Wykład 1, Akademia morska w Szczecinie, eso, V semestr, kotły
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
wykład 1
Jednostki wg układu SI: (obowiązują od 01.01. 1966 r.)
Temperatura bezwzględna -273,15
o
C = O
o
K 1
o
C = 1
o
K,
1
o
F (Fahrenheit) = 5/9
o
C
1
o
R (Reaumur a) = 5/4
o
C
1
o
Rank (Rankina) = 5/9
o
C
ciśnienie : Pascal [Pa] 1Pa = 1N/m
2
(siła Niuton 1N=kg
·
m/s
2
) MPa=10
6
Pa=9,81 bar
bar = 10
5
Pa, kG/m
2
, kG/cm
2
(atmosfera techniczna „at”), 1MPa=10,2 kG/cm
2
-atmosfera fizyczna [atm]=0,98[bar], milimetr słupa rtęci [mmHg=Tr]=750,06 bar
1 kG/cm
2
= 0,98 bar
długość [m ]
objętość [m
3
]
powierzchnia [m
2
]
masa [kg ], mol , 1 mol może być stosowany tylko do substancji o znanym wzorze chemicznym. 1 mol
zawiera liczbę cząsteczek równą liczbie atomów węgla C
12
zawartych w takim zespole, którego masa
spoczynkowa w normalnych warunkach energetycznych wynosi 0,012 kg. W normalnych warunkach 1 mol
gazu zajmuje objętość 22,4 dm3 (litra)
Warunki normalne: 273 K, 101325Pa (1013,25 hPa)
Na jeden mol przypada 6,02283
∙
10
23
cząsteczek → liczba Avogadro
siła F [newton] [N] 1N=1kg
∙
1 m / s
2
praca L J = N
∙
m
energia E, ciepło Q, egzergia B dżul[J], kaloria[cal]=4,187[J]
entalpia I = U + p
·
V (jest to suma energii wewnętrznej i energii przetłaczania)
entropia S, ds = dQ/T J/K= kg
∙
m
2
/ s
2
∙
Kmol parametr stanu (
S.Wilk str 94
)
sekunda [sec], [s]
Podstawowe poj
ę
cia termodynamiki
objętość właściwa v = V/m [m
3
/kg] , gęstość
ρ
= m/V →
ρ = 1/v
ciężar właściwy γ
c
= F/V [N/m
3
] , γ
c
=g
·
ρ
ciepło właściwe c
p
i c
v
Stopień suchości pary
Parametr określający zawartość pary nasyconej w parze mokrej (mieszaninie cieczy nasyconej i pary
nasyconej suchej).
gdzie:
m
p
- masa fazy gazowej (pary nasyconej suchej)
m
c
- masa fazy ciekłej (cieczy nasyconej) w parze mokrej.
1
wykład 1
Parametry opisujące kocioł: -
str 19-30
1.
ilość i parametry produkowanej pary : wydajność, ciśnienie i temperatura
2.
wymiary kotła
3.
własności eksploatacyjne
Ad 1
. Parametry :
Wydajność kotła D [ kg/h] – ilość pary na godzinę:
- maksymalna wydajność kotła D
max
, jest to największa ilość pary jaką kocioł może
wytwarzać w jednostce czasu w sposób ciągły
- wydajność ekonomiczna D
ek
lub D
nom
- wydajność minimalna D
min
Ciśnienia:
Ciśnienie dopuszczalne
p
d
- najwyższe ciśnienie pod jakim kocioł został dopuszczony do eksploatacji przez
klasyfikatora. Na to ciśnienie ustawione są zawory bezpieczeństwa. Różne elementy kotła mają różne
ciśnienia dopuszczalne, wynika to z koniecznych eksploatacyjnie spadków ciśnień.
Ciśnienie obliczeniowe
p
o
– najwyższe ciśnienie jakie może panować w czasie eksploatacji w danym
elemencie kotła.
Ciśnienie robocze kotła
p
r
- średnie ciśnienie mierzone w walczaku parowo-wodnym. Jest ustalone poniżej
ciśnienia otwarcia zaworów bezpieczeństwa p
r
= 0.95 p
o
. Dla celów eksploatacji jako ciśnienie przyjmuje
się ciśnienie za przegrzewaczem (4-6% niższe)
ciśnienie wody zasilającej
p
z
=(1,1
÷
1,2)p
o
Temperatura pary.
W kotłach pomocniczych produkujących parę do celów grzewczych para opuszczająca kocioł jest nasycona
czyli temperatura zależy od ciśnienia roboczego w kotle.
Kotły główne zasilające silniki główne parowe silniki tłokowe i turbiny parowe produkują parę przegrzaną.
W starych kotłach płomieniówkowych przy p
r
. 1,57-1,77 MPa t = 300
÷
320
o
C
Dla kotłów sekcyjnych p = 2,95
÷
3,54 MPa t = 400
o
C
Współczesne kotły stromo rurkowe t = 510
÷
525
o
C a nawet dzięki zastosowaniu komór spalania
fluidalnego powyżej 600
o
C.
