Tehnologija industrijskih kotlovaza početnike

Sadržaj

4 Toplina za grijanje / Toplina za izvođenje procesa i područja primjene

5 Voda i vodena para kao mediji prijenosnici topline

6 Konstrukcija industrijskog kotla

7 Princip rada postrojenja industrijskog kotla

8 Primjena kotlovskih postrojenja u praksi

10 Bosch Industriekessel

2 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike

Olovka: Tekst je složenijeg karaktera. Najbolje je da si na bloku za bilješke zapišete što ste pročitali, kako bi kasnije pri slijedećem poslovnom sastanku, bili u stanju iskoristiti svoje stečeno znanje.

Žarulja: Ovim simbolom objasniti će vam se neki pojmovi, o činjenicama o kojima često ne razmišljamo, ali koje su fascinantne.

Informacije manjeg značaja: Možda će vam biti potrebne na nekim poslovnim sastancima.

Simboli korišteni u ovoj brošuri

2 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike Tehnologija industrijskih kotlova za početnike | 3

Toplina za grijanje / Toplina za izvođenje procesa i područja primjeneToplina je osnova svakog života. To ćete i sami osjetiti kada vam se npr. pokvari jogurt zbog hladnjaka koji više ne radi. Ako bi se koristila samo toplina od sunčevih zraka, veliki dijelovi zemljine kugle bili bi nenastanjeni. o geografskom položaju i godišnjem dobu, potrebno je umjetno grijanje (toplina za grijanje). Pored toga postoji veliki broj tehnoloških procesa koji su mogući samo uz dovođenje topline, kao npr. procesi kuhanja i čišćenja u prehrambenoj industriji i industriji pića. Također i u mnogim drugim granama industrije, kao što je industrija papira, industrija građevnog materijala, kemijska industrija ili tekstilna industrija, mnogi procesi odvijaju se isključivo uz dovođenje topline (topline za izvođenje procesa).

Grijanje Prehrambena industrija

Industrija papira Industrija pića

Tekstilna industrija

Kemijska industrija

ČišćenjeIndustrija građevnog materijala

Područja primjene industrijskih kotlovskih postrojenja

4 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike

Voda i vodena para kao mediji prijenosnici topline

Svaki ekspres lonac koristi ove fizikalne zakonitosti. Budući da je ekspres lonac plinonepropusno zatvoren poklopcem, to pri temperaturi ključanja (temperatura ključanja je cca. 100 °C pri temperaturi zraka od cca. 1 bar) proizvedena vodena para ne može izaći van. Tlak u ekspres loncu se povisuje, što istodobno rezultira povišenjem tempera-ture ključanja. Tlak se pomoću sigurnosnog ventila regulira na približno jedan bar iznad tlaka zraka. Kao rezultat toga, temperatura u ekspres loncu nije samo 100 °C, kao što bi bila u otvorenom loncu, nego 120 °C. Zbog toga se namirnice u ovakvom loncu brže skuhaju.

Toplina je potrebna za grijanje zgrada i za mnoge industrijske procese. Zamislite da se svaki pojedinačni proces ili zgrada moraju zasebno zagrijavati. Često hvatanje za novčanik vjerojatno bi proizvelo više topline trenja nego što bi proizveli mnogi individualni sustavi grijanja - a sve zbog manje učinkovitosti takvih sustava. Zbog toga se potrebna količina topline najčešće proizvodi centralo i distribuira preko sredstva za transport toplinske energije, tzv. medija prijenosnika topline. Ovaj medij prijenosnik topline transportira se do potrošača toplinske energije, gdje se toplina predaje potrošačima, a ohlađeni medij prijenosnik topline ponovno se vraća do centralnog generatora topline na ponovno zagrijavanje.

Voda, odnosno vodena para kao mediji prijenosnici topline posjeduju mnoga povoljna svojstva, kao što je npr. velika apsorpcija energije i jednostavna mogućnost transporta. Ovi su mediji prijenosnici topline svugdje dostupni i ekološki prihvatljivi (osim ako ne pokušate ključalom vodom zalijevati vaš cvjetnjak, što on vjerojatno ne bi preživio). Temperatura ključanja vode pri atmosferskom tlaku relativno je niska. Ako se žele proizvesti temperature više od 100 °C, u tom slučaju medij prijenosnik topline treba dovesti pod tlak, na koji će se način povisiti temperatura ključanja.

Za pripremu brze hranu pri 120 °C u fritezi, npr. prženja krumpirića, potrebno je izuzetno kratko vrijeme.

4 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike Tehnologija industrijskih kotlova za početnike | 5

Konstrukcija industrijskog kotla

Kod punog učinka jedan kotao ove veličine može 3000 litara loživog ulja ili odgovarajuću količinu prirodnog plina, pretvoriti u toplinsku energiju za grijanje ili izvođenje procesa. Ova toplinska energija bila bi dovoljna za grijanje više od 2000 obiteljskih kuća.

Zbog ogromnih količina vode i vođenja produkata izgaranja u više stupnjeva, ovi se kotlovi nazivaju i 3-prolazni kotlovi velikog vodenog prostora.

Industrijska kotlovska postrojenja mogu raditi sa znatno višim tlakovima nego ekspres lonci. Proizvode se zavarivanjem od čeličnih limova debljine do 35 mm, zbog čega se mogu postići radni tlakovi do 30 bar i viši. Također je važna stabilna i robusna konstrukcijska izvedba kotla - ako jedan takav kotao ne bi podnio radne tlakove, mogle bi nastati sile eksplozije usporedive sa snagom eksplozije jedne tone plastičnog eksploziva (s time se ne može usporediti proključalo mlijeko u kuhalu). Svaki takav pojedinačni kotao može proizvesti toplinski učinak do 38 MW, što otprilike odgovara snazi 500 motornih vozila srednje klase VW Golf. Do pet kotlova može se ekonomično kombinirati. Jedan takav industrijski kotao napunjen vodom i spreman za pogon može doseći težinu od 165 tona, što odgovara težini cca. 120 vozila VW Golf.

Vrelovodni kotlovi, odnosno parni kotlovi su relativno identične konstrukcijske izvedbe (slika). Tlačno tijelo kotla je ležeća cilindrična cijev, s obje strane zatvorena podnicama i po čitavom opsegu toplinski izolirana. U ovom se tlačnom tijelu nalazi plamena cijev (1. prolaza) koja se loži pomoću plamenika, a unutar nje je ugrađena presmjerna komora koja preusmjerava produkte izgaranja i vodi ih u 2. prolaz cijevi produkata izgaranja. Na prednjoj strani kotla nalazi se vanjska presmjerna komora koja ponovno preusmjerava produkte izgaranja i vodi ih u 3. prolaz cijevi produkata, do kraja kotla. Vrelovodni kotlovi su tijekom njihovog pogona u normalnom slučaju kompletno napunjeni vodom. Parni kotlovi su napunjeni vodom samo do 3/4 volumena. Gornju četvrtinu zauzima prostor vodene pare.

6 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike

Princip rada postrojenja industrijskog kotla

Srce postrojenja industrijskog kotla je vrelovodni ili parni kotao koji radi s određenom vrstom goriva. Kotao zagrijava ili isparava vodu koja se u njemu nalazi, a koja se kroz sustav cjevovoda transportira do potrošača. Za slučaj vrelovodnog kotla, energiju za transport vrele vode proizvode crpke, dok se vodena para transportira pod djelovanjem vlastitog, njoj svojstvenog tlaka. Ohlađena voda, odnosno kondenzirana vodena para teče natrag do kotla gdje se može ponovno zagrijati. Kako bi se spriječila korozija kotla, gubici vode moraju se kompenzirati svježom kemijski obrađenom vodom. Dimni plinovi koji nastaju izgaranjem goriva odvode se kroz dimnjak u atmosferu. Posebno učinkoviti sustavi dodatno koriste preostalu toplinu sadržanu u dimnim plinovima.

