kot - Kopia.pdf - kotły - agro_3

1. Co to jest kocioł i do czego służy?

Kocioł- Urządzenie służące do konwersja energii chemicznej, zawartej w paliwie, do energii

cieplnej przekazywanej w kotle czynnikowi roboczemu.

• Czynnikami roboczymi są gorąca woda (olej) lub para wodna.

• Kocioł złożony jest z paleniska oraz wymienników ciepła, odbierających energię cieplną od

płomienia oraz spalin i przekazujących tą energię czynnikowi roboczemu.

• Czynnik jest następnie transportowany do miejsca wykorzystania zawartej w nim energii cieplnej

(turbina, technologia, ciepłownictwo).

• Po wykorzystaniu energii cieplnej czynnik jest kierowany z powrotem do kotła (układ zamknięty)

lub tracony (układ otwarty).

2. Różnice w budowie pomiędzy kotłem wodnym i parowym.

Kocioł parowy- urządzenie, w którym ogrzewana woda zamienia się (pod działaniem ciepła

doprowadzonego z zewnątrz) w parę wodną o ciśnieniu wyższym od atmosferycznego,

wykorzystywaną do napędu parowych silników tłokowych i turbin lub do ogrzewania.

W skład kotła parowego wchodzą : palenisko, parownik, przegrzewacz pary, podgrzewacz wody,

podgrzewacz powietrza, armatura, osprzęt, urządzenia do wytwarzania ciągu, urządzenia do

oczyszczania wody oraz konstrukcja nośna (nie zawsze wszystkie zespoły stosowane są w kotłach

parowych).

3. Rola i zadania kotła w energetyce przemysłowej i zawodowej.

4. Budowa kotła wodnego i parowego płomienicowo-płomieniówkowego (palenisko, układ

powierzchni ogrzewalnych, urządzenia pomocnicze).

Płomienica - powierzchnia ogrzewalna wykonana z rury falistej lub gładkiej o średnicy 600÷1800

mm, w której spaliny omywają powierzchnię wewnętrzną .

Płomieniówka - powierzchnia ogrzewalna z rury o średnicy 30÷70 mm, w której spaliny omywają

powierzchnię wewnętrzną .

Cechy płomienica/płomieniówka:

-ograniczona wydajność (max. kilkanaście t/h lub kilkadziesiąt MWt)

- przemysł, ciepłownictwo

- ograniczone ciśnienie (max.ok.5MPa). Wyższe ciśnienie=większa grubość ścianki

płomienicy,"lepsza"stal =wyższe koszty.

Budowa wodna : paleniska (płomienicy: podgrzewacza wody lub parownika), płomieniówek,

rzadko występuje przegrzewacz pary i podgrzewacz wody.

5. Budowa kotła parowego wodnorurowego z paleniskiem rusztowym (palenisko, układ

powierzchni ogrzewalnych, urządzenia pomocnicze).

Budowa: feston, podgrzewacz wody, komora paleniskowa, ruszt mechaniczny;

Węgiel z zasobnika przykotłowego jest dostarczany bezpośrednio na ruszt.

Cechy wodnorurowy:

-brak ograniczeń wydajności i ciśnienia (limitowane wytrzymałością stali)

-Kotły nadkrytyczne>30MPa; energetyka przemysłowa/zawodowa.

6. Budowa kotła parowego wodnorurowego z paleniskiem pyłowym (palenisko, układ

powierzchni ogrzewalnych, urządzenia pomocnicze).

Budowa: walczak,podgrzewacz wody, feston, komora paleniskowa, skrzynia powietrza,

podgrzewacz pary, ruszt mechaniczny, wentylator podmuchowy.

Węgiel z zasobników podawany jest za pomocą podajników węgla, których zadaniem jest

regulowanie strumienia węgla do młynów, skąd w postaci pyłu dostarcza się go wraz z powietrzem

do kotła. Proces spalania zachodzi w komorze paleniskowej. Wymiana ciepła między produktami

spalania między wodą a parą odbywa się za pomocą powierzchni ogrzewalnych:

-opromieniowanych (wym.ciepła w drodze promieniowania);

-konwekcyjnych (wym.ciepła na drodze konwekcji).

7. Budowa kotła parowego wodnorurowego z paleniskiem fluidalnym (palenisko, układ

powierzchni ogrzewalnych, urządzenia pomocnicze).

