1

PARNI KOTLOVI

SadrAJ71. Gorivo

71.2. POSTANAK GORIVA

71.3. VRSTE GORIVA

81.3.1. Prirodna vrsta goriva

91.3.2. Vetaka vrsta goriva

101.3.3. Prirodna tena goriva

101.3.4. Vetaka tena goriva mazut

111.3.5. Prirodno gasovito gorivo

111.3.6. Vetaka gasovita goriva

111.4. SASTAV GORIVA

131.4.1. Opti pojmovi o sagorevanju goriva

161.4.2. Toplotna mo goriva

171.4.3. Odreivanje toplotne moi goriva

171.4.4. Gubici toplote

181.4.5. Uskladitenje vrstog goriva

191.4.6. Uskladitenje tenog goriva

191.4.7. tetno dejstvo sumpora u gorivu

202. PARNI KOTLOVI

222.1. PRENOENJE TOPLOTE

232.2. OSNOVNI POJMOVI O CIRKULACIJI VODE KOD PARNIH KOTLOVA

232.2.1. Cirkulacija vode kod pojedinih vrsta kotlova

242.2.2. Vetaka cirkulacija

242.3. PRITISAK I NJEGOVO MERENJE

252.3.1. Atmosferski pritisak

252.3.2. Manometarski pritisak

252.4. VODENA PARA

252.4.1. Isparavanje pri nepromenjenom pritisku

262.4.2. Specifina zapremina vlane pare

262.5. PODELA PARNIH KOTLOVA

272.5.1. PARNI KOTLOVI SA VELIKIM SADRAJEM VODE

272.5.1.1. Obini valjkasti kotlovi

272.5.1.2. Kotlovi sa plamenim cevima

272.5.1.3. Kornvalski parni kotao

282.5.1.4. Lankairski parni kotao

282.5.1.5. Parni kotlovi sa grejnim cevima

282.5.1.6. Lokomobilski parni kotao

292.5.1.7. Lokomotivski parni kotao

292.5.1.8. Vertikalni parni kotlovi

292.5.1.9. Brodski cilindrini kotao T.P.K.

292.5.1.10. BKG-kotao

292.5.1.11. Kotao TE-12

302.5.1.11. Plameno dimocevni kotao stimblok

302.5.2.12. KOMBINOVANI KOTLOVI

302.5.2.12.1. Tibajn parni kotao

302.5.2.12.2. Farbern parni kotao

302.5.2. PARNI KOTLOVI SA MALIM SADRAJEM VODE

302.5.2.1 KOTLOVI SA VODOGREJNIM CEVIMA

312.5.2.1.1. tajnmilerov parni kotao

312.5.2.1.2. Babkok-Vilkoks parni kotao

312.5.2.3. KOTLOVI SA STRMIM VODOGREJNIM CEVIMA

312.5.2.3.1. Stirlingovi parni kotlovi

322.5.2.3.2. Strmocevni parni kotao sa uzdunim bubnjem TPK

322.5.2.3.3. Strmocevni parni kotao sa poprenim bubnjevima TPK

322.5.2.3.2. Dimocevni ekranisani parni kotao TPK tip G-1 i G-2

322.5.3. EKRANISANI PARNI KOTLOVI

332.5.3.1. Ekranisani kotao BK-00-2320-..

332.5.3.2. Ekranisani parni kotao K-22479/1 ..

332.5.3.3. Ekranisani kotao SES

332.5.3.4. La-Mont parni kotao

332.5.3.5. Ekranisani kotao TE.14

332.5.4. KOTLOVI U VIDU JEDNE CEVI (jednocevni)

332.5.4.1. Bensenov parni kotao

342.5.4.2. Sulcerov parni kotao

342.5.4.3. Ramzinov parni kotao

342.5.5. KOTLOVI POSEBNIH KONSTRUKCIJA

342.5.5.1. Lefler parni kotao

342.5.5.2. Hartman-mit parni kotao

342.5.5.3. Veloks parni kotao

342.5.6. KOTLOVI GREJANI ELEKTRINOM STRUJOM

342.5.6.1. Kotlovi sa elektrodama

352.5.6.2. Kotlovi utilizatori

352.5.7. VRELOVODNI KOTLOVI

352.5.7.1. Vrelovodni kotao TE.41

352.5.7.2. Vrelovodni kotao TE.10

352.5.7.3. Vrelovodni blok kotao C-12

352.5.7.4. Vrelovodni kotao BK-00-2527 ..

352.5.7.5. Vrelovodni kotao BK-00-2282 ..

352.5.7.6. Sulcerovi kotlovi za sagorevanje otpadaka tipa CV i SV

362.6. STEPEN ISKORIENJA KOTLOVSKIH POSTROJENJA

372.6.1. Izraunavanje grejne povrine kotla

372.7. KOTLOVSKA LOITA

382.7.1. LOITE SA REETKOM

392.7.2. LOITE SA MEHANIKIM LOITEM

392.7.2.1. Mehaniko loite sa ravnom nepokretnom reetkom

392.7.2.2. Loite sa donjim dovodom goriva

392.7.2.3. Loite sa lananom reetkom

392.7.2.4. Loite sa kaskadnom reetkom

402.7.2.5. Loite sa pominom kosom stepenastom reetkom

402.7.3. IZBOR REETKE PREMA VRSTI GORIVA

402.7.3.1. Proraun reetke

412.7.3.2. Instalacije za pripremu i prenos uglja do kotlova

412.7.4. LOITE ZA UGLJENU PRAINU

412.7.4.1. Priprema ugljene praine

422.7.4.2. Korist od loenja ugljenom prainom

422.7.5. LOITE ZA TENO GORIVO

432.7.5.1. Instalacija za mazut

442.7.5.2. Gorionik SAKE, tip SKV-100

442.7.6. LOITE ZA GASOVITO GORIVO

452.7.6.1. Kombinovani gorionici za gasovito i teno gorivo

452.8. PREGREJA PARE

462.8.1. Ureaj za regulisanje temperature pregrejane pare

472.9. ZAGREJA VODE

472.10. ZAGREJA VAZDUHA

482.11. ARMATURA PARNOG KOTLA

482.11.1. Aparati za pokazivanje vodostaja u kotlu

482.11.2. Pomone mehanike naprave za pokazivanje vodostaja u kotlu

482.11.3. Aparati za pokazivanje pritiska u kotlu

492.11.4. Ventili sigurnosti

502.12. NAPOJNE GLAVE

502.12.1. Naprave za automatsko zatvaranje glavnog parovoda u sluaju prskanja

512.13. NAPRAVE ZA IZBACIVANJE I GAENJE LJAKE

512.14. IZDVAJANJE LETEEG PEPELA OTRAIVANJE

522.14.1. Elektrostatiki filteri

522.15. DUVAI GARA

532.16. PROMAJA

542.17. POSTAVLJANJE I OZIIVANJE PARNIH KOTLOVA

542.17.1. Oslonci za kotlove

542.17.2. Ozid kotla

542.17.3. Kvalitet amotne opeke

542.18. INSTRUMENTI ZA KONTROLU RADA KOTLA

542.18.1. Merenje temperature

542.18.2. Elektrini termometri sa otporom

542.18.3. Konstruktivni oblici elektrinih termometara sa otporom

542.18.4. Greke pri merenju temperature i postavljanje termometra

542.18.5. Termoelektrini pirometri

542.18.6. Manometarski termometri

542.18.7. Merenje protoka vode i pare pomou prigunih ureaja

542.18.8. Diferencijalni manometri

542.18.9. Prstenasta vaga

542.19. ANALIZA DIMNIH GASOVA

552.19.1. Rad sa Orsatovim aparatom

552.19.2. Fiziki analizatori dimnih gasova

552.19.3. Odreivanje sadraja CO2

552.20. KOTLOVSKE KOROZIJE

552.20.1. Mere za spreavanje niskotemperaturske korozije

552.20.2. Mere za spreavanje visokotemperaturske korozije

552.20.3. Unutranja korozija kotla

552.21. MOGUA OTEENJA I EKSPLOZIJA PARNIH KOTLOVA

552.22. RUKOVANJE PARNIM KOTLOM

552.22.1. Priprema kotla za pogon

552.22.2. Rukovanje kotla za vreme pogona

552.23. MATERIJAL ZA IZRADU PARNIH KOTLOVA

553. VODA ZA NAPAJANJE PARNIH KOTLOVA

553.1. VRSTE VODE

563.1.2. Vrste primesa u vodi

563.1.3. Uticaj primesa napojne vode na rad kotla

563.1.4. Obrazovanje kotlovskog kamenca

563.1.5. Tvrdoa vode

563.1.6. Postupci za poboljanje kvaliteta napojne vode

563.1.7. Udaljavanje koloidnih primesa

563.1.8. Udaljavanje rastvorenih soli iz vode

563.1.9. Udaljavanje gasova iz napojne vode

563.1.10. Hemijski postupak za preiavanje vode na principu razmene

563.1.11. Pogonske kontrole kvaliteta vode

563.1.12. Odreivanje p i m vrednosti alkaliteta

563.1.13. pH vrednost

563.2. UREAJI ZA NAPAJANJE KOTLOVA

563.2.1. Pumpa za napajanje kotlova

563.2.2. Mlazne pumpe (injektori)

563.2.3. Rotacione pumpe

573.2.4. Klipne pumpe

573.2.5. Proraun klipne crpke

574. IZVOD IZ TEHNIKIH PROPISA ZA IZRADU I UPOTREBU PARNIH KOTLOVA, PARNIH SUDOVA, ZAGREJAA VODE I PREGREJAA PARE

57D. Pogon parnih postrojenja

57E. Isprave parnog kotla, parnog suda, zagrejaa vode i pregrejaa pare

57Obaveze korisnika

57V. Redovni i vanredni pregledi

57G. Postupak pri pregledima, priprema za preglede i izvrenje pregleda

575. DEFINICIJE

1. GorivoMaterija organskog i neorganskog porekla koja pri sagorevanju (spajanju s kiseonikom) razvija toplotu. Industrija uglavnom troi goriva organskog porekla: materije biljnog i ivotinjskog porekla koje su tokom hiljadama godina postale razne vrsta goriva pod odreenim uslovima i procesima. Za industrijsku upotrebu moraju ispunjavati sledee uslove:

da ih ima dovoljno,

da je njihovo dobijanje jeftino,

da njihovo nalazite nije mnogo udaljeno od mesta njihove potronje,

da su pogodne za transport,

ne sadre mnogo nesagorivih materija,

da su pogodna za skladitenje a da ne menjaju mnogo svoj oblik i sastav i

da nisu samozapaljiva.

1.2. POSTANAK GORIVAUgalj je nastao karbonizacijom vegetacije pod dejstvom visokih pritisaka i temperatura i bez prisustva kiseonika u toku dugog vremenskog perioda (400 miliona godina). Proces karbonizacije celuloze (C6H10O6) sastoji se u tome to postepeno gubi sastojke vodonik i kiseonik, a to je proces dui, to je u gorivu manje kiseonika (i vodonika) a vie ugljenika. Mlai ugljevi mogu takoe sadrati veliki procenat ugljenika ako su bili ispunjeni svi potrebni uslovi. Od istog biljnog sveta mogu nastati razne vrste uglja: lignit, mrki ugalj, kameni ugalj, antracit sve u zavisnosnosti od temperature, pritiska i trajanja procesa.Toplotna mo goriva odreuje se tano samo pomou kalorimetra (kalorimetrijska bomba Krokera). ee se koristi donja toplotna mo (Hd) osloboena toplota goriva u sluaju da se u produktima sagorevanja voda nalazi u parnom stanju; ako se vodena para u produktima sagorevanja kondenzuje u vodenu paru govorimo o gornjoj toplotnoj moi.

Teno gorivo (sirova nafta) je nastala od morskih ivotinja iz porodice riba i masnih algi koji su ostali zatrpani u dubini Zemlje. Ono se kao takvo ne upotrebljava za loenje, ve se podvrgava destilaciji i koristi se njeni nusproizvodi.1.3. VRSTE GORIVAPrema agregatnom stanju: vrsta, gasovita i tena.

Prema nainu dobijanja: prirodna i vetaka.

Vetaka goriva su nastala od prirodnih goriva mehanikim ili hemijskim postupcima, mogu biti glavni ili sporedni proizvod nekih hemijsko-tehnolokih procesa: oplemenjivanje, suva destilacija, destilacija i gazifikacija. Proizvode se u cilju:

poveanja njihove toplotne moi, izdvajanja najkorisnijih sastojaka,

poboljavanja njihovog sagorevanja,

lakeg transporta i manipulacije.Oplemenjivanje je pripremanje prirodnog goriva mehanikim putem radi boljeg iskorienja njegove toplotne moi: briket i ugljena praina.

Suva destilacija je hemijski proces kojima podvrgavamo prirodna vrsta goriva materija se razlae na vrst ostatak sa dosta uglenika i gasove: koks, polukoks i drveni ugalj.Destilacijom dobijamo razna vetaka goriva iz sirove nafte. Frakcionom destilacijom sirove nafte na odreenim temperaturama dobijamo: benzin, petrolej, maziva ulja, mazut.

Gasifikacijom prirodno vrsto gorivo hemijskim putem pretvaramo u gasovito: generatorski gas.1.3.1. Prirodna vrsta gorivaDrvo se retko upotrebljava u industriji, nego otpadno drvo. Sadri (u suvom stanju): 50% ugljenika, 6% vodonika, oko 1% pepela, 43% kiseonika. Kalorina vrednost: 8.400-12.500 kJ.Treset se nalazi u movarnim predelima, nastao taloenjem biljaka. Sadri oko 90% vlage, a posle suenja 25%. Lako se pali i brzo sagoreva dugakim i jarkim plamenom. Specifina teina: 3000-5000 N/m3 pri sadraju vlage od 25-50%. Iziskuje veliki skladini prostor, nepodesan kao industrijsko gorivo (osim za lokomobilske kotlove). Temperatura paljenja mu je oko 250C, a donja toplotna mo je 12.500 kJ. Sadri: 7-15% pepela, 70% isparljivih sastojaka. Sadraj gorue mase: C = 58%, H = 6%, S = 0,3%, O = 33% i N = 2,5%. Njegov pepeo zbog niske temperature topljenja oteava sagorevanje.

