原因,图8-2是理解蒸气压缩式制冷循环特征的良好模型。

图8-2 单级蒸气压缩式制冷的理论循环

假设进入压缩机的制冷剂蒸气是对应蒸发压力下的干饱和蒸气。这是一个分析开始的合适位置,因为在这里我们可以确定所有的流体参数。压缩过程1-2假设是可逆绝热的,因此也是等熵的,并且持续直到达到冷凝压力。点2明显处于过热区域。过程2-3在达到饱和蒸气状态2'前,压力保持不变,而蒸气的温度下降。接着从2'-3的冷凝过程,同时保持压力和温度不变。制冷剂在点3离开冷凝器时是饱和液态。然后经节流阀膨胀,经过节流阀时,由于压力降低,产生了部分蒸气。节流过程3-4是不可逆的,伴随着熵的增加,因此在图8-2中用虚线表示。对于节流过程,进口和出口的焓值是相等的。要确定这个循环的性能系数(COP),必须确定制冷量和输入的能量。

8.2.2 多级蒸气压缩制冷循环

在需要几个蒸发器提供不同蒸发温度时候,如超市,或蒸发温度变得很低的时候,通常采用多级或多压蒸气压缩式制冷循环。低的蒸发温度表明进入压缩机的制冷剂具有低的蒸发压力和低密度。两个串联的小型压缩机具有较小的排量,并且通常比一个大型

的、能适用于整个蒸发压力到冷凝压力范围变化的压缩机运行效率更高。特别是对于氨制冷系统,因为在压缩过程中产生的大量的过热。除了通过系统的不同部件的质量流量不同之外,多级循环的热力学分析与单级循环的分析相同。对每个单独部件或部件组仔细列出质量平衡和能量平衡,就能确保正确应用热力学第一定律。在展开第二定律计算的时候也必须仔细。通常制冷负荷是由多个蒸发器提供,因此整个系统的制冷量也是各个蒸发器负荷的总和。同样,整个系统的能量输入也是所有压缩机输入功的总和。

当压缩机串联连接时,级间的蒸气在进入下一级压缩之前应冷却到饱和状态。中间冷却方式通常能减少压缩机的排量,降低对功的需求,并增加循环的性能系数。

如果级间的制冷剂温度高于环境温度,那么可以采用一个简单的中间冷却器移除制冷剂的热量。如果级间的制冷剂温度低于环境温度,这也是通常遇到的情况,则应采用制冷剂本身去冷却制冷剂蒸气。这可用一个闪蒸中间冷却器实现。

8.2.3 制冷剂

制冷剂是制冷、空调和热泵系统中的工作介质,它们从一个区域吸收热量,例如一个被调空调空间,然后把热量排入另外一个区域,例如室外,通常分别通过蒸发和冷凝过程进行。这些相变同时发生在吸收式和机械蒸气压缩式系统里,但不发生在采用空气等作为工质的气体循环系统中。

制冷设备的设计强烈依赖于所选用制冷剂的性质。制冷剂的选用包括对不相容的优良热物理性质之间的比较。一种制冷剂必须满足很多要求,其中一些要求并非与传热能力直接相关。在使用条件下的化学稳定性是一种基本特征。安全规程可能要求一些场合使用既不可燃烧又具有低毒性的制冷剂。低成本、易获得、高效和与压缩机润滑油和设备材料的兼容性是其它需要考虑的因素。

制冷剂泄露造成的环境问题必须要考虑。自从19世纪30年代以来,CFCs类物质由于具有出众的安全和性能特征一直沿用至今。但是由于它们已被证明破坏了臭氧层,因此在发达国家其产品的使用已被淘汰(UNEP2003)。在发展中国家,除了允许的基本使用或原料供应,产品的使用将于2010年被淘汰。

HCFCs类物质也破坏臭氧层,但相对于CFCs类物质来说,破坏程度较小(UNEP2003)。作为制冷剂产品,发达国家计划于2030年淘汰使用,发展中国家将于2040年淘汰。

HFCs类制冷剂不破坏臭氧层(UNEP2003),并具有很多CFCs类和HCFCs类物质令人满意的性能。它们被广泛作为CFCs

类和HCFCs类物质的替代制冷剂。然而,HCFs类制冷剂也与环境问题有关,当它们释放到大气中时,会推动全球变暖(U.N. 1994)。各个国家、贸易组织和公司通过日益增加立法和自愿项目来减少这些物质的排放。这样,在继续允许使用这些制冷剂的同时,将潜在的环境影响降到最小。

蒸发潜热是另一个重要性质。以1摩尔为基础,相同沸点的流体几乎具有同样的潜热。由于压缩机的排量是以测定体积为基准定义的,因此具有相同沸点的制冷剂在一个给定的压缩机中会产生相同的制冷效应。而以质量为基准定义,流体的潜热变化十分广泛,那么对于理论蒸气压缩式循环,有较低蒸汽热容的流体,有较高的循环效率。这种性质与具有简单分子结构和较低分子质量的流体有关。

输运特性(如热传导性和粘性)影响热交换和管道系统的性能,高的热传导性和低的粘性是令人满意的。

没有一种流体能满足制冷剂所需求的所有特性,因而,就有各种各样的制冷剂被采用。

8.2.4 压缩机

压缩机有两种基本类型:容积型和速度型。容积型压缩机利用输入压缩机装置的功,通过减小压缩室的容积来增加制冷剂蒸气的压力。这些装置类型有:往复式、回转式(旋转活塞式、旋转叶片式、单螺杆式和双螺杆式)、涡旋式和摆线式。

大多数往复式压缩机是单动式的,采用曲轴连杆和轴销直接驱动活塞。采用活塞杆、十字头、填料盒和喷油的双动式压缩机并未广泛采用。卤烃压缩机是最广泛采用的压缩机,它有以下三种设计类型:(1)开启式;(2)半封闭式或螺栓封闭式;(3)焊接全封闭式。

旋转活塞式或固定叶片和旋转式压缩机一般用于家用电冰箱和空调装置中,制冷量不超过2KW。这种类型的压缩机将滑片或叶片安装在偏心轴上,并合理安置在不旋转的圆柱外壳(通常也称为气缸座)上。叶片在气缸座内加工的狭槽里面往复运动。这种往复运动由偏心运动的轴杆驱动的。