8. Rodzaje komór palenisko wych do spalania pyłu (opis, schematy).

a). palniki naścienne na dwóch ścianach komory

b). palniki naścienne na jednej ścianie komory

c). palenisko tangencjalne – palniki w narożach komory

d). palenisko typu ‘turbo’ (do „trudnych” paliw) do „trudnych” paliw (VM <20% - antracyt, koks

ponaftowy itd.)

e). palenisko cyklonowe

f). palenisko ‘łukowe’

g). palenisko stropowe wydłużają czas przebywania paliwa w strefie wysokich temperatur =

mniejszy niedopał

9. Charakterystyka s palania paliwa w postaci pyłu (przygotowanie i podawanie paliwa,

stosowane paliwa, ograniczenia, wartości charakterystyczne, wady i zalety itd.)

Przygotowanie paliwa do spalania polega na jego osuszeniu, rozdrobnieniu i transporcie pyłu do

palników. Mieszanina pyłu po doprowadzeniu do komory paleniskowej ma temp. 70-80 o C w

przypadku pyłu węgla kamiennego, 120-140 o C w przypadku pyłu węgla brunatnego i musi być

dalej podgrzewana ciepłem spalin. Zachodzi to dzięki recyrkulacji z spalin wnętrza komory

paleniskowej do strefy zapłonu pyłu.

*spalanie zmikronizowanego paliwa (zmielonego w młynach do wielkości maksymalnie 200-

300μm) w strumieniu powietrza gorącego (250-350 o C) w postaci żagwi

• suszenie paliwa:

-węgiel brunatny - rurosuszarki (pobór przez okna do poboru, z górnej części paleniska, spalin i

dodanie we współprądzie surowego węgla)

- węgiel kamienny – suszenie gorącym powietrzem w młynie

• palniki – szczelinowe lub wirowe, montowane najczęściej w narożach (układ tangencjalny) lub na

ścianach (układ naścienny, frontowy)

• do uruchomienia kotła z paleniskiem pyłowym służą rozruchowe palniki olejowe lub gazowe

• wartości charakterystyczne paleniska pyłowego – objętościowe obciążenie cieplne kW/m3,

obciążenie cieplne pasa palnikowego kW/m 2 ściany, obciążenie cieplne przekroju komory

paleniskowej kW/m 2 przekroju, temperatura spalin na wylocie z paleniska – poniżej temperatury

mięknięcia popiołu (dla węgla kamiennego <1200 o C, dla węgla brunatnego <1000 o C)

•ważny parametr – zawartość części lotnych w paliwie i podatność przemiałowa

•maksymalna temperatura w palenisku:

-kotły rusztowe i pyłowe - do 1700 o C

-do kotłów o średnich i dużych mocach cieplnych (od ok. 50 do ponad 2000 MWt)

10. Charakterystyka spalania paliwa na ruszcie taśmowym i schodkowym (przygotowanie i

podawanie paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia, wartości charakterystyczne, wady i

zalety itd.)

•spalanie węgla sortyment miał energetyczny (do 25mm) na ruszcie (stałym lub ruchomym),

rzadziej w objętości i na ruszcie (palenisko narzutnikowe)

•powietrze przepływające od spodu rusztu przez warstwę paliwa służy także do chłodzenia rusztu

(ograniczenie temperatury powietrza do ok. 120 o C)

•do ustalania grubości warstwy węgla na ruszcie służy warstwownica

•do uruchomienia kotła z paleniskiem rusztowym nie są potrzebne palniki rozruchowe; do

podtrzymania spalania potrzebne sklepienie zapalające

•ogrzanie, odgazowanie paliwa i zapłon następuje od ciepła wypromieniowanego przez sklepienie

zapalające

•wielkości charakterystyczne – masowe obciążenie rusztu (kg/m 2 ) i cieplne obciążenie rusztu

(kW/m 2 )

•ważny parametr paliwa – spiekalność węgla

Zalety:

-łatwo mogą być uruchamiane i odstawiane;

-nie wymagają zbyt wysoko wykwalifikowanej obsługi;

-mogą pracować z małym obciążeniem, w szerokim zakresie obciążeń;

-mogą być eksploatowane przy niskim stopniu wykorzystania środków automatyki.

Wady:

-stosunkowo małe objętościowe obciążenie cieplne komory w porównaniu z paleniskami

pyłowymi;

-mała szybkość obciążenia paleniska;

-spiekanie się paliw na ruszcie, co powoduje , ze powietrze dostarczane pod ruszt nie omywa

wszystkich cząstek węgla, powstaje przez to strata ciepła na skutek niecałkowitego spalania;

-przy spalaniu węgla o dużym rozdrobnieniu warstwa paliwa na ruszcie ma małą porowatość, co

wspomaga ubijające działanie warstwownicy(ruszt.taśmowy), a w konsekwencji utrudnia przepływ

powietrza przez warstwę, ponadto drobne cząsteczki przesuwające się przez ruszt i niespalone są

usuwane wraz z żużlem , powodując straty ciepła w skutek niecałkowitego spalania.

