Generatoare de abur

  • View
    310

  • Download
    6

Embed Size (px)

DESCRIPTION

notiuni introductive privind clasificarea, functionarea si domeniul de utilizare al generatoarelor de abur

Text of Generatoare de abur

1.1. Generaliti

____________________________________________________________________________________________

11

Cap. 1. NOIUNI INTRODUCTIVE

1.1. Generaliti Generatorul de vapori reprezint un ansamblu de instalaii complexe care au ca scop obinerea de vapori (saturai sau supranclzii) sau de ap fierbinte, la presiuni mai mari dect presiunea atmosferic, pe seama transformrii energiei chimice a combustibililor, prin utilizarea altor forme de energie cum sunt cea electric i cea nuclear, prin folosirea cldurii recuperate din gazele de ardere rezultate din diverse procese tehnologice (siderurgice, metalurgice, chimice, etc.), prin folosirea unor resurse energetice secundare ale unor procese prelucrtoare din diferite industrii cum sunt: deeurile lemnoase, rumegu, etc. n industria prelucrtoare a lemnului, puzderii de cnep i in n industria textil, diferite leii n industria hrtiei i celulozei, etc. Se pot utiliza de asemenea pentru vaporizare i alte forme de energii cum sunt energia nuclear, energia solar, energia electric, energia geotermal. Dac fluidul folosit este apa, generatoarele de vapori se numesc generatoare de abur (cazane de abur). Din punct de vedere energetic, generatorul de abur este un transformator de energie deoarece energia latent legat chimic a combustibililor se transform prin procesul de ardere n energie termic. Din punct de vedere funcional, generatorul de abur este un schimbtor de cldur ntruct cldura coninut de gazele de ardere se transmite apei care vaporizeaz (sau se nclzete n cazul apei fierbini) precum i aerului necesar arderii care se prenclzete. Se consider c generatorul este de ap fierbinte dac apa la ieire are temperatura mai mare dect temperatura de fierbere a acesteia la presiunea atmosferic.

_________________________________________________________________________

12

1. Noiuni introductive

1.2. Clasificarea generatoarelor de abur Generatoarele de abur se pot clasifica dup un numr mare de criterii. n acest sens se pot pune n eviden urmtoarele categorii de generatoare de abur: a) dup scopul pentru care este produs aburul: - n termoficarea urban, generatoare de abur pentru nclzire i pentru producere de ap cald menajer; - n termoficarea industrial, generatoare de abur tehnologic i pentru nclzire pentru diferite sectoare industriale, - generatoare de abur energetice, care contribuie mpreun cu turbinele abur la producerea energiei electrice n CTE (centrale termoelectrice) sau energie electric i energie termic, simultan, n CET (centralele electrice de termoficare); b) dup locul de amplasare: generatoare de abur terestre, generatoare de abur marine; c) dup gradul de mobilitate: generatoare de abur stabile (fixe), mobile (deplasabile) montate pe mijloace de transport; d) dup natura fluidului utilizat: generatoare de abur ce utilizeaz ap, mercur, difenil oxid, etc.; e) dup sursa de cldur folosit: generatoare de abur ce folosesc combustibili naturali, combustibili nucleari, arderea deeurilor, energia electric, energia solar, energia geotermal, generatoare de abur recuperatoare, etc.; f) dup modul predominant de transmitere a cldurii: generatoare de abur de convecie, de radiaie, combinate; g) dup modul cum se realizeaz vaporizarea: generatoare de abur cu vaporizare direct, cu vaporizare indirect; h) dup modul cum are loc circulaia apei: generatoare de abur cu circulaie natural, cu circulaie forat multipl, cu circulaie forat unic; i) dup valoarea presiunii de funcionare: generatoare de abur de joas presiune (0,7 6 bar), de medie presiune (6 50 bar), de nalt presiune ( 64 225 bar), de presiune supracritic ( > 225 bar);

1.1. Generaliti

____________________________________________________________________________________________

13

j) dup valoarea presiunii din focar: generatoare de abur cu depresiune n focar (- 20 Pa - 50 Pa, sau, 2 mmH2O - 5 mmH2O), cu suprapresiune mic n focar (1 5 kPa, sau, 100 500 mmH2O), cu suprapresiune mare n focar ( 0,5 1,5 MPa, sau, 0,5 15 bar); k) dup starea aburului produs: generatoare de abur saturat, de abur supranclzit; l) dup starea de agregare a combustibilului folosit: generatoare de abur cu combustibil solid, lichid sau gazos, cu amestecuri de combustibili (doi sau mai muli combustibili); m) dup configuraia canalelor de circulaie a gazelor de ardere: generatoare de abur n form de , n form de U simplu sau dublu, n form de T, cu trei drumuri, turn, cu drumuri orizontale, etc.(fig.1.1)

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Fig.1.1. Tipuri de generatoare de abur dup configuraia canalelor de gaze de ardere:a generator de abur n form de ; b generator de abur n form de U simplu; c generator de abur n form de U dublu; d generator de abur cu trei canale; e generator

_________________________________________________________________________ de abur n form de T; f generator de abur tip turn. intrare amestec combustibil aer; gaze de ardere.

14

1. Noiuni introductive

n) dup modul de circulaie a fluidelor prin evi: acvatubulare, cnd apa circul prin evile generatorului de abur, i ignitubulare, cnd gazele de ardere circul prin interiorul evilor; o) dup pericolul pe care l prezint efectele dinamice pe care le-ar putea produce n caz de explozie, generatoarele de abur se clasific n patru categorii care sunt prezentate n tabelul 1.1.Tabelul 1.1. Clasificarea generatoarelor de abur dup efectele care le-ar produce n caz de explozie Categoria generatorului de abur I II III IV Relaia de calcul : V(ts 100) unde: V este volumul de ap din generatorul de abur umplut cu 100 mm peste nivelul minim, sau, volumul total de ap din generatorul de abur cu strbatere forat, n m3 ; ts - temperatura de saturaie a aburului, n C. peste 150 peste 75 pn la 150 inclusiv peste 25 pn la 75 inclusiv pn la 25 inclusiv

Una dintre clasificrile prezentate anterior ce prezint o importan deosebit este cea n funcie de volumul de ap coninut de generatorul de abur. Valoarea raportului dintre volumul de ap coninut de generatorul de abur Va i suprafaa de nclzire Si, mparte generatoarele de abur n dou mari grupe: generatoare cu volum mare de ap i generatoare cu volum mic 3 Va m de ap. Astfel, dac > 0,026, , se consider c generatorul este Si 2 m cu volum mare de ap. Dac valoarea raportului este mai mic dect 0,026, cifr arbitrar aleas dar consacrat, generatorul este cu volum mic de ap.

1.1. Generaliti

____________________________________________________________________________________________

15

1.3. Parametrii funcionali ai generatoarelor de abur Parametrii funcionali ai unui generator de abur sunt precizai de presiunea, temperatura i debitul apei de alimentare i ai aburului n anumite condiii de funcionare. Acetia sunt considerai pentru cazul cnd generatorul de abur folosete combustibilul pentru care a fost proiectat. Principalii parametri funcionali ai generatoarelor de abur sunt: - presiunea nominal este presiunea maxim a aburului la ieirea din robinetul principal de abur al generatorului de abur(la ieirea din supranclzitorul de baz), n funcionare continu, la temperatura nominal i debitul nominal, pn. n funcie de valoarea sa, presiunea nominal mparte generatoarele de abur n dou grupe: generatoare de abur cu presiune subcritic (pn < pcr) i generatoare de abur cu presiune supracritic (pn > pcr). - presiunea maxim din generatorul de abur este presiunea maxim de lucru (de funcionare) din elementele generatorului de ardere. n cazul generatoarelor de abur cu tambur aceast presiune este dat de presiunea din tambur iar la generatoarele de abur fr tambur, este presiunea apei la intrarea n generatorul de abur; - presiunea de regim este presiunea aburului nainte de supranclzitorul de baz n timpul funcionrii continue a generatorului de abur; aceasta se consider c are o valoare inferioar cu 5 % fa de presiunea nominal; - presiunea de utilizare este presiunea aburului determinat la ieirea din supranclzitorul de baz; - temperatura nominal a aburului este temperatura maxim a aburului la ieirea din robinetul principal la presiunea i debitul nominal, n funcionare continu, i corespunde temperaturii aburului supranclzit la ieire din supranclzitorul de baz. La generatoarele de abur fr supranclzitor, temperatura nominal este temperatura aburului saturat la presiunea din tambur. n cazul generatoarelor de abur cu regulator de temperatur a aburului supranclzit, temperatura nominal trebuie meninut pentru sarcini cuprinse ntre 70% i 100% din debitul nominal.

_________________________________________________________________________

16

1. Noiuni introductive

Abaterile limit fa de valoarea nominal a temperaturii sunt prezentate n tabelul 1.2.Tabelul 1.2. Abaterile limit ale temperaturii nominale ale aburului supranclzit Temperatura nominal Abateri limit K C K sau C 523 250 35 573 300 30 623 350 20 673 400 15 723 450 +10 15 763 490 + 5 10 813 540 + 5 10

- temperatura apei de alimentare este temperatura apei de alimentare la intrare n generatorul de abur (n funcie de tipul generatorului de abur putnd fi intrarea n tamburul sau n economizorul acestuia, sau n schimbtorul de cldur pentru condensat propriu), taa ; aceast temperatur nu este standardizat; - debitul nominal de abur este debitul maxim de abur corespunztor presiunii i temperaturii nominale n funcionare continu a generatorului de abur. El este debitul de abur ce se realizeaz la randamentul termic maxim garantat dac nu au fost stabilite alte precizri de ctre constructorul generatorului de abur. - debitul normal de abur este debitul de abur corespunztor funcionrii generatorului de abur la valoarea optim a randamentului termic, ceea ce corespunde la circa 80% din debitul nominal de abur; - debitul de vrf este debitul de abur corespunztor funcionrii la vrf a generatorului de abur i care este cu circa 10% mai mare