旋叶式压缩机有一个低的质量排量比,并且结构紧凑,适合于运输方面的应用。2~40KW范围的小型压缩机采用单级,适合于饱和冷凝温度60℃以下,饱和吸入温度范围为-40~7℃。当采用两级压缩时,低温应用可以达到-50℃。目前,采用R-22、R-404a 和R-717作为制冷剂。

单螺杆压缩机由一个圆柱形主转子组成,它与两个星轮啮合。主转子与星轮在形式和相互排列方面变化较大。主转子外盖有两个齿槽,可以让星轮的齿条通过。两个在主转子外壳直径上对称的排气口采用常用的排气歧管。

双螺杆是双螺旋旋转螺杆压缩机常用名称。一个双螺杆压缩机由一个带有进出气口的外壳,以及其内的两个啮合的螺旋状有槽转子,即阳转子(凸槽)和阴转子(凹槽或沟槽)组成。转子内的气体大都沿轴向流动。经常使用的齿数组合是4+6、5+6和5+7(阳转子+阴转子)。例如,带有4个齿数阳转子的主动轮转速为3600转/分,则6个齿数阴转子的跟随转速为2400转/分。阴转子可由同步调速齿轮驱动,或者直接由阳转子作用于一层薄油膜来驱动。在一些应用场合,这是驱动阴转子的实用方法。如果假设采用

4+6齿数组合,会造成驱动阳转子压缩机的速度和排量增加50%。在另外一些场合,也通过采用一个特殊尺寸的压缩机,采用增大齿轮速度来增加输出容量。

涡旋式压缩机是沿轨道运行的容积式装置。由两个相互配合的螺旋形涡旋体完成压缩。它们通常用于家用和商业用空调、制冷、热泵以及汽车空调系统中,制冷范围为3-50KW。为了能高效运行,涡旋式压缩机需要涡旋体加工的公差非常小,由于现代制造技术的发展,这已经成为可能。卷轴利用近年来先进的机械制造技术进行精密加工,这种容积式、涡旋运动的压缩机具有很多性能特征,比如效率高、噪音低等。

摆线式压缩机是一种小型回旋的容积式压缩机,它的最高转速为9000转/分。它们可被制造成各种形状。摆线弧度是通过一个动圆在一个固定圆内或圆外滚动得到的,分别形成“长短幅圆外旋轮线”和“长短幅圆内旋轮线”。这两种摆线都可作为汽缸或活塞使用,因此就可以设计出四种摆线式压缩机。

速度(动力)型压缩机通过不断的将转动部件的角动量传递给制冷剂蒸气,然后将这种角动量转换成压力升高,以提高制冷剂蒸气的压力。离心式压缩机就是基于这些原理运行的。

离心压缩机,有时被称为涡轮压缩机,与风机、螺旋桨和汽轮机一样,属于叶轮机械。这些机械在转动的机械零件和稳定流动的流体之间连续交换角动量。由于流体流动是连续的,因此涡轮机械与同样尺寸的容积式设备相比有较大的容积排量。为了有效地交换动量,其旋转速度必须很高,但由于其转动稳定和缺少接触部件,只产生了很小的震动和磨损。

离心式压缩机用于各种制冷和空调装置中。在转速为1800~90000转/分时,吸气流量范围为0.03~15m3/s,。吸气温度通常为-100~10°C,吸气压力为14~700kPa,排气压力通常不高于2MPa。压缩比范围为2~30。几乎所有的制冷剂都适用。

8.2.5 蒸发器

蒸发器是制冷系统的一个主要部件,在蒸发器中,由于从周围空气、冷冻水或其它物质中吸取热量,制冷剂蒸发。在蒸气压缩式制冷系统中,蒸发器也是一种间接接触式换热器。

根据被冷却的介质或物质,蒸发器可分为以下三类:

1)空气冷却器是一种在冷藏空间或设备(如整套装置)直接冷却空气的蒸发器。然后处理的空气通过空气输送系统分配。在空气冷却器中,制冷剂在金属管或翅片管内流动,而空气横越管束。

2)在液体冷却器中,冷冻水被冷却到较低的温度,并用泵输送到远处的空气处理单元、风机盘管或其它末端设备,用于空气调节或其他应用。

3)蒸发器也可直接用于生产冰,如在蓄冰的冰采集系统中作为制冰机。

液体冷却器不同于制冷装置。液体冷却器是一个蒸发器,是制冷系统的一个组成部件,而制冷装置是一个用于生产冷冻水的整体式制冷装置。

根据空气冷却器、液体冷却器和制冰机的供液,可主要分为以下三类:

1)干式膨胀或直接膨胀型(DX)。对于干式膨胀或直接膨胀型蒸发器的供液,液态制冷剂是通过膨胀阀和分配器送入,在翅片式盘管(蒸发器)的管内流动,然后完全蒸发,并在蒸发器出口达到一定的过热度。

2)满液式。在满液式蒸发器中,液态制冷剂通过节流装置送入,在壳式换热器的管外蒸发。制冷剂侧的表面总是被液态制冷剂浸湿,从而具有更高的表面传热系数。

3)再循环式(过量供液式)。在再循环式蒸发器中,液态制冷剂是通过机械泵或者气体泵送入,然后过量供液到每个蒸发器。在每个再循环式蒸发器的内部表面都被液态制冷剂所湿润。

各种各样的冷却器型式和供液方式组成了以下蒸发器:

1) DX冷却器,是DX盘管,作为直接膨胀供液的空气冷却器;

2) 闭式壳管式液体冷却器,或简单的闭式液体冷却器;

3) 带直接膨胀供液的壳管式液体冷却器,或简单直接膨胀液体冷却器;

4) 再循环式冷却器;

5) 直膨式制冰机。

其中,DX盘管是所有这些型式中最为广泛使用的。满液式液体冷却器广泛用于大型制冷机,直接膨胀式液体冷却器通常用于往复式或螺杆式制冷机中。再循环式液体冷却器有时在空气调节处理系统中采用。制冰机通常在蓄热系统或工业应用中采用。

8.2.6 冷凝器

制冷系统中的冷凝器通常是一种用于排出系统中热量的换热器。这部分热量由蒸发器吸收的热量和压缩机输入的热量组成。压缩机排出高温高压的气态制冷剂进入冷凝器,冷凝器把气态制冷剂的热量排放到一些冷却介质。这样,被冷却的制冷剂重新冷凝到液态,并排出冷凝器,以继续制冷循环。