Lignit je najmlai ugalj, poznaje se struktura drveta i cepa se po vlaknima. uto-tamno-mrke boje. Po vaenju sadri i 50% vlage, a osuen 15-20% vlage i 8-30% pepela. Lako sagoreva i gori dugakim plamenom. Donja toplotna mo: 5.800-14.100 kJ. Koristi se u velikim koliinama, naroito u elektranama: rovni, separirani ili kao ugljena praina. Velike koliine ljakje. Lignit s velikim procentom vlanosti uspeno se melje i vrlo dobro sagoreva kao ugljena praina. Skladienjem upija dosta vlage i raspada se uticaj sunca i kie. Gorua masa sadri: C = 60-70%, H = 6-10%, S = 0,5-1%, O = 23-30%. Pali se na 250-300C.

Mrki ugalj je nastao slino kao lignit (ali stariji od njega), tamne je boje i bez sjaja na prelomu. Opran i osuen ima donju toplotnu mo od 14.100 do 23.000 kJ. Brzo se raspada na vazduhu i sklon je samozapaljivanju. Gorua masa: C = 70-75%, H = 4-5%, S = 1-5%, O = 15-25%. Pali se na 300-450C. Vlage 15-25%, a pepela 10-20%.Kameni ugalj uglavnom stariji od mrkog, crne boje i staklast na prelomu. Deli se na: masni (dosta smole i gasova dui plamen), polumasni i mravi (sporo sagorevaju, kratkim plamenom). Donja toplotna mo 25.000-33.000 kJ. Ne upija vlagu, postojan na vazduhu. Za dobijanje koksa. Gorua masa: C = 80-85%, H = 4-5%, S = 5-10%, O = 5-12%. Taka paljenja: 400-450C. Sadri 10-30% pepela i 2-5% vlage.Antracit je najstariji ugalj, pali se na 550C i sagoreva bez dima. Ne koristi se za kotlove, malo u prirodi. Gorua masa: C = 93%, H = 1-2%, S = 1-2%, O = 2-3%. Pepela oko 10%, vlage 2-3%. Hd = 34.000 kJ.

Gorivi kriljci su ivotinjskog porekla, sivo-mrkocrvene boje. Suenjem se raspadaju. Velika koliina pepela (25-60%), a C = 40%. Gorivo za kotlove i za dobijanje gasa iz gasogeneratora.1.3.2. Vetaka vrsta gorivaBriket pravi se od otpadaka uglja i ugljene praine (uglavnom od mrkog i kamenog uglja). Otpaci uglja se meaju sa bitumenskim smolama, asfaltom ili katranom. Smole se greju do 120C, pomeaju sa ugljenom prainom i presuju u komade pravilnog oblika. Smola slui kao vezivno sredstvo, istovremeno poveavaju toplotnu mo goriva. Za briketiranje mrkog uglja nije potrebno dodavati smole one se same izdvajaju tokom presovanja pod visokim pritiskom (1000 bara). Goriva masa kamenog uglja: C = 80%, H = 5%, S = 4%, a mrkog uglja: C = 65%, H = 5%, S = 2%. Koristi se u domainstvima i za loenje lokomotivskih i brodskih kotlova. Kameni ugalj Hd = 31.000 kJ, a mrki ugalj Hd = 21.000 kJ.

Koks dobija se suvom destilacijom kamenog ili mrkog uglja. Ugalj se zagreva u komorama bez prisustva vazduha, pa se raspada na isparljive materije i vrsti ostatak koks. Za koksovanje pogodni samo oni ugljevi iji vrsti ostatak je u obliku komada a ne praha. Koks je porozan i lak. Sagoreva sporo sa kratkim plamenom. Sadri oko 90% ugljenika, Hd = 31.000 kJ. Koristi se u metalurgiji i za loenje kotlova za centralno grejanje.

Ugljena praina melju se sve vrste ugljeva (oplemenjivanje goriva). Ligniti sa sadajem 20-30% pepela i 30-50% vlage jedino se kao ugljena praina mogu uspeno sagoreti.Pre mlevenja se lignit drobi na male komade (15-30 mm) i sui dimnim gasovima iz kotla na temperaturi od 700-800C pre ulaska u mlin.

Efekat mlevenja:

50% estica od 80 do 0,08 mm,

10% estica od 90-200 do 0,09-0,2 mm,

40% estica od 200-1.000 do 0,2-1 mm.Najbolja zapaljivost aero smee iznosi 0,3-0,6 kg/m3. Sagoreva burno i u letu, a nain sagorevanja tee ovako:

estice do 300 sagorevaju u letu,

estice do 300-600 delimino u letu, a delimino odlaze kao letei koks,

estice vee od 600 padaju na reetku za dogorevanje.1.3.3. Prirodna tena goriva Do nafte se dolazi buenjem, pod pritiskom je ugljovodoninih gasova i izbija u mlazevima. Kad nestane pritiska izvlai se pumpama. Mrkozelene boje. Sirova nafta se proiava (pepeo, voda, druge primese). Posle toga se vri frakciona destilacija nafte u rafinerijama, a dobijaju se: benzin, petrolej, dizel gorivo, ulja za podmazivanje, mazut i asfaltni ostatak. Sadri ugljenik (do 80%) i vodonik. Hd = 42.000 kJ. Specifina teina: 7,5-10 N/dm3 (raste sa porastom sadraja ugljenika, kiseonika, azota i sumpora, a smanjuje sadrajem vodonika). Sagorljivi sastojci: C = 85%, H = 14%, S = 1,5%. Stinjava na 25C i nie. Vanadijum iz nafte utie na visokotemperatrurnu koroziju.1.3.4. Vetaka tena goriva mazutDobijaju se fakcionom destilacijom sirove nafte i suvom destilacijom vrstih goriva. Od svih destilata samo se mazut koristi za loenje kotlova. Mazut se izdvaja tokom frakcione destilacije kao jedna od poslednjih frakcija, a dobijaju se sledei proizvodi: na temp. kljuanja od 40-60C izdvaja se gazolin, na temp. kljuanja od 60-150C izdvaja se benzin,

na temperaturi kljuanja od 200-300C petrolej,

na temp. kljuanja od 300-350C motorno ulje.Po izdvajanju ulja za mazanje ostatak se zove mazut. Sp. teina mazuta 8.8-9,7 N/dm3. Kvalitet mazuta se odreuje po: specifinoj teini, viskozitetu na odreenoj temperaturi, temperaturi stinjavanja, temperaturi paljenja, sadraju sumpora, vanadijuma natrijumsulfata i po toplotnoj moi. Pa se mazuti mogu podeliti:

laki mazut (viskozitet na 50C iznosi 13E, kljua na 90C a stinjava na10 C), srednji mazut (viskozitet na 50C je 13-31E, kljua na 110C a stinjava na 25C) i teki mazut (viskozitet na 100C je 8,5E, kljua na 140C a stinjava na 35C).Viskozitet mazuta opada porastom temperature (mora se zagrevati prilikom istakanja i pretakanja pri niskim temperaturama). Iz skladinih u radne rezervoare se greje pomou grejaa (parni, vrelovodni ili elektrini) do 50C, a ispred gorionika se temperatura podie na 95-110C radi boljeg rasprskavanja, a samim tim i boljeg sagorevanja. Mazut sa velikim sadrajem sumpora, vanadijuma i natrijum-sulfata nepodesan za loenje jer tetno deluje na metalne delove kotla. Takav mazut se u novije vreme podvrgava oplemenjivanju, pranju i aditiviranju. Iz sirove nafte u mazutu ostaje 70-80% sumpora. Sadri: C = 87%, H = 11%, O+N = 1%, S = 1-5%, pepela 0,1%, vlage do 3%. U pepelu mazuta moe biti i do 50% vanadijuma. Pri sagorevanju prelazi u V2O5 i izaziva visokotemperaturnu koroziju. Raspruje se na estice od 50-100 .Zato je mazut bolji od prirodnog vrstog goriva:

visoka donja toplotna mo 40.500 kJ,

lako se regulie proces sagorevanja u zavisnosti od optereenja kotla,

lako se rasprskava, dobro se mea s vazduhom, sagoreva burno, oblik plamena podesiv,

podesan za manipulaciju, transport i skladitenje.

1.3.5. Prirodno gasovito gorivo

Zemni gas iz dubine zemlje ili iz naftnih buotina. Ili izbija pod pritiskom ili se crpi, preiava i transportuje cevovodima. Sastoji se od ugljovodonika. Idealno za loenje kotlova. Lako se regulie sagorevanje, sagorevanje burno dugakim plamenom. Velika opasnost od eksplozije loita.1.3.6. Vetaka gasovita goriva

Glavni proizvod je generatortski gas, a kao sporedni proizvodi gas iz visokih i koksnih pei.

Gasogenerator uduvavanjem vazduha na uareni ugalj nastaje sagorevanje pri 1400C. KIseonik se jedini sa ugljenikom i nastaje ugljen dioksid koji se penje kroz slojeve uglja i dalje nastaje ugljen monoksid koji predstavlja sagorljiv gas dobijen u gasogeneratoru. Gasovi nastali u zoni reakcije ulaze u zonu destilacije, zagrevaju gorivo do 600C bez prisustva vazduha, usled ega dolazi do destilacije uglja izdvajaju se ugljovodonici i vodonik. 1.4. SASTAV GORIVAGorivo ine:

C% + H% + S% + O% + N% + P% + V% = 100% (ugljenik, vodonik, sumpor, kiseonik, azot i vlaga).Iz sagorljive mase se zagrevanjem izdvajaju isparljivi sastojci:

lignit 70% (na 120-150C)

mrki ugalj 13-58% (na 170-250C) kameni ugalj do 4% (na 400C i vie).Sastav goriva se daje u teinskim procentima. Sagorljivi elementi: ugljenik, vodonik, slobodan sumpor i jedinjenja SH i SC.

Ugljenik (C) je osnovni i najvaniji element goriva, najvie utie na kvalitet goriva. Sagoreva sporo i kratkim plamenom. Pri potpunom sagorevanju prelazi u ugljendioksid i daje 34.000 kJ/kg. Pri nepotpunom sagorevanju zbog nedostatka kiseonika prelazi u ugljenmonoksid (10.000 kJ/kg) koji moe sagoreti, ali ako ode s dimnim gasovima gubitak toplote. Stariji ugalj sadri vie ugljenika. Vodonik (H) poveava toplotnu mo i ubrzava sagorevanje. Doprinosi lakem paljenju, dugakim plamenom. Pri potpunom sagorevanju se sjedinjuje sa kiseonikom oslobaajui veliku koliinu toplote (120.000-142.000 kJ/kg da li je voda kao proizvod sagorevanja u tenom ili parnom stanju). U gorivu ga ima oko 12% bez boje, mirisa i ukusa u gasovitom stanju.

Sumpor (S) je ute boje i na obinoj temperaturi u vrstom stanju; u gorivu je u slobodnom ili vezanom stanju. Sagorljivi su: slobodan sumpor i jedinjenja s ugljenikom i vodonikom (SC i SH), a nesagorljivi sulfati, CaSO4 gips. Pri sagorevanju daje toplotu (10.000 kJ/kg) i jedinjenja sumpordioksid (SO2) i sumportrioksid (SO3). Nepoeljan jer produkti njegovog sagorevanja tetno deluju.

Kiseonik nepoeljann jer zauzima mesto sagorivim elementima; ne sagoreva, ali omoguava sagorevanja gradei jedinjenja sa sagorljivim sastojcima. to vie kiseonika to mlae gorivo.

Azot (N) je neutralan i prilikom sagorevanja odlazi s dimnim gasovima. Zauzima mesto sagorljivim sastojcima.

Vlaga (V) jako umanjuje toplotnu mo goriva. Pri sagorevanju isparava i oduzima oko 2600 kJ/kg od toplotne moi goriva. Deli se na grubu (spoljanju) i higroskopnu (unutranju) vlagu.

Pepeo (P) je skup nesagorljivih mineralnih sastojaka, glina, kamen, zemlja i drugo: umanjuje toplotnu mo, optereuje reetku i transportne ureaje i spreava pravilnu raspodelu donje promaje. ee izbacivanje pepela rashlauje loite, moe biti u tenom ili vrstom stanju.

TETNI SASTOJCI GORIVA SU NESAGORLJIVI: KISEONIK, AZOT, PEPEO i VLAGA.

ISPARLJIVI SASTOJCI: VODONIK, KISEONIK, AZOT i jedan deo UGLJENIKA, A NEISPARLJIVI: UGLJENIK, SUMPOR i PEPEO.1.4.1. Opti pojmovi o sagorevanju gorivaSagorevanje je hemijska pojava gde sagorljivi sastojci (ugljenik, vodonik, sumpor) sjedinjuju s kiseonikom iz vazduha. Gorivo se zagreva do take samozapaljenja. Pri sagorevanju se razvija toplota, gasovi i vodena para. Na reetki ostaje nesagorljivi ostatak pepeo i ljaka. Potpuno sagorevanje moe nastati samo uz prisustvo dovoljno kiseonika.

