Тема 3 - Двухступенчатые камеры сгорания

на реальном рынке встречаются множества продавцов и покупателей различных товаров. Цены, по которым предлагаются и покупаются любые товары, устанавливаются на основе многих, массовых, а не единичных сделок. В этом случае речь идет о совокупном спросе и совокупном предложении. Под совокупным спросом “AD” понимается запланированные всеми макроэкономическими субъектами расходы на приобретение всех конечных товаров и услуг созданных в национальной экономике.

Это расходы домохозяйств на потребительские товары и услуги “С”; инвестиционные расходы частного сектора “I” и расходы государства на госзакупки “G” чистый экспорт Nx.

AD=C+I+G+Nx

Совокупный спрос зависит от множества факторов, уровень реального национального хозяйства, стоимость имущества, политика государства в области налогообложения, национальный доход, реальные доходы населения, процентной ставки, курса валют, размеры пенсий дотаций и других социальных выплат, ожиданий предприятий и домохозяйств.

В экономике выделяют два подхода к описанию зависимости совокупного спроса от основного определяющего фактора.

AD

Уро неоклассическая модель

Вень

Цен

Реальный объем национального производства

цена AD

спроса

Кейнсианская модель

уровень дохода (реальный)

В неоклассической модели экономические агенты национальной экономики располагают ограниченным бюджетом и увеличивают спрос по мере снижения цены товара.

В теорий Кейнса цена и объем спроса определяют объем производства нации: чем больше факторные доходы (з/п, прибыль, процент, рента), тем больше национальный доход, поэтому кривая совокупного спроса имеет положительный наклон.

В современной экономической теории наибольшее распространение получил закон убывающей зависимости величины уровня спроса от уровня цен.

Уро

вень AD₁ AD₂

цен

объем выпуска

Эта зависимость базируется на трех эффектах:

1. Эффект процентной ставки – повышение цен вызывает рост спроса на деньги, следовательно происходит рост процентной ставки, следовательно снижаются стимулы для инвестирования и получения кредитов.

2. Эффект богатства – увеличение уровня цен снижает реальную стоимость банковских вкладов, т.е. доход от финансовых активов, следовательно потребители начинают экономить на покупках, чтобы восстановить прежний уровень богатства.

3. Эффект импортных покупок – повышение уровня цен приводит к росту импорта иностранных и сокращению экспорта национальных товаров, следовательно происходит сокращение чистого экспорта.

Не ценовые факторы влияющие на совокупный спрос: благосостояние потребителей, их ожидание, налоги, процентные ставки, субсидии, льготные кредиты инвесторам, колебания валютных курсов, предложение денег и скорость обращения денег. Изменение совокупного спроса на графике изображается сдвигом прямой.

Совокупное предложение (AS) – это сумма всех произведенных в стране конечных товаров и услуг, которые фирмы готовы предложить на рынке в течении определенного периода времени, при каждом возможном уровне цен, т.е. это реальный объем национального производства, при различных значениях индекса цен на конечные товары и услуги. Зависимость объема национального производства от уровня цен называется кривой предложения.

Различают четыре вида:

Долгосрочная кривая совокупного предложения

Краткосрочная кривая при ожидании неизменных цен на ресурсы

AS краткосрочная кривая при ожидание роста цен на ресурсы

AS

Обобщенная кривая совокупного предложения

В первом случае предприятия ожидают пропорционального изменения цен на товары и ресурсы, поэтому и них нет стимула к увеличению объема производства, при росте цен, т.к. издержки производства вырастут в той же пропорции.

Во втором случае фирмы рассчитывают, что в течении определенного периода времени цены на ресурсы останутся не неизменными а следовательно и издержки производства, тогда в случае увеличение совокупного спроса фирмы будут увеличивать предложение в краткосрочном периоде.

В третьем случае фирмы рассчитывают на то, что при совокупном спросе цена на ресурсы будет расти но в меньшей степени, чем цены на товары и услуги, поэтому кривая предложения будет иметь положительный наклон.

Четвертая ситуация характеризует совокупное предложение, объединявшую все три рассмотренные ситуации. Эта кривая не линейная, состоит из трех отрезков, горизонтального, вертикального и восходящего. Горизонтальный отрезок называют кейнсианским. Вертикальный отрезок называют классическим.

