Budowa i zasada dziaania kotw typu CFB 667 i CFB 997

1. Charakterystyka problemu i cel pracy.

Z wielu procesw wytwarzania energii zasadnicze znaczenie posiada produkcja energii elektrycznej i cieplnej.

Krajowe obiekty energetyczne to elektrownie wytwarzajce gwnie energi elektryczn, elektrociepownie produkujce energi elektryczn i ciepo na cele grzewcze. Produkcja ta przebiega w obiektach zawodowej energetyki lub elektrociepowniach i ciepowniach przy duych zakadach przemysowych jak: huty, kopalnie, zakady chemiczne.Elektrownia jest obiektem zoonym skadajcym si z rnych zespow maszyn i urzdze speniajcych okrelone funkcje w procesie technologicznym wytwarzania energii elektrycznej i ciepa. Podczas procesu wytwarzania energii elektrycznej stale dy si do poprawienia sprawnoci obiektw energetycznych i zainstalowanych na nich urzdze.

Naukowcy dc do poprawy sprawnoci obiektw energetycznych przeprowadzaj szereg skomplikowanych bada i testw. Wikszo problemw uwidacznia si jednak podczas wieloletniej eksploatacji kotw, turbin oraz innych urzdze wykorzystywanych do produkcji energii elektrycznej.

Jednym z wielu sposobw podniesienia sprawnoci kotw parowych, jest zmniejszenie straty kominowej za pomoc odzyskania czci ciepa ze spalin i przekazania go do podgrzania powietrza potrzebnego w procesie spalania. Do tego celu, w kotach fluidalnych instaluje si rurowe i obrotowe podgrzewacze powietrza ze wstpnym podgrzewem parowym.

2. Budowa i zasada dziaania kotw typu CFB 667 i CFB 697.

2.1. Kocio fluidalny z cyklonami typu CFB 667.

Rys.2.1. Kocio fluidalny CFB 667 z gorcymi cyklonami [3].

Przedsiwzicie Foster Wheeler na blokach nr 1, 2 i 3 w Elektrowni Turw S.A. wykorzystuje klasyczny wariant kota z cyrkulacyjn warstw fluidaln, w ktrym gorce cyklony usytuowane s pomidzy komor paleniskow a cigiem konwekcyjnym [3]. Podstawowymi elementami kotw CFB 667 s: - komara spalania,

- cyklony, - ukad nawrotu,- II cig kota.

W skad komory spalania wchodz: - dystrybutor powietrza z dyszami,

- cz dolna z wykadzin ogniotrwa, - cz grna (rury ekranowe)Skrzynia powietrzna poczona jest z komor spalania poprzez chodzony wod dystrybutor powietrza z dyszami rozprowadzajcymi powietrze w komorze. W kotach fluidalnych typu CFB 667 zastosowano nowy ukad dysz - dysze strzakowe. Zadaniem tych dysz jest zapewnienie rwnomiernego rozpywu powietrza pierwotnego w przekroju poprzecznym dolnej czci komory spalania. Odpowiednie uksztatowanie dysz nie powoduje przesypu materiau sypkiego do skrzyni powietrza.

Z uwagi na redukcyjn atmosfer w dolnej czci komory spalania obszar ten wyoony jest mas ogniotrwa odporn na cieranie. Podstawow cech charakterystyczn warstwy fluidalnej w dolnej czci komory jest obecno gstej fazy materiau sypkiego. Struktura warstwy w tej czci przypomina burzliw warstw pcherzykow [3,4]. Dziki niej wystpuj lepsze wskaniki mieszania paliwa z powietrzem, wiksza stabilno procesu spalania oraz dusze czasy pobytu popiou, paliwa i ziaren sorbentu. Powietrze wtrne podawane jest w tej czci na dwch poziomach. Niszy poziom znajduje si na wysokoci 0,5 m ponad rusztem, a wyszy 2,3 m powyej rusztu. Materia sypki cyrkulujcy w kotle podawany jest poprzez syfon rwnie do czci dolnej.

Cz grna komory spalania wykonana jest ze szczelnych cian membranowych. Tylne ciany komory paleniskowej odginaj si i tworz strop komory. Przegrzewacz I typu Omega i przegrzewacz II skrzydekowy znajduj si w grnej czci komory spalania.

Materia sypki unoszony przez spaliny kierowany jest do dwch cyklonw. Spaliny razem z mniejszymi ziarnami kierowane s do cigu konwekcyjnego, natomiast odseparowany cyrkulujcy materia przepywa do ukadu nawrotu. Cyklon stanowi kluczowy element kota z cyrkulacyjn warstw fluidalna. Konstrukcja cyklonw na blokach 1-3 uwzgldnia dowiadczenia Foster Wheeler i innych firm w zakresie poprawy skutecznoci separacji, a mianowicie przeduenie dugoci grnej rury dolotowej we wntrzu cyklonu oraz przeniesienie jej osi wzgldem osi cyklonu [3].

W drugim cigu kota zabudowane zostay nastpujce urzdzenia:

- trzeci przegrzewacz pierwotny SH3

- dwa przegrzewacze wtrne RH1 i RH2

- podgrzewacz wody

- rurowy podgrzewacz powietrza.