常用的冷凝器根据冷媒不同可划分为:水冷式,空气冷却式和蒸发式(空气和水冷却)。

最常用的水冷式冷凝器有(1)管壳式;(2)壳管式;(3)套管式和(4)钎焊式板式。冷凝器的型式选择取决于冷却负荷的大小、所采用的制冷剂、可用冷却水的干度和温度、循环水量、分配的位置和空间、要求的工作压力(水和制冷剂侧)以及成本和维修方面。

空气冷却式冷凝器可以靠近或远离压缩机布置。这种类型的冷凝器可设计为室内或室外运行,排出空气可以是垂直的(顶部)或水平的(侧面)。用管道与压缩机互连。在一个空气冷却式冷凝器中,热量是通过(1)过热下降;(2)冷凝和(3)过冷传递的。冷凝器中大约85%的区域是恒温冷凝。冷凝器盘管的饱和冷凝温度下降与盘管的制冷剂流动的摩擦损失有关。

和水冷式和空气冷却式冷凝器一样,蒸发式冷凝器也是将冷凝蒸气的热量排到环境当中。在蒸发式冷凝器当中,从压缩机排出的高温高压蒸气在冷凝器盘管内循环,并被管外的循环水持续湿润。空气也同时掠过盘管,使一小部分再循环水蒸发。蒸发过程带走冷凝器盘管的热量,从而冷却和冷凝蒸气。

8.2.7 制冷剂控制设备

控制制冷剂的流量在任何制冷系统中都是必要的。控制器包括(1)压力控制器;(2)压力传感器;(3)温度控制器;(4)流体流量传感器;(5)微分控制器和(6)浮球开关。

控制阀包括(1)恒温膨胀阀;(2)电子膨胀阀;(3)恒压膨胀阀;(4)蒸发器压力和温度调节器;(5)吸气压力调节器;(6)冷凝器压力调节器;(7)高压浮球阀;(8)低压浮球阀;(9)电磁阀;(10)凝结水调节器;(11)止回阀和(12)泄压装置。

恒温膨胀阀根据离开蒸发器的气体过热度,控制进入蒸发器的液态制冷剂流量。它的作用是保证蒸发器工作,避免液体通过吸气管回流到压缩机。这是通过控制进入蒸发器的制冷剂质量来实现的,这也等于利用吸收的热量使制冷剂在蒸发器内完全蒸发的速率。由于这种阀是根据过热和相对应的过热度来操作的,所以必须有一部分蒸发器用来使制冷剂蒸气过热。

与恒压膨胀阀不同,恒温膨胀阀并不仅限于在定负荷场合应用。它在空调、商用、低温和极低温制冷应用中,用于控制各种直接膨胀式蒸发器的制冷剂流量。

8.2.8 吸收式制冷循环

吸收式装置有两个主要的优点:(1)由热量驱动;(2)无需蒸气的机械压缩。

所有的吸收式循环至少包括三个与相应环境之间的热能交换,即有三个不同温度的能量交换。

最高的温度和最低的温度在热量流动上是一个方向,中间的一个或两个温度的热量流动方向是相反的。早期循环中,两个极端温度的热量(最热和最冷)是流入循环的。这个循环也被称为热量放大器、热泵,常规循环,或者第一类循环。当极端温度的热量是流出循环的,这就称为反转循环、热变压器、温度放大器、升温器或第二类循环。

水-溴化锂和氨-水具有最好的综合热力学特性,并且没有已知的有害环境效应(ODP和GWP为0)。

单效溴化锂制冷机

图8-3是一个商用的单效、非直燃式液体制冷机的示意图,图示了这些重要部件数种布置的一种。运行中,热量是以高温热水或蒸汽供入发生器的管道中,引起管外吸收剂的稀溶液沸腾。这个解吸的制冷剂蒸气,即水蒸气,经分离器,流向冷凝器。在冷凝

器中,制冷剂蒸气在管外凝结,冷却介质是来自热源的水流(通常为冷却塔)。沸腾和凝结过程都发生在一个容器,它们有共同的蒸气空间,压力大约为6 kPa。

凝结的制冷剂通过节流小孔或设在冷凝器底部的集液器进入蒸发器。在蒸发器中,液态制冷剂当与含有来自热负荷水流的管子外表面接触时,开始沸腾。

在这过程中,当释放制冷剂沸腾所需的热量时,管内的水被冷却。

没有沸腾的制冷剂在蒸发器底部搜集起来,流入制冷剂泵,并被泵送到位于蒸发器管束上方的分配系统,重新喷淋在蒸发器的管束上。

进入发生器的吸收剂稀溶液(吸收能力弱的),当它沸腾并和释放水蒸气时,浓度(即吸收剂在水中的百分比)增加。因而离开发生器的是吸收剂的浓溶液,它流入溶液换热器的一侧,在加热溶液换热器另一侧流向发生器的吸收剂稀溶液时,被冷却。这通过减少稀溶液在发生器沸腾之前必须输入的主热源的热量,来提高设备的效率。

冷却的吸收剂浓溶液然后流入位于吸收器管子上方的溶液分配系统,在一些设计中是通过喷射器或溶液喷淋泵,并滴落或喷淋在吸收器管子的外表面。

吸收器和蒸发器有共同的蒸汽空间,压力大约为0.7 kPa。这样使在蒸发器中蒸发的制冷剂蒸气,很容易地被流过吸收器管子的吸收剂溶液吸收。吸收过程释放出了冷凝热量和溶解热,被流过吸收器管子的冷却水带走。产生的吸收剂稀溶液流出吸收器管子,然后进入吸收器液池和溶液泵。通过泵和管路,将吸收剂的稀溶液输送到换热器中。在换热器中,它吸收从发生器返回的浓溶液热量。在那里,稀溶液流入发生器,从而完成循环。