Не ценовыми факторами совокупного предложения являются изменения технологии, цены на ресурсы, налогообложения предприятий, благоприятное или неблагоприятные природные условия, что практически отображается сдвигом кривой предложения.

Если совместить на одном графике кривую совокупного спроса и кривую совокупного предложения, получим состояние равновесия национальной экономики или состояние общего экономического равновесия.

P

Pe E

Ye Y

Ye – это равновесный уровень цен производства

Уровень Pe или Ye устанавливается в таком случае когда покупатели готовы приобрести, то что продавцы готовы реализовать.

Формулируемые таким образом Pe и Yeопределяют занятость безработицу и чистый экспорт. В экономической теории модель AD-AS является базовой для изучения колебаний объема выпуска и уровня цен в экономике в целом. При этом необходимо мало отделять прямые совокупного спроса и совокупного предложения от кривых спроса и предложения (D и S) рассматриваемых в микроэкономике.

Парадокс бережливости – это явление при котором происходит сокращение сбережений в следствии усиления стремления сбережения. Попытка общества больше сберегать может привести к тому же или даже меньшему фактическому объему производства, т.к. прирост сбережений связан с сокращением потребления и выразится в сокращении чистого национального продукта ЧНП.

Сбереженный рубль, отложенный индивидуумом и не израсходованный уменьшит доходы других индивидуумов. С точки зрения одного индивидуума, бережливость это благо. С точки зрения общества это ведет к росту безработицы и снижению производства.

Тема 3 - Двухступенчатые камеры сгорания

Значительным прорывом в проектировании современных КС энергетических ГТУ является переход к двухступенчатым камерам сгорания с предварительным смешением топлива и воздуха, способным работать как на газообразном, так и на жидком топливе. На рис. 1 приведена принципиальная схема двухступенчатой КС, спроектированной и опробованной в работе фирмой General Electric и имеющей маркировку DLN (Dry Low N0_x - сухие низкие NO_x).

Рисунок 1 - Принципиальная схема КС типа DLN (фирмы General Electric)

Конструкция такой КС включает в себя четыре основных компонента: систему впрыска топлива, пламенную (жаровую) трубу, сопло Вентури, центральную секцию пламенной трубы.

Эти компоненты объединены в общую конструкцию и образуют две ступени КС. В режиме предварительного приготовления топливной смеси первая ступень КС служит для тщательного перемешивания топлива с воздухом и получения однородной бедной, несгоревшей топливовоздушной смеси для подачи ее во вторую ступень КС. Рис. 2 иллюстрирует работу КС типа DLN на природном газе в одном из перечисленных ниже режимов. Предварительное пермешивание топлива и природного газа и сгорание топливовоздушной смеси зависят от нагрузки установки.

режим I (первичный) - происходит зажигание топлива, набор частоты вращения ГТУ, работа под нагрузкой, равной 20% номинальной. Смесь воздуха и топлива поступает только в горелки первой ступени, где топливо и сгорает;

режим II (обеднéнный - обеднéнный) - ГТУ работает в интервале нагрузки, равной 20÷39 % номинальной. Смесь воздуха и топлива подается в обе ступени КС и горение осуществляется в этих двух ступенях;

режим III (вторичный) - работа ГТУ при нагрузке, равной 40% номинальной. Смесь воздуха и топлива поступает только во вторую ступень КС, где и сгорает;

режим IV (предварительного смешения) - работа ГТУ в интервале нагрузок 41÷100% номинальной. Смесь воздуха и топлива подается в обе ступени КС, но горение происходит только во второй ее ступени, где сгорает все топливо.

Рисунок 2 - Режимы работы многокамерной (по топливу) КС типа DLN

Возможен автоматический переход от сжигания природного газа к сжиганию жидкого топлива. Специальные детекторы пламени отслеживают горение в первой и второй ступенях КС. Специфична и работа свечей зажигания, которые не убираются во время работы, так как необходимо осуществлять повторное зажигание топлива в первой ступени при высоких нагрузках.

Первая секция приготовления топливовоздушной смеси ограничена стенкой первой ступени КС и передним конусом сопла Вентури. Последнее препятствует обратному забросу горячих газов из второй в первую ступень КС.

Эффективность КС типа DLN изменяется в зависимости от нагрузки. Регулированием калиброванного клапана осуществляется разделение топлива для работы в заданной точке, определенной по расчетной температуре зажигания (рис. 3).

