parni kotlovi 2 - graficki

8/18/2019 Parni kotlovi 2 - graficki

1/76

M ŠINSKI F KULTET TUZL

P RNI KOTLOVI II

Nihad Smajić Ocjena:

Profesor:

Dr. sc. Sead Delalić, red. prof

Asistent:

Midhat Osmić, v.as.

Tuzla, oktobar 2015.Tema grafičkog rada:

PRORAČUN PARNOG KOTLA Mašinski fakultet Tuzla | Katedra za termodinamiku | Parni kotlovi II

PROJEKTNI Z D T K


2/76

str. 2 / 76

1.

2.

SADRŽAJ PRILOZIP1. Postavka zadatka

P2. Shema kotlaP3. Skica kotla sa svim kotlovskim elementimaP4. Skica toka dimnih plinova i kotlovskog radnog medija

PROCENTUALNI SASTAV GORIVA

1.1 Karakteristike uglja1.2 Proračun količine vazduha potrebne za sagorijevanje 1.3 Proračun količine suhih i vlažnih produkata sagorijevanja

1.3.1 Proračun količine suhih produkata sagorijevanja1.3.2 Proračun količine vlažnih produkata sagorijevanja

1.4 Udio pojedinih komponenti u produktima sagorijevanja1.5 Trougao sagorijevanja za dato gorivo – Osvaldov trougao1. 6 Proračun entalpija produkata sagorijevanja

IZBOR LOŽIŠTA

2.1 Kotlovski gubici2.2 Proračun gubitaka U7 za nominalni i maksimalni režim rada

2.2.1 Proračun gubitaka U7 za nominalni režim rada

2.3 Određivanje stepena izolovanosti2.3.1 Proračun stepena izolovanosti za nominalni režim

2.4 Određivanje indirektnog stepena korisnosti kotla 2.4.1 Određivanje indirektnog stepena za nominalni režim

2.5 Proračun potrebne količine goriva 2.5.1 Proračun potrebne količine goriva za nominalni režim

2.6 Gasifikaciona količina goriva 2.6.1 Proračun gasifikac. količine goriva za nominalni režim

2.7 Proračun toplote unesene u ložište i raspored prihvaćene

2.7.1 Količina toplote unesena u ložište 2.7.2 Količina toplote prihvaćena u ložištu

2.7.3 Količina toplote prihvaćena u zagrijaču vode 2.7.4 Količina toplote prihvaćena u isparivaču 2.7.5 Količina toplote prihvaćena u pregrijaču pare 2.7.6 Količina toplote prihvaćena u međupregrijaču pare 2.7.7 Provjera 12.7.8 Količina toplote prihvaćena u zagrijaču zraka

2.8 Teoretska temperatura u ložištu 2.9 Količina toplote predata zračenjem 2.10 Temperatura predajnika toplote

2.10.1 Temperatura na izlazu iz pregrijača pare 2 (PP2)

2.10.2 Temperatura na izlazu iz međupregrijača pare2.10.3 Temperatura na izlazu iz pregrijača pare 1 (PP1)2.10.4 Temperatura na izlazu iz zagrijača vode

6

679

9

10121416

19

20

2122

23

242424

2425

2526

26

26

262627

28293030

323334

34353933


3/76

str. 3 / 76

3.4.5.

6.

7.

8.

2.10.5 Temperatura na izlazu iz zagrijača zraka 2 (ZZ2) 2.10.6 Temperatura na izlazu iz zagrijača zraka 1 (ZZ1)

TEMPERATURA PLINOVA NA KRAJU KOTLAPRORAČUN GLAVNIH DIMENZIJA LOŽIŠTA PRORAČUN OZRAČENE POVRŠINE

TEMPERATURA PARE NA ULAZU U KOTLOVSKE ELEMENTE6.1 Temperatura pare na ulazu u pregrijač pare

6.1.1 Pregrijač pare 2 (PP2) 6.1.2 Pregrijač pare 1 (PP1)

6.2 Temperatura na ulazu u međupregrijač pare

PRORAČUN KOTLOVSKIH ELEMENATA

7.1 Proračun pregrijača pare 2 (PP2) 7.2 Proračun međupregrijača pare 7.3 Proračun pregrijača pare 1 (PP1) 7.4 Proračun zagrijača vode (ZV) 7.5 Proračun zagrijača zraka 2

7.5.1 Koeficijent konvekcije na strani produkata sagorijevanja7.5.2 Koeficijent konvekcije na strani zraka

7.6 Proračun zagrijača zraka 1 7.6.1 Koeficijent konvekcije na strani produkata sagorijevanja7.6.2 Koeficijent konvekcije na strani zraka

7.7 Proračun ventilatora

LITERATURA

3637

414244

4848484848

50

50555963

66

676870717274

76


4/76


5/76

str. 5 / 76

ZADATAK ZA SEMINARSKI RAD IZ PARNIH KOTLOVA II

Za zadato gorivo izračunati donju i gornju toplotnu moć pomoću VD obrasca, izraditi dijagramezapremine vazduha, suhih i vlažnih produkata sagorijevanja po kilogramu goriva u zavisnosti odkoeficijenta viška zraka, dijagram procentualnog sastava CO2 i O2 u suhim i vlažnim produktimasagorijevanja te parcijalne pritiske u koordinatnom sistemu p, λ.

Nacrtati i – T dijagram za produkte sagorijevanja. Na istom dijagramu grafički prikazati entalpijupri teoretskim temperaturama sagorijevanja sa zagrijanim vazduhom u dijapazonu od 100 – 300[°C] i od 300 do 1500 [°C] za vrijednost λ = 1 – 2. Vrijednosti entalpije računati u intervalima od100 – 300 [°C] sa Δt = 100 [°C], a za drugi interval od 300 – 2000 [°C] Δt = 300 [°C]. Dato gorivo je 2.2.44 Zenica .

Na osnovu zadatog goriva izvršiti izbor ložišta i isto dimenzionisati, na osnovu usvojenihkarakteristika, odnosno za nominalni otpor kotla izračunati stvarne karakteristike odnosa založište za nominalno opterećenje kotla. Izračunati raspodjelu potrebne količine toplote pri

nominalnom opterećenju kotla, te na osnovu toga odrediti temperaturu i tok radnih medijapredajnika i prijemnika toplote. Izvršiti provjeru greške u toplotnom bilansu za nominalni režimrada kotla.

Na osnovu datog sklopnog crteža, izvršiti korekcije i kotao prilagoditi vlastitimdimenzijama.Polazne veličine zadatog kotla su:

Tabela 0. Polazne veličine za kotao

br. Parametar Vrijednost

1. Nominalna produkcija D1N 350 [kg/s]

2. Odobreni pritisak Po 160 [bar]3. Pritisak na izlazu iz međupregrijača pare Ps 44 [bar]4. Pritisak napojne vode Pa 170 [bar]

5. Temperatura pregrijane pare ts 510 [°C] 6. Temperatura napojne vode ta 260 [°C] 7. Temperatura gasova na kraju kotla tg 180 [°C] 8. Temperatura zagrijanog zraka tl 165 [°C]

Nacrtati Lenicov T – Q dijagram, dati skicu kotla i raspodjelu grejnih površina u približnoj razmjeri.Shema kotla treba da sadrži sve elemente kotla sa svim pripadajućim parametrima (pritisak,

temperatura, protok, površinu). Broj grijnih površina je:

Isparivač [1], Pregrijač pare [2], Međupregrijač pare [1], Zagrijač vode [1], Zagrijač zraka [2]


6/76

str. 6 / 76

1. PROCENTUALNI SASTAV GORIVA

Gorivo predstavlja materiju koja zajedno s kiseonikom burno reaguje, pri čemu se oslobađahemijski vezana energija. Ta energija se koristi za podizanje entalpije produkata sagorijevanja, tese dalje kao toplota prenosi na ogrjevne površine. Elementarnom analizom određujemo udjelepojedinih komponenti goriva.

Na strani 3.84 “Parni kotlovi” – Đurić, za gorivo 2.2.44 Zenica nalaze se procenutalni sastavigoriva:

C=43,45 % N=0,77 %

H=3,56 % S=2,88 % W=20,6% ...........................(1)

O=10,2 % A=18,56 %

1.1. KARAKTERISTIKE UGLJA

Zbog potrebe određivanja donje i gornje toplotne moći, potrebno je izraziti udjele pojedinihkomponenata u sastavu goriva:

0,206100

20,6

100

W w; 0,1856

100

18,56

100

Aa ; 0,0288

100

2,88

100

Ss

0,0077100

0,77

100

Nn ; 0,102

100

10,2

100

Oo ; 0,0356

100

3,56

100

hh ;0,4345

100

43,45

100

Cc

Mora biti zadovoljeno da je:1wasnohcdnosno....100%.....oWASNOHC …………………………(3)

Tabela 1. Sastav goriva

komponenta c h o n s w a

vrijednost 0,4345 0,0356 0,102 0,0077 0,0288 0,206 0,102

Toplotna moć je ona količina toplote koja se dobija pri potpunom sagorijevanju jednog kilograma

čvrstog ili tečnog goriva ili jednog mN3

gasovitog goriva. Donja toplota moć goriva se računa na osnovu prethodno usvojenog hemijskog sastava goriva ipredstavlja oslobođenu količinu toplotne energije pri potpunom sagorijevanju jedinice količinegoriva pod uslovima da se u produktima sagorijevanja voda nalazi u vidu pare. Izraz za računanjedonje toplote moći je (2):

kg

MJ1H0,2062,5010,5

8

0,1020,03561200,434534H

....(4)................................................................................w.........2,5s10,58

oh120c34H

dd

d

3024,70288,


7/76

str. 7 / 76

Gornja toplotna moć predstavlja oslobođenu količinu toplotne energije pri potpunom sagorijevanju jedinice količine goriva pod uslovom da se vlaga nalazi u tečnom stanju, i kao takvu je računamoprema idućem izrazu:

)5..(....................................................................................................3324,8

kg

MJ1w2,5HH

dg

Donja toplotna moć je manja od gornje toplotne moći za vrijednost isparavanja odnosnokondenzacije vlage. Razlika ove dvije toplotne moći predstavlja latentnu toplotu isparavanjakoja iznosi:

)6......(..............................................................................................................03,1

kg

MJHH dg

1.2. PRORAČUN KOLIČINE VAZDUHA POTREBNOG ZA SAGORIJEVANJE

Sagorijevanje je hemijska reakcija pri kojoj se vrši sjedinjavanje sagorljivih sastojaka goriva,

ugljenika, vodonika i sumpora sa kiseonikom iz vazduha. Gorivo se mora zagrijati do temperaturepaljenja, uz prisustvo vazduha, kada ono počinje samo od sebe da se pali. Plamen stranogtoplotnog izvora nije potreban. Pri sagorijevanju se razvija toplota, gasovi i vodena para. Akotemperatura ložišta opadne ispod temperature paljenja goriva, nastaje gašenje vatre i stvaranjegustog crnog dima. Ovo se može pojaviti i kada je gorivo suviše vlažno. Potpuno sagorijevanjemože nastati samo uz dovoljno prisustvo vazduha, odnosno kiseonika.