热能与动力工程热泵毕业设计

前言 我国每年大约有20亿平方米的建筑总量,接近全球年建筑总量的一半,建筑能耗约占全国社会终端总能耗的27.6%,因此建筑节能势在必行。可再生能源在建筑中的应用是建筑节能工作的重要组成部分。地源热泵系统作为可再生能源应用的主要途径之一,同时也是最利于与太阳能供热系统相结合的系统形式,近年来在国内得到了日益广泛的应用。 在大型商业建筑和公用建筑中,合理空调方案的确定是个至关重要的问题。按负担室内空调负荷所用介质分类,空调系统可分为全空气系统、全水系统、空气-水系统和冷剂系统。每种空调系统都有各自的适用性,对于建筑空间大,易于布置风道且对室内温、湿度洁净度控制要求严格的场合,适合用全空气系统。全水系统适合用于建筑空间小,不易于布置风道的场合。空气-水系统适用于室内温、湿度控制要求一般且层高较低,冷、湿负荷也较小的场合。对于空调房间布置分散,要求灵活控制空调使用时间且无法设置集中式冷、热源的场合适合用冷剂系统。 通过毕业设计消化和巩固大学四年学习的本专业全部理论知识和实际知识,并将它应用到工程实践中去解决工程的实际问题,熟悉有关的技术法规内容,培养施工设计的思维能力和制图技巧及对工程技术的认真态度。

第1章概述 1.1建筑概况 1.1.1设计地点 山东省青岛市。 1.1.2建筑物土建资料 见土建资料图纸。 1.1.3 建筑物使用功能 本次设计为商住两用建筑,一到五号楼。本次设计不考虑住宅部分。总占地面积约为8000㎡,空调面积为约18807㎡。楼底部作沿街店铺,小区配套服务设施,及设备用房。台湛路一层二层做商场,延安三路一层二层作沿街商铺。工程地下室作为地下车库。 1.1.4 建筑物的周围环境 本设计建筑物位于青岛市市北区,延安三路与台湛路交界处。 1.1.5 建筑物所在地区土质资料 根据勘探井的资料得知设计地点土质为粉质粘土,轻微潮湿,土壤导热系数为1.8 W/(m.K)左右,且地下八十米以上是非岩层地带,土壤导热情况良好,适合于作为热泵系统的冷热源。 1.2土壤源热泵 1.2.1 热泵系统的特点 a. 热泵空调系统是利用低位再生能的热泵技术,其特点如下: (1)用能遵循了能量的循环利用原则,避免了常规空调系统用能的单向性。所谓用能的单向性是指“热源消耗高位能(电、燃气、油与煤等)——向建筑物内提供低温的热量——向环境排放废物(废热、废气、废渣等)”的单向性用能

修改过程装备与控制工程专业英语翻译

修改过程装备与控制工程专业英语翻译Unit 16 压力容器及其部件 压力容器时不泄露的容器。它们有各种尺寸。最小的直径不到一英寸,最大的直径能达到150英尺甚至更大。某些是埋在地下或海洋深处,多数是安放在地上或支撑在平台上,还有一些实际上是在航天飞行器中的贮槽和液压装置中。 由于内部压力,容器被设计成各种形状和尺寸。内部的压力可能低到1英寸,水的表面压力可能达到300000多磅。普通的单层表面建筑压力是15到5000磅,虽然有很多容器的设计压力高出或低于这个范围。ASME锅炉和压力标准中第八卷第一节指定一个范围从15磅在底部到上限,然而,内部压力在3000磅以上,ASME 标准,第八卷第一节,指出考虑特殊设计的情况是必要的。 压力容器的典型部件描述如下: 圆柱壳体在石化工业中对于结构压力容器圆柱壳体是经常被用到的,它是很容易制造、安装并且维修很经济。虽然在一些场合应用载荷和外压控制,要求的厚度通常由内压决定。其他因素如热应力和不连续压力可能有要求厚度决定。 成型的封头许多的端封头和过度部分有设计工程师选择。用一种结构相对另一种依靠很多因素,如成型方法、材料成本、和空间限。一些经常应用的成型封头是: 带凸缘的封头这些封头通常在较低压力的压力设备中,例如汽油罐和锅炉。有些也应用在较高压力的但是较小直径的设备中。设计和结构的许多细节在ASME 标准,第八卷第一节中给出。 半球形封头通常,在一个给定温度和压力下半球形的要求厚度是相同直径和材料圆柱壳体的一半。假如我们用镍和钛昂贵的合金建造实心或覆盖形半球形封头,这样是很经济的。假如使用碳钢,然而,由于这高价的制造费用就不比凸缘形

专业知识技能

1、专业知识技能 ◆在学校课程中学到的:热动专业知识,英语,心理学,程序编写 ◆从课培训、辅导班、研讨班学到的:英语 ◆从爱好、娱乐休闲、社会活动、家庭职责中学到的:图文处理软件使用技巧(校学生会), 工程制图软件使用技巧(家庭培养),话剧台前技巧(社团) ◆通过阅读、看电视等方式学到的:古希腊文明、地中海文化(书籍),英美文化及生活 用语(电影,游戏),基础乐理知识、读谱识谱能力(书籍),世界地理知识(电视),美学知识(书籍)广告设计(网络) ◆知识技能的组合:“英语”与“热动”与“工程制图软件使用技巧”结合可以在设计院 任职;“英语”与“程序编写”与任意擅长领域知识结合可从事编写该领域软件的程序员;“英语”与“图文软件使用技巧”结合可从事广告设计,晚会影像制作,海报制作等工作。而心理学知识则可以为在工作中与他人的交往提供帮助,更全面地了解以及满足对方需求 ◆我认为的个人核心竞争力:陌生软件的快速适应能力,英语,热动专业知识 2、自我管理技能 从“自我管理技能词汇表”中机敏,有抱负,好分析,感恩,艺术的,坚持己见,感性的,包容的,沉着,坚持,谨慎,有遇见的,自信,灵活,有创造性,敏感。 缺点:当遇到大抉择时易优柔寡断,有些幻想主义,情感易受外界影响,应加强对自己情感的驾驭,多一些理性分析 3、可迁移技能 在大一时第一次制作一场晚会的开场动画。副部提供的可支配时间仅有一晚,这个作品是自己用从未玩过的软件完成最漂亮的一个作品。当时所面对的困难有对软件的陌生,时间的紧迫,作业量的繁重。虽然过程中遇到了技术上问题,但经过变通,委婉地把问题解决,及时完成任务。 使用技能:对新软件的快速适应能力,应变能力,积极主动,临危不乱,淡定从容。 成就:初露锋芒,获得团队认可。 现在的总结:压迫总是能发挥出人的潜能,做事要灵活,事情不触犯原则,就有斡旋缓和的余地。 在大一时参加话剧表演,迈出演艺生涯第一步。对于自己并不喜欢的事物也能去接受并学习。积极策划剧本,提出有建设性的方案并获得肯定但未被录取。排练时遇到难以入戏的困难,在改变自己无果的境况下通过修改剧本解决问题。最后登上舞台。 使用技能:接受并适应新事物的能力,包容力,不卑不亢,富于想象力和创造力,表演能力 成就:人生的一次尝试,对自己的挑战,更清晰正确地认识了自己。 总结:台上一分钟,台下十年功。人只有在做自己喜欢的事才能做得最出色,做我想做的,想我所想的,坚定自己,发挥潜能。对新事物要理性分析并取舍,对自己不喜欢的事物也要尊重包容。