11. Charakterystyka spalania paliwa w palenisku narzutnikowym (przygotowanie i

podawanie paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia, wartości charakterystyczne, wady i zalety

itd.)

Budowa: taśmowy ruszt przeciwbieżny;narzutników umieszczonych nad rusztem w przedniej

ścianie komory i dozowników węgla.

Spalanie łączy w sobie częściowe spalanie w palenisku pyłowym i warstwowym.Paliwo

doprowadzone przez narzutnik do komory paleniskowej przed spadnięciem na ruszt ulega

wysuszeniu,odgazowaniu i zapaleniu od promieniowania płomienia i ścian komory paleniskowej

oraz palącej się na ruszcie warstwy paliwa.Na ruszcie dopalają się drobniejsze cząstki paliw i

spalają najgrubsze. Najdrobniejsze spalają się całkowicie w zawieszeniu bądź są unoszone wraz ze

spalinami z komory paleniskowej, powodując przy tym zwiększenie straty ciepła w skutek

niecałkowitego spalania.

Zalety:

•połączenie spalania paliwa w objętości (jak w palenisku pyłowym) i na ruszcie, dzięki temu

zwiększa się moc cieplna paleniska (obciążenie cieplne) = większa wydajność kotła w stosunku do

‚czysto’ rusztowego;

*większa elastyczność pracy ponieważ wydajność jego reguluje się przede wszystkim szybkością

narzutu.

Wady:

•duża emisja lotnego pyłu, problem niecałkowitego spalania paliwa

•bardziej skomplikowana konstrukcja w porównaniu do paleniska rusztowego

•często stosowane w USA, rzadko w Polsce

12. Charakterystyka spalania paliwa w palenisku fluidalnym (przygotowanie i podawanie

paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia, wartości charakterystyczne, wady i zalety itd.)

Cechy procesu spalania w kotłach fluidalnych:

a) bezpośredni kontakt cząstek z intensywną wymianą masy i ciepła, zapewnia wyrównaną

temperaturę w złożu,

b) bezpośrednie podawanie sorbentów do złoża, umożliwia skuteczną kontrolę emisji

zanieczyszczeń gazowych (SO 2 i HCl),

c) łatwość kontroli temperatury złoża przez dozowanie paliwa, powietrza i odbiór ciepła,

d) duża pojemność cieplna złoża, umożliwiająca spalanie paliw gorszej jakości, w tym

zawilgoconych, z dużą zawartością substancji mineralnej i odpadów.

ZALETY :

-Elastyczność paliwowa (odpadowe-odcieki, muły, odpady poflotacyjne, biomasa,

wysokozapopielone węgle) zamiast mielenia-kruszenie;

- Wiązanie SO 2 w złożu

- Niska emisja NOx (niska temperatura spalania ok. 850-900°C - łatwe odsiarczanie o skuteczności

do 95%, mniejsze o 50-80% emisje NOx);

- Łatwość prowadzenia

- Niewielkie żużlowanie

-Ograniczona korozja

- Łatwość przygotowania paliwa

- mniejsze koszt eksploatacji;

•-Wysoka sprawność spalania ~99% (mieszanie turbulentne, długi czas przebywania cząstek paliwa

w komorze paleniskowej)

• Kompaktowa, ekonomiczna budowa

• Mniejsze koszty eksploatacji

WADY:

- Wyższa moc wentylatora

-Większe pole przekroju kotła

-Większe powierzchniowe straty ciepła

- Mniejsza sprawność spalania

-Większa erozja

13. Krotność cyrkulacji złoża – definicja, skład złoża fluidalnego, zadania.

Krotność cyrkulacji- stanowi jeden z podstawowych parametrów obiegu wody i ozn. ile razy masa

1kg wody musi przepływać przez ogrzewane rury parownika, aby zmieniła się całkowicie na parę

wodną o stopniu suchości x=1.

ZADANIA:

-odbiór ciepła z dolnej części paleniska w celu utrzymania temperatury w tej strefie na poziomie

8500C,

-przenoszenie ciepła oraz pośrednictwo w przekazywaniu ciepła do powierzchni ogrzewalnych

zlokalizowanych w komorze paleniskowej,

-wpływanie na proces mieszania się gazu i ziaren, co prowadzi także do wzrostu czasu pobytu obu

czynników w palenisku.