Prikaz u presjeku 3-prolaznog parnog kotla velikog vodenog prostora

Dimovodni priključak prema dimnjaku

Prolaz produkata izgaranja (2. prolaz)

Plamena cijev (1. prolaz)

Plamenik

Prolaz produkata izgaranja (3. prolaz)

1

2

3

4

5

1

2

3

5

4

6 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike Tehnologija industrijskih kotlova za početnike | 7

Praonice i kemijske čistioneU ovom je slučaju relativno jednostavno sagledati za koju je svrhu potrebna vodena para. Mrlje i prljavština mnogo se lakše skidaju nego sa zagrijanom vodom za pranje. U našoj perilici rublja događa se isto, ali uz električno grijanje. U velikim praonicama ovaj način zagrijavanja nije ekonomičan, budući da je električna energija suviše skupa. Vodena para može se besprijekorno koristiti i za sekundarne procese, kao što je prešanje, strojno glačanje, ručno glačanje ili završna obrada. Ovaj nam je proces poznat i na primjeru kućanskih parnih glačala - vodena para jednostavno uklanja sve nabore na odjeći.

Prehrambena industrijaNamirnice se tijekom prerade moraju često zagrijavati ili kuhati. Logički se nameće zaključak da je ovoj industrijskoj grani potrebno obilje toplinske energije. Međutim, neki slučajevi primjene vodene pare još su uvijek začuđujući; dobar primjer za to je prerada krumpira.

PivovareDobro je poznato da se kvalitetno i ukusno pivo sastoji od hmelja, slada i vode. Međutim, prije kušanja piva mora proteći složeni proizvodni proces: slad se melje i miješa s vodom. Ova se mješavina mora zagrijati do različitih temperatura u toku dva do četiri sata. Pretpostavljate uz pomoć kojeg medija prijenosnika tople se realizira ovaj proces? Pomoću vodene pare prethodno proizvedene u parnom kotlu. Nakon toga se dodaje hmelj i čitava mješavina se hladi. ohlađuje. Iza toga se dodaje kvasac koji pospješuje proces fermentacije, što ima učinak na okus piva. Ovisno od vrste, pivo još mora sazrjeti

Primjena kotlovskih postrojenja u praksi

Industrijska vrelovodna kotlovska postrojenja su vrlo slična kotlovima za grijanje u kućanstvima. Osnovna razlika je u tome da su ovi industrijski kotlovi znatno većih dimenzija, zbog čega je njihov učinak grijanja dovoljan samo za stambene objekte nego za hotele, bolnice, nebodere, industrijske zgrade ili čitave gradske četvrti. Pojedinačni primjeri primjene su znatno raznolikiji pri korištenju topline za izvođenje procesa, koju proizvode postrojenja parnih kotlova. Ova kotlovska postrojenja za proizvodnju zasićene vodene pare, koriste se u velikom broju grana industrije. Ali, da li je to sve samo vreli zrak ili zašto se točno vodena para koristi.

Odaberimo nekoliko industrijskih grana i razmotrimo primjenu kotlovskih postrojenja:

8 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike

Hladni krumpiri se pune u velike tlačne posude, u koje se snažnim mlazom upuhava vrela vodena para. Ovaj nagli dovod topline rezultira ljuštenjem ljuske sa krumpira, zbog čega nije više potrebno ručno ljuštenje.

Vodena para pruža nezamislive mogućnosti primjene. Postoji još mnogo industrijskih grana i primjena u kojima vodena para nalazi svoju primjenu.

automobilska industrija bolnice čeličane destilerije drvena galanterija elektroindustrija farmaceutska industrija industrija duhana industrija keramike industrija papira industrija prerade metala

industrija sirovina industrija stočne hrane kemijska industrija keramička industrija klaonice mljekare odstranjivanje otpada pekarnice poljodjelstvo predionice prerada drva

prerada kućnog otpada prerada voća proizvodnja autoguma proizvodnja plastičnih masa proizvodnja sira proizvodnja staklenih vlakana rafinerije staklenici tiskare tkaonice vulkanizacija

... i još mnoge druge grane industrije

u trajanju do 3 mjeseca, nakon čega se pivo može puniti u boce ili bačvice. I sada slijedi najugodniji dio, konzumacija ohlađenog piva. Nakon ispijanja boca ili pražnjenja bačvica, one se u normalnom slučaju vraćaju natrag u pivovaru. Ovdje se naravno moraju prvo očistiti prije nego što se ponovno napune pivom. I za ovaj proces je ponovno potrebna vodena para za zagrijavanje vode potrebne za pranje boca i bačvica. Začuđujuće, zar ne?