Brzina sagorijevanja goriva se povećava održavanjem više temperature u ložištu, ravnomjernijommješavinom goriva i vazduha, upotrebom sitnijeg i rastresitijeg goriva, kao i većim sadržajemvodonika u gorivu. Potpuno sagorijevanje se vrši u etapama, i to:

I etapa: gorivo se suši, vlaga isparava, što se događa na oko 100°C

II etapa: vrši se suha destilacija goriva, izdvajaju se ugljovodonici, što se dešava natemperaturama 100 – 400°C

III etapa: nastaje paljenje goriva i stvaranje ugljenmonoksida

IV etapa: gorivo potpuno sagorijeva, ugljenmonoksid prelazi u ugljendioksid, vodoniku vodenu paru, a sumpor u sumpordioksid

Najbrže sagorijevaju gasovita goriva, potom tečna i najsporije čvrsta goriva.Sagorijevanje seu praksi nikada ne može ostvariti uz teorijski potrebnu količinu kiseonika, odnosno vazduha,pa se usled toga količina vazduha koja se dovodi jedinici mase goriva za potpunosagorijevanje povećava. Faktor povećanja teorijske količine vazduha naziva se koeficijentviška vazduha i definiše se odnosom:

7..............................................................................................................................V

Vλ

Lmin

L

Faktori koji utiču na stvarnu vrijednost koeficijenta viška vazduha ( ) su mnogobrojni, ali se grubomogu podijeliti u dvije grupe:

Glavni ili primarni uticajni faktori;

Sporedni ili sekundarni faktori.

Ovakva podjela uticajnih faktora na glavne i sporedne ne znači da uticaj sporednih faktora nemože, u izvjesnim slučajevima, biti veći od uticaja glavnih faktora. Glavni ili primarni uticajni faktori


8/76

str. 8 / 76

predstavljaju goriva i sistem sagorijevanja sa tipom ložišta. Uticaj goriva na višak vazduhaispoljava se preko: vrste goriva; sortimana ili finoće mljevenja i faktora oblika čestice; procentaisparljivih dijelova; procenta i osobine pepela. Minimalna količina vazduha potreban zasagorijevanje 1 [kg] goriva (

min LV ) se računa:

)8.(............................................................o0,7s0,7h5,6c1,8670,211

VLmin

I ona za naše dato gorivo iznosi:

kg

m5V

0,1020,700,70,03565,60,43451,8670,21

1V

N3

Lmin

Lmin

24,

0288,

Daklemin L

V prestavlja minimalnu potrebnu količinu vazduha i to za (l=1).Stvarna količina vazduhapotrebna za sagorijevanje jednog kilograma goriva dobija se na osnovu jednačine (7).

)1.7..(........................................................................................................................VλV LminL

Vrijednosti stvarne količine vazduha potrebne za sagorijevan ja jednog kilograma goriva prikazanesu u tabeli 2., a sve dobiveno na osnovu jednačine (7.1), s tim što koeficijent viška zraka

mijenjamo u granicama od 1 do 2 sa korakom 0,05.

Tabela 2. Vrijednost stvarne količine vazduha potrebne za sagorijevanje

Koeficijent viškavazduha λ

Stvarna količina vazduha za sagorijevanje VL

[m3N/kg]

1 5,24

1,05 5,502

1,1 5,764

1,15 6,026

1,2 6,2881,25 6,55

1,3 6,812

1,35 7,074

1,4 7,336

1,45 7,598

1,5 7,86

1,55 8,112

1,6 8,384

1,65 8,646

1,7 8,908

1,75 9,171,8 9,432


9/76

str. 9 / 76

Tabela 2. Vrijednost stvarne količine vazduha potrebne za sagorijevanje (nastavak)

Koeficijent viškavazduha λ

Stvarna količina vazduha za sagorijevanje VL

[m3N/kg]

1,85 9,694

1,9 9,956

1,95 10,218

2 10,48

Ako se koeficijent viška vazduha odredi moguće je zaključiti u kojoj se mjeri stvarni processagorijevanja približava teorijskom procesu sagorijevanja. Razumije se da je težnja u eksplatacijikotlovskog postrojenja baš postizanje ovoga teorijskog sagorijeanja odnosno potpunogsagorijevanja uz minimalnu količinu vazduha jer je svako povećanje količine vazduha kojeučestvuje u sagorijevanju neizbježno vezano sa povećanjem izlaznog gubitka

7u tj. gubitka

toplote usljed nepotrebno velike entalpije izlaznih gasova.

1.3. PRORAČUN KOLIČINE SUHIH I VLAŽNIH PRODUKATA SAGORIJEVANJA 1.3.1. PRORAČUN KOLIČINE SUHIH PRODUKATA SAGORIJEVANJA

Minimalna teoretska količina suhih produkata sagorijevanja se računa po formuli:

kg

mV

N

s

3

min

24,5

)9........(....................................................................................................

4,9771

0,790,00770,80,02880,70,43451,867V

0,79Vn0,8s0,7c1,867V

VVVV

smin

LminSmin

NSOCOSmin 222

zraku u nalazi se koja azota kolicina-VLmin0,79: jeGdje

Stvarna zapremina suhih produkata sagorijevanja je:

11.....................................................................................................................1λVVVΔV10..........................................................................................................................................ΔVVV

LminLminLL

LSminS

Kako je f VL

,a S V zavisi od LV te samim tim je i f V S , te kako je već rečeno utekstu zadatka da koeficijent viška zraka mijenjamo u granici od 1 do 2, tako da će se rezultati

za S V

i LV

, koje dobivamo na osnovu jednačine (10) i (11) predstaviti u tabeli 3.

Tabela 3. Stvarna količi na suhih produkata sagorijevanja

λ λ–1 minimalna količina zraka

V Lmin [mN 3 /kg] ΔV L

količina suhih produkatasagorijevanja

V S [mN 3 /kg] 1 0 5,24 0 4,9771

1,05 0,05 5,24 0,262 5,239 1,1 0,1 5,24 0,524 5,501 1,15 0,15 5,24 0,786 5,763 1,2 0,2 5,24 1,048 6,025 1,25 0,25 5,24 1,31 6,287


10/76

str. 10 / 76

Tabela 3. Stvarna količi na suhih produkata sagorijevanja (nastavak)

λ λ–1 minimalna količina zraka

V Lmin [mN 3 /kg] ΔV L

količina suhih produkatasagorijevanja

V S [mN 3 /kg]

1,3 ¸0,3 5,24 1,572 6,549

1,35 0,35 5,24 1,834 6,811 1,4 0,4 5,24 2,096 7,073

1,45 0,45 5,24 2,358 7,335

1,5 0,5 5,24 2,62 7,597

1,55 0,55 5,24 2,882 7,859

1,6 0,6 5,24 3,144 8,121

1,65 0,65 5,24 3,406 8,383

1,7 0,7 5,24 3,668 8,645

1,75 0,75 5,24 3,93 8,907

1,8 0,8 5,24 4,192 9,169

1,85 0,85 5,24 4,454 9,431

1,9 0,9 5,24 4,716 9,693

1,95 0,95 5,24 4,978 9,955

2 1 5,24 5,24 10,21

1.3.2. PRORAČUN KOLIČINE VLAŽNIH PRODUKATA SAGORIJEVANJA

Minimalna teoretska količina vlažnih produkata sagorijevanja se računa po formuli:

kg

m5,632v0,2061,2440,035611,2

N3

Rmin9771,4

)12.......(..................................................244,12,11

min

minminmin 2

R

S O H S R

V

whV V V V

Stvarna zapremina vlažnih produkata sagorijevanja se računa po formuli:

13..........................................................................................................ΔVVVLRminR

Kako je f V L ,a RV zavisi od LV te samim tim je i f V R , te kako je već rečeno utekstu zadatka da koeficijent viška zraka mijenjamo u granici od 1 do 2, tako da će se rezultatiza

RV , koje dobivamo na osnovu jednačine (13) predstaviti u tabeli 4.