Potpuno sagorevanje ugljenika (C):

C + O2 = CO2 + 34.000 kJ/kg

Jedan atom ugljenika vezuje za sebe jedan molekul kiseonika (dva atoma kiseonika) dajui jedan molekul ugljen-dioksida. Leva i desna strana jednaine sadre jednak broj atoma, ali u drukijem rasporedu.12 kg C + 32 kg O2 = 44 kg CO2 + 34.000 kJ/kgPrema tome, za potpuno sagorevanje 1 kg ugljenika potrebno je 32/12 kg kiseonika, a dobija se 1 + 2,67 = 3,67 CO2. Ako u produktima sagorevanja postoje takvi koji se nalaze u vrstoj ili tenoj fazi, njihove zapremine se mogu zanemariti u odnosu na zapreminu prisutnih gasova. Pa se ova jednaina moe napisati i u zapreminskim jedinicama:0 m3 C + 22,4 m3 O2 = 22,4 m3 CO2 ili 22,4/12 = 1,8 m3/kg

Nepotpuno sagorevanje ugljenika (C):

C + O2 = CO + 10.200 kJ/kg

12 kg C + 32/2 kg O2 = 28 kg CO + 10.200 kJ/kg

za jedan kilogram ugljenika 16/12 = 1,33 kg kiseonika, a dobija se 1 + 1,33 = 2,33 kg ugljenmonoksida. U zapreminskim jedinicama:0 m3 C + 11,2 m3 O2 = 11,2 m3 CO ili 11,2/12 = 0,93 m3/kgUgljen-monoksid moe da sagori u ugljen-dioksid prema jednaini:

C + O2 CO2.Sagorevanje vodonika (H2):

2H2 + O2 = 2H2O + 120.000 kJ/kg4 kg H2 + 32 kg O2 = 36 kg H2O

Za sagorevanje 1 kg vodonika potrebno je 32/4 = 8 kg kiseonika, a dobija se 1 + 8 = 9 kg vodene pare. U zapreminskim jedinicama:

0 m3 H2 + 22,4 m3 O2 = 22,4 m3 H2O vodene pare ili 22,4/4 = 5,6 m3 kiseonika i daje 2 22,4/4 = 11,2 m3/kg vodene pare.Sagorevanje sumpora (S):S + O2 = SO2 + 9.250 kJ/kg

32 kg S + 32 kg O2 = 64 kg SO2 + 9.250 kJ/kg

Za sagorevanje 1 kg sumpora potrebno je 32/32 kg kiseonika, a dobija se 64/32 = 2 kg SO2. U zapreminskim jedinicama 0 m3 S + 22,4 O2 = 22,4 SO2 ili 22,4/32 = 0,7 m3/kg.

U sluaju da sumpor oksidie u sumpor-trioksid:

S + 3/2 O2 SO3.

32 kg S + 3/2 32 kg O2 80 kg SO3.

Poto imamo i sagorevanje SO2 u SO3, rauna se da 1 kg sumpora daje 10.500 kJ.

Brzina sagorevanja goriva se poveava veom temperature u loitu, ravnomernijom meavinom goriva i vazduha, upotrebom sitnijeg i rastresitijeg goriva, kao i veim sadrajem vodonika u gorivu. Potpuno sagorevanje goriva je u etapama:

I faza gorivo se sui (do 105C)

II faza suva destilacija, izdvajaju se ugljovodonici (105-140C)

III faza sagorevanje ugljovodonika

IV faza sagorevanje koksnog ostatka

Najbre sagorevaju gasovita, tena pa vrsta goriva. Gasovita goriva su najpovoljnija za sagorevanje. Teno gorivo se zagreva do take kljuanja, izdvaja se para i potom sagoreva. Bitan je dobar dovod vazduha i dobro rasprivanje za POTPUNO SAGOREVANJE da budu u maglovitom stanju i dobro pomeana s vazduhom. Ako fali vazduha, na temperaturi od 500 stepeni izdvaja se a i letei koks koji se lepe na grejne povrine kotla ili odlaze s dimnim gasovima. Tom prilikom se stvara crn i gust dim. Mazut mora biti zagrejan do 95-110C i da ima viskozitet od 5-7E.Tokom zagrevanja vrstog goriva nastaje isparavanje ugljovodonika, njihovo sagorevanje i potom sagorevanje koksnog ostatka. Meutim kod goriva sa dosta isparljivih sastojaka (ugljovodonici) nije dovoljan samo primarni vazduh, nego se na odreenoj visini loita ubacuje i sekundarni vazduh da ne bi sa dimnim gasovima otili i ugljovodonici i ugljen monoksid (gubitak) a temperaturu loita treba drati iznad 600 stepeni. Bitno je da sagorljive materije dovedemo u gasovito stanje.

Za vrsta goriva (ugalj) proces sagorevanja je malo sloeniji. Razlikujemo dva osnovna procesa:

sagorevanje na reetki i

sagorevanje spraenog uglja u letu.Sagorevanje na reetki bitna je odgovarajua granulacija i zonski dovod vazduha kako bi se proces suenja, sagorevanja i dogorevanja pravilno obavili.

Ugljena praina sagoreva u letu kroz loini prostor sagorevanje je potpunije i burnije nego na reetki (blizu sagorevanju mazuta), naroito loiji ugalj je pogodan za ovakvo sagorevanje. Loita moraju biti izvedena tako da ugljene estice imaju dovoljno dug put da sagore. Za ovakvo sagorevanje je potreban mali koeficijent vika vazduha 1,1-1,15.

Nepotpuno sagorevanje u nedostatku kiseonika nastaje ugljen monoksid. Ugljenmonoksid i ugljovodonici odlaze s dimnim gasovima. Dimni gasovi crni i gusti, a nesagoreli letei koks se lepi na grejne povrine kotla ili odlazi s dimnim gasovima. To je gubitak toplote pri nepotpunom sagorevanju ugljenik oslobaa se samo 30% toplote (oko 10.000 kJ/kg).

Potpuno sagorevanje nastaje sagorevanje ugljenika i vodonika uz prisustvo dovoljno vazduha (kiseonika). Produkti sagorevanja su ugljen dioksid i vodena para, a dim je sivo-bele boje. Na reetki ostaje pepeo.

Za potpuno sagorevanje je potrebno toliko kiseonika da pri sagorevanju s ugljenikom stvori ugljendioksid a sa vodonikom vodenu paru. Poto se vazduh uzima iz atmosfere, potrebno je oko 11 kg vazduha za sagorevanje 1 kg ugljenika, a 34 kg vazduha za 1 kg vodonika. Tako se odreuje minimalna koliina vazduha za sagorevanje, meutim u praksi je to nedovoljno ne moe se postii ravnomerna raspodela u loitu pa se mora raspolagati sa odreenom koliinom vika vazduha, ali ako je viak vazduha veliki dolazi do rashlaivanja loita i gubitka toplote.Kiseonik za sagorevanje se dobija iz vazduha koji se sastoji ne samo od kiseonika, ve i od drugih gasova, tj. smea vazduha. Za praktine potrebe se uzima da je smea kiseonika i azota (pod azotom se podrazumevaju svi ostali sastojci vazduha razliiti od kiseonika). Sastav vazduha: po zapremini 21% O, 79% N;

po masi 23,3% O, 76,7% N.Molekulska masa vazduha je 29, a azota 28.

Vazduh dovodimo u loite prirodnim ili vetakim putem ispod reetke pri sagorevanju goriva u sloju. Kod goriva s visokim sadrajem ugljovodinikaa potreban je i sekundarni vazduh na odreenoj visini iznad reetke. Za sagorevanje ugljene praine manji deo vazduha se dovodi kroz gorionik zajedno s gorivom (primarni), a vei deo oko gorionika kao sekundarni.

Obrazac za izraun koliine vazduha za sagorevanje:Lv = 1,01 x Hd/1.000 + 0,5 (m3/kg gorivo) za vrsta goriva i

Lv = 0,85 x Hd/1.000 (m3/kg gorivo) za tena goriva.

Za potpuno sagorevanje se mora dovesti u loite viak vazduha: = CO2 max/CO2 ili = 21/21-O2CO2 max se kree 18,6-19,5.Vrednost CO2 i O2 se odreuje iz dimnih gasova.1.4.2. Toplotna mo gorivaKoliina toplote koja se dobija potpunim sagorevanjem 1 kg vrstog ili tenog goriva ili 1 Nm3 (normalnog kubnog metra) gasovitog goriva. Koliina toplote goriva se izraava u dulima (J): rad koji izvri sila od 1 N na putu od 1 m.

Svako gorivo u sebi sadri vlagu i vodonik: vodonik pri sagorevanju sa kiseonikom stvara vodu, a voda pri sagorevanju prelazi u parno stanje i odlazi s dimnim gasovima. Za isparavanje vode potrebno je potroiti toplote: za zagrevanje 20-100C, 335 kJ/kg

za isparavanje na 100C, 2.260 kJ/kg.

Ukupno se utroi 2.600 kJ/kg za isparavanje 1 kg vlage (vode) na normalnom atmosferskom pritisku.

Gornja toplotna mo goriva (Hg) je koliina toplota potpunim sagorevanjem 1 kg vrstog ili tenog goriva ili 1 normalnog kubnof metra gasovitog goriva po sagorevanja se produkti sagorevanja ohlade na poetnu temperaturu.

Donja toplotna mo goriva (Hd) je koliina toplota potpunim sagorevanjem 1 kg vrstog ili tenog goriva ili 1 normalnog kubnof metra gasovitog goriva pri emu se voda u produktima sagorevanja nalazi u parnom stanju i u zajednici sa dimnim gasovima. Hd je manja od Hg za koliinu toplote koja je potrebna da se vlaga iz goriva i voda nastala sagorevanjem vodonika pretvore u parno stanje. Za gorivo se uvek navodi Hd, ukoliko nema vlage i vodonika Hd = Hg.1.4.3. Odreivanje toplotne moi goriva

Toplotna mo vrstog i tenog goriva se odreuje ili kalorimetrom (najtanija i najpouzdanija merenje koliine toplote koja nastaje sagorevanjem goriva) ili raunskim putem. Za odreivanje toplotne moi raunskim putem potrebne su hemijske analize a rezultati se reaju u sledei obrazac:

Hd = 340 C + 1200 (H O/8) + 105 S 25 V.C (34.000 kJ/kg), H (120.000 kJ/kg), S (10.500 kJ/kg) i V su procentualni teinski sadraj tih elemenata u gorivu. Sagoree samo slobodni ili aktivni vodonik jedan teinski deo kiseonika vezuje 1/8 vodonika od svoje teine, pa za sagorevanje ostaje:

H 1/8 O.

Toplotnu mo gasovitog goriva dobijamo sabiranjem toplotnih moi pojedinih njegovih sastojaka (znati toplotnu mo tih sastojaka i njihovo procentualno zapreminsko uee ili udeo u sastavu 1 normalni m3).Prva veba: Izraunati donju toplotnu mo mrkog uglja ako su hemijskom analizom dobijeni sledei rezultati: 60% C, 4% H, 2% S, 14% O, 13% V.

Hd = 340 C + 1200 (H O/8) + 105 S 25 VHd = 340 x 60 + 1200 (4 14/8) + 105 x 2 25 x 13 = 22.685 kJ/kgDruga veba: Izraunati donju toplotnu mo kamenog uglja ako su hemijskom analizom dobijeni sledei rezultati: 80% C, 3% H, 9% S, 4% O, 1,3% V.Hd = 340 C + 1200 (H O/8) + 105 S 25 V

Hd = 340 x 80 + 1200 (3 4/8) + 105 x 9 25 x 1,3 = 31.086 kJ/kg

1.4.4. Gubici toploteGubici toplote su neizbeni, pa se kotlovi konstruiu da se oni svedu na najmanju moguu meru, a osoblje koje radi s kotlovima mora sprovoditi reim rada da ti gubici ne preu granicu predvienih. Gubici toplote su sledei:

u1 gubitak toplote zbog propadanja sitnog uglja kroz reetku nastaje ako se loi ugalj sitniji od predvienog. Sitniji ugalj moe nastati i skladitenjem (usled dejstva kie, vetra i sunca), naroito lignit. Gubitak moe iznositi 0,5-5%.

u2 gubitak usled nesagorelog uglja u pepelu i ljaci zbog preoptereenja reetki, lepljenja ljake na tapovima reetke, neispravnog regulisanja rada reetke po zonama sagorevanja i sagorevanja meavine raznih ugljeva. Gubitak 0,2-2%. u3 gubitak toplote u leteem koksu koju dimni gasovi odnesu sa sobom (veliki gubitak kod loenja ugljenom prainom i sitnim ugljem). Letei koks je skoro ist ugljenik. Prolaskom sitnih estica uglja kroz loite vri se njihova suva destilacija, a letei koks izlazi s dimnim gasovima ili se mea s pepelom u dimnim kanalima i na dnu dimnjaka. Veliina gubitka u leteem koksu zavisi od krupnoe goriva, jaine promaje, optereenja kotla, naina sagorevanja (u sloju ili ugljena praina). Gubitak 0,5-3%, a ugljenom prainom i veim forsiranjem kotla i do 10%. u4 gubitak u dimnim gasovima zbog nedostatka vazduha (nepotpuno sagorevanje): ugljen monoksid i ugljovodonici. Kod lignita se ugljovodonici mogu javiti u velikim koliinama. Upotrebom sekundarnog vazduha, regulisanjem vazduha za sagorevanje po zonama gubitak je mali (0-0,5%).

u5 gubitak usled ai zbog nedovoljnog meanja vazduha sa ugljovodonicima. a se pojavljuje i ako plamen pre potpunog sagorevanja lie grejne povrine temperature nie od samopaljenja ugljovodonika i ugljen monoksida. Zanemarljivo kod visokih loita i kod visoke temperature loita (0-0,5%). u6 gubitak u toploti ljake i pepela koji ne izlaze dovoljno rashlaeni iz loita.

u7 gubitak toplote u izlaznim dimnim gasovima jer dimni gasovi pri izlasku iz kotla moraju imati odreenu temperaturu da bi se izbeglo roenje sumporne kiseline i da bi se obezbedila odgovarajua promaja (oko 140-160C, a kod manjih kotlova bez zagrejaa vazduha i vode moe biti i mnogo vea). Veliina ovog gubitka zavisi od koliine dimnih gasova, sadraja vlage u gorivu i koeficijenta vika vazduha. Vei sadraj vlage vie toplote za njeno isparavanje; viak vazduha se mea s dimnim gasovima i hladi loite. Gubitak 4-7%. u7 gubitak toplote u okolnu sredinu usled hlaenja zidova kotla. Reenje je dobir ozid, izolacija i zaptivenost kotla. Kod ekranisanih kotlova 0,2-2%, a kod ostalih 2-3%.