对热能与动力工程专业的认识及规划

对热能与动力工程专业的认识通过上网查询和老师的介绍,认识到热能与动力工程 是研究热能的释放、转换、传递以及合理利用的学科,它广泛应用于能源、动力、空间技术、化工、冶金、建筑、环境保护等各个领域。 一热能与动力工程专业培养目标 热能与动力工程专业的培养目标;主要培养能源转换与利用和热力环境保护领域具有扎实的理论基础,较强的实践、适应和创新能力,较高的道德素质和文化素质的高级人才,以 满足社会对该能源动力学科领域的科研、设计、教学、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。学生应具备宽广的自然科学、人文和社会科学知识,流体工程、流体力学、流体机械、动力机械、水利工程等宽厚理论基础、热能动力工程专业知识和实践能力,掌握计算机应用与自动控制技术方面的知识。能从事汽车动力工程、制冷与低温技术、暖通空调,能源与环境工程、电厂热能动力、燃气工程、船舶、流体机械等方面的科研、教学、设计、开发、制造、安装、检修、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。 二热能与动力工程专业方向; 我校热能与动力工程专业设立了两个方向; 制冷与空调方向和热电方向。 主干学科:动力工程与工程热物理、机械工程、传热学、工程热力学。 主要课程;工程数学、画法几何与机械制图、工程力学、材料力学、机械原理、机械零件、电工与电子学、机械制造基础、机械原理、机械设计、工程热力学、流体力学、传热学、工程经济学,控制工程基础、微机原理与接口技术、单片机原理、测试技术、制造工艺学、优化设计等。 制冷方向专业科目:主要研究制冷与低温技术。主要有制冷与空调测量技术、制冷原理与装置、低温技术、空气调节、制冷压缩机、制冷系统CAD、计算机绘图、泵与风机、制冷空调电气自动控制、冰箱冷库、制冷热动力学、热泵制冷空调故障诊断等有关课程。专业方向培养从事制冷与空调技术和设备设计、科研、开发、制造和管理工作的高级工程技术人才。 本专业方向毕业生可在制冷、低温和空调技术及其相关应用领域的企业和科研院所、高等学校、设计院以及相关政府管理部门从事制冷与空调技术和设备的研究开发、设计制造、运行控制、管理、技术服务和营销等方面的工作。 热电方向专业科目;主要研究大气环境保护理论和技术,主要有电站锅炉原理核电技术、燃气轮机及其联合循环、热力发电厂、循环流化床锅炉、电厂汽轮机原理,发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等有关课程。 毕业生主要从事热力设备的运行、维护、管理、科研开发以及热力系统的设计等工作,还可以在航天、机械、化工、船舶、核能等行业从事相关工作,也可以在军事部门、核电工业和辐射科学相关的科研设计单位、核电站、高等院校等从事规划、设计、运行、施工、管理、教育和研究开发工作。 三热能与动力工程专业前景: 伴随现实环境的发展,热能与动力工程的重要性正在日渐突出。 目前全世界常规能源的日渐短缺,人类环境保护意识的不断增强,节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务,在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用,在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。 能源动力及环境是目前世界各国所面临的头等重大的社会问题,我国能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的重大压力。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,煤炭占商品煤炭、(%,已成为我国大气污染的主要来源。已经探明的常规能源剩余储量76能源消费的.

过程装备与控制工程专业英语词汇

abrasiveness 研磨;腐蚀absolute 绝对的accumulate 堆积;积累 acid 酸;酸性的,酸味的actuator 执行机构 adjust 调整;调节agitation 搅拌 air preheater 空气预热器 air register 空气调节器airflow 气流 alkali 碱 allowance 公差,容差,容许量alloy 合金 alternating current 交流电 angle 角度,角 apparatus 装置,仪器,仪表application 应用 artificial 人造的;仿造的assembly 装配 atmospheric 大气的,大气层的austenite 奥氏体 automation 自动化,自动操作auxiliary 辅助设备,附属机构backflow 回流 baffle 挡板;折流板;隔板batch 一批,批量 bearing 轴承 bellow 波纹管 belt 带;腰带;地带blade 叶片 blower 鼓风机 boiler 锅炉

bolt 螺栓 bonnet 阀盖,阀帽,机罩box furnace 箱式炉 brittle 易碎的,脆弱的burner 燃烧器 bushing 轴衬;套管butterfly valve 蝶阀capacity 容积 carbon steel 碳钢,碳素钢casing 机壳 cast 浇铸 catalyst 催化剂category 分类,种类cavity 腔;洞,凹处centrifugal force 离心力chamber 腔,室,船舱check valve 止回阀checklist 检查表,清单classify 分类;分等clockwise 顺时针方向的coating 涂层,覆盖层coefficient 系数 coil 盘管,线圈 coking 结焦,焦化 column 圆柱,柱形物combination 结合 combustion 燃烧,氧化 component 成分;组件;零件composition 组成,成分 compressor 压缩机 concentration 浓度 concentric 同轴的,同心的

电厂实用英语

第十九章电站 Chapter 19 Power Station 第一节词汇 Section 1 Words 一、机炉 Furnace 1.盲板 blind plate,blind,spacer 2.除氧气水deaerated water 3.加氨机ammonia injector 4.风机入口挡板 inlet damper of blower 5.风机出口挡板 outlet damper of blower 6.火焰监视器 flame monitor 7.事故放水阀 emergency drain valve 8.点火排汽阀ignition vent valve 9.过热器 superheater 10.过热蒸汽减温器 desuperheater 11.抽气器air extractor 12.磷酸盐phosphate 13.雾化atomization 14.密封冲洗液 seal flushing liquid 15.密封油泵 seal oil pump 16.油循环oil circulation 17.LPG气化装置LPG gasification unit 18.吹灰系统 soot blower system 19.离子交换ion exchange 20.酸acid 21.树脂、胶质 resin 22.排汽室exhaust chamber 23.汽动给水泵steam-driven feed water pump 24.结垢 fouling 25.水质分析water quality analysis 26.水质标准water quality standard 27.硬度hardness 28.给水母管feed water main 29.三功能阀 three-function valve 30.钠natrium , sodium 31.硅silicon 二.电气Electric 1.继电器动作relay trip 2.继电保护relay protection 3.自动准同期装置 auto synchronization device 4.高压开关柜 high voltage switchboard 5.隔离开关isolation switch