Tabela 4. Stvarna količine vlažnih pr odukata sagorijevanja

λ λ–1 Stvarna zapremina vlažnih produkata sagorijevanja

V Rmin [mN 3 /kg] ΔV L

količina vlažnih produkatasagorijevanja

V R [mN 3 /kg]

1 0 5,632 0 5,632 1,05 0,05 5,632 0,262 5,894

1,1 0,1 5,632 0,524 6,156


11/76

str. 11 / 76

Tabela 4. Stvarna količine vlažnih produkata sagorijevanja (nastavak)

λ λ–1 minimalna količina vazduha

V Rmin [mN 3 /kg] ΔV L

količina vlažnih produkatasagorijevanja

V R [mN 3 /kg] 1,15 0,15 5,632 0,786 6,418

1,2 0,2 5,632 1,048 6,68 1,25 0,25 5,632 1,31 6,942 1,3 0,3 5,632 1,572 7,204 1,35 0,35 5,632 1,834 7,466 1,4 0,4 5,632 2,096 7,728 1,45 0,45 5,632 2,358 7,99 1,5 0,5 5,632 2,62 8,252 1,55 0,55 5,632 2,882 8,514 1,6 0,6 5,632 3,144 8,776

1,65 0,65 5,632 3,406 9,038 1,7 0,7 5,632 3,668 9,3 1,75 0,75 5,632 3,93 9,562 1,8 0,8 5,632 4,192 9,824 1,85 0,85 5,632 4,454 10,086 1,9 0,9 5,632 4,716 10,348 1,95 0,95 5,632 4,978 10,61

2 1 5,632 5,24 10,872

Na osnovu tabela 2, 3 i 4 se dijagramski mogu prikazati promjene količine suhih i vlažnihprodukata sagorijevanja, te količine vazduha u zavisnosti od koeficijenta viška vazduha, što je iprikazano na idućoj slici:

Slika 1. Dijagram zazapremine vazduha, suhih i vlažnih produkata sagorijevanja po kilogramu goriva uzavisnosti od koeficijenta viška zraka

0

2

4

6

8

10

12

1 1,05 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,35 1,4 1,45 1,5 1,55 1,6 1,65 1,7 1,75 1,8 1,85 1,9 1,95 2

K o l i č i n a z r a k a i p r o d u k a t a s a g o r i j e v a n j a

V

m 3 N

/ k g

λ

Vr

Vs

VL


12/76

str. 12 / 76

1.4. UDIO POJEDINIH KOMPONENTI U PRODUKTIMA SAGORIJEVANJA

Udio pojedinih suih komponenti u produkata sagorijevanja računamo:

..(14).........................100%......ΔVV

V1λ0,21100%

V1λV

V1λ0,21100%

V

VO

100%ΔVV

c1,867100%

V1λV

c1,867100%

V

VCO

LSmin

Lmin

LminSmin

Lmin

S

O

S2

LSminLminSminS

CO

s2

2

2

Udio pojedinih vlažnih komponenti u produkata sagorijevanja računamo:

)15.........(....................L

LRminLminRminR

OH

W2

LRmin

Lmin

LminRmin

Lmin

R

O

S2

LRminLminRminR

CO

W2

ΔVΔVV

1,244w11,2h100%

V1λV

1,244w11,2h100%

V

VOH

100%ΔVV

V1λ0,21100%

V1λV

V1λ0,21100%

V

VO

100%ΔVV

c1,867100%

V1λV

c1,867100%

V

VCO

2

2

2

Vrijednosti pojedinih komponenti u produktima sagorijevanja računamo na sledeći način:

)16.........(............................................................

145,24,

kg

m0,02020,02880,70,7sV

kg

m450,790,00770,80,79V0,8nV

kg

m0,64820,2061,2440,03511,21,244w11,2hV

kg

m0,81120,43451,8671,867cV

3

N

SO

3

N

LminN

3

N

OH

3

N

CO

2

2

2

2

Dok vrijednost2

OV računamo po formuli: LminO V1λ0,21V 2

Vrijednost VO2 je u funkciji od koeficijenta viška zraka. Rezultati su prikazani u tabeli:

Tabela 5. Vrijednost količine kiseonika u zavisnosti od lambda

λ–1

minimalna količina zraka

V Lmin [mN 3

/kg]

količina kisika

V O2 [mN 3

/kg] 0 5,24 0

0,05 5,24 0,055

0,1 5,24 0,11004

0,15 5,24 0,165

0,2 5,24 0,22 0,25 5,24 0,2751

0,3 5,24 0,33012

0,35 5,24 0,38514

0,4 5,24 0,4401

0,45 5,24 0,4951

0,5 5,24 0,5502


13/76

str. 13 / 76

Tabela 5. Vrijednost količine kiseonika u zavisnosti od lambda (nastavak)

λ–1 minimalna količina zraka

V Lmin [mN 3 /kg] količina kisika

V O2 [mN 3 /kg] 0,55 5,24 0,6052

0,6 5,24 0,6602

0,65 5,24 0,7152

0,7 5,24 0,7702

0,75 5,24 0,8253

0,8 5,24 0,8803

0,85 5,24 0,9353 0,9 5,24 0,9903

0,95 5,24 1,0453

1 5,24 1,1004

Tabela 6. Procentualni sastav produkata sagorijevanja u zavisnosti od lambde

λ (CO 2 )s [%] (CO 2 )w [%] (H 2 O)w [%] (O 2 )s [%] (O 2 )w [%]

1 16,28 14,47 11,51 0 0 1,05 15,47 13,83 11 1,05 0,93 1,1 14,73 13,24 10,53 2 1,79

1,15 14,06 12,70 10,1 2,86 2,57 1,2 13,45 12,20 9,7 3,65 3,29

1,25 12,89 11,74 9,34 4,38 3,96 1,3 12,37 11,31 9 5,04 4,58

1,35 11,9 10,92 8,68 5,65 5,16 1,4 11,46 10,55 8,39 6,22 5,7

1,45 11,05 10,20 8,11 6,75 6,2

1,5 10,67 9,88 7,86 7,24 6,67 1,55 10,31 9,57 7,61 7,7 7,11 1,6 9,98 9,29 7,39 8,13 7,52

1,65 9,67 9,02 7,17 8,53 7,91 1,7 9,37 8,76 6,97 8,91 8,28

1,75 9,1 8,52 6,78 9,27 8,63 1,8 8,84 8,30 6,6 9,6 8,96

1,85 8,59 8,08 6,43 9,92 9,27 1,9 8,36 7,88 6,26 10,22 8,57

1,95 8,14 7,68 6,11 10,5 9,85 2 7,93 7,50 5,96 10,77 10,12


14/76

str. 14 / 76

Slika 2. Dijagram procentualnog sastava CO2 , O2 i H 2 O u suhim i vlažnim produktimasaagorijevanja u zavisnosti od koeficijenta viška zraka

1.5. TROUGAO SAGORIJEVANJA ZA DATO GORIVO – OSVALDOVTROUGAO

Koeficijent viška vazduha može se odrediti iz Ostwaldovog trougla sagorijevanja, a Ostwaldovtrougao može poslužiti i za određivanje sadržaja (CO) u produktima sagorijevanja. Ostwaldovtrougao se bazira na linearnoj vezi koeficijenta viška vazduha sa udjelom

2CO i

2O u

produktima sagorijevanja. Polazeći od maksimalnog sadržaja ugljendioksida u produktimasagorijevanja koji se dobiva kao odnos količine

2CO i minimalne količine suhih produkata

sagorijevanja pri potpunom sagorijevanju ugljika iz goriva dobiva se:

16.1.................................................................0,79Vn0,8s0,7c1,867

c1,867

V

VCO

LminRSmin

CO

2max

2

Ako se sva količina vazduha potrebna za potpuno sagorijevanje utroši na nepotpunosagorijevanje goriva, tako da sav ugljik sagori u (CO), dobivaju se produkti sagorijevanja u kojima je sadržaj (CO) maksimalan, a dodatno u produktima sagorijevanja javlja se kiseonik koji nijeutrošen za sagorijevanje, jer je za nepotpuno sagorijevanje potrebno manje kiseonika nego sapotpuno. Tada je sadržaj ugljenmonoksida:

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

P r o c e n a t [ % ]

Koef. viška vazduha λ

(CO2)s [%]

(CO2)w [%]

(H2O)w [%]

(O2)s [%]

(O2)w [%]


15/76

str. 15 / 76

1.17.............................................................................................................c0,9335V

c1,867CO

17..................................................c0,93350,79Vn0,8s0,7c1,867

c1,867

V

VCO

RSmin

max

Lmin

'

RS

CO

max

Pri tome se u produktima sagorijevanja javlja sadržaj kiseonika:

18.................................................................................................................2

CO

V

c0,9335O

max

'

RS

'

2

U slučaju da je koeficijent viška vazduha beskonačan, udio kiseonika u produktima izgaranja biće(0,21), isti kao i u zraku 21,0max2 O .

Minimalna količina vazduha potrebna za sagorijevanje jedinice količine goriva, koju smo gore većizračunali je:

kg

mV

o0,7s0,7h5,6c1,8670,21

1V

3

N

Lmin

Lmin

24,5

Količina suhih produkata sagorijevanja, kada bez viška vazduha sav ugljik sagori 2

CO :

Maksimalni udio ugljendioksida max2CO dobiva se dijeljenjem količine 2CO i količine suhihprodukata sagorijevanja

min RS V :

)19......(..............................%.........298,16

4,9771

0,43451,867100

V

c1,867100

V

V100CO

RSminRSmin

CO

2max

2

Količina suhih produkata sagorijevanja ako se vazduh potreban za potpuno sagorijevanjeugljika iskoristi za nepotpuno sagorijevanje ugljika u (CO):

)20..(.................................................. 3827,54345,09335,09771,49335,03

min

'

kg

mcV V N RS RS

Maksimalni sadržaj ugljenmonoksida (CO) u ovim produktima sagorijevanja iznosi:

% 15,07100%5,3827

0,43451,867100%

V

c1,867100%

V

VCO

'

RS

'

RS

CO

max

Pri tome ostaje neutrošenog kiseonika:

% 7,5352

15,07%

2

COO

max'

2

kg

mV

0,79Vn0,8s0,7c1,867V

3

N

RSmin

LminRSmin

9771,4


16/76

str. 16 / 76

[ % ] C O 2

[%] O2

Na sljedećoj slici je pretstavljen Ostwaldov trougao sagorijevanja.

Slika 3. Trougao sagorijevanja za dato gorivo

1.6. PRORAČUN ENTALPIJA PRODUKATA SAGORIJEVANJA

Entalpije produkata sagorijevanja računamo kao:

tLLmin

t

ii

t

LLmin

t

NN

t

OHOH

t

SOSO

t

COCO

tLLminΔλ

tii

tNN

tOHOH

tSOSO

tCOCOt

Δλt

iV1λiViV1λiViViViVI

iV1λI ;kgkJ iViViViViVI

III

22222222

22222222

Gdje je:min L

V - minimalna potrebna količina vazduha za sagorijevanje jednog kilogramagoriva

t Li - entalpija suhog vazduha [tabela.3.31. strana 3.207 Parni kotlovi Đurić]

t N

t

O H

t

SO

t

CO iii

2222;;; - entalpija pojedinih komponenti produkata sagorijevanja [ista tabela] .