Powietrze do procesu spalania, podawane jest za pomoc: dwch wentylatorw powietrza pierwotnego, oraz dwch wentylatorw powietrza wtrnego. Przed dostaniem si powietrza do komory spalania nastpuje wstpny podgrzew powietrza, za pomoc podgrzewaczy kaloryferowych, oraz waciwy podgrzew, poprzez zainstalowany w drugim cigu kota rurowy podgrzewacz powietrza, w ktrym nastpuje wymiana ciepa. Ciepo do podgrzewu powietrza uzyskuje si ze spalin wytworzonych podczas procesu spalania paliwa w komorze paleniskowej.2.2.Kompaktowy kocio fluidalny typu CFB 697.

Rys. 2.2. Kompaktowy kocio fluidalny wykorzystujcy wymienniki INTREX [6]. Podstawow cech wyrniajc ten typ kota jest zmieniona konstrukcja ukadu separacji ziaren materiau sypkiego od gorcych spalin oraz ukadu nawrotu odseparowanych ziaren do komory paleniskowej. Separator nowego typu, zwany separatorem kompaktowym, wykonany jest z paneli cian membranowych i wyoony wewntrz cienk wykadzin z materiau odpornego na erozj o gruboci okoo 50 mm [1]. Poprzeczny przekrj separatora jest prostoktny. Materia sypki unoszony ze spalinami wpywa do separatora przez prostoktn szczelin. Nastpnie bezporednio uderza o przeciwleg cian separatora, zmienia gwatownie kierunek przepywu i zmniejsza swoj prdko. W celu polepszenia sprawnoci separacji, rury odlotowe ze stali aroodpornej umieszczono na wylocie. Popi, ktry odseparowany jest od spalin, przepywa w d kanaem nawrotnym do zaworu skrzelowego. Separator kompaktowy oraz kana nawrotny, co warto podkreli, zintegrowane s ze cian boczn kota. Przyczynia si to do lepszego wykorzystania przestrzeni wok komory paleniskowej oraz wymaga zdecydowanie mniej miejsca na zabudow takiego kota np. w istniejcej i modernizowanej kotowni.

W celu zmniejszenia wysokoci komory paleniskowej w jej wntrzu umieszczono ciany skrzydekowe, stanowice elementy parownika. W dolnej wymurowanej czci komory paleniskowej zlokalizowano wloty wszystkich czynnikw doprowadzanych do komory paleniskowej (powietrze, paliwo, materia inertny itp.). Przejcie z dolnej, wymurowanej, czci komory paleniskowej do grnej, gdzie na cianach rozmieszczone s elementy powierzchni ogrzewalnej, wykonano z charakterystycznym odgiciem, eliminujcym erozj rur cian membranowych w tej okolicy. Pozostae elementy komory paleniskowej oraz drugiego cigu rozwizane s w sposb typowy dla konstrukcji kotw z cyrkulacyjn warstw fluidaln.

W kotach tych zastosowano kilka punktw odprowadzania popiou. Pierwszy znajduje si pod elektrofiltrem, drugi stanowi lej pod drugim cigiem. Ostatnie miejsce odbioru popiou stanowi spusty popiou, zlokalizowane w dolnej czci komory paleniskowej oraz pod omioma wymiennikami typu INTREX, a take chodzone wod przenoniki rubowe (chodnice), odprowadzajce popi do wsplnego podajnika zgrzebowego, ktry zrzuca popi do silosw popiou. Zastosowano rwnie recyrkulacj lotnego popiou spod elektrofiltrw do komory paleniskowej [1].

Kamie wapienny stosowany do odsiarczania spalin o maksymalnej granulacji 700 pm przechowuje si w zasobniku dziennym, wyposaonym w wibrujce dna uatwiajce pobieranie mczki. Mczka kamienia wapiennego wdmuchiwana jest do kota razem z wglem przez kilka punktw w celu zapewnienia rwnomiernego rozprowadzenia jej w komorze paleniskowej. Ukad zasilania wglem tworz kanay zsypowe w cianach komory paleniskowej. Dozowanie paliwa zapewniaj przenoniki rubowe.Powietrze do procesu spalania, podawane jest za pomoc: dwch wentylatorw powietrza pierwotnego, oraz dwch wentylatorw powietrza wtrnego. Zanim powietrze dostanie si do komory spalania przechodzi przez obrotowy podgrzewacz powietrza typu Multi 4-Air Preheater, w ktrym to, pakiety grzewcze odbieraj ciepo od spalin i przekazuj do kanaw powietrza pierwotnego i wtrnego. 3. Rodzaje i zastosowanie podgrzewaczy powietrza w energetyce.