1.4.5. Uskladitenje vrstog goriva

Za rad kotlovskog postrojenja mora se obezbediti odgovarajua koliina vrstog goriva na skladitu. I pored tetnosti dueg uskladitenja, ipak neminovno zastoji u isporuci. Veliina zaliha zavisie:

N prosenog optereenja postrojenja (kW)

q specifine potronje toplote kJ/kW

h asova rada postrojenja bez dopreme goriva

Hd donje toplotne moi goriva kJ/kg

G = N x q x h / Hd x 1000 (t)

Skladita uglja mogu biti otvorena i zatvorena. Ugalj na skladitu podlee hemijskim i fizikim promenama: raspadanje, samozagrevanje i samozapaljenje. Brzina i obimnost ovih promena zavisi od vrste uglja, naina uskladitenja i atmosferskih uticaja. Ligniti i mrki ugljevi uskladiteni na otvorenom gube i do 25% svoje toplotne moi za godinu dana.Meanjem raznih ugljeva i nagomilavanjem naslaga, posle dueg vremena u donjim slojevima raste temperatura i izdvajaju se lako isparljivi sastojci. Prodiranjem vazduha kroz pukotine, dolazi do oksidacije sjedinjavanje kiseonika sa vodonikom, ugljenikom i sumporom. Kada temperatura na dnu dosegne 60-70 stepeni, nad gomilom se pojavljuje vodena para. Samopaljenje se tada ve ne moe spreiti. Meavina raznih ugljeva pospeuje samoizapaljenje, a sumpor ubrzava usitnjavanje i samozapaljenje.Mere protiv samozapaljenja ne meati razne vrste ugljeva pri uskladitenju; po povrini sipati sitan ugalj da se zatvore kanali za prolaz vazduha. U zatvorenom prostoru odvajati ugalj betonskim pregradama (400 tona po pregradi). Obavezan otvor za provetravanje.

Radi provere temperature u donje slojeve se nabijaju cevi s termometrima: ako gomila dostigne 35-40 stepeni, mora se isprevrtati. Otvorena skladita moraju imati drenane kanale radi odvoenja povrinskih voda jer velika vlaga i isparavanje doprinose usitnjavanju i samozapaljenju.

1.4.6. Uskladitenje tenog goriva

Skladite se u rezervoarima: nadzemni (metalni) ili podzemni (armirano-betonski ili metalni). Da bi se mazut mogao pretakati, mora se zagrejati na 40-50C. U rezervoare su ugraeni parni, vodogrejni ili elektrini grejai. Cevovodi moraju imati pratee grejae i moraju biti termiki izolovani od istakakih stanica pa do skladinih rezervoara. Iz mazuta se izdvaja voda pa je na dnu rezervoara neophodno s vremena na vreme ispustiti vodu. Svake 3-4 godine se isti talog sa dna. Da bi se u rezervoaru obezbedio atmosferski pritisak, na vrh se ugrauje "disajni" ventil ventil za oduak, odzrani ventil. Na rezervoar se ugrauju mehaniki pokazivai nivoa goriva, a oko njega je ograda (prsten).1.4.7. tetno dejstvo sumpora u gorivu

Sumpor i u najmanjim koliinama izaziva koroziju grejnih povrina kotla i pomonih ureaja (pregrejai pare, zagrejai vode i vazduha). Nevezani sumpor je sagorljiv i daje 10.400 kJ/kg, prelazi u sumpor-dioksid (SO2) pa se potom jedini sa kiseonikom iz dimnih gasova i daje sumpor-trioksid (SO3)oto u dimnim gasovima ima vodene pare, moe se obrazovati i sumporna kiselina:H2O + SO3 = H2SO4Pare sumporne i sumporaste kiseline u produktima sagorevanja znatno poveavaju taku roenja i izazivaju koroziju na onim delovima gde je temperatura via od temperature kondenzovanja iste pare.

Glavni cilj je spreavanje da sumpor-dioksid ne oksidie u sumpor-trioksid toga nema ako se radi s malom koliinom vika vazduha. Kotlovi se i konstruiu da temperatura metalnih povrina bude iznad take roenja pare sumporne kiseline (temperaturno podruje 120-160C). Pri loenju ugljenom prainom nema roenja, dok prilikom sagorevanja istog uglja u sloju ima (viak vazduha potreban za sagorevanje u sloju).

Parni kotlovi su naroito ugroeni: od potpaljivanja do normalnog optereenja, sa smanjenim optereenjem (tehniki minimum), pri zaustavljanju i u toploj rezervi.

Sumpor-trioksid se iz dimnih gasova odstranjuje tako to se u temperaturno podruje ods 1200C uduvava emulztija magnezita (meavina magnezijum oksida i vode) sumpor-trioksid prelazi u vrsto stanje, postaje porozivniji i lako se oduvava duvaima gara.2. PARNI KOTLOVIPrvi parni kotao je pronaao francuski fiziar Deni Papen 1680. godine. Prvi parni kotao sposoban za pokretanje parne maine konstruisao je 1710. godine engl. mehaniar Njukomen.

Parni kotao je hermetiki zatvoren sud u kome voda isparavanjem prelazi u vodenu paru pritiska veeg od atmosferskog. Za isparavanje se koristi toplota nastala sagorevanjem goriva u kotlovskom loitu ili dovedena sa strane. Parni kotao je, u neku ruku, transformator koji hemijsku energiju goriva sagorevanjem predaje vodi prevodei je u parno stanje odreenog pritiska i temperature. Ovakva para moe da izvri mehaniki rad.

Kotlovsko postrojenje je parni kotao sa svim pomonim ureajima za proizvodnju pare odreenog kvaliteta uz korienje toplotne energije: parni kotao, bunkeri za ugalj, ureaji za pripremu napojne vode, ureaji za odvoenje ljake i pepela, dimni kanali i dimnjak. Osnovni delovi kotlovskog postrojenja:

kotlovski dobo sa cevima,

loite (reetka, gorionici, dimni kanali i dimnjak),

pregreja pare, zagreja vode i vazduha,

kotlovska armatura i aparatura,

nosea elina konstrukcija kotla sa ozidom.Kotlovski dobo je zatvoren valjkasti elini sud prenika 1-2,5 m ili vie sudova meusobno spojenih cevima u kojima se voda pretvara u vodenu paru. Kotlovski dobo ima vodeni i parni prostor. Nivo vode u kotl. dobou varira, ali najmanji dozvoljeni nivo vode zove se vodena ivica (ako voda padne ispod toga, smatra se da je kotao ostao bez vode delovi kotlovskog lima i cevi mogu se deformisati i moe doi do eksplozije).Vatrena ivica je visina do koje je dozvoljeno dopiranje dimnih gasova (oko 10-15 cm ispod vodene ivice). amotnim ozidom se spreava prodiranje vrelih dimnih gasova iznad vatrene ivice.

Najvii nivo vode u kotlu moe biti 10-12 cm iznad vodene ivice (varira od kotla do kotla). Nivo vode se inae odrava izmeu vodene ivice i najvieg doputenog nivoa. Ako nivo vode poraste iznad doputenog nivoa smanjuje se parni prostor kotla, poveava se vlanost zasiene pare.

Paroskuplja ili parni dom je sud koji odvaja zasienu vodenu paru od vode tu se donekle vodene estice iz pare odvajaju i vraaju u dobo, a para ostaje manje vlana.

Vodeni prostor parnog kotla je ispunjen vodom. to je vei vodeni prostor to je rad kotla elastiniji, nagle promene optereenja manje se odraavaju na pritisak u kotlu. Kotlovi sa malim vodenim prostorom brzo se pripremaju za rad, ali proizvode vlaniju paru i kod neravnomernog optereenja naglo menjaju pritisak.Napojni prostor je izmeu vodene ivice i najvieg nivoa vode u kotlu.

Isparavajua povrina kotla je povrina nivoa vode u kotlu vodeno ogledalo.

Grejna povrinu sa unutranje strane kvasi voda, a sa spoljanje oplahuju vreli dimni gasovi. Rauna se u metrima kvadratnim sa dimne strane.

U loitu sagoreva gorivo: na reetki ako je komadasto, u loinom prostoru ako je prainasto, teno ili gasovito. Ispod reetke je pepeljara, a na kraju reetke ko za ljaku. Sa strane i ispod reetke se dovodi vazduh za sagorevanje. Umesto reetke gorionik: ugljena praina, teno ili gasovito gorivo. Neka loita za sagorevanje uglj. praine imaju malu reetku za dogorevanje krupnijih estica koje ne sagore u letu.

Prema poloaju, loita mogu biti:

spoljanja (prednja i donja) i

unutranja.Dimni kanali odvode dimne gasove u dimnjak tako da to vea koliina toplote bude predata grejnim povrinama kotla. Mora se voditi rauna da diumi gasovi na izlazu iz kotla moraju imati odreenu temperaturu, a smer njihovog strujanja moe biti u istom smeru kao i strujanje vode i pare, u suprotnom ili poprenom.Dimnjak slui za prirodnu promaju kotla, kao i za izbacivanje dimnih gasova u atmosferu: odgovarajue visine i preseka, te termiki izolovan. Visinu dimnjaka odreuje potrebna koliina promaje i ekoloki zahtevi okoline.

Armatura i aparatura kotla za bezbedan rad, kontrolu i eksploataciju kotla. Postoji zakonom propisana armatura, ostala je zbog lakeg rukovanja, pouzdanijeg rada i vee automatizacije kotla. Deli se na grubu i finu armaturu. Fina armatura: vodokazna stakla i probne slavine

sigurnosni ventili

manometri i termometri

napojne glave

svi ventili za vodu i paru

slavine za odmuljivanje

automatski ureaji za napajanje kotla.U grubu armaturu spadaju: vrata, zasuni, ventilatori, mlinovi za ugalj, gorionici. Svi instrumenti za praenje i regulaciju (runu ili automatsku) rada kotla.

Pregrejai pare, zagrejai vode i vazduha su naknadne grejne povrine kotla poveavaju stepen iskoritenosti kotla, tj. slue za utedu goriva. Pregrejai pare prevode zasienu paru u pregrejanu (para vie temperature) bez promene njenog pritiska. Zagrejai vode i vazduha se nalaze u izlaznom kanalu dimnih gasova.

Ozid kao termoizolator (to manji toplotni gubici) i spreava prodiranje spoljneg vazduha u kotao, odnosno dimnih gasova u okolinu. Da akumulira toplotu za pravilno sagorevanje kod nekih kotlova.2.1. PRENOENJE TOPLOTEToplota od sagorevanja goriva u loitu kotla zagreva vodu u vodogrejnom kotlu i pretvara vodu u paru odreenog pritiska i temperature u parnom kotlu, te u pregrejau paru prevodi zasienu paru u pregrejanu. Deo toplote zagreva vodu u ekonomajzeru i vazduh za sagorevanje goriva. to se vei deo toplote prenese to je stepen iskorienja kotla vei. To se postie odravanjem grejnih i naknadnih grejnih povrina u istom stanju.

Sprovoenje toplote u kotlu se istovremeno vri:

zraenjem (radijacijom) kroz prostor

strujanjem (konvekcijom) kroz tenosti i gasove

sprovoenjem (kondukcijom) kroz vrsta tela.Prenos toplote:

zraenjem usijanog goriva i produkta sagorevanja na zagrevnu povrinu kotla (ozraena povrina kotla)

sprovoenjem toplote kroz cevi i limove

dodirom vode i vodene pare sa unutranjim zidovima limova i cevi

strujanjem kroz vodu i vodenu paru.

Koliina prenete toplote na kotao zavisi:

veliine grejne povrine kotla

razlike u temperaturi izmeu loinog porostora i vode u kotlu

koeficijenta prelaza toplote

vreme rada kotla.A prenos toplote poveava se:

veom razlikom temperature produkta sagorevanja i vode u kotlu

veom brzinom strujanja dimnih gasova

brom cirkulacijom vode u kotlu.Najvei deo temperature se prenosi zraenjem u samom loitu kotla (oko 80% ukupne osloboene toplote). Zato se kod savremenih kotlova poveava ozraena povrina. Preneta toplota iz loita na limove i cevi se izraunava:

Q = a1 A (tg tz) hKoliina prenete toplote sa kotlovskih cevi na vodu se rauna.Q = a2 x A (tz tv) x h

Koliina toplote preneta putem zraenja:

Q = AC1 Tg4 / 100 Tz4 /100 x hQ koliina toplote (kJ)

A grejna povrina kotla (m2)

h vreme u asovima

Tg temperatura plamena i dimnih gasova u K

Tz temperatura grejne povrine kotla u K

a koeficijent prelaza toplote sprovoenjem i konvekcijom kJ/m2hC

C1 koeficijent prelaza toplote zraenjem kJ/m2hC

tz temperatura sa unutranje strane kotlovske cevi

tg temperatura vode u cevi.