Entalpije produkata sagorijevanja su date u tabeli 7, a prestavljene su i na I-t dijagramu naslici 4.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

1,1

1,2

1,3

1,5

1,7

l

CO

O' 2

a n a

a


17/76


18/76

str. 18 / 76

Slika 4. I - t dijagram produkata sagorijevanja

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

0 500 1000 1500 2000 2500

E n t a l p i j a [ k J / k g ]

Temperatura [°C]

1

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

1,3

1,35

1,4

1,45

1,5

1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

1,85

1,9

1,95

2


19/76

str. 19 / 76

2. IZBOR LOŽIŠTA

Na osnovu donje toplotne moći (Hd=17,3024 [MJ/kg]), dobijene preko VD obrasca za elementarnisastav izabranog goriva iz udžbenika “Parni kotlovi” – Đurić, [strana 4.176, tabela 4.21] , usvajamoložište klasifikacione oznake 1.2.1.1.4 (W plamen). Po preporuci, uzimamo jedan dio tabele iz “Parni kotlovi” – Đurić [tabela 3.13, strana 3.56] za klasični

ozid. Tabela 8 : Klasični ozid

Klasični ozid

Višak vazduha Priraštaj Δλ

ulaz u ložište kraj ložišta pregrijač pare zagrijač vode zagrijač zraka

12 13 14 15 16

1,22 – 1,23 1,24 – 1,27 0,02 – 0,05 0,02 -0,05 0,05

Priraštaj viška vazduha: a) PP2 Δλ=0 - 0,05 b) MPP Δλ=0,02 - 0,05 c) PP1 Δλ=0 - 0,05 d) ZV Δλ=0,02 - 0,05 e) ZZ2 Δλ=0,05 f) ZZ1 Δλ=0,05

Tabela 9. Priraštaj koeficijenta viška zraka za nominalni i maksimalni režim rada

Ogrijevna

Površina

Nominalni Režim rada

ul

iz

Isparivač 1,22

0,021,24

PP2

1,24

01,24

MP

1,24

0,021,26

PP1

1,26

01,26

ZV

1,26

0,031,29

ZZ2

1,29

0,051,34

ZZ1

1,34

0,051,39


20/76

str. 20 / 76

2.1. KOTLOVSKI GUBICI

Kotlovske gubitke usvajamo iz udžbenika “Parni kotlovi” – Đurić [tabela 4.21 na strani 4.176] , naosnovu odabranog kotla i za datu toplotnu moć goriva:

Tabela 10. Vrijednosti kotlovskih gubitaka

Redni broj Gubitak [%] Nominalni režim Maksimalni režim

1 1U - -

2 2U 0,2 0,5

3 3U 2 3,5

4 g 97,8 96

5 4U 0,1 0,3

6 5U 0,05 0,15

7 6U - -

8 F 97,65 95,65

9 7U 10 12

10 8U 0,5 0,1

11 Z 99,5 99

12 K 87,15 82,65

1U - Gubitak usljed propadanja goriva kroz rešetku, ovaj gubitak nastaje usljed propadanjasitnijih čestica goriva kroz rešetku u pepeljaru. Prema tome on se pojavljuje samo kod ložišta sasagorijevanjem u sloju i kod ložišta sa kombinovanim sagorijevanjem. Kod kombinovanogsagorijevanja on je manji jer na jsitnije čestice, koje su podložene na prvom mjestu propadanju,sagore u letu. Količina goriva koja je propala kroz rešetku ne može se smatrati za gorivo koje nijeuopšte učestovalo u procesu sagorijevanja, jer se izvijesan dijo isparljivih dijelova ( sagorljive inesagorljive materije) gasificira i u gasovitom stanju iskorištava u kotlu. S druge strane gorivokoje je propalo kroz rešetku u većini slučajeva baš zbog ovog isparavanja predstavlja koksniostatak veće toplotne moći nego gorivo koje je sirovo unijeto u ložište.

2U - Gubitak usljed nesagorjelog goriva u šljci i pepelu, ovaj gubitak prestavlja količinu toploteizgubljenu usljed nesagorjelog goriva koje odlazi iz ložišta sa pepelom i šljakom. On se pojavljuje

pri sagorijevanju u sloju kao značajniji gubitak, dok kod sagorijevanja u vidu ugljenog prahanjegova vrijednost je znatno niža i često se može sasvim zanemariti.

3U - Gubitak usljed letećeg koksa, ovaj gubitak nastaje usljed nesagorijevanja sagorljive čvrste

materije u letećim dijelovima. Ovo je posljedica nedovoljnog vremena zadržavanja letećih česticau ložišnom prostoru.

4U - Gubitak usl jed hemijske nepotpuno st i sagori jevanja, ovaj gubitak se najčešće svodi napojavu (CO) , koji kao produkt nepotpunog sagorijevanja izlazi iz kotla. Za razliku od prethodnoggubitka, on je manje vezan za sistem sagorijevanja i može se u manjoj ili većoj mjeri, pojaviti kod

svih tipova ložišta. Prilikom proračuna kotla gubitak 4U određuje se slobodnom procjenom, a priispitivanju kotla analizom gasova, kojom se ustanovljav prisustvo svih produkata nepotpunogsagorijevanja.


21/76

str. 21 / 76

5U -Gubitak usl jed čađi, ovaj gubitak nastaje zato što se na hladne grejne površine taloži u vidu

čađi ugljenik iz hemijskih jedinjenja kooja se javljaju u produktima sagorijevanja. Prema tome, iovaj gubitak spaa u sklop gubitaka „usljed nesagorjelog“. On se pojavljuje češće kod kotlovaniskih pritisaka jer su usljed niže temperature ključanja i temperature metala niže. Isto tako on se javlja i kod zagrijanih spusnih cijevi, naročito ako su one u oblasti visokih temperatura dimnihgasova.

6U - Gubitak usl jed fizičke toplote šljake, on prestavlja gubitak toplote koji nastaje priodvođenju šljake iz ložišta. Ovaj gubitak osjetan i mora se uzeti u obzir, kod sistema tečnogodvođenja šljake, gdje se usljed visokih temperatura potrebnih za otapanje i odvođenje šljakegubi znatna količina toplote. Kod sistema loženja gdje se šljaka odvodi u čvrstom stanju , upitanjusu niže temperature šljake na izlazu iz ložišta, te i manji toplotni sadržaj ( a obično i manjeapsolutne količine pepela u gorivu), tako da je ovaj gubitak neznatan i obično se ne uzima u obzir. Gubitak

7U i

8U bit će objašnjeni u nastavku zadatka.

2.2. PRORAČUN GUBITAKA U7 ZA NOMINALNI I MAKSIMALNI REŽIM RADA

Gubitak7

U je gubitak u izlaznim gasovima i on je po veličini najznačajniji kotlovski gubitak. To je

gubitak nastao usljed fizičke toplote izlaznih gasova. On je neizbježan i pojavljuje se kod svakogkotlovskog postrojenja. Gubitak u izlaznim gasovima može se izračunati pomoću raznih teorijskihili empirijskih obrazaca. Među ovim obrascima najčešće se primjenjuje sledeći:

21 ........................ % H

ttCVU

d

lgpmRW

g7

Gdje je:

K C pm 3

m

kJ - Srednja specifična toplota gasova na izlazu

Ovaj obrazac se primjenjuje ukoliko se ne raspolaže sa I-t dijagramom već je poznat elementarnisastav goriva i temperatura izlaznih gasova, a specifična toplota se dobija iz tablica.

22 ........................ % H

IIU

d

lg

g7

Najtačniji rezultat nam daje sledeći obrazac, s tim što je uzeta u obzir fizička toplota goriva kojase unosi u proces i fizička toplota vlage u vazduhu koji služi za sagorijevanje.

23 ........................ % H

IiIIU

d

OHGlg

g72

Gdje je:

kg

kJ iG - Toplotni sadržaj goriva na temperaturi na kojoj ono ulazi u ložište

O H I 2

kg

kJ - Toplotni sadržaj vlage u vazduhu koji se unosi u proces sagorijevanja.

Obrazac (23) daje dosta tačne rezultate, s obzirom na to da je za njegovo korištenje potrebnopretpostaviti samo jednu vrijednost g I . Vrijednost g I prestavlja ustvari toplotu koju nose sasobom izlazni gasovi, dok su članovi O H Gl I i I 2;; su količine toplote koje se unose u proces i

usled toga se odbijaju od toplote koja je iznijeta. Vrijednost g I se dobija iz I-t dijagrama i to zatemperaturu i višak vazduha na izlazu. l I se izračunava pomoću specifične toplote vazduha,njegove temperature i viška vazduha na kraju kotla. Gi se izračunava pomoću specifične toplote


22/76

str. 22 / 76

goriva i temperature sa kojom ono ulazi u ložište., a O H I 2

se dobija pomoću relativne vlažnosti

vazduha potrebnog za sagorijevanje.Obrazac (23)se koristi ne samo pri proračunu, već i prilikomispitivanja kotla, i to u ovom slučaju sa više sigurnosti, jer se temperatura

g t i drugi promjenljivi

članovi dobijaju mjerenjem. Pored navedenih obrazaca mogu se koristiti i brojni drugi koji sebaziraju na Orsatovoj analizi.

2.2.1. PRORAČUN GUBITAKA U7 ZA NOMINALNI REŽIM RADA

Koristeći jednačinu (2.2) možemo odrediti koliki je gubitak u izlaznim gasovima N U 7

za nominalni

režim rada:

* ........................ % H

IIU

d

N

L

N

1gN

g

N

7

Za koeficijent viška zraka očitan iz tabele [tabela 9, strana 22 ovoga grafičkog] za nominalni režim

39,1 N

iz i C t O g 180 (dat podatak u zadatku), te na osnovu tabele [tabela 7, strana 16 ovogagrafičkog] višestrukom interpolacijom dobijamo entalpiju izlaznih gasova N g I 1 na kraju kotla prinominalnom režimu rada.

= 100℃ = 1,35 => = 1018,56 [ ] = 100℃ = 1,4 => = 1052,63 [

]

= 100℃ = 1,39 => = 1018,56 1,39 1,35 ∙ 1052,63 1018,561,4 1,35 = 1045,81 [ ]

= 200℃ = 1,35 => = 2059,03 [ ] = 200℃ = 1,4 => = 2127,53 []

= 200℃

= 1,39 => = 2059,03 1,39 1,35 ∙ 2127,53 2059,03

1,4 1,35 = 2113,83 []

= 180℃ = 1,39 => = 1045,81 180 100 ∙ 2113,83 1045,81200 100 = 1900,226 []


23/76

str. 23 / 76

Nakon što smo izračunali entalpiju izlaznih gasova , sledeće što je nepoznato u jednačini (*) jesteentalpija vazduha za nominalni režim rada. Vrijednost ove entalpije određujemo na sledeći način:

kg

kJ

m

kJ

kg

miV

M

M ii

C

V V iV I

N L L

n

n L L

L L L L

N

L

67,168I

96,2524,124,5I:vazduhaentalpija jePa

vazduhamasaamolekularnrelativna -

m

kJ 96,25

45,22

95,2810,20

41,22

'

kg

kJ 20,10i' ;

m

kJ 25,96ientalpijuodreditiĐurić

kotloviParni3.207stranina3.31eleosnovu tabnamožemo20ti

ložišta.kraj-8 tabela- 21,1

;

N

L

3

3

minmin

N

L

3

L3L

O

min

minmin

temperatur nazrakZa

kg

kJ H d 4,17302 - [ zračunato u prvom dijelu zadatka] .

%8,97 N g - [tabela 10 ovog grafičkog ,očitano za nominalni režim ]

Pošto nam je sada sve poznato možemo se vratiti u jednačinu (*) i izračunati vrijednost gubitka u

izlaznim gasovima, pa je:

%9,7874,17302

67,168226,1900

%8,977

kg

kJ

kg

kJ

kg

kJ

U N

2.3. ODREĐIVANJE STEPENA IZOLOVANOSTI

Stepen izolovanosti parnog kotla Z se određuje na osnovu sledećeg obrasca:

24 ........................ % 100100

U1 8Z

Gdje je:8

U - Gubitak usljed spoljnjeg hlađenja, on prestavlja toplotu izgubljenu usljed toga što

kotao odaje izvjesnu količinu toplote sredini u kojoj se nalazi. Ovo odavanje toplote neminovno jeusljed temperaturskih razlika između spoljnih kotlovskih površina i vazduha koji okružuje isti. Ovajgubitak je neminovan kod svakog kotla. Tačno izračunavanje veličine ovog gubitka vrši sepomoću teorijskih obrazaca i vezano je za poznavanje niza promjenljivih veličina, tako da

prestavlja dosta složen i obiman postupak. Usl jed toga se u praksi pribjegava primjeni empirijskihobrazaca ili raznih dijagrama, koji daju orjentaionu vrijednost za veličinu ovog gubitka. Veličinaovoga gubitka zavise od mnogih faktora At f U ;;8 , koji se uglavnom mogu svesti na veličinu


24/76

str. 24 / 76

spoljnih površina kotla, na temperatursku razliku između spoljne površine kotla i sredine u kojojse isti nalazi, i na koeficijent prijelaza toplote. Svaki od ovih osnovnih faktora zavisi sa svoje straneod niza drugih.

2.3.1. PRORAČUN STEPENA IZOLOVANOSTI ZA NOMINALNI REŽIM RADA

Dakle, stepen izolovanosti za nominalni režim možemo izračunati na osnovu obrasca (2.4), pa ćebiti:

* ........................ % 100100

U1

N

8N

Z

% 0,58

N U - [tabela 10 ovog grafičkog , očitano za nominalni režim ]

% 3,99

100100

7,01 *

N

Z

N

Z

2.4. ODREĐIVANJE INDIREKTNOG STEPENA KORISNOSTI KOTLA

Indirektni stepen korisnosti kotla se određuje na osnovu obrasca:

25 ........ % 100

UUUUUUUU1100

100

U

187654321

8

1i

i

K

Gdje su: 87654321 ;;;;;;; U U U U U U U U - Gubici, koje uzimamo iz tabele [tabela 10, strana 23 ovog

grafičkog rada] i objašnjeni su u prethodnom dijelu zadatka.

2.4.1. PRORAČUN INDIREKTNOG STEPENA KORISNOSTI KOTLA ZA NOMINALNIREŽIM RADA

Iz jednačine (25), nakon uvrštavanja vrijednosti gubitaka 87654321 ;;;;;;; U U U U U U U U za

nominalni režim, dobija se da je indirektni stepen korisnosti kotla jednak: % 87,15 N

K

2.5. PRORAČUN POTREBNE KOLIČINE GORIVA

Potrebnu količinu goriva računamo na sledeći način:

26 ........................

H

iiDiiDB

dK

ul.MPiz.MPMPaS1

Gdje je :


25/76

str. 25 / 76

ai - entalpija napojene vode, koju određujemo za pritisak bar pa 170 i C t Oa 260 iz

termodinamskih tablica višestrukom interpolacijom i ona iznosi

kg

kJ ia 8,1133 .

si - entalpija na izlazu iz pregrijača pare ˙(PP), koju određujemo za pritisak bar pO 160 i

C510t O

s iz termodinamskih tablica, višestrukom interpolacijom i ona iznosi

kg

kJ i s 7,3326 .

ul MP i

. - entalpija na ulazu u međupregrijač pare (MPP), koju određujemo za pritisak bar 44pS i

C t O

a 260 iz termodinamskih tablica, interpolacijom, i ona iznosi

kg

kJ 2814,6.ul MP i

iz MP i

. - entalpija na izlazu iz (MPP), koju određujemo za pritisak bar 44pS i C t

O

s 505 iz

termodinamskih tablica, interpolacijom i ona iznosi

kg

kJ 8,4523.iz MP i

K - Indirektni stepen korisnosti kotla [tabela 10 ovog grafičkog ]

d H - Donja toplotna moć goriva [ izračunato u prvom dijelu zadatka ]

2.5.1. PRORAČUN POTREBNE KOLIČINE GORIVA ZA NOMINALNI REŽIM RADA

Na osnovu izraza (26), te na osnovu poznatih vrijednosti entalpija, koje smo odredili interpolacijomiz termodinamskih tablica, možemo odrediti potrebnu količinu goriva za nominalni režim radakotla, i ona iznosi:

d

N

K

ul MP iz MP

N

MP aS N

N

H

ii Dii D B

..1

s

kg D N 3501 ;

s

kg D N MP 350 ; %15,87

N

K

kg

kJ

kg

kJ

kg

kJ

s

kg

kg

kJ

kg

kJ

s

kg

B N

4,173028715,0

2814,68,34523508,11337,3326350

s

kg7127,65

N B

2.6. GASIFIKACIONA KOLIČINA GORIVA

Gasifikaciona količina goriva se računa na sledeći način: 27 ........................ BB gNg

BN – Potrebna količina goriva [izračunato u predhodnoj stavci 2.5 .1]

g - Stepen gasifikacije [tabela 10 ovog grafičkog rada]


26/76

str. 26 / 76

2.6.1. PRORAČUN GASIFIKACIONE KOLIČINE GORIVA ZA NOMINALNI REŽIM RADA

Na osnovu jednačine (27), te poznatih vrijednosti

s

kg7127,65 N B i 978,0

N

g , možemo

odrediti gasifikacionu količinu goriva za nominalni režim rada, pa će biti:

skg 267,64 N g B

2.7. PRORAČUN TOPLOTE UNESENE U LOŽIŠTE I RASPORED PRIHVAĆENETOPLOTE

2.7.1. KOLIČINA TOPLOTE UNESENA U LOŽIŠTE

Količina toplote unesena u ložište se računa na sledeći način: 28 ........................ HBQ d

B – Potrebna količina goriva [izračunato u predhodnoj stavci 2.5 .1] d

H - Donja toplotna moć goriva [izračunato u prvom dijelu zadatka ovog grafičkog rada]

4,17302712,65 Q = 1 136 975,3 [kW]

2.7.2. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U LOŽIŠTU

Količina toplote prihvaćena u ložištu se računa na sledeći način: 29 ........................ QQ

K1

Q – količina toplote unesena u ložište [izračunato u predhodnoj stavci 2.7.1]

K - indirektni stepen korisnosti kotla [tabela 10 ovog grafičkog rada]

kW 98,908739 8715,03,1136975 11 QQ

2.7.3. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U ZAGRIJAČU VODE – EKONOMAJZERU

Zagrijač vode ( ekonomajzer) je naknadna konvektivna kotlovska ogrijevna površina sa zadatkomda povisi temperaturu vode na ulazu u isparivač nešto ispod ili sve do temperature isparavanjena pritisku kotla. Drugi zadatak zagrijača vode je da što je više moguće snizi temperaturuprodukata sagorijevanja na izlazu iz kotla, ako je zagrijač vode posljednja ogrijevna površina ukotlu. Za kotlove viših pritisaka zagrijač vode je neophodan element za snižavanje temperatureprodukata sagorijevanja na izlazu iz kotla, jer je temperatura zasićenja za takve kotlove nerijetkodo 270 C O , što bi uz neophodnu temperaturnu razliku, dovelo do temperature produkatasagorijevanja na izlazu iz kotla sve do 350 C

O . Za kotlove nižeg pritiska, kod kojih je temperature

isparavanja niža od 180 C O , zagrijač vode nije neophodan. Količina toplote prihvaćena uekonomajzeru se računa na sledeći način:

(30) ........................ iiDQ ae1e

ei - Entalpija na izlazu iz ekonomajzera, dobivena iz termodinamskih tablica za bar Po 160 i 1510 K p z k t t . Dakle za bar po 160 idemo u termodinamske tablice (zasićeno područje), te


27/76

str. 27 / 76

očitamo vrijednost temperature zasićenja, i ona iznosi C t O p z K 32,347 , te zatim ovu temperaturuumanjimo za 5 do 15 C

O , jer nemožemo transportovati dvofaznu smjesu (voda+para), tačnijene postoji pumpa koja može da transportuje dvofaznu smjesu. Sada možemo izračunati

C t O

k 340 (umanjeno za 7,32), te na osnovu poznatog pritiska

op i temperature

k t , idemo u

termodinamske tablice, odakle dobijamo vrijednost entalpije ei

, i ona iznosi

kg

kJ

1586,3ei .

ai - entalpija napojene vode, koja je već određena [stavka 2.5 ovog grafičkog rada] i ona iznosi:

kg

kJ ia 8,1133 .

* ....................... 1 ae N

N

e ii DQ

s

kg D N 3501

kg

kJ1133,8-

kg

kJ3,5861350

s

kg Q N e

kW158385 N eQ

2.7.4. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U ISPARIVAČU

Isparivač (ili parni kotao u užem smislu) je element kotla u kojem dolazi do isparavanja vode i naizlazu se dobiva suhozasićena ili vlažna para. Ozračeni isparivač obično obuhvata ložište iproračunom ložišta on je potpuno određen kao element pomoću kojeg se obavlja hlađenje ložišta.

Konvektivni isparivač je element u kojem se izmjena toplote obavlja uglavnom konvekcijom, ali izračenje zbog visokih temperatura ima priličan uticaj. U zavisnosti od vrste kotla i konvektivni dioisparivača je različit, a postoje i izvedbe kotlova bez konvektivnih isparivača. Pritisak pare u isparivaču imaće konstantnu vrijednost samo u slučaju da je produkcija pare uisparivaču jednaka količini pare što izlazi iz isparivača. Kotlovski bubanj ima zadataka separatorapare koji odvaja suhozasićenu vodenu paru od vodenih kapljica. Pri nižim pritiscima separacijasvakog bubnja je efikasnija zbog veće razlike u gustoći pare i tečnosti, a pri višim pritiscimaovakvo odvajanje nije dovoljno efikasno.

Količina toplote prihvaćena u isparivaču se računa na sledeći način:

30.1 ........................ iiDQ ex1i

xi - entalpija na izlazu iz isparivača, koju određujemo na sledeći način:

30.1.1 ........................ 'i''ix'iix

Za bar p 1600 iz termodinamskih tablica (zasićeno područje) dobijamo vrijednost entalpija 'i

i ''i interpolacijom, te one iznose:

kg

kJ i 1650'

kg

kJ i 2582'' .

9,0............8,0 x usvajamo 9,0 x , te slijedi iz jednačine (30.1.1):


28/76

str. 28 / 76

kg

kJ

kg

kJ

kg

kJ i x 1650258285,01650

kg

kJ 2442,2

xi

kgkJ1586,3

ei - entalpija na izlazu iz ekonomajzera, izračunata u predhodnoj [stavka 2.7.3, strana

28 ovog grafičkog rada]

e x N N

i ii DQ 1

s

kg D N 3501

kg

kJ1586,3

kg

kJ2442,2350

s

kg Q

N

i

kW 299565 N iQ

2.7.5. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U PREGRIJAČU PARE

U pregrijačima isparena voda iz isparivača pregrijava se do temperature pregrijanja S

t . Taj

proces se obavlja pri konstantnom pritisku uz gubitke strujanja koji nisu veliki. Kako je poznatopri porastu temperature gustoća pare opada zbog čega brzina pare u pregrijaču raste od ulazaka izlazu pare. Pregrijači se prema dominantnom vidu izmjene toplote mogu podijeliti na:

a) Konvektivneb) Poluzračne c) Ozračene.

Zavisno od njihovog karaktera imaju različitu konstrukciju. Kod konvektivnih pregrijača cijevi sumalog prečnika, gusto raspoređene u dimnom kanalu, dok se ozračeni pregrijači sastoje od cijevivećeg prečnika i time između njih je veći međuprostor. Temperature pregrijanja su za feritne cijevido 540 C

O , dok su za austenitne cijevi više, i kreću se i do 650 C O . Količina toplote prihvaćenau pregrijaču pare može se izračunati na sledeći način:

30.2 ........................ iiDQxS1S

si - entalpija na izlazu iz pregrijača pare ˙(PP), koju smo odredili u stavci 2.5 za pritisak

bar pS 160 i C510t O

s iz termodinamskih tablica, višestrukom interpolacijom i ona iznosi

kg

kJ i s 7,3326 .

xi - entalpija na ulazu u pregrijač pare, koju smo odredili u predhodnoj stavci 2.7.4 i ona iznosi

kg

kJ

2442,2 xi .

Na osnovu jednačine (2.12), te s obzirom na to da su poznate entalpije na ulazu i izlazu izpregrijača pare, možemo izračunati količinu toplote prihvaćenu u istom, za nominalni režim rada.


29/76

str. 29 / 76

kg

kJ

kg

kJ

s

kg ii DQ xS N

N

S 2,24427,33263501

kW 095753 N S Q

S obzirom na činjenicu da imamo dva pregrijača pare (uslov zadatka), dobivenu količinu toplote

za nominalni režim dijelimo sa dva, te dobivamo da je količina toplote predata u pregrijaču pare1 i 2:

221

N

S N

S

N

S

QQQ

kW QQ N S N

S 5,15478721

Dakle fluid (suha para) koja je došla iz isparivača u kotlovski doboš, iz istog ide u pregrijač pare jedan (PP1), koji se nalazi iza međupregrijača pare, a zatim kako je to prestavljeno na slici ispod(slika.5.), sada već djelimično pregrijana para ide u pregrijač pare dva (PP2). Ovo radimo izrazloga tog, ako bi suha para iz kotlovskog doboša prvo išla u pregrijač pare dva, došlo bi do

ošteećenja cijevi pregrijača usljed velike temperaturne razlike između kotlovskog radnog medija,i produkata sagorijevanja (dimnih plinova).

Slika 5. D jelimični prikaz kruženja radnog medija (pare) u kotlu

2.7.6. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U MEĐUPREGRIJAČU PARE

Međupregrijači služe za naknadno pregrijavanje pare, i to na nižem pritisku od kotlovskog.Konstruktivno imaju slične karakteristike kao i pregrijači, te se shodno time i slično izrađuju.Potrebno je napomenuti i međudjelovanje pregrijača i međupregrijača u regulaciji temperature

pregrijane i naknadno pregrijane pare. U tzv. “bifluks” pregrijačima, pregrijana i međupregrijanapara međusobno se zagrijavaju i hlade, čime promjena opterećenja ili jednog ili drugog ima manjiefekat na temperaturu i pregrijane i međupregrijane pare.

Količina toplote prihvaćena u međupregrijaču se može izračunati na idući način:

30.3 ........................ iiDQul.MPiz.MPMPMP

ul MP i

.

- entalpija na ulazu u međupregrijač pare (MPP), određena u stavci 2.5 za pritisak

bar 44pS i C t O

a 260 iz termodinamskih tablica, interpolacijom, i ona iznosi

kg

kJ 6,8142.ul MP i


30/76

str. 30 / 76

iz MP i

. - entalpija na izlazu iz (MPP), određena u stavci 2.5 za pritisak bar 44pS i C t O s 505

iz termodinamskih tablica, interpolacijom i ona iznosi

kg

kJ 3452,6.iz MP i

Na osnovu jednačine (30.3), te s obzirom na to da su poznate entalpije na ulazu i izlazu izmeđupregrijača pare, možemo izračunati količinu toplote prihvaćenu u istom, za nominalni režim

rada.

kg

kJ

kg

kJ

s

kg ii DQ ul MP iz MP

N

MP

N

MP 6,28146,3452350..

kW223300 N MP Q

2.7.7. PROVJERA 1

Provjeru vršimo na osnovu jednakosti:

30.4 ........................ QQ 1*

1

kW 1Q - količina toplote prihvaćena u ložištu izračunato u stavci 2.7.2.

*

1Q - Dobiva se zbrajanjem toplota prihvaćenim u elementima parnog kotla

(30.4.1) ......... QQQQQ MPSiE*1

N

MP

N

S

N

i

N

e N QQQQQ *

1

kW990825223300309575299565185385*1

N

Q

kW 98,9087391 Q

Usljed proizvoljno usvojenog stepena zasićenja, te zbog nedovoljno preciznog zaokruživanjadobijenih rezultata, dobijamo da odstupanje iznosi 0,004935 %, što zadovoljava.

2.7.8. KOLIČINA TOPLOTE PRIHVAĆENA U ZAGRIJAČU ZRAKA

Zagrijači zraka su konvektivne ogrijevne kotlovske površine, koje se nalaze redovno na kraju putaprodukata sagorijevanja u kojma se na račun produkata sagorijevanja zagrijava zrak potreban za

sagorijevanje. Povišena temperatura vazduha u ložištu ostvaruje prednosti prilikom sagorijevanjakoje se očituje u bržem sušenju goriva, burnijem sagorijevanju i intenzivnijem prijenosu toplotezračenjem u kotlovskom ložištu. Sa druge strane, snižavanjem temperature produkatasagorijevanja na kraju kotla direktno se smanjuje najveći kotlovski gubitak

7U .

Drugim riječima, toplota koja se izmjeni u zagrijaču vazduha ''premiješta'' se u ložište i na ostaleogrijevne površine prije zagrijača vazduha uslovljavajući višu temperaturu sagorijevanja i većutemperaturnu razliku pri konvektivnoj izmjeni toplote u kotlu. Efekat zagrijača vazduha naročito jeizražen kod kotlova koji rade sa visokim pritiscima. Količina toplote prihvaćena u zagrijaču zrakase računa na sledeći način:

30.5 ........................ IIBIIBiiVQ 1Lg1Lg1LLZ


31/76

str. 31 / 76

kg

kJ

L I - Entalpija zagrijanog vazduha na teperaturu C t O

L 165 , tj. na temperaturu zraka na

ulazu u ložište. Ova entalpija se računa na sledeći način:

30.5.1 ........................ iVI LULminLL

314,215

m

kJ i L

- entalpija suhog vazduha za C t O L

165 , udžbenik “Parni kotlovi” – Đurić

[tabela 3.31 na strani 3.207]

UL - koeficijent viška zraka na ulazu, [tabela 9 ovog grafičkog rada]

kg

mV N L

3

min 24,5 - Minimalna količina vazduha potreban za sagorijevanje 1 [kg] goriva ,

[iz računato u prvom dijelu zadatka]

kg

kJ I 1

- Entalpija vazduha na temperaturi okoline C t O20

1

, tj. na ulazu u zagrijač zraka, i on

se računa:

(30.5.2) ........................ iVI 1ULminL1

31 96,25

m

kJ i - entalpija suhog vazduha za C t

O20

1 , knjiga Parni Kotlovi - Đurić [tabela 3.31

na strani 3.207]

Na osnovu jednačine (2.15.1); (2.15.2), te s obzirom na to ja je poznata vrijednost koeficijentaviška zraka za nominalni režim rada na ulazu 29,1 N

UL [tabela 9 grafički] entalpija vazduha za

C t O L 165 je:

kg

kJ 1454,26

m

kJ14,1521,29

kg

m24,5

3

3

N N

L I

Entalpija suhog vazduha za C t O20

1 i za nominalni režim rada je:

kg

kJ 175,48

m

kJ25,9629,1

kg

m24,5

3

3

N1

N I

Te nakon što smo odredili vrijednost entalpije vszduha na ulazu i izlazi iz zagrijača vazduha, ikako nam je poznata vrijednost

s

kg267,64 N g B , sada možemo na osnovu jednačine (30.5) i

izračunati količinu toplote predatu u zagrijaču zraka za nominalni režim rada:

kg

kJ48,175

kg

kJ26,1454

s

kg267,64 N Z Q

kW 354,82183 N Z Q

S obzirom na činjenicu da imamo dva zagrijača zraka (uslov zadatka), dobivenu količinu toploteza nominalni režim rada dijelimo sa dva, te na taj način dobivamo količinu toplote prihvaćenu uzagrijaču vazduha jedan i dva (ZZ1) i (ZZ2), pa je:


32/76

str. 32 / 76

221

N

Z N

Z

N

Z

QQQ

kW677,4109121 N

Z

N

Z QQ

2.8. TEORETSKA TEMPERATURA U LOŽIŠTU

Teoretska temperatura u ložištu je funkcija entalpije dimnih plinova i koeficijenta viška zraka naulazu u ložište, dakle:

UL F F I f t ;00

Vrijednost ove temperature se odr eđuje na osnovu tabele 7 strana 16, višestrukom interpolacijom.Entalpiju

0 F I se određuje na sledeći način:

(30.6) ........................ UUU100

11HII 654dL0F

L I - Entalpija zraka na ulazu u ložište, izračunato u predhodnoj stavci 2.7.8., za nominalnirežim rada.

654 ;; U U U - Kotlovski gubici, [tabela.10 grafičkog rada ]

kg

kJ4,73021d H - donja toplotna moć goriva izračunata u prvom dijelu zadatka.

Na osnovu jednačine (30.6), te kako su nam svi podaci poznati možemo odrediti vrijednostentalpije N

F I

0, pa je:

00,050,1100

11kg

kJ4,17302kg

kJ26,14540

N

F I

kg

kJ 7,187310

N

F I

Na osnovu

kg

kJ 7,187310

N

F I i 1,22 NUL višestrukom interpolacijom na osnovu tabele 7

određujemo teorijsku temperaturu u ložište, i ona za nominalni režim rada iznosi:

= 1,2 = 15698,21 => = 1500℃

= 1,2 = 19667,54 => = 1800℃ = 1,2 = 18731,74 => = 1500 18731,14 15698,21 ∙ 1800 150019667,5415689,21 = 1729,22℃ = 1,25 = 16272,9 => = 1500℃ = 1,25 = 20368,7 => = 1800℃

= 1,25 = 18731,74 => = 1500 18731,14 16272,9 ∙ 1800 150020368,716272,9

= 1680,09℃

= , = , => = 1729,221,221,2∙ 1680,091729,220,05 = , ℃


33/76

str. 33 / 76

PROVJERA

21

..111

0

ul MP iz MP

N N N

L

N

Z

N

g a s

N

N

giz

N

F

N

z

N

g

ii D I I Bii D

I I B

∆ = 1 64,26∙0,995∙18731,41900,22350∙ 33451133,88 64,26∙0,995∙ 1454,26175,48 350 ∙ 3452,8 2814,6 ∆= 1 1076163,761079025,53 = |10,99734| = 0,002652 %

gdje je:

Bg = 71,803246 [kg/s] – gasifikovana količina goriva ηz = 0,995 [%] – stepen izolovanosti kotlaIF0 = 18731,4 [KJ/kg] – entalpija dimnih plinova u ložištu

Igiz = 1900,22 [KJ/kg] – entalpija izlaznog gasaD1 = 350 [kg/s] – produkcija kotlais = 3345 [KJ/kg] – entalpija na izlazu iz pregrijača pare (p=100bar i t=510°C) ia = 1133,88 [KJ/kg] – entalpija napojne vode (p=110bar i t=270°C) IL = 1454,26 [KJ/kg] – entalpija zagrijanog zraka na temperaturu od 140°C Il = 175,48 [KJ/kg] – entalpija zraka pri temperaturi od 20°C iMPizl = 3452,8 [KJ/kg] – entalpija pare na izlazu iz MP-a (p=44bar i t=510°C) iMPul = 2814,6 [KJ/kg] – entalpija pare na ulazu u međupregrijač (p=44bar i t=270°C)

2.9. KOLIČINA TOPLOTE PREDATA ZRAČENJEM

Količina toplote predata zračenjem u ložištu se računa kao:

30.7 ........................ IIBQ 2F0FZg0

0QQQ K i

0 K Q - toplota predata konvekcijom.

0QQi - količina toplote predata u isparivaču zračenjem.

30.7.1 ........................ B

QII 17.2

Zg

00FF2

Na osnovu jednačine (30.7.1), te kako su nam svi podaci poznati možemo odrediti vrijednostentalpije N

F I

2 za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,46

kW299565

kg

kJ74,1873102

N

Z

N

g

N

i N

F

N

F B

Q I I

kg

kJ55,404612

N

F I

Na osnovu

kg

kJ55,404612

N

F I i 1,24 N

IZ [ koeficijent viška zraka smo očitali u tabeli 9 grafičkog ]

višestrukom interpolacijom određujemo vrijednost temperature produkata sagorijevanja na krajuisparivača za nominalni režim rada i ona iznosi : C t N F O2 93,3071


34/76

str. 34 / 76

2.10. TEMPERATURA PREDAJNIKA TOPLOTE

Entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz nekog elementa kotla, izmjenjivača toplote(pregrijača pare; međupregrijača; zagrijača vode; zagrijača zraka) u opšteno se računa nasljedeći način:

30.8 ........................ B

QII

Zg

UL

F

IZ

F

Gdje je: IZ

F I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz datog izmjenjivača toplote UL

F I - entalpija produkata sagorijevanja na ulazu u dati izmjenjivač toplote Q - količina toplote predata u datom izmjenjivaču topline, izračunato u stavci 2.7.

g B - gasifikaciona količina goriva

2.10.1. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ PREGRIJAČA PARE 2

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare dva se određuje na osnovutabele 7. višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz pregrijača prare dva je f -jaentalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare dva i koeficijenta viška zraka naizlazu iz istog, pa je:

IZ PP PP PP I f t 222 ;

2 PP I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare dva (PP2) i ona se rač-

una na osnovu jednačine (30.8). IZ

PP 2 - koeficijent viška zraka na izlazu iz pregrijača pare dva (PP2)

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare dva (PP2),prvo moram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,64

kW5,547871

kg

kJ55,40461222

N

Z

N

g

N

s N

F

N

PP B

Q I I

kg

kJ67,162512

N

PP I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz pregrijača pare dva (PP2) ),a toradimo na osnovu već izvađenih vrijednosti [tabela 9.] i on iznosi za nominalni režim rada:

1,24.

2

N IZ PP .

Sada višestrukom interpolacijom na osnovu

kg

kJ67,162512

N

PP I i 1,24.

2

N IZ

PP iz tabele.7.

određujemo temperaturu na ulazu iz pregrijača pare dva (PP2) za nominalni režim rada, i onaiznosi:

C t N

PP

O

2 15,1094


35/76

str. 35 / 76

2.10.2. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ MEĐUPREGRIJAČA PARE

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz međupregrijača pare se određuje na osnovutabele 7. višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz međupregrijača prare je f -jaentalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz međupregrijača pare i koeficijenta viška zraka naizlazu iz istog, pa je:

IZ MP MP MP I f t ;

MP I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz međupregrijača pare (MP) i ona se rač-


MP - koeficijent viška zraka na izlazu iz međupregrijača pare (MP)

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz međupregrijača pare (MP),prvo moram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,64

kW233002

kg

kJ

67,162512

N Z N

g

N

MP N

PP

N

MP B

Q

I I

kg

kJ26,8133 N

MP I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz međupregrijača pare (M P),a toradimo na osnovu tabele 9. i on iznosi za nominalni režim rada: 1,26. N IZ

MP .


kg

kJ26,8133 N MP I i 1,26

.

N IZ

MP iz tabele 7.

određujemo temperaturu na izlazu iz međupregrijača pare (MP) za nominalni režim rada, i onaiznosi:

C t N MP

O98,786

2.10.3. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ PREGRIJAČA PARE 1

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare jedan se određuje na osnovutabele 7 višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz pregrijača prare jedan je f -jaentalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare jedan i koeficijenta viška zraka na

izlazu iz istog, pa je: IZ PP PP PP I f t 111 ;

1 PP I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare jedan (PP1) i ona se rač-


PP 1 - koeficijent viška zraka na izlazu iz pregrijača pare jedan (PP1)

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz pregrijača pare jedan (PP1),prvo moram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,46

kW5,547871

kg

kJ26,813311

N Z N

g

N

s N

MP

N

PP B

Q I I


36/76

str. 36 / 76

kg

kJ774,71851

N

PP I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz pregrijača pare jedan (PP1), a toradimo na osnovu tabele 9 i on iznosi za nominalni režim rada: 1,26.1

N IZ

PP .


kg

kJ774,71851

N

PP I i 1,26.