Ad2. - wymiary kotła
Powierzchnia ogrzewalna H
– jest to całkowita powierzchnia ścian omywanych z jednej strony spalinami z
drugiej czynnikiem ogrzewanym w m
2
. Powierzchnię mierzy się osobno dla kotła właściwego,
podgrzewacza wody, przegrzewacza pary
Pojemność wodna V
w
– jest to zawartość wody w kotle przy wypełnieniu go do najniższego poziomu wody
Przestrzeń parowa V
p
– jest to objętość walczaka parowo-wodnego, którą w czasie pracy wypełnia para.
Powierzchnia zwierciadła wodnego F
w
– (powierzchnia odparowania) – pole płaszczyzny oddzielającej
przestrzeń parową od wodnej w walczaku parowo-wodnym
2
wykład 1
Przestrzeń zasilania Vz
[m
3
] - jest to przestrzeń zawarta między płaszczyznami najwyższego i najniższego
poziomu wody w walczaku parowo-wodnym
Najniższy poziom wody
!
Masa kotła
– mierzy się bez urządzeń pomocniczych: pompy, dmuchawy zbiorniki paliwa, itd
Objętość kotła
– Vk- jest to objętość bez urządzeń pomocniczych.
Ad3
. własności eksploatacyjne
Natężenie powierzchni ogrzewalnej
; rozróżnia się
natężenie masowe
oraz
natężenie cieplne
powierzchni
ogrzewalnej kotła.
Natężenie masowe
wyraża stosunek maksymalnej trwałej wydajności kotła do jego powierzchni
ogrzewalnej.
Natężenie cieplne
określa ilość ciepła przekazywaną przez 1m
2
powierzchni w ciągu 1 godziny –
str 26
Ilość spalanego paliwa
B [kg/h]
Wielokrotność odparowania
x = D/B
Obciążenie komory spalania
- natężenie spalania – jest to stosunek całkowitej ilości ciepła doprowadzonego
do kotła w jednostce czasu do objętości komory spalania.
Obciążenie przestrzeni parowej R
wyraża się stosunkiem objętości pary produkowanej przez kocioł w
jednostce czasu do objętości przestrzeni parowej.
Obciążenie powierzchni zwierciadła wodnego Rf
wyraża się stosunkiem objętości pary produkowanej przez
kocioł do powierzchni zwierciadła wody w walczaku parowo-wodnym kotła.
Jednostkowa masa kotła
m = M
k
/D
max
[kg
·
h/ kg]
Jednostkowa objętość kotła
v
j
= V
k
/ D
max
[m
3
·
h /t]
3
Wykład nr 2
GŁÓWNE KOTŁY PAROWE
Kotły, podział, typy kotłów, układy siłowni kotłowych.
1.
KOTŁY PŁOMIENIÓWKOWE -
str 66
Kotły płomieniówkowe – duża pojemność wodna, prostota budowy, bezpieczna obsługa. Duża
bezwładność cieplna stąd długotrwałe rozpalanie i utrudnione zmiany wydajności. Ciśnienie robocze
od 1,47 do 1,57 MPa. Średnica korpusu do 5 m. Blachy do 40mm. Powierzchnia ogrzewalna od 60
do 300 m2. Niewielka wydajność 1,5 do 8 t/h – konieczność montowania kilku kotłów. Sprawność
od 75%, po zamontowaniu podgrzewaczy i przegrzewaczy do 83%. Niebezpieczeństwo wybuchu w
przypadku pęknięcia poszycia. Mniejsza wrażliwość na przerwy w zasilaniu. Łatwość obsługi, mała
wrażliwość na zanieczyszczenia wody, wygodny dostęp do płomieniówek w celu czyszczenia
2.
Kotły opłomkowe (wodnorurkowe) – duża elastyczność pracy ale wymagają starannej obsługi.
Dzielą się na : sekcyjne i stromorurkowe -
schemat kotła str. 11
3.
Kotły kombinowane płomieniówkowo-opłomkowe
4.
Kotły o naturalnej cyrkulacji wody i wymuszonej cyrkulacji wody.
5.
Kotły przepływowe
6.
Kotły specjalne : dwuobiegowe, dwupaliwowe itd
1.
Płomieniówkowe.
1
Wykład nr 2
- najstarsze konstrukcje nitowane i spawane (Kocioł szkocki)
-podniesienie sprawności przez zamontowanie przegrzewaczy, podgrzewaczy wody podgrzewaczy
powietrza
-przegrzewacze montowane są w komorze dymowej, w płomieniówkach lub komorze zwrotnej
podgrzewacze wody – ekonomizery umieszczone są wysoko w przewodzie kominowym. temperatura
podgrzania wody dochodzi do 130
Ô
140
o
C przy p=1,57 MPa.
Nad podgrzewaczem wody umieszcza się podgrzewacze powietrza (90
Ô
130
o
C). daje to zwiększenie
sprawności kotła, polepszenie spalania i chroni elementy komory spalania.
Jednostkowa masa kotła wynosi 12
Ô
20 [kg/kg
·
h]
2
[ Pobierz całość w formacie PDF ]