BRODSKI GENERATORI PARE3.dio

Toplinska shema generatora pare

Toplinska bilanca generatora pare

Toplinska iskoristivost generatora pare

Energija(ulaza) = korisna energija + gubici ηGP=energija (ulaza) - gubici / energija (ulaza)

ηGP= 1 – [gubici / energija (ulaza)]

1 = ηGP + ∑gi

100 = ηGP% + ∑gi%

ηGP = 1 - ∑gi

ηGP% = 100 - ∑gi%

∑gi – suma svih gubitaka

ηGP = korisna energija / dovedena toplina

ηGP = Q / (B·Q1) = Q / (B·HL)

Q1 = HL = Hd + qZL + qG + qP kJ/kg

qZL = λ · VZmin · CL · ( tL - to ) kJ/kg

qG = CG · ( tG - to ) kJ/kg

qP = dP · ( hp – ro ) kJ/kgdP -količina pare za raspršivanje (0,05-0,1 kg/kg)

Q=Dp·(hp-hnv)+Dmp·(hmpi-hmpu)+Do·(h’-hnv)B·Q1 = Q+G1+G2+G3+…+Gn /: (B·Q1) 1 = ηGP+g1+g2+g3+…+Gn= ηGP + ∑gi

gubitak zbog osjetne topline izlaznih dimnih plinova (g1), gubitak zbog zračenja topline u okolinu (g2), gubitak zbog kemijski nepotpunog izgaranja (g3),

gubitak zbog pojave čađe (g4),

gubitak zbog letećeg koksa (g5), gubitak zbog propadanja goriva kroz rešetku (g6), gubitak zbog sadržaja izgorivih dijelova u troski (g7), gubitak zbog osjetne topline ostatka iz ložišta (g8).

Toplinski gubici generatora pare

g1=Vpl · Cp · (tpl-to) / Q1

To je najveći gubitak topline kod generatora pare Zavisi o izlaznoj temperaturi dimnih plinova i o pretičku

zraka za izgaranje

g2 je drugi po veličini u generatorima pare Ovisi o stanju ozida i izolacije, te o kapacitetu i

opterećenju generatora pare (smanjuje se s porastom kapaciteta i opterećenja te obrnuto)

Kreće se od 0,5 do 3 %

g3 ovisi o vrsti (kvaliteti) goriva i načinu izgaranja Nastaje zbog toga što dio ugljika ne izgori potpuno u CO2 Kod tekućih i plinovitih goriva je zanemariv

ηGP= korisna energija / dovedena energija

ηGP = Q / (B · HL)

B = Q / (ηGP · HL)

1.Generator pare proizvodi pregrijanu paru B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP·Hd)

2. G.P. proizvodi preg. paru i zasićenu paru B = Dp·(hp-hnv) + Dzp·(hzp-hnv) / (ηGP·Hd)

Potrošnja goriva

3.G.P. proizvodi pregrijanu paru uz kontinuirano odsoljavanje iz bubnja

B = Dp·(hp-hnv)+ Do·(h’-hnv) / (ηGP·Hd)

4. G.P. proizvodi pregrijanu i međupregrijanu paru B = Dp·(hp-hnv)+ Dmp·(hmpi-hmpu) / (ηGP·Hd)

5. G.P. upotrebljava zrak predzagrijan stranim izvorom topline

B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP ·[Hd + λ·VZmin·CL·(tL-to)]

6. G.P. koristi gorivo predzagrijano vanjskim izvorom topline, koje se rasprskava s parom

B = Dp·(hp-hnv) / (ηGP ·[Hd +CG·(tG-t1)+dp·(hp-ro)]

Potrošnja plina

Prirodna cirkulacija - uzgon zbog razlike gustoće Umjetna (prisilna) cirkulacija - djelovanje pumpe

Osnovni zadaci: - hlađenje materijala ogrjevnih površina- prenošenje topline sa stijenki na radni fluid- usmjeravanje strujanja nastalih mjehurića

vodene pare

- sprječavanje smanjenja kvalitete (čvrstoće) materijala

- onemogućuje stvaranja parnih jastuka odnosno lokalnih pregrijavanja

Cirkulacija vode u generatorima pare

Faktori ograničenja i poremećaja cirkulacije:

- hidrostatska visina cirkulacijskog kruga (položaj cijevi) - razlika gustoće u silaznim i uzlaznim cijevima- visoki radni tlak u generatoru pare

- razni otpori strujanja fluida u cijevima:- porast otpora (zbog prljavštine, mehanički)- prekomjerni talozi unutar cijevi (kamenac)

- nagli porast opterećenja, odnosno pad tlaka u silaznim cijevima (stvaranje parnih mjehurića i zastoja u cirkulaciji)

Generator pare tipa Yarrow bez i s hladnim silaznim cijevima

Strmocijevni generator pare bez i s hladnim silaznim cijevima

Umjetna ili prisilna cirkulacija

- optočna (sustav La Mont)- protočna (sustav Benson i Sulzer)

Cirkulacijski broj CC = količina vode koja je u cirkulaciji

količina isparene vode

C = 6 – 12 (optočna)C = 1 (protočna)

Prirodna cirkulacija - nastaje zbog djelovanja sile uzgona, bez

utroška vanjske energije- ovisi o visini dimnjaka i temperaturi plinova- Δpu = H · (ρzr-ρpl)·g [Pa]

Umjetna (prisilna) cirkulacija- ostvaruje se djelovanjem ventilatora koji će

tlačiti svježi zrak ili / i usisavati dimne plinove

Cirkulacija zraka i dimnih plinova u generatorima pare

Umjetna (prisilna) cirkulacija

mogućnost postizanja većih kapaciteta (učinaka) generatora pare,

mogućnost efikasnije regulacije procesa izgaranja,

postizanje boljih uvjeta izgaranja i većeg stupnja iskoristivosti

mogućnost ugradnje većih naknadnih površina radi smanjenja izlaznih temperatura dimnih plinova

Izvedbe umjetne cirkulacije:s tlačnim ventilatorom (1)- za velike kapacitete, - nedostatak: dimni plinovi su pod pretlakom i postoji mogućnost

propuštanja u strojarnicu

s isisnim ventilatorom (2)- nedostatak: visoka radna temperatura ventilatora (materijal)

kombinirano (3)- nedostatak: ograničeni učinak isisnog ventilatora s pretlakom u prostoriji (strojarnici)- ugradnja dvostrukih vrata, kod brodova s više generatora pare

Snaga za pogon ventilatora

- uzgon u strujnim kanalima- otpor strujanja zbog trenja- lokalni otpori strujanja

P = (Δp·V) / (1000·ηv) [kW]

- Δp [Pa] – pad tlaka kojeg treba savladati ventilator- V [m3/s] – volumen zraka odnosno dimnih plinova

- ηv – stupanj iskoristivosti ventilatora koji iznosi od otprilike 0,5 do 0,8