Na osiągnięcie wymaganego współczynnika Kr wpływają:

1.wartość opałowa paliwa,

2.proporcje między powietrzem pierwotnym i wtórnym,

3.skuteczność separacyjna cyklonu,

4.temperatura warstwy.

Wzrost wartości pierwszych trzech parametrów prowadzi do wzrostu wymaganej Kr. Jedynie

wzrost temperatury warstwy w nieznacznym stopniu zmniejsza wymaganą Kr.

Osiągnięcie i utrzymanie w warunkach pracy kotła wymaganej wartości Kr zależy głównie

od:

1.granulacji i rodzaju materiałów sypkich tworzących warstwę fluidalną,

2.obciążenia cieplnego kotła,

3.ilości materiału złoża wypełniającego komorę paleniskową.

Ostatni parametr przy odpowiedniej ziarnistości materiału sypkiego złoża wykorzystywany jest jako

zasadniczy czynnik wpływający na dostosowanie Kr, koniecznej w przypadku zmian obciążenia.

14. Zalety i wady separacji zewnętrznej i wewnętrznej złoża fluidalnego.

• Chłodzenie parą separatorów kompaktowych cząstek złoża - to mniej wymurówek = zmniejszenie

potrzeby napraw; znaczna część wymurówek może być odlewana w fabryce, w warunkach

kontrolowanej jakości, krótszy rozruch kotła

• Prosta konstrukcja ze ścian membranowych - spawana automatycznie w warunkach

zapewniających dobre jakościowo wykonanie oraz niższe koszty ścian płaskich w stosunku do

zakrzywionych separatora

• Zmniejszenie straty promieniowania

• Mniejsza powierzchnia zabudowy dzięki konstrukcji kompaktowej (separator zintegrowany z

komorą paleniskową)

• Dzięki chłodzonej konstrukcji przemieszczenia separatora i komory paleniskowej, związane z

rozszerzalnością cieplną, są zminimalizowane

• Separatory chłodzone parą - rozszerzalność cieplna wynosi jedynie 10 do 15% wartości przy

zastosowaniu rozwiązania nie chłodzonego - prostsze kompensatory oznaczają mniej napraw i

przeglądów.

15. Zalety i wady palenisk fluidalnych ze złożem cyrkulującym.

Zalety:

1.Spalanie wysokozapopielonych paliw bez konieczności pracy palników wspomagających.

2.Możliwość zagospodarowania palnych odpadów przemysłowych i komunalnych do produkcji

energii cieplnej.

3.Możliwość uzyskania minimalnego obciążenia paleniska (ok. 35%) bez palników

wspomagających.

4.Niski nadmiar powietrza w komorze paleniskowej 15-20%.

5.Możliwość szybkich zmian obciążenia kotła - podobnie jak w kotłach pyłowych (5-7% / min.).

6.Możliwość ponownego wejścia na obciążenie nawet po kilkunastu godzinach postoju bez użycia

paliwa rozpałkowego.

7.Brak młynowni, z uwagi na to, że paliwo jest kruszone, a nie mielone.

8.Suche odprowadzenie popiołu (z odbiorem ciepła) z komory paleniskowej z możliwością jego

dalszego stosowania.

Wady:

1. Z powodu utrzymania ‘wrzącego’ złoża fluidalnego konieczne jest użycie dużej mocy

wentylatorów powietrza (duży spręż).

2. Dla węgli wysokozapopielonych rozbudowana instalacja popiołowa wraz z przynależnymi

urządzeniami (chłodnice, separatory i młyny popiołowe).

3. Długi rozruch kotła za stanu zimnego – 6.5–7h (gruba wymurówka-tylko cyklon gorący).

4. W przypadku spalania paliw dobrych i o niskiej zawartości popiołu wymagane jest

doprowadzenie do komory paleniskowej odpowiedniej ilości materiału inertnego w celu utrzymania

krotności cyrkulacji i właściwej wymiany ciepła.

5. W przypadku odstawiania kotła do remontu konieczny jest długi czas związany z chłodzeniem

wymurowanych części kotła (lej komory paleniskowej, cyklony, syfon, schładzacz popiołu)

16. Budowa, zasada działania i cechy charakterystyczne przegrzewacza typu INTREX.

Przegrzewacz ostatniego stopnia typu INTREX. - wymiennik ciepła umieszczony na końcu kanału

nawrotu złoża do komory paleniskowej

kot - Kopia.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: