480 likes | 1.05k Views
BRODSKI GENERATORI PARE 3.dio. Toplinska shema generatora pare. Toplinska bilanca generatora pare. Toplinska iskoristivost generatora pare. Energija(ulaza) = korisna energija + gubici η GP =energija (ulaza) - gubici / energija (ulaza) η GP = 1 – [gubici / energija (ulaza)] 1 = η GP + ∑g i
E N D
Toplinska iskoristivost generatora pare • Energija(ulaza) = korisna energija + gubici • ηGP=energija (ulaza) - gubici / energija (ulaza) • ηGP= 1 – [gubici / energija (ulaza)] • 1 = ηGP+ ∑gi • 100 = ηGP% + ∑gi% • ηGP = 1 - ∑gi • ηGP% = 100 - ∑gi% • ∑gi– suma svih gubitaka • ηGP = korisna energija / dovedena toplina • ηGP = Q / (B·Q1) = Q / (B·HL)
Q1 = HL = Hd + qZL + qG + qP kJ/kg • qZL = λ·VZmin · CL · ( tL - to ) kJ/kg • qG = CG · ( tG - to ) kJ/kg • qP = dP · ( hp – ro ) kJ/kg dP -količina pare za raspršivanje (0,05-0,1 kg/kg) • Q=Dp·(hp-hnv)+Dmp·(hmpi-hmpu)+Do·(h’-hnv) • B·Q1 = Q+G1+G2+G3+…+Gn /: (B·Q1) • 1 = ηGP+g1+g2+g3+…+Gn= ηGP + ∑gi
Toplinski gubici generatora pare • gubitak zbog osjetne topline izlaznih dimnih plinova (g1), • gubitak zbog zračenja topline u okolinu (g2), • gubitak zbog kemijski nepotpunog izgaranja (g3), • gubitak zbog pojave čađe (g4), • gubitak zbog letećeg koksa (g5), • gubitak zbog propadanja goriva kroz rešetku (g6), • gubitak zbog sadržaja izgorivih dijelova u troski (g7), • gubitak zbog osjetne topline ostatka iz ložišta (g8).
g1=Vpl · Cp ·(tpl-to) / Q1 • To je najveći gubitak topline kod generatora pare • Zavisi o izlaznoj temperaturi dimnih plinova i o pretičku zraka za izgaranje • g2 je drugi po veličini u generatorima pare • Ovisi o stanju ozida i izolacije, te o kapacitetu i opterećenju generatora pare (smanjuje se s porastom kapaciteta i opterećenja te obrnuto) • Kreće se od 0,5 do 3 % • g3 ovisi o vrsti (kvaliteti) goriva i načinu izgaranja • Nastaje zbog toga što dio ugljika ne izgori potpuno u CO2 • Kod tekućih i plinovitih goriva je zanemariv
Potrošnja goriva • ηGP= korisna energija / dovedena energija • ηGP= Q / (B · HL) • B = Q / (ηGP· HL) 1.Generator pare proizvodi pregrijanu paru • B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP·Hd) 2. G.P. proizvodi preg. paru i zasićenu paru • B = Dp·(hp-hnv) + Dzp·(hzp-hnv) / (ηGP·Hd)
3.G.P. proizvodi pregrijanu paru uz kontinuirano odsoljavanje iz bubnja • B = Dp·(hp-hnv)+ Do·(h’-hnv) / (ηGP·Hd) 4. G.P. proizvodi pregrijanu i međupregrijanu paru • B = Dp·(hp-hnv)+ Dmp·(hmpi-hmpu) / (ηGP·Hd) 5. G.P. upotrebljava zrak predzagrijan stranim izvorom topline • B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP ·[Hd + λ·VZmin·CL·(tL-to)] 6. G.P. koristi gorivo predzagrijano vanjskim izvorom topline, koje se rasprskava s parom • B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP ·[Hd +CG·(tG-t1)+dp·(hp-ro)]
Cirkulacija vode u generatorima pare • Prirodna cirkulacija - uzgon zbog razlike gustoće • Umjetna (prisilna) cirkulacija - djelovanje pumpe • Osnovni zadaci: • hlađenje materijala ogrjevnih površina • prenošenje topline sa stijenki na radni fluid • usmjeravanje strujanja nastalih mjehurića vodene pare • sprječavanje smanjenja kvalitete (čvrstoće) materijala • onemogućuje stvaranja parnih jastuka odnosno lokalnih pregrijavanja
Faktori ograničenja i poremećaja cirkulacije: • hidrostatska visina cirkulacijskog kruga (položaj cijevi) • razlika gustoće u silaznim i uzlaznim cijevima • visoki radni tlak u generatoru pare • razni otpori strujanja fluida u cijevima: - porast otpora (zbog prljavštine, mehanički) - prekomjerni talozi unutar cijevi (kamenac) • nagli porast opterećenja, odnosno pad tlaka u silaznim cijevima (stvaranje parnih mjehurića i zastoja u cirkulaciji)
Generator pare tipa Yarrow bez i s hladnim silaznim cijevima
Strmocijevni generator pare bez i s hladnim silaznim cijevima
Umjetna ili prisilna cirkulacija • optočna (sustav La Mont) • protočna (sustav Benson i Sulzer) • Cirkulacijski broj C C = količina vode koja je u cirkulaciji količina isparene vode • C = 6 – 12 (optočna) • C = 1 (protočna)
Cirkulacija zraka i dimnih plinova u generatorima pare • Prirodna cirkulacija • nastaje zbog djelovanja sile uzgona, bez utroška vanjske energije • ovisi o visini dimnjaka i temperaturi plinova • Δpu = H · (ρzr-ρpl)·g [Pa] • Umjetna (prisilna) cirkulacija • ostvaruje se djelovanjem ventilatora koji će tlačiti svježi zrak ili / i usisavati dimne plinove
Umjetna (prisilna) cirkulacija • mogućnost postizanja većih kapaciteta (učinaka) generatora pare, • mogućnost efikasnije regulacije procesa izgaranja, • postizanje boljih uvjeta izgaranja i većeg stupnja iskoristivosti • mogućnost ugradnje većih naknadnih površina radi smanjenja izlaznih temperatura dimnih plinova
Izvedbe umjetne cirkulacije: • s tlačnim ventilatorom (1) • za velike kapacitete, • nedostatak: dimni plinovi su pod pretlakom i postoji mogućnost propuštanja u strojarnicu • s isisnim ventilatorom (2) • nedostatak: visoka radna temperatura ventilatora (materijal) • kombinirano (3) • nedostatak: ograničeni učinak isisnog ventilatora • s pretlakom u prostoriji (strojarnici) • ugradnja dvostrukih vrata, kod brodova s više generatora pare
Snaga za pogon ventilatora • uzgon u strujnim kanalima • otpor strujanja zbog trenja • lokalni otpori strujanja • P = (Δp·V) / (1000·ηv) [kW] • Δp [Pa] – pad tlaka kojeg treba savladati ventilator • V [m3/s] – volumen zraka odnosno dimnih plinova • ηv – stupanj iskoristivosti ventilatora koji iznosi od otprilike 0,5 do 0,8