W ukadzie spaliny-powietrze instalowane s rnego typu wymienniki ciepa do podgrzewania powietrza. Podgrzewanie powietrza do spalania jest form obniania temperatury spalin a tym samym obniania straty wylotowej z kota i podwyszania sprawnoci kota. Spaliny jako ostatni powierzchni wewntrz obmurza kota omywaj kotowy podgrzewacz wody. Woda na wlocie nowoczesnego kota ma temperatur 240260C, zatem spaliny opuszczajce kocio musiayby mie temperatur o kilkanacie stopni wysz. Wymiana ciepa od spalin do powietrza i wprowadzanie tego powietrza do komory paleniskowej poprawia proces spalania i podnosi jego sprawno [10].Nowoczesne koty energetyczne maj zazwyczaj dwu- lub trzynitkowy ukad podgrzewania powietrza (w ukadzie trzynitkowym rodkowa nitka wydzielona jest do powietrza pierwotnego). W takiej nitce zabudowane s:

czerpnia

parowy podgrzewacz powietrza I i II stopnia

wentylator podmuchu

regeneracyjny obrotowy podgrzewacz powietrza

kanay powietrza

W nitce spalin zabudowane s:

kana spalinowy z kota

regeneracyjny obrotowy podgrzewacz powietrza elektrofiltr

wentylator cigu

czopuch i komin

3.1. Rodzaje podgrzewaczy powietrza stosowane w energetyce.

Tab. 3.1. Rodzaje podgrzewaczy powietrza [10].Wymienniki ciepa w ukadach spaliny-powietrze - podgrzewacze powietrza

Wymienniki kotowe

(ogrzewane spalinami kota)Wymienniki ukadu cieplnego bloku

(ogrzewane par upustow)

Regeneracyjne podgrzewacze powietrzaRekuperacyjne podgrzewacze powietrzaMieszankowe podgrzewacze powietrzaRekuperacyjne podgrzewacze powietrza

regeneracyjny obrotowy podgrzewacz powietrza (ROPP) systemu Ljungsztrma

regeneracyjny obrotowy podgrzewacz powietrza (ROPP) systemu Rothemhle rurowy podgrzewacz powietrza (rura stalowa)

rurowy podgrzewacz powietrza (rura szklana)

pytowy podgrzewacz powietrza

eliwny podgrzewacz powietrza komory mieszania

rury mieszania parowy podgrzewacz powietrza (PPP)

3.1.1. Rregeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrzaWirnik osadzony na wale pionowym podparty jest od dou w oysku oporowym i napdzany silnikiem. Wirnik podzielony jest na sektory blachami sektorowymi promieniowymi. Wirniki ROPP dzieli si na 12 lub 24 sektory w zalenoci od wielkoci. Buduje si wirniki o rednicach 6802060 mm i oznacza w typoszeregu za pomoc cyfr 136 (do numeru 23 typoszeregu mamy 12 sektorw a powyej 23 mamy 24 sektory). W kadym sektorze zabudowane s kosze grzewcze w postaci pakietw blach stanowicych powierzchni wymiany ciepa. Wirnik w kierunku pionowym podzielony jest na warstwy. Zimny koniec jest jednowarstwowy o wysokoci 300 mm. Gorcy koniec moe mie od 2 do 4 warstw. Wysoko warstw moe wynosi: 300, 400, 500 mm a wynika ona z szerokoci tamy, z jakiej walcuje si blachy. Za pomoc tych wymiarw mona stworzy kad wysoko, co 100 mm (np.: Hg=400+400+400; Hz=300 mm; Hc=1500 mm). Regeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrza buduje si o wysokociach 9003200 mm. Wypenienia profiluje si z tamy stalowej na odpowiednim ukadzie walcw, wyprofilowan tam tnie si na odpowiednie dugoci w ukadzie automatycznym i ukada w pakiety grzewcze. Wypenienia gorcego koca (GK) wykonuje si z blach o gruboci 0,160,50,7 mm a wypenienia zimnego koca (ZK) wykonuje si z blach o gruboci 1,01,2 mm. Wirnik krci si z prdkoci n=1,265,25 obr/min.

Wypenienia w wirniku instaluje si w gorcym kocu od gry a w zimnym kocu z boku, poniewa na zimnym kocu moe wystpi korozja siarkowa niszczca blachy.

Regeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrza z uwagi na wysok intensyfikacj wymiany ciepa maj moliwo zabudowy wielkich powierzchni wymiany ciepa (do 200000m2), posiadaj zwart konstrukcj, niski koszt jednostkowy powierzchni wymiany ciepa oraz doskonae wskaniki ciarowe (bardzo niska waga) w zwizku, z czym stanowi podstawow konstrukcj kotowych podgrzewaczy powietrza.

Regeneracyjne obrotowe podgrzewacze powietrza posiadaj system uszczelnie promieniowych, osiowych i obwodowych w celu oddzielenia strefy spalin (pyncych w podcinieniu ps=-2500Pa) i powietrza (pyncego w nadcinieniu pp=+2500Pa). Uszczelnienia te s systemem sprystych blaszek zachowujcych szczelin moliwie ma dla minimalizacji przeciekw [10].

3.1.2. Rekuperacyjne (rurowe) podgrzewacze powietrza

Przecieki w regeneracyjnych obrotowych podgrzewaczach powietrza s trudne do uniknicia z uwagi na ruch obrotowy wirnika, dlatego dla kotw, ktrych paleniska wymagaj wysokich cinie powietrza (np. koty z rusztem fluidalnym p=180020000Pa) stosuje si rurowe podgrzewacze powietrza. Zajmuj one jednak due powierzchnie i maj due masy.

Rekuperacyjne podgrzewacze powietrza buduje si w postaci pczkw rurowych osadzonych w dnach sitowych. Wykonuje si je z rur o rednicy d=4144,555,1mm i o dugoci l=6000mm. Ukada si je w miar potrzeb w kilku pczkach. Zazwyczaj rury usytuowane s pionowo, przepyw spalin odbywa si z gry na d wewntrz nich a powietrze pynie w przestrzeni midzyrurowej co zmniejsza erozj popioow. Rury te s gadkie, nie oebrowane. W ukadzie poziomym (horyzontalnym) przez poziomo usytuowane rury zamocowane w dnach sitowych pynie powietrze a rury omywane s pyncymi spalinami. Rurowe podgrzewacze powietrza maj zawsze rury osadzone w dnach sitowych nie stosuje si rozwiza z kolanami.

3.1.3. Pytowe podgrzewacze powietrza.

Pytowe podgrzewacze powietrza skadaj si z pyt o gruboci g=1,11,2mm odpowiednio zdystansowanych (na ok. 30mm). Jedn kieszeni pynie powietrze a drug spaliny. Wymienniki te stosuje si w ukadach turbin gazowych nie stosuje si ich w ukadach kotowych.

3.1.4. eliwne podgrzewacze powietrza.

Rozwizanie stosowane dawniej (dzi ju nie stosowane) w maych kotach przewanie rusztowych. Wymienniki zbudowane z rury eliwnej oebrowanej z zewntrz o dugoci 150025003000mm czonej kolankami skrcanymi rubami w przestrzeni midzyebrowej, z zewntrz omywane spalinami a od wewntrz powietrzem, przy czym kolanka umieszczano poza stref spalin. Gwn zalet tego systemu bya wysoka odporno na korozj siarkow i erozj. Wad by duy ciar oraz sabo rozwinita powierzchnia wymiany ciepa.

3.1.5. Parowe podgrzewacze powietrza.

Parowe podgrzewacze powietrza s nieodzownym elementem ukadw wytwarzajcych par o wysokich parametrach. Zadaniem parowych podgrzewaczy powietrza jest wstpne podgrzanie powietrza przed kotowym podgrzewaczem powietrza co zapobiega niskotemperaturowej korozji siarkowej zimnego koca ROPP (podniesienie temperatury blach wypenie powyej temperatury punktu rosy kwasu siarkowego). Parowe podgrzewacze powietrza umoliwiaj dodatkowo przedmuch i suszenie ROPP oraz kota po myciu lub remontach, gdy mog funkcjonowa, gdy blok macierzysty jest odstawiony (zasilanie par ze wsplnego kolektora dla kilku blokw).Parowe podgrzewacze powietrza s wymiennikami rekuperacyjnymi typu powietrze-para wodna. Z uwagi na to, e powietrze jako gaz posiada niski wspczynnik wnikania ciepa, dla intensyfikacji wymiany ciepa powierzchnia wymiany ciepa od strony powietrza jest dodatkowo rozwijana przez stosowanie oebrowania lamelowego lub spiralnego. Powietrze pynie w przestrzeni midzyebrowej natomiast para wodna pynie wewntrz rur, przy czym powierzchnia od strony pary nie jest rozwinita. Oebrowanie pozwala zwikszy powierzchni 1030 razy w zalenoci od zastosowanej podziaki i wysokoci ebra [10].

Ze wzgldu na parametry kotw stosowanych w dzisiejszej dobie, do podgrzewu powietrza wykorzystuje si obrotowe i rurowe podgrzewacze powietrza ze wstpnym podgrzewem parowym.4. Opis podgrzewacza powietrza Multi 4-Air Preheater, systemw nadzorujcych oraz jego trybu pracy

Rys. 4.1. Obrotowy podgrzewacz powietrza w trakcie montau w kotle CFB 697 [6].Obrotowy podgrzewacz powietrza pracuje na zasadzie regeneracyjnej wymiany ciepa. Oznacza to, e energia cieplna zawarta w gazach spalinowych przekazywana jest do powierzchni grzewczych, ktra peni rol elementu magazynujcego ciepo, a nastpnie oddawana jest do powietrza w strumieniu przeciwprdowym. Zespoy pyt grzewczych zainstalowane w wirniku skadaj si z pyt o rnych ksztatach uoonych w warstwy. Powierzchnia grzewcza jest dobrana w taki sposb, aby przy zachowaniu moliwe najmniejszego ubytku cinienia zachowana bya najwysza sprawno cieplna.

Regeneracyjny wymiennik ciepa skada si z wirnika wyposaonego w powierzchni grzewcz, z obudowy z elementami poczeniowymi sucymi do wprowadzania i rozpraszania pierwotnego i wtrnego powietrza i gazu oraz z systemu uszczelniajcego redukujcego przepyw powietrza do strumienia gazw.

Podczas gdy wirnik powoli si obraca wok osi pionowej, powierzchnia ogrzewania regeneracyjnego zlokalizowana wewntrz strumienia gazw odbiera ciepo, a w tym samym czasie powierzchnia grzewcza zlokalizowana w obrbie strumienia powietrza oddaje energi ciepln do pierwotnego i wtrnego strumienia powietrza. Proces ten zachodzi w przepywie przeciwprdowym; gorcy gaz wprowadzany jest do wymiennika gaz/gaz od gry, wprowadzone powietrze przepywa przez wymiennik w kierunku od dou do gry.

Dwa kanay powietrza wtrnego poprowadzone s z prawej i z lewej strony kanau powietrza pierwotnego.

4.1. Wirnik i obudowa

Wirnik wykonany jest w technologii spawanej; skada si on z promienicie i obwodowo uoonych blach tworzcych przedziay. W przedziaach tych znajduj si pakiety grzewcze. Blachy wirnika uoone promieniowo oraz konierz na grze i na dole blach obwodowych tworz obracajc si cz systemu uszczelniajcego.

Centralna cz wirnika podczona jest do waw, ktre odprowadzaj obcienia z wirnika do oysk oporowych i prowadzcych.

Obudowa podgrzewacza powietrza skada si z trzech czci:

cz grna z kanaem wlotowym gazw i kanaami wylotowymi pierwotnego i wtrnego powietrza

cz centralna stanowica oson wirnika

cz dolna z kanaem wylotowym gazw i kanaami przyczeniowymi pierwotnego i wtrnego powietrza

Wazy pozwalaj na wejcie do wntrza kanaw, ktre przylegaj do obrotowego podgrzewacza powietrza oraz do centralnej czci jego obudowy.

4.2. Wirnik i pakiety grzewcze

Pakiety grzewcze ulokowane s na masywnych elaznych prtach tworzc osobne komplety.

Wirnik jest uszczelniony za pomoc uszczelnie, kompensujcego odchylenia wirnika, bdce wynikiem waha temperatury.

Aby zredukowa ewentualne przecieki, ciany promieniowe zostay wyposaone z jednej strony w uszczelniajce paskie klocki cierne.

Pakiety grzewcze skadaj si z blach grzewczych, posiadajcych rnorodne dugoci i szerokoci i przymocowanych do siebie za pomoc wytrzymaych sztywnych pocze [schemat 4.1.].Odpowiedni ksztat i wymiary blach grzewczych dobiera si w zalenoci od rodzaju paliwa w taki sposb, aby przy minimalnych ubytkach cinienia zapewni maksymaln sprawno ciepln obrotowego podgrzewacza powietrza.

Rys. 4.2. Wntrze obrotowego podgrzewacza powietrza, wirnik i pakiety grzewcze. [6]

4.3. Ukady napdowe

Ukady napdowe obrotowego podgrzewacza ciepa zainstalowane s w jego obudowie. Ukady napdowe podgrzewacza oznaczone s jako: Napd I i napd II i s to urzdzenia tego samego typu [schemat 4.2].

Ruch obrotowy przenoszony jest poprzez koo zbate na wieniec palczasty ulokowan na obwodzie wirnika [7].

Prdko obrotw obrotowego podgrzewacza powietrza wynosi 1,1 min-.

4.3.1. Napd I i napd II

Napd I i II s jednoczenie wykorzystywane do napdzania wymiennika ciepa.Ukad napdowy urzdzenia skada si z nastpujcych podzespow: koo zbate, waek zbaty i oysko, przekadnia, silnik.

Jeli jeden z silnikw ulegnie uszkodzeniu napd, ten musi by wyprzony. Mona to zrobi przy zachowaniu normalnej pracy urzdzenia. Aby wyprzgn uszkodzony napd, naley wyczy podgrzewacz powietrza.

Gdy usterka napdu zostanie usunita i/lub naprawiony silnik, napd mona sprzgn ponownie podczas najbliszego postoju podgrzewacza powietrza.

Kadym z napdw moe obraca podgrzewacz powietrza zupenie samodzielnie. Obecno dwch napdw daje gwarancj, e podgrzewacz powietrza bdzie nadal pracowa nawet, jeli jeden z jego napdw ulegnie uszkodzeniu.

4.4. oysko wirnika

Zesp oyskujcy skada si z osiowego oyska oporowego usytuowanego pod wirnikiem oraz oyska prowadzcego na grze wirnika [schemat 4.3.].

oysko oporowe jest konstrukcj ze smarowaniem zanurzeniowym. Przenosi ono ciar wszystkich czci obracajcych si wymiennika ciepa do konstrukcji wsporczej podgrzewacza i dodatkowo oyskuje obcienia skierowane promieniowo.

oysko prowadzce smarowane jest wycznie smarem staym; przenosi ono obcienia skierowane promienicie do obudowy podgrzewacza ciepa.

oysko prowadzce posiada wodny ukad chodzcy oraz termometr rezystancyjny sucy do pomiaru temperatury oyska.

4.5. Ukad chodzenia oyska prowadzcego

Podgrzewacz powietrza wyposaony jest w instalacj wody chodzcej, sucej do chodzenia oyska prowadzcego wirnika [schemat 4.4.]. Szybko przepywu wody regulowana jest przy pomocy rcznego zaworu iglicowego. Ukad chodzenia zaprojektowany jest dla maksymalnego cinienia 16 bar i jest wyposaony w przecznik przepywowy.

Temperatura wody chodzcej okrelana jest za pomoc czujnika z wywietlaczem cyfrowym [7].

4.6. Kontrola obrotw wirnika

Zadaniem systemu monitorowania kierunku obrotu jest kontrola kierunku obrotw wirnika [Schemat 4.5.]. System ten nie mierzy szybkoci obrotu, ale jedynie wykrywa stan ruchu lub stan postoju.

W skad systemu wchodz trzy czujniki zblieniowe, ktre detektuj obecno wypustek zainstalowanych na oysku prowadzcym wirnika.

Do monitorowania ruchu wirnika suy sekwencyjny system impulsowy. Oznacza to, e system monitoruje w sposb cigy czas pomidzy ostatnim i przedostatnim impulsem. Kady element monitorujcy (od A1 do A3) wyposaony jest w regulowany przecznik czasowy sucy do ustawienia maksymalnego odstpu pomidzy dwoma impulsami. Jeli elementy monitorujce nie odbior adnych impulsw w wyznaczonym przedziale czasowym (maks. okoo 12,5 s), wysyany jest sygna informujcy o zatrzymaniu podgrzewacza powietrza: "AIR PREHEATER STOPPED".

Aby dodatkowo zwikszy pewno dziaania systemu, interwa midzy impulsami ustawiany jest w przedziale od 12 do 13 sekund. Faktyczny interwa bdzie zwykle duo mniejszy ju po jednym obrocie wirnika.

Fakt, e obrt wirnika kontrolowany jest przez trzy oddzielne elementy detektujce (A1 - A3) niezalenie od siebie dodatkowo wpywa na rzetelno systemu.

Sygnay uzyskiwane z trzech elementw monitorujcych s nastpujce:

podgrzewacz powietrza-obraca si-element A1

lubpodgrzewacz powietrza-zatrzymany-element A1

podgrzewacz powietrza-obraca si-element A2

lubpodgrzewacz powietrza-zatrzymany-element A2

podgrzewacz powietrza-obraca si-element A3

lubpodgrzewacz powietrza-zatrzymany-element A3 Sygnay te, pozyskiwane z trzech elementw monitorujcych A1 do A3 podawane s na dwa ukady obliczeniowe 1 i 2 [7].

Te ukady obliczeniowe generuj sygna wyjciowy "podgrzewacz zatrzymany" jeli co najmniej dwa elementy monitorujce dostarcz informacj gwny napd zatrzymany". Sygna wyjciowy "podgrzewacz obraca si" tworzony jest w podobny sposb.

4.7. Automatyczny ukad regulacji uszczelnienia

4.7.1 Opis sprztu

W celu kontroli odlegoci pomidzy wirnikiem a pyt uszczelniajc zainstalowano dwa czujniki ulokowane po bokach kadego z uszczelnie skierowanych promienicie [schemat 4.6.], w ich grnej i dolnej czci. Pracuj one wykorzystujc prdy wirowe. Elementy uruchamiajce dla uszczelnie promieniowych i obwodowych determinuj ustawienie pyty uszczelniajcej. Ukady obliczeniowe czujnikw generuj sygnay w zakresie od 4 do 20mA, w zalenoci od aktualnej odlegoci pyty uszczelniajcej od konierza wirnika.

Tryb kontroli lokalnej oblicza faktyczn odlego pyty uszczelniajcej jako warto redni wszystkich sygnaw odebranych z jednego penego obrotu wirnika. Ponadto wykrywa on wszelkie odchylenia od wartoci faktycznych i ustawionych i determinuje i steruje prac elementw uruchamiajcych.

Szczelina pomidzy wirnikiem a pyt uszczelniajc skierowan promienicie powinna by ustawiona tak, aby nie byo kontaktu pomidzy tymi elementami, dziki czemu ich zuywanie si jest znacznie ograniczone. Aby zminimalizowa wycieki, szczelina uszczelniajca musi by tak wska jak to moliwe. Tryb kontroli posiada funkcj utrzymywania predefiniowanej wartoci tego parametru. W tym celu ruchome pyty uszczelniajce naley ustawi tak, aby skompensowa drobne zmiany wymiarw wirnika spowodowane zmianami temperatury.

4.7.2. Dziaanie ukadu regulacji uszczelnienia

Dla celw regulacji uszczelnienia wirnika, mianem wysokoci uszczelnienia przyjto okrela warto zmierzon podczas jednego penego obrotu. Oznacza to, e warto ta obliczana jest z pomiarw dokonanych w odstpach sekundowych podczas jednego obrotu automatyki kontrolnej.

Do oszacowania sygnaw czujnikw, automatyka kontrolna wyposaona jest w kart generatora sygnau sinusoidalnego 400 Hz, podajcego sygna na oba czujniki i na dwa prostowniki z detekcj fazow, ktre podaj sygnay mierzone do ukadu MCU automatyki kontrolnej.

Regulacja odlegoci odbywa si na zasadzie skanowania a cay proces podzielony jest na trzy etapy. Obliczona warto kontrolna, ktra powstaa poprzez porwnanie wartoci zdefiniowanej odstpu uszczelniajcego a wartoci zmierzonej zostanie porwnana z analogiczn stref neutraln, co spowoduje wyodrbnienie dwch moliwych stanw: limit open oraz limit close. Gdy limit zostaje przekroczony, podejmowana jest odpowiednia decyzja o dokonaniu regulacji i wyliczana jest odpowiednia warto odchylenia. Do wartoci okrelajcej pooenie waciwego napdu gwnego (DR1 gra / d) dodawana jest wtedy odpowiednia warto korygujca. Napdy DR2 - DR7 gra/ d funkcjonuj wwczas jako napdy slave i odbieraj na bieco wartoci napdu master: DR1 gra / d.

Wszystkie czynnoci kontrolne i regulacyjne wykonywane s przez ten sam ukad automatyki, czynno za czynnoci. Ponadto, co 6 godzin ukad ten kontroluje prawidowo pracy czujnikw pooenia. Ukad ten generuje take wszelkie komunikaty o bdach w ich funkcjonowaniu. Rnorodne funkcje ukadu automatyki oraz poszczeglnych interfejsw przyczeniowych s take poddawane kontroli, jak na przykad funkcja alarmowa zagroe zewntrznych napdw DREHMO.

Po wczeniu zasilania systemu, na wywietlaczu pojawia si komunikat systemowy: Seal gap regulation.Nastpnie system inicjalizuje swoj prac, co trwa okoo 2 sekund, po czym wszystkie napdy ustawiaj si w pooeniu seal gap OPEN (jeli nie byy ustawione w pooeniu OPEN). Po zakoczeniu inicjalizacji i przy braku alarmu o bdach, pojawia si komunikat: System ready for operation (System gotw do pracy). Gdy wszystkie napdy s ju w pooeniu OPEN, ustawiane s wyjcia regulation OFF (regulacja wyczona) oraz drives in idle position (napdy w pozycji postojowej). Po wydaniu komendy start oraz komendy air preheater rotates (obrt podgrzewacza powietrza), rozpoczyna si ustawianie zadanej szczeliny uszczelniajcej. Po pozostawieniu komendy OPEN position (pooenie otwarte) dla wszystkich napdw, system wydaje teraz komend regulation ON (regulacja wczona). Do chwili, kiedy wielko szczeliny pozostaje wiksza od wielkoci mierzonej przez czujniki, za kadym razem wykonywany jest jeden obrt regulacyjny i pomiarowy. Jeli limit nie zostanie osignity (zdefiniowany faktyczna rnica jest mniejsza ni ustawiony limit otwarcie/zamknicie) nie bdzie wykonana adna regulacja. Po wydaniu komendy stop lub skasowaniu komendy air heater rotates (podgrzewacz powietrza obraca si), regulacja odstpu uszczelniajcego zostanie wyczona a wszystkie napdy przejd do pozycji OPEN. Po ustawieniu wszystkich napdw w pooeniu OPEN ustawiane jest wyjcie regulation OFF (regulacja wyczona)[schemat 4.7][7].

4.8. Urzdzenie czyszczce

Do czyszczenia pakietw grzewczych przeznaczona jest specjalna obrotowa rura zakoczon dysz, zlokalizowana w grnej i w dolnej czci podgrzewacza powietrza. Aby unikn uszkodzenia pakietw grzewczych, cinienie rodka czyszczcego we wlocie i wylocie podgrzewacza powietrza nie moe przekracza 6,5 bar. Aby uzyska maksymaln wydajno czyszczenia cinienie rodka czyszczcego we wlocie i wylocie podgrzewacza powietrza nie moe przekracza 5,5 bar.

Urzdzenie czyszczce skada si z ramion dmuchajcych i elementu sterujcego urzdzeniem, zlokalizowanego na zewntrz podgrzewacza. Steruje on ruchem ramion dmuchajcych ponad obracajcymi si pakietami grzewczymi. Rami obrotowe porusza si w pooeniach stop- oraz naprzd a jego ruch ograniczony jest pooeniami granicznymi, po czym powraca do pooenia powrotnego.

Czyszczenie wymiennika ciepa wod dozwolone jest wycznie podczas postoju caej instalacji kotowej. Czyszczenie podgrzewacza powietrza powinno si rozpocz zaraz po zatrzymaniu instalacji kotowej, gdy temperatura gazw spalinowych w wymienniku, pyncych w kierunku do gry spada poniej 150 C i powinno by wykonywane bez przerwy a do cakowitego wyczyszczenia pakietw grzewczych z czstek staych.

Kanay wylotowe wody czyszczcej w odpowiednich kanaach powinny by otworzone przed rozpoczciem czyszczenia i powinny by kontrolowane, czy prawidowo odprowadzaj wod podczas caego procesu czyszczenia.

W trakcie czyszczenia wirnik powinien si obraca.

Po zakoczeniu czyszczenia, wymiennik ciepa naley dokadnie osuszony.

Po wypyniciu wody z systemu, naley zamkn kanay wylotowe wody czyszczcej.

4.9. Czyszczenie wod pod niskim cinieniem

Czyszczenie podgrzewacza powietrza wod jest rzadkie. Jeli na pakietach grzewczych znajduje si osad, ktry mona zmy wod, to mona zastosowa czyszczenie wod pod niskim cinieniem.

W trakcie czyszczenia niskocinieniowego naley przestrzega nastpujcych zalece:

czyszczenie moe si odbywa tylko wtedy, gdy pogrzewacz powietrza jest wyczony. Przed rozpoczciem czyszczenia, pogrzewacz powinien ruszy, gdy temperatura spalin w strumieniu do gry podgrzewacza < 150 C.

jeli osad jest stwardniay, zalecane jest spryskanie go wod i odczekanie okoo p godziny aby zmik. Wtedy potrzebna do czyszczenia ilo wody moe by zmniejszona.

stosowanie rodkw chemicznych podczas czyszczenia w zasadzie nie jest zalecaneczyszczenie wodne wymaga po zakoczeniu procesu czyszczenia, dokadnego osuszenia powierzchni grzewczych i innych elementw wchodzcych w kontakt z wod, celem uniknicia ryzyka korozji oraz natychmiastowego osadzania si brudu po uruchomieniu kota [7].