1 N IZ

PP iz tabele 7 grafickog

određujemo temperaturu na izlazu iz pregrijača pare jedan (PP1) za nominalni režim rada, i onaiznosi:

C t N PP O

1 33,575

2.10.4. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ ZAGRIJAČA VODE – EKONOMAJZERA

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača vode (ZV) se određuje na osnovutabele 7 grafickog višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz zagrijača vode je

f-ja entalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača vode i koeficijenta viška zraka naizlazu iz istog, pa je: IZ ZV ZV ZV I f t ;

ZV I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača vode (ZV) i ona se računa na

osnovu jednačine (2.18). IZ

ZV - koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača vode (ZV).

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača vode (ZV), prvomoram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,64

kW158385

kg

kJ774,71851

N

Z

N

g

N ZV N

PP

N

ZV B

Q I I

kg

kJ63,2413 N ZV I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača vode (ZV), a to radimona osnovu tabele 9 i on iznosi za nominalni režim rada: 1,29. N IZ

ZV .


kg

kJ63,2413 N ZV I i 1,29

.

N IZ

ZV iz tabele 7

određujemo temperaturu na izlazu iz zagrijača vode (ZV) za nominalni režim rada, i ona iznosi:

C t N

ZV

O83,303

2.10.5. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ ZAGRIJAČA ZRAKA 2

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2) se određuje naosnovu tabele 7 višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz zagrijača zraka dva je f-ja entalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka dva i koeficijenta viška zrakana izlazu iz istog, pa je:

IZ ZZ ZZ ZZ I f t 222 ;


37/76

str. 37 / 76

2 ZZ I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2) i ona se rač-


ZZ 2 - koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2).

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2),prvo moram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,64

kW677,41091

kg

kJ63,241322

N

Z

N

g

N

ZZ N

ZV

N

ZZ B

Q I I

kg

kJ038,25722

N

ZZ I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2), a toradimo na osnovu tabele 9 i on iznosi za nominalni režim rada: 1,34.2

N IZ

ZZ .


kg

kJ038,25722 N

ZZ I i 1,34.

2

N IZ

ZZ iz tabele 7

određujemo temperaturu na izlazu iz zagrijača zraka dva (ZZ2) za nominalni režim rada, i onaiznosi:

C t N ZZ O2 761,249

2.10.6. TEMPERATURA NA IZLAZU IZ ZAGRIJAČA ZRAKA 1

Temperatura produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1) se određuje na

osnovu tabele 7 višestrukom interpolacijom. Dakle temperatura na izlazu iz zagrijača zraka jedan je f-ja entalpije produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka jedan i koeficijenta viška zrakana izlazu iz istog, pa je:

IZ ZZ ZZ ZZ I f t 111 ;

1 ZZ I - entalpija produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1) i ona se rač-


ZZ 1 - koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1).

Da bi smo odredili temperaturu produkata sagorijevanja na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1),prvo moram odrediti entalpiju na izlazu istih za nominalni režim rada, pa je:

995,0s

kg26,46

kW677,41091

kg

kJ038,2572121

N

Z

N

g

N

ZZ N

ZZ

N

ZZ B

Q I I

kg

kJ365,92911

N

ZZ I

Drugo što treba odrediti jeste koeficijent viška zraka na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1), ato radimo na osnovu tabele 9. i on iznosi za nominalni režim rada: 1,39.1

N IZ ZZ .


38/76

str. 38 / 76


kg

kJ365,92911

N

ZZ I i 1,39

.

1

N IZ

ZZ iz tabele 7

određujemo temperaturu na izlazu iz zagrijača zraka jedan (ZZ1) za nominalni režim rada, i onaiznosi:

C t N ZZ O

1 758,821


39/76

str. 39 / 76

Slika 6 . Lenzov dijagram za nominalni režim rada

1709,56

1307,93

1094,15

786,98

575,33

330,83

249,761182,758

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000

T e m p e r a t u r a [ o C ]

Količina toplote [kW]

Q P P 2

Q M P P

Q P P 1

Q E

Q Z Z 2

Q Z Z 1


40/76

str. 40 / 76

Slika 7. Skica kotla sa svim kotlovskim elementima

Slik a 8. Tok dimnih plinova i kotlovskog radnog medija

Isparivač Ložišta

Pregrijač pare 2

Međupregrijač

Pregrijač pare 1 Zagrijač vode

Zagrijač zraka 2

Zagrijač zraka 1

Izlaz dimnih

plinova

Dimni

plinovi

HV

Vrela voda

U NT.T

IZ VT.T

U VT.T


41/76


42/76

str. 42 / 76

4. PRORAČUN GLAVNIH DIMENZIJA LOŽIŠTA

Glavne dimenzije ložišta se određuje pomoću karakterističnih odnosa na taj način što će seusvojiti njihova vrijednost za nominalno opterećenje kotla. Za moje izabrano ložište na osnovuizračunate donje toplotne moći gor ova

d H [iz tabele 4.24 strana 4.190., Parni kotlovi Đurić] uzimamo

vrijednosti:

2m

kW9102usvajmo 910.........27401 AF AF QQ - specifično toplotno opterećenje površine

poprečnog presjeka ložišta

3m

kW 175usvajamo 210.......... 175 VF VF QQ - specifično toplotno opterećenje ložišnog

prostora ( zapremine ložišta )

Iz usvojenog odnosa specifičnog toplotnog opterećenja ložišnog prostora

3m

kW 175VF Q ,

izračunava se zapremina ložišta iz izraza:

3

3

m 6497

m

kW 175

kW3,1369751

VF

N

F Q

QV

kW 3,1369751 N Q - Količina toplote unesena u ložište za nominalni režim radaizračunato u stavci 2.7.

Na osnovu vrijednosti toplotnog opterećenja površine poprečnog presjeka ložišta

2mkW9102 AF Q , da se izračunati površina porečnog presjeka ložišta:

2

2

m 390,731

m

kW 2910

kW3,1369751

F

N

F A

Q A

Sada nakon što smo izračunali površinu poprečnog presjeka ložišta i zapreminu ližišta, možemoodrediti visinu istog, pa će biti:

2

3

m390,73

m6497

F

F

F

A

V c

m 62,61 F c

Iz površine poprečnog presjeka ložišta, vodeći računa da su upitanju naspramni gorionici i da

presjek treba da teži kvadratu usvajamo odnos

04,1

F

F

b

a , [ Parni kotlovi Đurić, str ana 4.25.]

te na osnovu površine poprečnog presjeka ložišta, i odnosa F F

ba / , možemo odrediti i ostaledvije dimenzije kotla, pa je:

F F

F F F

ba

ba A

04,1

1,04

m 390,73

04,1 04,1

2

2 F F F F A

bb A


43/76

str. 43 / 76

m 383,91 F b

m 383,9104,104,1 F F

ba

m 15,02 F

a

Tabela 11. Proračun površine zidova kotla

Zbog velike produkcije pare

h

t

s

kg D N 12603501 , stranice baze F F ba ; , usvajamo

manje,a visinu F

c veću s tim da bude zadovoljena zapremina ložišta F

V , pa je:

3m 4976 m 23

15

m 13,5

F

F

F

F

V

c

mb

a

Tabela 12. Proračun površina zidova kotla

strana formula Z A Z A A 0

prednja F F ca 334,893 0,78 268,236

desna F F cb 322,31 0,78 251,4

zadnja F F ca 334,893 0,78 268,236

lijeva F F cb 322,21 0,78 251,4

plafonJednokomorno ložište, nema

plafona 0 0,78 0

1314,406 0,78 1025,23

strana formula Z A Z A A 0

Prednja F F ca 432 0,78 336,96

desna F F cb 480 0,78 374,4

zadnja F F ca 432 0,78 336,96

lijeva F F cb

480 0,78 374,4

PlafonJednokomorno ložište, nema

plafona 0 0,78 0

1824 0,78 1422,72


44/76

str. 44 / 76

5. PRORAČUN OZRAČENE POVRŠINE

Faktor ekranisanja se računa:

78,00 Z

A

A

3,0 H h x - Usvojeno iz Stošića.

h – rastojanje između maksimalne temperature i dna kotla H – rastojanje između plafona i dna kotlax – relativna koordinata mjesta sa maksimalnom temperaturom i zavisi od konstante ložišta i

smještaja gorionika. Koeficijent temperaturnog polja ložišta (M), koji zavisi od vrste ložišta i njegove geometrije seračuna kao:

x B A M A; B – empirijeski koeficijenti koji zavise od vrste goriva, za ugalj A=0,59; B=0,5 Parni kotlovi Đurić str. 4.57.. Pa je koeficijent temperaturnog polja:

3,05,059,0 M

74,0 M

Debljina sloja koji zrači se određuje na sledeći način:

2

3

m1824

m64976,36,3

Z

F

A

V s

m823,21 s

Z A - Ukupna, računski ozračena površina [tabela.12.]

F V - Zapremina ložišta s – debljina sloja koji zrači.

Parcijalni pritisak troatomnih gasova koji zrače se računa:

(5.1) ........................ pppp w2w2w2 SOCOOH

bar 0,25981.5

0100

0

100

0,1447100

14,47

100

0,1151

100

11,51

100

2

2

2

2

2

2

p

SO p

CO p

O H p

W SO

W CO

W O H

W

W

w

W W W

SOCOO H 222 ;; - Izračunato u prvom dijelu zadatka, tabela 6. za 1 .

Stefan Bolzmanova konstanta se određuje kao:

kW299565

kW1136975,3

00

N

N

I

Q

Q B

795,30 B

8/18/2019 Parn

parni kotlovi 2 - graficki

Documents