Рисунок 3 - Типичная диаграмма распределения газовых потоков в системе DLN

Принципиальная схема системы подачи и распределения газового топлива в КС ГТУ типа DLN показана на рис. 4.

Рисунок 4 - . Схема системы подачи и распределения газового топлива в КС ГТУ типа DLN

SRV - клапан задания скорости/степени обеднения топливовоздушной смеси; GCV - клапан регулирования расхода газа; GSV - клапаны распределения газовых потоков; Р - первая ступень; S - вторая ступень; GTV - переключение газовых потоков

Сжигание топлива в КС с сухими малотоксичными горелками типа DLN на современном энергетическом рынке считается наименее дорогостоящим методом борьбы с выбросами N0_x, при этом достигнута концентрация вред­ных выбросов в выходных газах ГТУ 25ррm. Новые конструкции горелок типа DLN-2.6 при Т_нт = 1327°С позволяют уменьшить выбросы NO_x до 15 ррm, а при Т_нт = 1396 °С - до 9 ррm.

Стремление к работе на сверхбедной топливовоздушной смеси в современных сухих малотоксичных КС встречает определенные трудности. Возможны возникновения нестабильности пламени и пульсации давления, а также проскок пламени в случае внезапного воспламенения смеси в тракте перед горелкой.

При использовании сухих КС типа DLN имеет место ограничение объемной концентрации метана СН₄ в топливном газе до 85%. Стоимость КС с горелками типа DLN составляет до 10% общей стоимости энергетической ГТУ (около 1 млн долл. США на одну ГТУ большой мощности).

Международный концерн ABB (Швейцария - Швеция) достиг значительных успехов в разработке современных сухих малотоксичных КС оригинальной конструкции - так называемых EV-горелок (Environmental Burner - экологическая горелка). Общая схема такой горелки представлена на рис. 5, а конструкция и особенности ее работы показаны на рис. 6.

Рисунок 5 - Двухконусная EV-горелка фирмы ABB для сжигания в сухом режиме двух видов топлива

Рисунок 6 - Конструкция EV-горелки (фирмы ABB) (а) и особенности технологического процесса сгорания топлива (б)

1 - воздух для сгорания топлива; 2 - подача природного газа; 3 - выходная кромка EV-горелки; 4 - отрыв вихрей; 5 - предварительное смешение воздуха и топлива; 6 - фронт пламени; 7 - завихритель; I-IV - этапы сгорания топлива в EV-горелке

Как видно из рисунков, EV-горелка состоит из двух конических половин, которые смещены одна относительно другой в осевом направлении. В результате смещения образуются два шлица по всей длине горелки. Через эти шлицы в горелку поступает воздух для горения, который перемешивается с природным газом, впрыскиваемым через небольшие отверстия по краям шлицов. Благодаря специальной форме горелки внутри нее образуется поток топливовоздушной смеси с очень высокой скоростью, который покидает конус и поступает в факел. Последний стабилизируется рециркуляционной зоной перед горелкой без помощи механического стабилизатора пламени. Таким образом, можно выделить следующие этапы процесса горения (рис. 6, б):

1. Газообразное топливо (г) подается во входное устройство и сразу перемешивается с воздухом (в).

2. Высокая осевая скорость топливовоздушной смеси (ТВС) предотвращает ее загорание внутри корпуса.

3. Обедненная топливовоздушная смесь покидает конус горелки и подается в горящий факел. Зона обратных токов стабилизирует горение.

4. Скорость движения воздуха (в) и топлива (т) защищает поверхность металла от пламени факела.

Благодаря тому что обтекающий EV-горелку холодный воздух для горения поступает вовнутрь и факел не имеет контакта с корпусом горелки, последняя остается сравнительно холодной и не подвергается износу. EV-горелка пригодна для смешанного режима сжигания газообразного и жидкого топлива. При работе на жидком топливе оно распыляется на вершине конуса и перемешивается с воздухом для сжигания.

Работая на природном газе без впрыска пара/воды, EV-горелки обеспечивают концентрацию вредных выбросов NOx менее 25 ррm, а при работе на жидком топливе эти значения могут быть около 42 ррm.

Дата добавления: 2014-05-02; просмотров: 656; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!