Industrija građevnog materijalaZa proizvodnju fazonskih elemenata isto tako su potrebne velike količine vodene pare. Sirovine, kao što su pijesak, vapno, voda, itd., miješaju se i prešaju u relativno slobodne kamene kalupe. Nakon toga se ovakvi kameni blokovi jednostavno transportiraju u velike tlačne posude (autoklave), koje se zatvaraju i u njih se upuhava vodena para. Pri temperaturama od cca. 200 °C i tlakovima od 16 bar, ovi blokovi moraju određeno vrijeme otvrdnuti i nakon toga se mogu izvaditi kao završni kamen. Stabilnost naših današnjih građevinskih objekata možemo zahvaliti ovoj tehnologiji njihove proizvodnje.

Sanacija kanalizacijskih cijeviŠto se događa kada kanalizacijske cijevi propuštaju? Ovaj se problem može riješiti radovima iskopa podzemnih cijevi i zamjenom kanalizacijskih cijevi s novima ili obnavljanjem s crijevima za sanaciju. Više ili manje to su predimenzionirana crijeva koja se bez potrebe za iskopima uvlače unutar postojećih kanalizacijskih cijevi i nakon toga napuhuju vodenom parom. Pod djelovanjem tlaka i temperature vodene pare, ovo plastično crijevo čvrsto prianja uz unutarnju površinu kanalizacijske cijevi i tako sanirana kanalizacijska cijev se može koristiti još niz godina.

8 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike Tehnologija industrijskih kotlova za početnike | 9

Bosch Industriekessel je isporučio širom svijeta više od 100.000 kotlovskih sustava. U vjerne klijente se mogu ubrojiti međunarodno priznate kompanije, kao što su Coca Cola, Nestle, Red Bull, Unilever, Daimler, Vokswagen i još tisuće drugih kompanija.

U opseg isporuke spadaju parni kotlovi u području učinka proizvodnje vodene pare od 175 kg/h do 55.000 kg/h, vrelovodni kotlovi za učinke do 38 MW i kotlovi do 19,2 MW. Komponente kotlovnica modularne tehnologije olakšavaju projektiranje, izgradnju i pogon kotlovskih postrojenja.

Bosch Industriekessel

Teleservice

Regulacija kotlovaBCO BCO

UL-SUNIVERSAL parni kotao

WAUređaj za analizu vode

Bosch Industriekessel inteligentna i modularna kotlovska postrojenja

10 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike

Visokokvalitetna oprema s inteligentnim sustavima upravljanja i regulacije, najsuvremenija tehnologija plamenika i učinkoviti uređaji za regeneraciju topline, jamče ekološki prihvatljiv, ekonomičan i automatski pogon kotla. Servisna služba na raspolaganju je non-stop, svakodnevno. Zahvaljujući gusto razgranatoj mreži ovlaštenih servisa jamče se najkraća moguća vremena pružanja servisnih usluga.

Sustav upravljanja procesima

WTMModul za obradu vode

WSMServisni modul vode

CSMServisni modul za kondenzat

Sustav upravljanja kotlovskim postrojenjemSCO

10 | Tehnologija industrijskih kotlova za početnike Tehnologija industrijskih kotlova za početnike | 11

Robert Bosch d.o.o.Kneza Branimira 2210040 Zagreb-Dubrava

Tel. 01/295 80 81Fax. 01/295 80 80

www.bosch-industrial.com

© Bosch Industriekessel GmbH | Slike služe samo kao primjer | Pridržana prava na promjene