2.2. OSNOVNI POJMOVI O CIRKULACIJI VODE KOD PARNIH KOTLOVASagorevanjem goriva u loitu oslobaa se toplota koja veim delom preko zagrevne povrine prelazi na vodu (najvie toplote zagrevne povrine najblie loitu odnosno one u prvom promajnom kanalu). Voda je razliito zagrejana u razliitim delovima kotla pa e se obrazovati podruja vie i manje zagrejane vode i podruja meavine vode i pare. Napokon zbog razliite specifine teine fluida dolazi do kretanja cirkulacije vode i pare. Specifino laka meavina vode i pare kretae se od mesta obrazovanje prema parnom prostoru, a specifino tea manje zagrejana voda kretase na mesto odakle se kree meavina vode i para i tako nastaje prirodna cirkulacija vode: da bude stalna, ujednaene brzine i tano odreenog smera (to omoguava neprekidno i ravnomerno preuzimanje toplote od zagrevne povrine). Prirodna cirkulacija mogua do 160 bara iznad toga nestabilnost zbog smanjene razlike specifinih teina opisanih stanja vode.Mehuri pare i meavina voda-para tee odvode toplotu sa zidova cevi, pa njihovo due zadravanje dovodi do pregrevanja limova i cevi. Pravilna cirkulacija: brzo penjanje mehurova a dovoenje hladnije vode na njihovo mesto.

2.2.1. Cirkulacija vode kod pojedinih vrsta kotlovaObian valjkasti kotao cirkulacija vode slaba, neujednaena i nema strogo odreen smer kretanja, pa je i proizvodnja pare neujednaena. Kamenac se nagomilava na mestu isparavanja, odvoenje toplote sa zagrevnih povrina loe: lim se pregreva, deformie i curi na avovima.

Kotao sa kosim vodogrejnim cevima isparavanje najveim delom u vodogrejnim cevima. Cirkulacija vode i pare ujednaeno i ima odreen smer pa je i odvoenje toplote bolje.Kotlovi sa strmim vodogrejnim cevima isparavanje vode je burno (najvei deo toplote se prenosi na prvi snop cevi). Mehuri pare se naglo penju gore a hladna voda se iz zadnjeg snopa sputa dole neprekidno kruenje.Sila koja deluje na cirkulaciju vode i pare:F = Y1 x h Y2 h = h (Y1Y2) N/m2

Y1 specifina teina vode u zadnjem snopu cevi (N/m3)

Y2 specifina teina pare-vode u prednjem snopu kotlovskih cevi (N/m3)

h visina vodenog stuba (m).

Sila F slui da savlada svaki otpor pri kretanju vode i smee para-voda, a mora biti vea od 0,25 m/sek.2.2.2. Vetaka cirkulacija

Prinudna cirkulacija se ostvaruje pumpama. Kod kotlova s veoma velikim pritiskom, temperaturom i proizvodnjom pare prirodna cirkulacija nije dovoljna za siguran rad kotla. Porastom kotlovskog pritiska, razlika u specifinim teinama vode i pare se smanjuje brzina cirkulacije se smanjuje. Prednosti vetake cirkulacije: sigurnost cirkulacije bez obzira na probleme (pregrejanost kotlovskih delova)

konstrukcija kotla pogodnija za to bolju iskorienost toplote zraenja (manji prenici kotlovskih cevi i sa veim brojem krivina prilagoenih ozidu kotla).2.3. PRITISAK I NJEGOVO MERENJEPritisak je normalna sila koja deluje na jedinicu povrine (N/m2). Jedinica sile je Njutn (N): sila koja masi od 1 kg daje ubrzanje od 1 m/sec2. Jedinica za merenje pritiska je Paskal (Pa) ili bar (1 bar = 105 Pa). Moe se meriti i stubom tenosti (iva, voda, alkohol i dr.). Odnos izmeu pritiska i stuba tenosti:

P = Y h (N/m2)

P = pritisak izraen silom na povrinu od 1 metra kvadratnog (N/m2)

Y = specifina teina tenosti (N/m3)

h = visina stuba tenosti (m).Pabar

1 Pa110-5

1 N/mm21610

1 bar1051

1 at9,81 x 1040,98

1 atm101.3251,013

1 kp/m29,810,98 x 10-4

1 kp/cm29,81 x 1040,98

1 mmH2O9,810,98 x 10-4

2.3.1. Atmosferski pritisak

Pritisak kojim vazduh deluje na povrinu Zemlje (spoljanji atmosferski pritisak) zavisi od atmosferskih prilika i nadmorske visine ali menja se u relativno malim granicama i iznosi 1013 mbar. Fiziar Torieli je izmerio atmosferski pritisak pomou ivinog stuba ravnoteu atmosferskog pritiska dri stub ive viskok 760 mm.

760 mmS = 1.013 mbar = 101.325 Pa

1 bar = 1000 mbar = 100.000 Pa = 0,1 MPa2.3.2. Manometarski pritisak

Pritisak u zatvorenom sudu moe biti vii ili manji od spoljanjeg pritiska. Pritisak vei od atmosferskog (nadpritisak) se meri manometrom manometarski pritisak. Aparat za merenje vakuuma zove se vakummetar.2.4. VODENA PARAVoda kljua i prelazi u parno stanje na 100C pri normalnom atmosferskom pritisku (1013 mbara). Ako je voda pod veim pritiskom temperatura kljuanja je via od 100C i obrnuto. Svakom pritisku odgovara odreena temperatura kljuanja. U kotlu se voda dovodi do temperature kljuanja (radni pritisak kotla), a daljim zagrevanjem temperatura vode se nee penjati jer e se dodatna toplotna energija troiti na proizvodnju pare. Para u parnom prostoru kotla naziva se mokra para jer je u dodiru sa vodom i sadri kapljice vode. Para u paroskupljau (parnom domu) je suva zasiena para. Temperatura vlane i suve zasiene pare jednaka je temperaturi kljuanja vode. Ako se suva zasiena para dalje greje u pregrejau pare pri nepromenjenom proitisku njene temperatura e se povisiti kao i njena specifina zapremina (m3/kg).2.4.1. Isparavanje pri nepromenjenom pritisku

Ako pri nepromenjenom pritisku zagrevamo vodu, njena temperatura e se postepeno poveavati, ali samo do izvesne granice temperature isparavanja za odgovarajui pritisak. Istovremeno e se poveavati i njena specifina zapremina tenosti. Voda ima najveu gustou (pa i najmanju specifinu zapreminu) na 0C: zagrevanjem vode njena specifina zapremina se smanjuje do 4C, a na 8C dostie istu vrednost kao na 0C. Daljim zagrevanjem voda kljua i postepeno prelazi u parno stanje. Temperatura smee tenosti i pare ostaje nepromenjena i jednaka temperaturi kljuanja sve dok sva tenost ne pree u parno stanje specifine zapremine.

Smeu tenosti (vode) i pare nazivamo mokrom (vlanom) parom. Ako suvo zasienu paru pri nepromenjenom pritisku i dalje dogrevamo poveae se njena temperatura i specifina zapremina i prelazi u pregrejanu paru, tj. njena temperatura je vea od temperature take kljuanja.Temperatura kljuanja vode je istovremeno i temperatura zasiene pare za odreeni pritisak. Zasiena para je pomeana sa vodom i nalazi se u termikoj ravnotei. Ako se pak vlana para hladi pri nepromenjenom pritisku ona prelazi u vodu iste temperature kondenzuje se. Snienje temperature nije mogue sve dok sva para ne pree u tenost, tj. temperatura vlane pare odreenog pritiska ne moe se sniziti.

Suvo zasienu paru moemo pri nepromenjenom pritisku zagrejati do proizvoljne temperature ali to nije mogue dok se u pari nalazi i najmanja koliina vode, jer toplota se troi onda na isparavanje vlage. Temperatura pregrejane pare je uvek vea od take kljuanja.

Stanje pregrejane pare je veoma nestabilno jer i najmanji gubitak toplote pri nepromenjenom pritisku dovodi do delimine kondenzacije i prelaska u vlanu paru, dok dovod toplote je opet vraa u stanje pregrejane pare. Postoje izvesna odstupanja od ove zakonitosti (npr. podhlaena para).DOPUNITI!2.4.2. Specifina zapremina vlane pare

UBACITI FORMULE I VEBANJE!2.5. PODELA PARNIH KOTLOVA

Po konstrukciji:

obine valjkaste

sa plamenim cevima

sa grejnim cevima

kombinovane

sa vodogrejnim cevima

ekranisane

posebnih konstrukcija

grejane el. strujom.

Prema nameni i nainu ugradnje:

stabilne

polustabilne

pokretne.

Prema veliini i pritisku:

kotlove najnieg pritiska: 1,5-6 bara

kotlove niskog pritiska: 6-25 bara

kotlove srednjeg pritiska: 25-64 bara

kotlove visokog pritiska: 64-125 bara

kotlove najvieg do kritinog pritiska: 125-222 bara

kotlove sa nadkritinim pritiskom: 220-360 bara.

Prema sadraju vode:

sa velikim sadrajem vode (proizvodnja pare: 15-30 kg/m2h) sa malim sadrajem vode.2.5.1. PARNI KOTLOVI SA VELIKIM SADRAJEM VODE2.5.1.1. Obini valjkasti kotlovi

U obliku valjkastog suda: duine i do 10 m, prenika do 2,5 m. Vodena ivica na d. Postavlja se pod malim nagibom prema dimnjaku radi boljeg odmuljivanja. Veliki vodeni i parni prostor, podnosi neravnomerna optereenja. Lako se isti, napojna voda moe biti i loija, neomekana. MANE: velike dimenzije, mala zagrevna povrina, slaba cirkulacija vode, nagomilavanje kamenca na dnu kotla iznad reetke gde najvie isparava. Specifino isparenje pare malo (6-8 kg/m2h). Plat kotla se neravnomerno zagreva i dovodi do pucanja avova ili zakivaka. Neekonomian i vie se ne proizvodi. Stepen iskorienja oko 50%. Grejna povrina do 20 kvadratnih metara. Radni pritisak 1,5 do 6 bara. Pokuaji sa kombinovanim valjkastim kotlovima (sa tri bojlera), ali bez rezultata odustalo se od njega.

2.5.1.2. Kotlovi sa plamenim cevima

Obini cilindrini kotlovi sa ugraenim plamenim cevima u vodeni prostor kotla (1 do 3). Plamene cevi su bile glatke, ali su se krivile zbog nemogunosti irenja. Ugradnjom talasastih cevi (po Morisonovom i Foksovom sistemu) poveana je grejna povrina i lake irenje cevi usled dejstva toplote. Foksove su znatno krue i ree se lome.

2.5.1.3. Kornvalski parni kotao

Ima jednu plamenu cev prenika 0,6-1 m, duina kotla i do 10 m, a prenik 1-2,5 m. Loite se nalazi u plamenoj cevi. Dimni gasovi prolaze kroz plamenu cev (prvi promajni kanal), preko pregrejaa pare (ukoliko ga ima), pa skreu sa desne strane drugi promajni kanal. Ova strana je blia plamenoj cevi te se izmeu nje i plamene cevi obrazuje podruje isparavanja. Onda dimni gasovi skreu u III promajni kanal sa leve strane i na kraju odlaze u dimnjak. Plamena cev je ekscentrino postavljena prema horizontalnoj i vertikalnoj osi kotla radi bolje cirkulacije vode. Vodena ivica na 10 do 15 cm iznad plamene cevi. Grejna povrina i do 100 kv. metara, pritisak do 20 bara, sp. proizvodnja pare do 20 kg/m2h.Napaja se loijom vodom. Pristupaan za opravku, ienje kamenca i pepela. Daje suvu paru.

MANE: mala grejna povrina, slaba cirkulacija vode, gornji krajevi plamene cevi i kotla zagrejani od donjih, nejednako irenje konstrukcije dovodi do deformacije, zauzima veliki prostor i troi kvalitetniji ugalj. Na dnu cevi stvaraju se naslage pepela to oteava prenos toplote.2.5.1.4. Lankairski parni kotaoSlian Kornavlskom, samo to ima dve plamene cevi postavljene ekscentrino u odnosu na horizontalnu osu kotla zbog bolje cirkulacije vode. Plamene cevi su razmaknute za minimum 250 mm radi ienja kotla.

Loite se nalazi u plamenim cevima sa prednje strane. Plamen i vreli dimni gasovi prolaze kroz obe plamne cevi, pa na izlasku zagrevaju pregreja u dimnoj komori. Iz dimne komore skreu u drugi promajni kanal kreui se u suprotnom pravcu nego u prvom, pa blizu ela kotla skreu u III promajni kanal zagrevajui desnu stranu i na kraju odlaze u dimnjak. Voda se najpre zagreva izmeu plamenih cevi i die se uvis. Duina 10 m, prenik doboa 2,5 m, grejna povrina 150 m2, pritisak pare 20 bara, specifina proizvodnja pare 25 kg/m2h.Da bi se poveala grejna povrina i ubrzala cirkulacija, u plamene cevi se popreno ugrauju vodogrejne cevi manjeg prenika.

2.5.1.5. Parni kotlovi sa grejnim cevima

Umesto plamenih cevi u vodeni prostor se ugrauju 50, 100 pa ak i vie cevi prenika 70-100 mm kotao sa grejnim cevima. Grejne cevi se uvaljuju (valcuju) u neto ispupeni prednji i zadnji cevni zid. Mogu biti rasporeene podjednako u celom vodenom prostoru kotla ili u dve grupe (pristupanije za ienje i opravke). Mogu biti sa unutranjim ili donjim loitem.Najvie je toplotno optereen lim doboa u predelu reetke i vatrenog mosta tu ne sme biti avova ni zakivaka. Ovde se najvie obrazuje kamenac ako je tvrda voda. Duina 5 m, prenik doboa 1,5 m, grejna povrina 200 m2, pritisak pare 15 bara, specifina proizvodnja pare 20 kg/m2h. MANE: vrsta konstrukcija kotla, nejednako irenje pojedinih delova kotla to dovodi do pucanja cevi na mestu valcovanja ili varenja.

2.5.1.6. Lokomobilski parni kotao

Jednostruko kombinovan kotao: plamena i grejne cevi povezane i ine jednu celinu. Moe biti tipa lokomotive i tipa sistema cevi za izvlaenje. Stariji kotlovi kratku plamenu a duge grejne cevi (veliko toplotno optereenje prednjeg cevnog zida este deformacije i kvarovi), sada se ugrauju talasaste plamene cevi pribline duine kao i grejne cevi. Grejne cevi se valcuju u prednji i zadnji cevni zid. 10% grejnih cevi imaju zidove debele 6-8 mm i ove cevi slue kao kotve-ankeri i uvruju se u cevne zidove pomou navoja, zaptivaa i obaviti njihovo paljivo pritezanje.