4.10. Alarmowy system przeciwpoarowy

Do wszystkich kanaw doprowadzajcych podczono 15 termopar.

Pi termopar zainstalowano w kanale wlotowym spalin, pi w kanale wylotowym spalin oraz w pi w kanale wylotowym powietrza.

Rozmieszczenie termopar w taki sposb warunkowane jest wymogami alarmowego systemu przeciwpoarowego. Ilo zamontowanych termopar gwarantuje natychmiastowe dziaanie systemu alarmowego.

4.11. Urzdzenie ganicze

Urzdzenie ganicze zainstalowane jest w gorcej czci strumienia powietrza i spalin. Jedenacie dysz rozpylajcych warunkuje jednolite pokrycie wod caej powierzchni wirnika.5. Problemy wynikajce z eksploatacji obrotowego podgrzewacza powierza

5.1. Nage zatrzymanie si obrotowego podgrzewacza powietrza.

Podgrzewacz powietrza wyposaony jest w urzdzenie kontrolne, generujce alarm jak tylko podgrzewacz przestanie si obraca.

Podgrzewacz powietrza moe przesta si obraca na skutek jednej z nastpujcych przyczyn:

Uszkodzenie silnikw elektrycznych

Uszkodzenie przekadni lub jednostek napdowych,

Zablokowanie wirnika spowodowane ciaem obcym.

Uszkodzenie szyny zbatkowej

Jeli obrotowy podgrzewacz powietrza przestanie si obraca, kocio moe nadal pracowa.

W takim przypadku:

Temperatura spalin nie moe przekroczy w adnym przypadku 340(C, w zwizku z moliwoci uszkodzenia kompensatorw.

Czas pracy przy maksymalnej temperaturze 340(C nie moe przekracza 30 min.

Ukad regulacji szczeliny musi by ustawiony dla zapewnienia jej maksymalnej wielkoci (pozycja otwarta)

Przed uruchomieniem podgrzewacza powietrza po dugotrwaym postoju, naley sprawdzi stan techniczny kompensatorw w celu potwierdzenia braku jego uszkodze. W przypadku stwierdzenia uszkodzenia jakie jego czci naley j wymieni.

W celu ochrony urzdze zainstalowanych za podgrzewaczem naley dokadnie obserwowa w czasie postoju temperatur na zimnym kocu.

Jeli obrotowy podgrzewacz powietrza przestanie si krci, oznacza to jednak zwikszone ryzyko poarowe dla pogrzewacza powietrza. Z tego powodu, niezmiernie istotne jest w tym czasie obserwowanie wzrastajcej temperatury pracy i wskaza kontrolnego systemu przeciwpoarowego. Tylko w ten sposb mona szybko zlokalizowa poar podgrzewacza powietrza.

Jeli uszkodzenie mona wyeliminowa bez koniecznoci wycofywania kota z pracy, podgrzewacz powietrza mona ponownie uruchomi bez adnych problemw. Zapieczenie uszczelek ze wzgldu na rne rozchodzenie si ciepa w wirniku jest wykluczone. W tej sytuacji dziaaj jedynie siy cikoci uszczelnie [7].

5.2. Zwikszony pobr mocy dwch silnikw napdowych

Jeli zauwaony zosta zwikszony pobr mocy jednego lub obu silnikw, naley natychmiast sprbowa ustali przyczyn. Sprawdzi powierzchnie wirnika ze wzgldu na obecno cia obcych, itp. korzystajc z wazw.

Wyczy podgrzewacz na krtk chwil i sprbowa usun ciao obce przez waz. Jeli to niemoliwe, podgrzewacz naley wyczy, aby nie spowodowa uszkodzenia uszczelnie. W tym czasie naley skontrolowa stan uszczelnie i wirnika.

5.3. Uszkodzenie oyska oporowego

Nieprawidowe dziaanie oyska oporowego objawia si opuszczeniem si wirnika. Wiksze siy dociskajce uszczelnie spowoduj zwikszenie poboru mocy i silniki napdowe mog wtedy wykazywa przecienie.

Prace naprawcze mona podj dopiero po ostygniciu obrotowego podgrzewacza powietrza.

5.4. Uszkodzenie oyska prowadzcego

W przeciwiestwie do oyska oporowego, oysko prowadzce poddawane jest stosunkowo maym obcieniom, dlatego zaleca si sprawdzanie oyska prowadzcego jedynie przy okazji kontroli oyska oporowego lub ewentualnej jego naprawy. Jeli zachodzi konieczno, oysko prowadzce mona w bardzo prosty sposb wymieni.

5.5. Przerwanie procesu usuwania sadzy

Usuwanie sadzy powinno zosta przerwane, jeli zajdzie jeden z nastpujcych czynnikw:Podgrzewacz powietrza nie obraca siCinienie pary wodnej zdmuchiwacza >maks.

Temperatura pary zdmuchiwacza