热能与动力工程设计毕业论文

热能与动力工程设计毕业论文 目录 目录 (1) 1 前言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 设计容 (2) 1.3 原始资料 (2) 2水轮机总体结构设计 (4) 2.1绘制轴面流道图 (4) 2.2座环设计 (5) 2.3蜗壳 (7) 2.4尾水管 (7) 2.5活动导叶及导水机构装置零件 (7) 2.5.1 活动导叶翼型 (7) 2.5.2 导叶结构系列尺寸和轴颈选择 (9)

2.5.3 导叶的密封结构 (10) 2.5.4 导叶轴颈密封 (12) 2.5.5 导叶端面抗磨板 (13) 2.5.6 导叶止推装置 (13) 2.5.7 导叶套筒 (14) 2.5.8 导叶轴套 (15) 2.5.9 导叶臂 (18) 2.5.10导水机构装配尺寸 (20) 2.5.11导叶传动机构 (21) 2.5.12 连接板 (21) 2.5.13套筒 (23) 2.5.14 叉头销 (23) 2.5.15 叉头 (25) 2.5.16 连接螺杆 (26) 2.5.17 剪断销 (26) 2.5.18 分半键 (27) 2.5.19 端盖 (29) 2.5.20 补偿环 (30) 2.6控制环 (31)

2.6.1 控制环尺寸(总体) (32) 2.6.2 控制环(大耳环处) (33) 2.6.3 控制环(小耳环处) (33) 3主轴及其附属部分 (34) 3.1 主轴结构设计 (34) 3.1.1 连轴螺栓 (36) 3.1.2 水导轴承 (39) 3.1.3 主轴密封 (42) 3.2操作油管 (44) 3.3转轮部分 (45) 3.3.1 叶片 (45) 3.3.2 转轮体 (46) 3.3.3无操作架转桨机构 (46) 3.3.4 叶片密封装置 (47) 3.4底环 (47) 3.5顶盖和支持盖 (48) 3.6真空破坏阀 (49) 4导水机构传动系统总设计 (50) 4.1 确定导叶开度 (50)

过程装备与控制工程专业英语翻译6

Reading Material 6 Stainless Steel Stainless steels do not rust in the atmosphere as most other steels do. The term "stainless" implies a resistance to staining, rusting, and pitting in the air, moist and polluted as it is, and generally defines a chromium content in excess of 11 % but less than 30%. And the fact that the stuff is "steel" means that the base is iron. Stainless steels have room-temperature yield strengths that range from 205 MPa (30 ksi) to more than 1725 MPa (250 ksi). Operating temperatures around 750 C (1400 F) are reached. At the other extreme of temperature some stainless steels maintain their toughness down to temperatures approaching absolute zero. With specific restrictions in certain types, the stainless steels can be shaped and fabricated in conventional ways. They can be produced and used in the as-cast condition; shapes can be produced by powder-metallurgy techniques; cast ingots can be rolled or forged (and this accounts for the greatest tonnage by far). The rolled product can be drawn, bent, extruded, or spun. Stainless steel can be further shaped by machining, and it can be joined by soldering, brazing, and welding. It can be used as an integral cladding on plain carbon or low-alloy steels. The generic term "stainless steel" covers scores of standard compositions as well as variations bearing company trade names and special alloys made for particular applications. Stainless steels vary in their composition from a fairly simple alloy of, essentially, iron with 11% chromium, to complex alloys that include 30% chromium, substantial quantities of nickel, and half a dozen other effective elements. At the high-chromium, high-nickel end of the range they merge into other groups of heat-resisting alloys, and one has to be arbitrary about a cutoff point. If the alloy content is so high that the iron content is about half, however, the alloy falls outside the stainless family. Even with these imposed restrictions on composition, the range is great, and naturally, the properties that affect fabrication and use vary enormously. It is obviously not enough to specify simply a "stainless steel.” Classification the various specifying bodies categorize stainless steels according to chemical composition and other properties. However, all the stainless steels, whatever specifications they conform to, can be conveniently classified into six major classes that represent three distinct types of alloy constitution, or structure. These classes are ferritic, martensitic, austenitic, manganese-substituted austenitic, duplex austenitic ferritic, and precipitation-hardening. Each class is briefly described below. (1) Ferrous stainless steels: This class is so named because the crystal structure of the steel is the same as that of iron at room temperature. The alloys in the class are magnetic at room temperature and up to their Curie temperature (about 750 C; 1400 F). Common alloys in the ferrous class contain between 11% and 29% chromium, no nickel, and very little carbon in the wrought condition. (2)Martensitic stainless steels: Stainless steels of this class, which

新编实用英语1教案7单元(zz)

Unit 7 Celebrating Holidays and Making Friends(略) The First Period Section I Teaching time 第次/第周 日 3、4节/5、6节——浆24班/浆23班 日 1、2节热动班 Teaching aims: 1. Read and discuss announcements, notices and posters in English, 2. Learn some expressions used in making announcements, notices and posters , 3. Comprehend the two passages and master the useful expressions in them, and 4. Finish the exercises by themselves or with some help. Teaching important point: Master the new phrases, sentence patterns and make the students be free to talk about a poster. Teaching difficult point: Individual, pair or group work to make everyone work in class Teaching methods: 1.Individual, pair or group work to make everyone work in class 2.Task-based learning https://www.wendangku.net/doc/196439249.html,municative approach Teaching aids: 1.a radio player 2.the blackboard 3. Picture s Teaching procedures I. Lead-in Notices and posters are very common in our daily life, and they are often used to offer information about social functions. Therefore, we should not only learn to read them, but also learn to write them. It’s very important to know how to make announcements, notices and posters. The following samples make it clear that we should first tell the general information like how attractive or interesting the thing you want to make known, then give definite information about time, place and price etc. II. Presentation Section I Talking Face to Face Step1. Read and translate the two samples of posters Notes: 1) The poster gives us a clear idea of the sponsor, time and place. 2) The poster uses some parallel sentences to catch its audience’s eye. 3) The body of the poster is like a Christmas tree, and the fonts are different. It aims to highlight the effect of the poster. Step 2 Practice:

河海大学热能与动力工程毕业设计38~68m水头150MW水电站

摘要 本设计根据提供的原始资料对38~68m水头150MW水电站水电站的机电部分进行初步设计,设计内容包括四个部分:水轮机的选型、调节保证计算及调速设备的选择、辅助设备系统设计以及电气一次部分设计。 水轮机选型设计是整个设计的关键,根据原始资料,初步选出两种水轮机型号,共有20个待选方案。根据模型综合特性曲线选出3个较优方案,再进行经济技术比较及平均效率的计算,选出最优方案。最终选出的最优方案水轮机型号为HL260/D74,两台机组,转轮直径4.1m,转速136.4r/min,平均效率90.4%。计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸,绘制厂房剖面图。 调节保证计算首先选取导叶直线关闭时间,暂取7s。对设计水头和最高水头甩全负荷两种工况进行计算,使相应的ξ和β值不超过规程规定的数值,本设计ξmax=30~50%、βmax<45%。由于本电站布置型式为单机单管,只要对一台机组甩全负荷进行计算。选取的接力器直径600mm,调速器为DT —150,油压装置为YZ—8。 辅助设备分别对油、气、水三大系统进行计算,水系统包括技术供水、消火和生活供水、检修排水、渗漏排水四部分。气系统主要对厂内高压和低压气系统进行计算,并选择相应储气罐和空气压缩机。绘制水、气系统图各一份。 电气一次部分对接入系统和主接线进行设计,本设计中送电电压等级220KV ,两回路,送电导线型号LGJ-240。主接线设计包括对发电机电压侧、送电电压侧、近区负荷侧及厂用自用电侧四部分考虑。并拟定短路点进行短路电流的计算,选择配套的电气设备。发电机出口侧选用 —120000/220*,送电电压侧选用外桥接线,近区负荷侧采用发电单元接线,主变型号为SSPL 1 机电压直配架空线供近区负荷,按过电压保护的要求进行校核。自用电负荷侧采用单母线分段接线。 整个毕业设计将综合运用计算机办公自动化、计算机辅助设计、机械制图、专业英语、水轮机及水轮机调节等专业课知识,在设计过程中培养了我独立分析问题及解决问题的综合能力。 设计:崔原浩

大学中的各学院专业英语名称

大学中的各学院专业英语名称 学院简称专业名称 专业简称 农学院 农学Agronomy 农学 植物科学与技术Plant Science and Technology 植科 种子科学与工程Seed Science and Engineering 种子 植保学院植物保护Plant Protection 植保 制药工程Pharmaceutical Engineering 制药 园艺学院 园艺Horticulture 园艺 设施农业科学与工程Facility Agriculture Science and Engineering 设施 动科学院动物科学Animal Science 动科 草业科学Pratacultural Science 草业

水产养殖Aquaculture 水产林学院林学Forestry 林学 园林Landscape and Gardening 园林 林产化工Chemical Processing of Forest 林化 艺术设计Artistic Designing 艺术 森林资源保护与游憩Forest Resources 森保 资环学院资源环境与城乡规划管理Urban and ural Planning & Resource Management 城管 资源环境科学(农业资源与环境)Resources and Environmental Sciences 资环 环境科学Environmental Science 环科 地理信息系统Geographical Information System 地信 水建学院水文与水资源工程Hydrology and Water Resource Engineering 水文

热能与动力工程专业就业形势

热能与动力工程专业就业形势 一、热能与动力工程专业就业前景 每个学校对此专业培养方向的细分可能略有不同,如合肥工大热能与动力工程专业就覆盖原先的热力发动机、制冷与低温技术和热能工程等九个专业。 现我以江苏大学为例,本专业有三个方向: 1、热能与动力工程(流体机械及其自动控制方向),毕业生可以在流体机械、流体工程、电站运行管理、液压气动、航空航天、给排水、能源利用等行业有关的研究单位、公司、企业、高等院校、政府管理部门从事研究、设计、策划、生产、教学和管理工作。 2、热能与动力工程(电厂热能工程及其自动化方向),毕业生可以在电力系统设计研究院所、火力发电厂、热电厂、动力设备制造企业、高等院校以及有关能源、环保方面的公司和政府管理部门从事有关的研究、教学、开发、策划、管理和营销等工作。 3、热能与动力工程(工程热物理过程及其自动控制方向),毕业生可在能源利用、燃烧设备、热工过程自动控制系统、微电子器件、环保与大气污染治理、换热设备、动力机械等相关的研究院所、企业、高等院校、政府管理部门从事有关的研究、开发、教学、策划、管理和营销等工作。 而且现在机械行业(如柴油机行业)发展形势很好,对这方面人才的需求量也较大,我觉得这个专业很好,但学习时理论与实践要并重,强化对专业实践的学习,注重全能训练,全面提高自己的实际动手能力。 二、 热能与动力工程专业就业形势

就业方向:学生毕业后从事热能与动力工程(如发电厂动力工程、热能工程、制冷与空调工程、供热工程、环境保护、新能源技术、动力机械等)的设计、制造、运行管理、实验研究和安装、开发、营销等方面的工作. 2专业解读:本专业属于能源动力类,是国家重点发展领域之一,发展前景广阔.它包括了原来的热力发动机、热能工程、流体机械及流体工程、热能工程与动力机械、制冷与低温技术、能源工程、工程热物理、水利水电动力工程、冷冻冷藏工程等专业,是一个宽口径的专业,拓展空间很大.目前设置该专业的高校较多,攻读方向也不相同,比如流体机械及其自动控制方向,毕业生可以在流体机械、流体工程、电站运行管理、液压气动、航空航天、给排水、能源利用等行业有关的研究单位、公司、企业、高等院校、政府管理部门从事研究、设计、策划、生产、教学和管理工作.电厂热能工程及其自动化方向,毕业生可以在电力系统设计研究院所、火力发电厂、热电厂、动力设备制造企业、高等院校以及有关能源、环保方面的公司和政府管理部门从事有关的研究、教学、开发、策划、管理和营销等工作.工程热物理过程及其自动控制方向,毕业生可在能源利用、燃烧设备、热工过程自动控制系统、微电子器件、环保与大气污染治理、换热设备、动力机械等相关的研究院所、企业、高等院校、政府管理部门从事有关的研究、开发、教学、策划、管理和营销等工作. 3就业形势:总体来说,该专业毕业生的就业率可达90%以上,一些重点名牌高校,该专业毕业生的就业率可达100%.在上海及苏南一带,不少锅炉、空调、汽车、发动机制造业急需这方面的人才. 4薪资状况:毕业生刚参加工作的工资一般在1500元/月左右,3~5年后,根据各人的工作能力和所处行业的性质,5000~8000元/月的工资是很正常的,高薪可达20000元/月左右;