Lokomobilski kotao tipa sistema cevi za izvlaenje ima loite unutranje. Vreli dimni gasovi se kreu kroz plamenu cev, udaraju u prednji cevni zid, pa ulaze u grejne cevi. Izlaskom iz grejnih cevi odlaze u dimnu komoru (zagrevajui pregreja pare ako ga ima) i odlaze u dimnjak. Loi se otpacima drva i ugljem: parni valjci, vralice, strugare itd. Radi pritiskom do 15 bara. Nije ekonomian, ima samo jedan dimni kanal (temp. dimnih gasova 300-350C).

Lokomobilski kotao tipa lokomotive je manjih dimenzija. Loi se otpacima, tresetom i slamom. Ima veu zapreminu loinog prostora.2.5.1.7. Lokomotivski parni kotao

Jednostruko kombinovan kotao: stojei kotao i leei kotao vezani u jednu celinu. Loite u obliku prizme se nalazi u stojeem kotlu (prvo su zidovi loita bili od bakra dobro provodi toplotu a sada se izrauju od elika).

Leei kotao je valjkastog oblika, jednom stranom vezan za stojei kotao. Ima dva cevna zida, 2/3 prostora zauzimaju grejne cevi. Kroz njih prolaze vreli dimni gasovi, a okolo je voda. To su beavne (Manesmanove) cevi. Gornji redovi grejnih cevi su veeg prenika i u njih se ugrauju cevi mitovog pregrejaa para. Sver cevi su uvaljane (uvalcovane) u oba cevna zida.Vreli dimni gasovi udaraju u plameni most (deo toplote predaju mostu i zidovima stojeeg kotla), struje kroz dimne cevi i izlaze kroz dimnjak (na izlazu 350-400C). Dimnjaa pojaava promaju.

2.5.1.8. Vertikalni parni kotlovi

Mali kotlovi: parni ekii, manje pumpne stanice, suare ili pomoni kotlovi na brodovima, parno grejanje, za grejanje na gradilitima pri betoniranju na niskim temperaturama. Unutranje loite se loi runo mrkim ili kamenim ugljem. Ima ih i na naftu potpuno automatizovani bez nadzora. Za parno grejanje rade pod pritiskom od 0,2 do 1 bara.

2.5.1.9. Brodski cilindrini kotao T.P.K.

Kratki cilindrini dobo, 1, 2 ili 3 plamene cevi (tu su loita sa ravnim nepokretnim reetkama ili gorionici za teno gorivo) sa povratnim dimnim komorama i snopova dimnih cevi (tu je ugraen i pregreja) ugraeni pod malim nagibom. 2.5.1.10. BKG-kotao

Proizvodi ga TPK Zagreb. Cilindrini leei dobo, plamena cev, dimne cevi, prednja i zadnja dimna komora, tri dimna kanala na teno i gasovito gorivo. Donja promaja je prinudna.2.5.1.11. Kotao TE-12

Proizvodi ga "Termoelektro" Beograd. Bubanj sa ravnim dancima, jedna FOX plamena cev, a iznad nje uvaljana tri snopa dimnih cevi. Sa zadnje strane kotla uvarena tri skupljaa meusobno spojeni ekranskim cevima.2.5.1.11. Plameno dimocevni kotao stimblok

Sastoji se iz doboa, plamene cevi i tri snopa dimnih cevi. Loi se mazutom i zemnim gasom. Snabdeven je presostatom (prekida za vazduh) ako pritisak vazduha nije dovoljan, prekida dovod mazuta. Termostati za mazut reguliu temperaturu mazuta: preko elektrinih grejaa,

preko parnih grejaa, iskljuuje gorionik ako je mazut ispod 85C.

Regulacija nivoa vode u kotlu (plovak) i sigurnosne elektrode.

2.5.2.12. Kombinovani kotlovi

Sastoji se iz dva kotla jedan iznad drugog ili jedan ispred drugog. Oba kotla sa plamenim cevima ili donji sa plamenim, a gornji sa grejnim cevima. Kombinacija je radi poveanja grejne povrine, utede goriva i prostora za smetaj kotla. Nisu osetljivi na nagle promene u potronji vode i pare.2.5.2.12.1. Tibajn parni kotaoDva kotla: donji sa plamenim cevima, a gornji sa grejnim cevima svaki sa posebnim parnim prostorom povezani jednom irom cevi. Oba kotla imaju vodokazna stakla. Napojna voda se ubacuje u gornji kotao, kod maksimalnog dozvoljenog nivoa se preliva u donji koji ima i svoje rezervno napajanje vodom. Kombinacija se vri radi dobijanja vee grejne povrine. Ima unutranje ili prednje loite.2.5.2.12.2. Farbern parni kotao

Prednji kotao sa plamenim, a zadnji sa grejnim cevima. Dimni gasovi udaraju u cevni zid zadnjeg kotla i ulaze i grejne cevi. 2.5.2. PARNI KOTLOVI SA MALIM SADRAJEM VODE2.5.2.1 KOTLOVI SA VODOGREJNIM CEVIMA

Sastoje se od doboa i snopa kotlovskih cevi kroz koje struji voda a spolja ih oplahuju vreli dimni gasovi. PREDNOSTI NAD KOTLOVIMA S VELIKIM SADRAJEM VODE: velika grejna povrina, dobra iskorienost toplote sagorelog goriva. Veliko donje loite jer su graeni uvis. Loita primaju deblji sloj uglja (moe i loijeg kvaliteta). Zauzimaju mali prostor. Priprema za rad (potpala) 10-24 h. Za srednje, velike i veoma visoke pritiske. Manja opasnost od eksplozije od kotlova s velikim sadrajem vode uglavnom puca kotlovska cev. Vrlo ista napojna voda (0-0,2n). Cirkulacija vode ujednaena i usmerena. Zbog male sadrine vode zahtevaju oprezno rukovanje. Veliko isparenje brzo dovodi do pada nivoa vode ispod vodene ivice. Zbog malog parnog prostora daju mokro zasienu paru te moraju imati pregreja pare. Tu spadaju: kotlovi sa nagnutim vodogrejnim cevima (nagib 12-18) i

kotlovi sa strmim vodogrejnim cevima.2.5.2.1.1. tajnmilerov parni kotao

Sa nagnutim (kosim) vodogrejnim cevima. Prednja i zadnja nepodeljena vodena komora u koje su uvalcovane vodogrejne cevi. Na prednjoj vodenoj komori je ugraen nastavak koji sprovodi paru u parni prostor, dok je zadnja vodena komora na valjcima radi toplotnog irenja. Cirkulacija vode Napojna voda se ubacuje u zadnji deo doboa, zbog svoje vee specifine teine (hladnija) pada u zadnju vodenu komoru, ulazi u vodogrejne cevi i isparava u njihovom predenjem delu, pa se para preko nastavka u prednjoj vodenoj komori sprovodi u parni prostor: bez nastavka bi para prolazila kroz vodu, to bi dovelo do uzburkavanja.

2.5.2.1.2. Babkok-Vilkoks parni kotao

Sa uzdunim ili poprenim doboem u odnosu na vodogrejne cevi slian tajnmilerovom, samo to nema nepodeljene vodene komore. Kotlkovske cevi su uvaljene u sekcije posebne delove. Svaka sekcija se posebno pomou cevi vezuje za dobo. Sekcije su zmijastog oblika bolji prenos toplote. Na cevi prednjih sekcija stavljaju se nastavci da sprovedu paru u parni prostor kotla. Nema uzburkavanja vode, proizvodnja pare ravnomernija. Napojna voda se ubacuje u zadnji deo doboa. 2.5.2.3. KOTLOVI SA STRMIM VODOGREJNIM CEVIMASa 2-5 doboa meusobno povezanim strmim vodogrejnim cevima. Doboi popreno postavljeni u odnosu na vodogrejne cevi. Gornji doboi postavljeni na oslonce, dok donji dobo sa snopovima vodogrejnih cevi slobodno visi i snabdeven sa dva protivtega da bi se rasteretile vodogrejne cevi. Cirkulacija vode i pare mnogo bra. Kotlovi idu u visinu, loini prostor mnogo vei. Isparljivi sastojci imaju dosta prostora za sagorevanje (ugljovodonici).Prednji snop vodogrejnih cevi za isparavanje (blie loitu). Kroz zadnji snop vodogrejnih cevi cirkulie voda iz gornjeg doboa i pada u donji dobo. Napajanje kotla obavezno preko gornjeg doboa radi bolje cirkulacije. Isparavanje vrlo burno,moe brzo ostati bez vode. Poto se isparavanje vri u prednjem snopu vodogrejnih cevi najvie taloenje kamenca. Zahtevaju skoro istu vodu.2.5.2.3.1. Stirlingovi parni kotlovi

Imaju do 5 doboa koji su meusobno povezani snopovima kotlovskih cevi. Gornji doboi na noseoj konstrukciji, snopovi kotlovskih cevi i donji doboi slobodno vise omoguava nesmetano toplotno irenje. Vertikalnom ugradnjom kotlovskih cevi dobijen je veliki loini prostor (dobro sagorevanje, dobra iskorienost toplote dimnih gasova) kotlovi visoki i 30 m. Napajanje kotla se vri preko zadnjeg gornjeg doboa, voda se sputa kroz zadnji snop kotlovskih cevi i preko donjeg doboa dospeva u prednji snop kotlovskih cevi gde isparava. Kvalitetnija napojna voda.2.5.2.3.2. Strmocevni parni kotao sa uzdunim bubnjem TPKProizvodi ga TPK Zagreb. Gornji uzduni bubanj, donji popreni bubanj spojeni snopovima strmih cevi. Strane loita obloene ekranskim cevima. Dovodne cevi za uzduni bubanj i kolektore ekrana idu kroz zid. Veliki sadraj vode, lako podnosi povremena preoptereenja, vea povrina isparavanja. CIRKULACIJA VODE: napaja se u gornjem bubnju, cevima kroz zid voda cirkulie u popreni bubanj i kolektore ekrana. U ekranskim cevima i snopu strmih cevi se vri isparavanje.2.5.2.3.3. Strmocevni parni kotao sa poprenim bubnjevima TPK

Proizvodi ga TPK Zagreb. Delimino ekranisan. 2.5.2.3.2. Dimocevni ekranisani parni kotao TPK tip G-1 i G-2

Proizvodi ga TPK Zagreb. Popreni bubanj sa ekranisanim cevima, uzduni bubanj sa dimnim cevima. Popreni i uzduni bubanj spojene cevima koje spajaju parne i vodene prostore bubnjeva. A povezani su i silaznom cirkulacionom cevi koja ide iz bubnja sa dimnim cevima u zadnju ekransku komoru. CIRKULACIJA VODE: preko poprenog bubnja, kroz spusne cevi u prednju ekransku komoru gde isparava, a meavina vode i pare odlazi u parni prostor poprenog bubnja. Ekranske cevi na zadnjem zidu loita dobijaju vodu iz uzdunog bubnja preko silazne cevi i zadnje ekranske komore. Para odlazi potroau iz uzdunog bubnja. 2.5.3. EKRANISANI PARNI KOTLOVIVodogrejne cevi su postavljene na zidove loinog prostora, pa dobro koriste toplotu zraenja. Kotlovske cevi spojene sa donjim (napajaju sekcije kotlovskih cevi s vodom) i gornjim (sabiraju paru iz sekcija kotlovskih cevi para odlazi u parni prostor doboa) kolektorima ili direktno sa doboem. Doboi sa paroskupljaem ili bez njega ugraeni su u gornjem delu postrojenja i nisu izloeni dejstvu vrelih dimnih gasova. Postavljanjem cevi na zidove loita poveava se grejna povrina kotla i poveava iskorienost toplote vrelih dimnih gasova. amotni zidovi su ekranima zatieni od tetnog dejstva toplote, gubici toplote su manji. To su kotlovi visokog i vrlo visokog pritiska, a zbog burnog isparavanja vode para je dosta mokra pa ovi kotlovi imaju vie pregrejaa pare. Temperatura pregrejane parte do 550C. Cevi su beavne. Voda mora biti ista, tvrdoe 0n (uglavnom preko jonskih izmenjivaa jedino oni obezbeuju eljeni kvalitet). Prinudna cirkulacija vode: da bi raspodela vode bila ravnomerna po svim cevima, ugrauju se kalibrisani prstenovi na poetku cevi (kotlovske cevi blie napojnoj pumpi, tj. ulazu u kolektor, imae manje prenike kalibrisanih prstenova).Ekranisani kotlovi imaju visok loini prostor (40-50 m), dobro sagorevanje niskokalorinih ugljeva lignita. Loe se ugljenom prainom. Ovi kotlovi veih kapaciteta (200-2000 t/h) ugrauju se u termoelektrane. Ekonomino rade pri stalnom opetereenju, a esto pokretanje i zaustavljanje zahteva dodatnu potronju mazuta zbog stabilizacije vatre u loitu.

2.5.3.1. Ekranisani kotao BK-00-2320-..Napojna voda iz doboa kroz spusne cevi (van loita) pada u kolektore na dnu kotla, pa u cevi postavljene na zidovima loita, a proizvedena para se skuplja u kolektorima na vrhu kotla. Sagoreva teki mazut.2.5.3.2. Ekranisani parni kotao K-22479/1 ..Zidovi loita ekranisani, dva promajna kanala. 2.5.3.3. Ekranisani kotao SESJednodoboni kotao. Voda se iz doboa dovodi u ekrane spusnim cevima i vodenim komorama (van loita). Sagoreva ugljenu prainu.2.5.3.4. La-Mont parni kotao

Pumpa potiskuje napojnu vodu kroz zagreja vode u vodeni prostor doboa. Pumpa za prinudnu cirkulaciju sie vcodu iz doboa i tera je u sistem cevi na zidovima loita u njima se proizvodi vlana para visokog i vrlo visokog pritiska koja odlazi u parni prostor doboa. Para se u pregrejau zagreva na 500C. Brzo se stavlja u pogon (oko 20 min). Moe imati vie doboa.2.5.3.5. Ekranisani kotao TE.14

PROITATI DETALJNIJE!2.5.4. Kotlovi u vidu jedne cevi (jednocevni)Nemaju dobo, samo jedna cev (duina cevi i vie kilometar) kojom je obloeno loite: Bensenov, Sulcerov i Ramzinov parni kotao. Pojedini delovi ove cevi su zagreja vode, ispariva i pregreja pare. Zovu se jo i jednosmerni: voda i para se uvek kreu u jednom smeru. Prinudna cirkulacija vode i pare. Poto pojedini delovi cevi imaju strogu namenu, protok napojne vode ne sme da padne ispod tehnikog minimuma (pregorevanjhe cevi). PROITATI DETALJNIJE!

2.5.4.1. Bensenov parni kotaoVidi "Kotlovi u vidu jedne cevi (jednocevni)".2.5.4.2. Sulcerov parni kotaoVidi "Kotlovi u vidu jedne cevi (jednocevni)".

2.5.4.3. Ramzinov parni kotaoVidi "Kotlovi u vidu jedne cevi (jednocevni)".

2.5.5. KOTLOVI POSEBNIH KONSTRUKCIJAProizvode paru visokog i najvieg pritiska, loita ekranisana. Radi bolje preraspodele vode, na poetku kotlovske cevi ugrauju se priguni prstenovi: to je blia cev kolektoru, odnosno cirkulacionoj pumpi, prenik prigunog prstena je manji.2.5.5.1. Lefler parni kotaoVidi "Kotlovi posebnih konstrukcija".

2.5.5.2. Hartman-mit parni kotaoVidi "Kotlovi posebnih konstrukcija".

2.5.5.3. Veloks parni kotaoVidi "Kotlovi posebnih konstrukcija".

2.5.6. KOTLOVI GREJANI ELEKTRINOM STRUJOMKoriste elektrinu struju za proizvodnju pare. Kotlovi manjeg kapaciteta se greju toplotom koju stvara omski otpor ice, dok vei koriste elektrode. 2.5.6.1. Kotlovi sa elektrodamaProizvodnja pare se regulie pribliavanjem i udaljavanjem elektroda (eline) dizanjem i sputanjem izolacionog omotaa oko elektroda. Veoma velika iskorienost kotla (0,96-0,98). Elektrina struja tee od jedne elektrode kroz vodu u izolacionoj cevi do druge elektrode (spojena sa omotaem kotla). Podizanjem izolacione cevi ili prve elektrode produava se put elektrine struje najvie podignuta elektroda pri najveoj pproizvodnji pare. Potronja elektrine energije:W = D (i1 iv) / k 3.600 (kWh)2.5.6.2. Kotlovi utilizatoriKoriste toplotu izlaznih dimnih gasova iz Simens-Martinovih pei, gasnih turbina, dizel-motora i drugih izvora. Imaju mnogo veu grejnu povrinu jer koriste dimne gasove niih temperatura. Takoe koriste jae ventilatore za dimne gasove radi bolje predaje toplote grejnim povrinama. Parni kotao utilizator PKU-17 (SSSR) Dva doboa povezana strmim vodogrejnim cevima.

PROITATI DETALJNIJE!2.5.7. VRELOVODNI KOTLOVIDaljinsko grejanje stambenih zgrada, mora se voditi rauna o povratu kondenzata. Moraju imati cirkulacionu pumpu i primarnu vrelovodnu mreu. Temperatura na izlazu iz kotla 140-180C, mea sa sa povratom i alje u mreu (70-140C).

PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.1. Vrelovodni kotao TE.41PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.2. Vrelovodni kotao TE.10PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.3. Vrelovodni blok kotao C-12PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.4. Vrelovodni kotao BK-00-2527 ..PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.5. Vrelovodni kotao BK-00-2282 ..PROITATI DETALJNIJE!

2.5.7.6. Sulcerovi kotlovi za sagorevanje otpadaka tipa CV i SV

PROITATI DETALJNIJE!

2.6. STEPEN ISKORIENJA KOTLOVSKIH POSTROJENJAUtroena toplotna energija je uvek vea od one sadrane u gorivu zbog toplotnih gubitaka: pri konstrukciji i eksploataciji kotlovskog postrojenja prioritet je svesti ih na minimum. Nekadanjih 70-75% je sada poveano na 85-90% iskorienja kotlovskog postrojenja (konstrukcija kotlova, oplemenjivanje goriva itd.).

Postoje dve metode odreivanja k:

direktna metoda i

indirektna metoda.

Kod direktne metode se meri utroak goriva i njena toplotna mo a to jeste problem kod snanih kotlova loenih lignitem ili mrkim ugljem.

Indirektnom metodom se sabiraju svi toplotni gubici (u1-u8), a njihov zbir dat u procentima oduzima se od 100% i ostatak je k. Ova metoda je sloenija, ali tanija kod velikih kotlova.Pre remonta se izraunava k, da bi se posebna panja posvetila kritinim delovima gde nastaju najvei gubici, a proraunom k posle remonta moe se oceniti kvalitet izvrenih radova.

Utroena toplotna energija goriva za 1 as:

B Hd (kJ/h)Sadrana toplotna energija u proizvedenoj pari za 1 as:

D (i1 iv) (kJ/h)

pa se moe napisati:

k B Hd = D (i1 iv)Iz ovog sledi formula za izraunavanje stepena iskorienosti:k = D (i1 iv) / B Hdk stepen iskorienja kotlaB koliina utroenog goriva za 1 as u kgHd donja toplotna mo goriva u kJ/kgD koliina proizvedene pare u kg za 1 as (kg/h)i1 entalpija, toplotni sadraj 1 kg pare kJ/kgiv toplotni sadraj 1 kg vode za napajanje kotlova pre ekonomajzera kJ/kgKapacitet kotla se izraunava po sledeem obrascu:

D = k B Hd / i1 ivProizvedena para u kotlu moe se svesti na normalnu paru po sledeem obrascu:

Dn = D (i1 iv) / 2680 (kg/h normalne pare).ZADACI ZA VEBU:Izraunati stepen iskorienja kotla ako su dati sledei elementi: kotao proizvodi paru 40 t/h, pritiska 60 bara, temperatura pregrejane pare 500C, temperatura napojne vode 150C. Potronja goriva iznosi 16 t/h, donje toplotne moi 8350 kJ/kg.

k = D (i1 iv) / B Hd

k = 40.000 (34.000 625) / 8.350 16.000 = 0,83Izraunati potronju goriva (B): kotao isparava 80 t pare/h pritiska 60 bara i temperature pregrejane pare 420C. Temperatura napojne vode iznosi 110C. Hd je 10.450 kJ/kg, a stepen iskorienja kotla 0,75.

B = D (i1 iv) / k HdB = 80.000 (3.220 460) / 0,75 10.450 = 28.000 kg/h.2.6.1. Izraunavanje grejne povrine kotlaAk = d l n (m2)gde je:

Ak grejna povrina kotla (m2)

stalan broj (3.41)d prenik kotlovskih cevi u metrimal duina kotlovski cevi u metrima

n broj kotlovskih ceviIzraunati grejnu povrinu kotla: prenik kotlovskih cevi 100 mm, duina kotlovskjih cevi 10 m, a kotao ima 300 kotlovskih cevi:Ak = d l n (m2)

Ak = 3,14 100 10 300 = 942 m22.7. KOTLOVSKA LOITAU loitu sagoreva gorivo za svako gorivo odgovarajue loite: treba da obezbedi potpuno sagorevanje goriva i lako isparljivih sastojaka. Uslovi za dobro loite: dobro meanje vazduha i goriva,

to lake ubavivanje goriva i izbacivanje ljake i pepela,

to manji toplotni gubici,

lako se regulie jaina promaje,

laka regulacija toplotnog optereenja kotla u zavisnosti od proizvodnje pare.

Po svom poloaju, loite moe biti:

prednje,

unutranje i

donje.

Loite moe biti s reetkom, gorionicima ili kombinovano.

PREDNJE LOITE je pogodno za goriva manje toplotne moi, ali su toplotni gubici veliki: zauzima mnogo prostora, ugrauje se na kotlove s plamenim cevima.

DONJE LOITE je ispod kotla i u kotlova s vodogrejnim cevima. Dobro sagorevanje goriva u debljem sloju i sa isparljivim sastojcima. Veliki i visoki loini prostor, pa je zato i usmeravanje dimnih gasova dobro radi predaje toplote grejnim povrinama.

UNUTRANJE LOITE se nalazi u kotlu: u plamenoj cevi, u stojeim kotlovima jednostruko kombinovanih kotlova, lokomobilskim i lokomotivskim. Zidovi loita su u dodiru s vodenim prostorom kotla. Loini prostor mali, korienje toplote dobro. Sagoreva kvalitetnije gorivo.2.7.1. LOITE SA REETKOM Na reetki sagoreva vrsto gorivo; postoje loita za runo i mehaniko loenje. Loita za runo loenje imaju ravnu ili kosu nepokretnu reetku.

Loita za mehaniko loenje mogu imati:

mehaniki dovod goriva na ravnu ili kosu nepokretnu reetku;

lananu pokretnu reetku;

pominu kosu stepenastu reetku;

kaskadnu reetku.RAVNA NEPOKRETNA REETKA. dimenzije prilagoene runom loenju (najvie do 2.5 m, maks. udaljenost runog nabacivanja uglja). irina reetke proizvoljna. Sastojse se od konstrukcije sa tapovima od livenog gvoa ili elika, a izmeu tapova su otvori za prolaz vazduha. Uzduno i popreno irenje reetke je predvieno zbog zagrevanja. Razlikujemo slobodnu ili aktivnu povrinu reetke (Ars ukupna povrina otvora za vazduh, negde oko 20-50%) i ukupnu povrinu reetke (Ar). tapovi se liju raznih oblika, mogu biti i uplji radi hlaenja sa vodom ili vazduhom.

KOSA NEPOKRETNA REETKA. Ako se ravna reetka postavi pod izvesnim uglom (40-45), dobijamo kosu reetku. Usled sopstvene teine, gorivo iz levka klizi na reetku postepeno se pomie dok ne stigne do kraja reetke. Ugrauje se kod kotlova s plamenim cevima. Duina tapova do 1,6 m. Sagoreva se kvalitetnije gorivo (sortirani mrki i kameni ugalj). KOSA STEPENASTA NEPOKRETNA REETKA. Usavrenija verzija kose nepokretne reetke. Sagorevanje goriva po zonama (etapama). Nagib reetke se moe podeavati. Uspeno sagoreva: strugotina, otpaci drveta, lignit, osueni treset (goriva ija ljaka se ne lepi). Gorivi s dosta ugljovodonika potrebno dovoditi i sekundarni vazduh pored primarnog. Zamena nagorelih ploa laka. 2.7.2. LOITE SA MEHANIKIM LOITEM

Kod kotlova s veom potronjom goriva runo nabacivanje je nemogue. Loite se mehanizuje: ureaj za pogon reetke, nabacivanje goriva i izbacivanje ljake. Nepotrebno ee otvaranje loita radi nabacivanja goriva manje rashlaivanje loita.2.7.2.1. Mehaniko loite sa ravnom nepokretnom reetkomGorivo se ubacuje u kratkim vremenskim razmacima pomou vratila s perajima (ugalj sortiran u komade 30-40 mm), sagoreva se stariji lignit i mrki ugalj. Kod unutranjih loita na kotlovima s plamenim cevima (manji kotlovi). Koliina ubaenog goriva zavisi od brzine obrtaja vratila, a debljina nabacivanja uglja zavisi od brzine obrtaja vratila i poloaja klapne. 2.7.2.2. Loite sa donjim dovodom goriva

Ugalj slobodno pada iz levka, konusna spirala ga potiskuje ispod reetke, die i izbacuje s obe strane kose nepokretne reetke klizi niz reetku sagorewvajui. Vatra se povremeno runo regulie. Gorivo se sui dok ga spirala potiskuje ispod reetke. Ugrauje se kod kotlova s plamenim cevima, sagoreva sortirani stariji lignit i mrki ugalj.

2.7.2.3. Loite sa lananom reetkom

Ugrauje se u donja loita srednjih i velikih kotlova. Delovi lanca su zglobno vezani i navueni na lananik. Pokree ga elektromotor, podeavanje brzine. Sa lancima su zglobno povezane i livene ploe. Cela reetka je ugraena u ram od mainskog liva koji je na tokovima radi lakeg izvlaenja (ienje, remont). Ugalj iz levka slobodnim padom dospeva na livene ploe a sagorevanje je po zonama. Brzina kretanja reetke 40-120 mm u minuti. Sagoreva mrki i kameni ugalj, odnosno njihove meavine. Ugalj mora biti sortiran (ne preko 50 mm), a debljina sloja i do 250 mm. Dimenzije i do 8 x 8 m. Slobodna povrina reetke 20%. Gorivno optereenje do 300 kg/m2h. Prinudna promaja, vazduh se ubacuje pomou ventilatora i dovodi sa strane pa se rasporeuje po zonama sagorevanja. Koliina vazduha se regulie klapnama. Jaina promaje 500-1500 Pa.Prednji i zadnji amotni svodovi igraju veliku ulogu kod ovog loita: od njihove zagrejanosti zavisi brzina suenja i sagorevanja uglja na reetki. Gorivi nejednake krupnoe i kvaliteta pravi kratere na reetki, prodire vie vazduha na tim mestima to remeti ravnomernu raspodelu vazduha i proizvodnju pare. Zahteva kvaliteta i sortiran ugalj.