过控专业英语英语考试词汇

To sum up总而言之 Dosums算术 Safety protectionof crane起重机的安全保护Productive maintenance生产维修 Equipment service specification设备维修规程Periodic service of equipment 设备的定期检查Regional service of equipment设备的区域维修Dropping your pants降低产品价格求购 Lose face 失面子 Green light 可行的 Save one's neck免受处罚 Stare from scratch白手起家 Keep a good house受到好的招待 For a song 便宜的 Never say under不肯承认 Put onair摆架子 Encroach upon染指 Get snubbed碰钉子 Show magnanimity更高姿态 Dawdle a long待工 Small a rot 感到不妙 Covet money 贪财 Not reveal one's silver in pocket 财不外露Make a humble fortune 理财有方 Regard money as one's life 爱财如命 A mass great fortune 一大笔财富 Unit 2 Commodity inspection商品检测 Plant model selection设备模具的选择(设备选择) Investment plan of plant设备投资计划 Plant renewal 设备的更新 Open-case inspection 开箱检查 Claim for equipment 索赔(设备) Cross over structure 跨越结构 Static strength 静力强度分析 The lion share 最大的分量 Think tank 智能团 Anoutright majority 绝大多数 Live up to a promise 实现,守诺言 Chief Representative行政专家 Chief executive行政主管 Department manager 部门主管

Instrument Landing System

Instrument Landing System 仪表着陆系统 An instrument landing system(ILS) is a ground-based instrument approach system that provides precision guidance to an aircraft approaching and landing on a runway, using a combination of radio signals and, in many cases, high-intensity lighting arrays to enable a safe landing during instrument meteorological conditions (IMC), such as low ceilings or reduced visibility due to fog, rain, or blowing snow. Instrument approach procedure charts (or approach plates) are published for each ILS approach, providing pilots with the needed information to fly an ILS approach during instrument flight rules (IFR) operations, including the radio frequencies used by the ILS components or navaids and the minimum visibility requirements prescribed for the specific approach. Radio-navigation aids must keep a certain degree of accuracy (set by international standards of CAST/ICAO); to assure this is the case, flight inspection organizations periodically check critical parameters with properly equipped aircraft to calibrate and certify ILS precision. 仪表着陆系统是为飞机进近和在跑道上着陆提供精密导航的一种地面基站仪表进近系统,它将多种无线电信号结合使用,在许多情况下,高度密集的灯光阵为飞机提供一个仪表飞行气象条件(比如说低云层或者由于雾、降雨或者暴风雪引起的低能见度条件)下的安全着陆条件。 仪表进近程序航线图(或者进近平面)为每一次的仪表着陆进近中的飞行员在仪表飞行准则操作(包括仪表着陆系统部件或者助航装置使用的射频以及特殊进近要求的最低能见度)中提供必要的信息来进行仪表着陆进近。 无线电导航协助必须保持某一个精度(这个精度是国际民航组织制定的);为了确定这一点,飞行检查组织必须定期地检查拥有良好配置的飞机的临界参数以校准和确定仪表着陆系统的精度。 Principle of operation An ILS consists of two independent sub-systems, one providing lateral guidance (localizer), the other vertical guidance (glide slope or glide path) to aircraft approaching a runway. Aircraft guidance is provided by the ILS receivers in the aircraft by performing a modulation depth comparison. A localizer (LOC, or LLZ until ICAO designated LOC as the official acronym) antenna array is normally located beyond the departure end of the runway and

过程装备与控制工程专业英语翻译(2)

Reading Material 2 Shear Force And Bending Moment In Beams Let us now consider,as an example ,a cantilever beam acted upon by an inclined load P at its free end [Fig.1.5(a)]. If we cut through the beam at a cross section mn and isolate the left-hand part of the beam as free body [Fig.1.5(b)] ,we see that the action of the removed part of the beam (that is ,the right-hand part) upon the left-hand part must be such as to hold the left-hand part in equilibrium. The distribution of stresses over the cross section mn is not known at this stage in our study ,but we do know that the resultant of these stresses must be such as to equilibrate the load P.It is convenient to resolve the resultant into an axial force N acting normal to the cross section and passing through the centroid of the cross section,a shear force V acting parallel to the cross section, and a bending moment M acting in the plane of the beam. The axial force ,shear force, and bending moment acting a across section of a beam are known as stress resultants. For a statically determinate beam,the stress resultants can be determined from equations of equilibrium. Thus ,for the cantilever beam pictured in Fig.1.5,we may write three equations of statics for the free-body diagram shown in the second part of the figure. From summations of force in the horizontal and vertical directions we find ,respectively, N=P cosβV=P sinβ N=P cosβV=P sinβ And,from a summation of moments about an axis through the centroid of cross section mn ,we obtain: M=Px sinβ Where x is the distance from the free and to section mn,thus, through the use of a free-body diagram and equations of static equilibrium,we are able to calculate the stress resultants without difficulty. The stresses in the beam due to the axial force N acting alone have been discussed in the text of Unit.2;now we will see how to obtain the stresses associated with bending moment M and the shear force V. The stress resultants N,V and M will be assumed to be positive when they act in the directions shown in Fig.1.5(b).this sign convention is only useful,however ,when we are discussing the equilibrium of the left-hand part of the beam. If the right-hand part of the beam is considered, we will find that the stress resultants have the same magnitudes but opposite directions [see Fig.1.5(a)] . Therefore,we must recognize that the algebraic sign of a stress resultant does not depend upon its direction in space, such as to the left or to the right, but rather it depends upon its direction in space ,such as to the left or to the right, but rather it depends upon its direction with respect to the material against which it acts. To illustrate this fact, the sign conventions for N, V and M are repeated in FIig1.6, where the stress resultants are shown acting on an element of the beam. We see that a positive axial force is directed away from the surface upon which it acts

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