Dobre strane: mehanizovano ubacivanje uglja i izbacivanje ljake, a ljaka se sa ploa odstranjuje na kraju loita strugaem ili lakim otresanjem ploe. Zamena nagorelih ploa brza i laka.

2.7.2.4. Loite sa kaskadnom reetkom

Sastoji se od nepokretnih livenih tapova (izbueni radi prolaza vazduha) i pokretnih tapova koso postavljenih. Istovremeno polovina kosih tapova se kree nadole, a druga polovina nagore i obratno. Reetka ima uspon od 15. Debljina sloja uglja se regulie dizanjem ili sputanjem krajnjeg tapa. Pokretni tapovi prebacuju gorivo preko nepokretnih. Gorivo se nekoliko puta prevrne, a meanje s vazduhom je vrlo dobro. ljaka se ne lepi za tapove jer su u pokretu, pa stoga i goriva s velikom koliinom ljake dobro sagorevaju na ovoj reetki. Sagorevanje se odvija po zonama etapama (lignit i mrki ugalj). Debljina sloja 300-400 mm, a ukoliko je deblji sloj i vei uspon reetke potrebni jai elektromotori za njeno pokretanje.2.7.2.5. Loite sa pominom kosom stepenastom reetkom

tapovi i ploe su od livenog gvoa, a imaju razliit oblik prema zonama sagorevanja poreani na pokretne i nepokretne osovine: pokretne su privrene za kolica, a nepokretne na nosae du loita. Kolica su na valjcima, kreu se napred-nazad pomou vunih poluga i ekscentar osovine s elektromotornim pogonom. Hod kolica iznosi 50-120 mm. Hod se moe regulisati sa vretenom na glavi vune poluge. Kolica nose na sebi svaku drugu osovinu sa redom tapova. Hod, debljina sloja i jaina promaje se moe regulisati posebnu za svaku zonu. Slobodna povrina iznosi 20%, a promaja je vetaka (700-800 Pa). Ugrauje se u donja loita kod kotlova s vodogrejnim cevima. Nagib reetke iznosi 12%. Visei amotni svodovi igraju veliku ulogu u suenju i sagorevanju uglja. Uspeno sagoreva rovni lignit manje kalorine moi. Debljina sloja 400 mm. Promena nagorelih tapova oteana (naroito u II i III zoni).2.7.3. IZBOR REETKE PREMA VRSTI GORIVAPostoje ruske i nemake tabele za izbor reetke prema vrsti uglja:

na stepenastim nepokretnim kosim reetkama, na mehanikim kaskadnim i na mehanikim stepenastim kosim reetkama uspeno sagorevaju: nesortirani ligniti, nesortirani mrki ugalj, treset i drveni otpaci (5000-14500 kJ/kg);

na ravnim i kosim nepokretnim reetkama, te ravnim nepokretnim reetkama s mehanikim dovodom goriva uspeno sagorevaju: sortirani mrki ugalj, stariji ligniti (13.000-21.000 kJ/kg); na lananim pokretnim reetkama uspeno sagorevaju sortirani mrki i kameni ugalj, te njihove meavine.2.7.3.1. Proraun reetke

Ukupna povrina reetke:Ar = B/b (m2)B potronja goriva za 1 as (kg/h)b gorivno optereenje reetke (kg/m2h)Dozvoljeno gorivno optereenje reetke b iznosi:

100-150 kg/m2h za kameni ugalj koji sagoreva na ravnoj nepokretnoj reetki;

250-300 kg/m2h za sagorevanje mrkog i kamenog uglja na lananoj reetki;

300-400 kg/m2h za sagorevanje nesortiranog litgnita i mrkog uglja na kosoj pominoj i kaskadnoj reetki. ZADACI ZA VEBU:

Odrediti ukupnu povrinu kose pomine reetke (Ar) na kojoj treba da sagori 5 t/h uglja, ako je dozvoljeno gorivno optereenje reetke 200 kg/m2h:

Ar = B/b = 5000/300 = 16,6 m2Odrediti ukupnu povrinu reetke (Ar) na kojoj treba da ori 10 t/h lignita uz dozvoljeno gorivno optereenje 350 kg/m2h:

Ar = B/b = 10.000/350 = 29 m2 (priblino)2.7.3.2. Instalacije za pripremu i prenos uglja do kotlova

Kod veih kotlovskih postrojenja priprema i prenos uglja je mehanizovan: mostovske dizalice, bageri, elektrini vagoneti, eljusne drobilice, transportne trake, elevatori, bunkeri, levkovi iznad kotlova. Doprema uglja do kotlova moe biti reena na mnogo naina. PROITATI DETALJNIJE!2.7.4. LOITE ZA UGLJENU PRAINU

Ugrauje se kod ekranisanih parnih kotlova veeg kapaciteta. Kombinovani gorionik za ugljenu prainu i mazut. Moe imati manju lananu reetku za dogorevanje nesagorelih estica. Ugljena praina sagoreva u letu na svom putu kroz loini prostor. Zapaljivost ugljene praine najbolja kod meavine

PROITATI DETALJNIJE!

2.7.4.1. Priprema ugljene praine

Moe se praviti id svih vrsta ugljeva i predstavlja jedan vid oplemenjivanja goriva. Naroito zahvalno/ekonomino je proizvoditi ugljenu prainu od ugljeva male kalorine vrednosti dosta sadraja pepela i vlage. Krti ugljevi se uspeno melju u mlinovima s kuglicama (sporohodni), dok ilavi (npr. nai ligniti) u mlinovima ekiarama (brzohodni) i ventilacionim mlinovima. Ugalj se prethodno drobi u drobilicama na komade od 15-30 mm, potom pada kroz kanal i istovremeno sui u struji dimnih gasova (temp. gasova oko 700 stepeni). Suenje se nastavlja i u mlinu. Primarni vazduh nosi ugljenu prainu do gorionika, a maksimalna dozvoljena temp. primarnog vazduha 160 stepeni jer bi u suprotnom dolo do eksplozije ugljene praine u kanalu. Iz gorionika se sa promajom (500-1000 Pa) ubacuje ugljena praina u loini prostor. Sve estice do 0,3 mm sagorevaju u letu, veliine 0,3-0,6 delimino u letu a ostatak je letei koks. estice vee od 0,6 mm padaju na reetku za dogorevanje. Sekundarni vazduh slui za sagorevanje ugljene praine i usmeravanje plamena u loitu. Ubacuje se sa strane gorionika (350-450 stepeni): oko 80% ukupne koliine vazduha ini sekundarni.

Priprema ugljene praine centralizovano ili posebno za svaki kotao (iz bunkera za ugljenu prainu se vri preraspodela za svaki pojedinani kotao stariji nain pripreme i opasnost od eksplozije vee koliine uglj. praine). Kod pojedinane pripreme svaki kotao ima svoj mlin.

Mlinova ima sporohodnih i brzohodnih. Kapacitet mlinova ekiara (brzohodni) je 20-60 t na as. Njihovi ekii su od kvalitetnog livenog elika, a promena ekia je laka i brza. Gorionika za ugljenu prainu ima raznih oblika. Njihov otvor moe biti okrugao, prtavougaoni i elipsast (najbolji). Neki gorionici imaju sda unutranje strane spiralne lebove bolje vrtloenje i meanje ugljene praine sa sekundarnim vazduhom.

Ventilatorski mlin za ugljenu prainu ima kapacitet oko 60 t/h. Ugrauje se na velikim kotlovskim jedinicama. Habanju su naroito izloene udarne ploe na obrtnom kolu (od livenog manganskog elika). Finoa mlevenja:

50% estica 0,08 mm;

10% estica 0,09-0,2 mm;

40% estica 0,2-1 mm. 2.7.4.2. Korist od loenja ugljenom prainomMlevenja uglja je vid oplemenjivanja goriva. Naroito korisno mlevenje niskokalorinih lignita sa dosta vlage (toplotna mo vea za 20%). Sagorevanje ugljene praine burnije zbog boljeg meanja s vazduhom. Prvo se mlelo na ugljenokopima da bi se oslobodilo mesto, a kasnije se prelo na mlevenje svih vrsta ugljeva radi poveanja njihove toplotne moi. Finoa mleva se ceni po finoi zrna i prolasku kroz sito koje na 1 cm2 ima 900-10.000 rupica.

Pri loenju ugljenom prainom 25% procenata je primarni vazduh 120C, sav ostali vazduh 400-450C manje rashlaivanje kotla i vea iskorienost kotla. Kotao se bre stavlja u pogon manji gubici oko pripremanja kotla. Lako se regulie koliina goriva prema optereenju kotla (proizvodnji pare).

NEDOSTACI LOENJA UGLJENOM PRAINOM: rad kotla ekonomian samo preko 60% optereenja (ispod 30% opada temperatura loita i vatra se gasi). Prilikom pripreme kotla, do 30% optereenja mora se loiti mazutom. Moraju se ugraditi posebni filteri (najee elektrofilteri) zbog nesagorelih sastojaka koji odlaze s dimnim gasovima.

2.7.5. LOITE ZA TENO GORIVO

POTREBNE INSTALACIJE: istakake stanice za teno gorivo, skladini i radni rezervoari, filteri, zagrejai, pumpe za teno gorivo, ventilatori ili kompresori za vazduh, pratei grejai i gorionici. Temperatura mazuta u skladinom rezervoaru 45-50C. Grejai u rezervoarima: parni, vrelovodni i elektrini. Ispred gorionika se mazut zagreva na 90-120C (viskozitet 6-7E). Izlaskom iz gorionika mazut mora da bude u maglovitom stanju radi boljeg meanja s vazduhom i breg sagorevanja. Pri nedovoljnim koliinama vazduha i pri temperaturi veoj od 500C izluuje se a (hvata se na cevi a iz dimnjaka izlazi crn i gust dim) i koks. Temperatura loita 1500-1700C.RASPRIVANJE TENOG GORIVA:

pritiskom samog goriva;

pritiskom vazduha;

pritiskom pare;

rotacijom izlaznog dela gorionika.

Rasprivanje pritiskom samog goriva se postie mazut pumpom (na 24-25 bara). Na kraju gorionika gorivo izlazi preko jednog pua kroz otvor od 1-3 mm. Jedan gorionik sagori 2,5 t goriva na as.

Rasprivanje pomou vazduha je kroz otvor mlaznice, a oko tog otvora je krug koso izbuenih rupica 1-2 mm prenika kroz koje struji vazduh pod pritiskom (15.000-20.000 Pa) i raspruje gorivo.

Kod rasprivanja rotacijom izlaznog dela gorionika mazut se kroz uplju osovinu dovodi pod pritiskom od 3-5 bara: krajnji deo gorionika u obliku ae je okrenut loitu i rotira, a gorivo se usled dejstva centrifugalne sile raspruje. Kapacitet 3 t/h.

Vodena para se esto koristi za rasprivanje mazuta kod veih gorionika (3,5 t/h). Koristi se pregrejana para (200C), pritisak mazuta 2-12 bara, pritisak pare 3-14 bara (barem 1-2 bara iznad pritiska mazuta). Ovakav gorionik je podesan za teki mazut jer nije osetljiv na viskozitet (podnosi 2-5E).Kod loenja tenim gorivom uvek postoji opasnost od eksplozije. Zato i postoji blokada kotla ako se ne odradi prethodna dobro provetravanje loita. Fotoelija kontrolie plamen u toku rada i zaustavlja dovod goriva ako se plamen ugasi. Paljenje se vri tako to transformator (sekundarni napon 10.000-15.000 V) izaziva varnicu na polovima sveice radi paljenja butan gasa, pa onda mazuta. Ako je transformator u kvaru ili nema butan gasa, potpala se vri bakljom kroz otvor koji je predvien u tu svrhu (samo kao nuna mera). Ako se goriva ubrizgava u loite a nema plamena, dolazi do njegovog isparavanja i velike koncentracije gasova u loitu eksplozija. Pre potpale dobro provetriti i ne ubrizgavati goriva ako ne gori plamen.Loite i dimni kanali kod loenja tenim gorivom moraju biti snabdeveni dovoljnim brojem eksplozivnih klapni (klapne uvek otvorenem a otvor je blindiran limom od 0,5 mm). 2.7.5.1. Instalacija za mazutZapremina radnog rezervoara se kree do 100 m3 i mora imati ugraen disajni ventil da bi prilikom punjenja i pranjenja rezervoara obezbedio u njemu atmosferski pritisak. Na dnu rezervoara se nalazi ventil za isputanje vode. Pomou grejaa (parni, vrelovodni ili elektrini) se odrava temperaturu oko 60C (teki kotlovski mazut stinjava ispod 30C). Potisni i povratni cevovod do kotla mora imati pratee grejae.Instalacija je takoe opremljena i finim filterima (obino eljasti, ima ih dva jedan uvek u rezervi) da bi zadrali neistou koje bi otetitle pumpu, sedita ventila ili zaepila mlaznicu gorionika.

Pumpe za mazut (isto ih ima dva) su obino zavojne ili zupaste.

Krajnji dogreva mazuta je opremljen sa grejaem, regulatorom temperature sigurnosnim ventilom (zagreva do 90-120C): viskozitet mazuta pri paljenju na izlasku iz gorionika mora iznositi 3-6E.

Da bi pumpa za mazut radila sa nepromenjenim kapacitetom i pritiskom, ispred gorionika se nalazi regulator koliine mazuta: viak mazuta vraa u rezervoar. Sa promenom koliine goriva istovremeno menja i koliinu vazduha za meanje.

Elektromagnetni ventil kontrolie fotoelija: ako se plamen ugasi, zatvara se ventil (prekida se strujno kolo).

Gorionik pri vrhu mlaznice ima ugraene elektrode sa naponom 5.000-12.000 V. Elektrina varnica pali butan gas, potom mazut.

2.7.5.2. Gorionik SAKE, tip SKV-100

GLAVNI DELOVI: kuite, elektromotor, regulator koliine i pritiska