51982822 brodski-generatori-pare
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

51982822 brodski-generatori-pare

on

  • 2,309 views

 

Statistics

Views

Total Views
2,309
Views on SlideShare
2,309
Embed Views
0

Actions

Likes
1
Downloads
40
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

51982822 brodski-generatori-pare 51982822 brodski-generatori-pare Document Transcript

  • Dr. ZmagoslavPrelec |- I BRODSKI GENERATORI PARE I ffil Skolska knjiga, Zagreb l99OII
  • . j l . - , . : i | r , . : , . PREDGOVOR ovaj urlZbenikproizasaoje iz potrebe za djelom koje posebno obraduje tematiku o-brodskimgeneratorima pare. -zadatak mu je, prije svega,da studentimaomogudiproudavanje vaZnog tog podrudja brodostrojarstva,pruZajudiim nuZne temiljne spoznajeza ""sp1esn6 rje5avanje brojnih problema s kojima 6e se susretatiu-prakii. -brodogradnji - . Djelo moZeposluZitii kao prirudnik strudnjacima u i pomorstvu koji se bave problematikombrodskihgeneratora pare. I n" .ul-o nji*u t Korisno ie posluZitii onima koji se bave projektiranjem, da vise doznaju o pogonskim problemima,njihovim uzrocima,mogu6nostimanadinima i rjesavanja, kao-ionima koji rade u proizvodnji i pogonima,da obnoveteorijska znanjanuZnaradi kval! tetne izrade i optimalneeksploatacije. Brodski generatori parevelika su skupin:r toplinskihuredaja,s brojnim karak- teristikama koje proizlaze iz specifidnih uvjeta prisutnih u Lrodskim reZimima rada, Sto svakakoopravdavaobraianje posebnepaLnjetoj problematici. Praienje obradenoggradiva pretpostavljasolidno prio-znanieiz znanostio toplini, mehanicifluida i dvrsroiimaterijala.Stogaseu razradipolLoininpoglavlja nije ulazilo u detaljnija teorijska izvodenja i dokazivanla,tbli su doitrfuna"u postoje6ojstrudnojliteraturi. SadrZaj koji je obuhva6en ovomeudzbenikupotpunoje uskladens progra- u 19m gredmetakoji seproudava Fakultetuza pomorstvoi saobradaj na Sveuiiilsta >vladimir Bakari6< u Rijeci, pod nazivom >Elisploatacija brodskih generatorapare<< a.velikimdijelom posluZitie i studentima tehnidkihfakultetabro=dostrojar-skog smjera. u prvom, uvodnomdijelu obraclene osnovne su znadajke brodskihgeneratorapare, da,seditateljana samomepodetkuopienito upoznas tim toplinskimureda_jima, kako bi daljnje proudavanje gradivabilo jednostavnije. Termodinamske osnovegeneratora pare obradenesu vrlo saZeto;koliko jepotrebnoza povezivan.je daljnjim tekstom,budu6ida je taj dio opseznije s dostu-pan u ostalojliteraturi. obrada gradiva, oje se odnosina gorivo iizgaranje,prilagodena tekuiem jegorivu jer se kod brodskihgeneratora pare uglavnomono upotiebljavu.e.i-j"nukrutih i plinovitih goriva za brodskegeneratore pare danasje zanemariva se jersvodi samona pojedinadne, specijalne sludajeve. . znatna paLnjaobra6ena problematicitoplinskogproraduna, je u vezi s je patime danazaokrtLenacjelina, koja omoguiujepiegledanuvid u taj dio giadiva. cirkulacija vode, te strujanjedimnih plinovfi zraka obradenisu"takoda se,prije svega,prikaZei uodi utjecaj tih funkcija na pogon generatora pare. V
  • Veliki prostor dan je konstrukcijamabrodskih generatora pare, gdje su de-taljno obradeneglavnekarakteristidne izvedbekoje se danassusreiuna brodovi-ma. Pritom su posebna poglavljaposve6ena pomo6nimkonstruktivnimdijelovima,armaturi, pomo6nimuredajimaza gorivo i automatskojregulaciji. Buduii da je udZbenik,prije svega,namijenjenbuduiim voditeljimapogona,potanko su obradeniproblemi vezaniza kvarove,o5te6enja odrZavanje i brodskihgeneratora pare, a posebnoznatenjedano je detaljimakoji se odnosena ekono-midnovodenjepogona. Na kraju se razmatrao dana5njim trendovimau razvoju brodskihgeneratorapare. Koristim se prilikom da se posebnozahvalim prof. dr. Spiri Milosevi6u zbognjegovapoticaja da pristupim izradi ovog djela i da ustrajemu tome. od velikepomoii u toku rada bili su njegovi savjeti i strudnenapomene. Takoder se Zelimzahvaliti na korisnim primjedbamai prijedlozimakoje su mi prilikom recenzijaove knjige uputili prof. dr. Dragan Martinovii i prof. dr. Ratko Zelenika. Sve primjedbe i sugestijekoje ditatelji budu uodili i dostavili primit 6u siskrenomzahvalno5iu-U Rijeci, studenoga1988. Zmagoslav PrelecVI
  • ]t SADRZeT PREDGOVOR 1. oSNovNE zNaCIJTn BRoDSKIH GENERAToRA PARE I 1.1. RAZVOJ BRODSKE PARNE PROPULZIJE 1 1.2. RAZVOJ BRODSKIH GENERATORA PARE 2 1.3. NAMJENA GENERATORA PARE NA BRODOVIMA 8 1.4. GLAVNI DIJELOVI GENERATORA PARE 14 1.5. VRSTE BRODSKIH GENERATORA PARE 22 1.6. OSNOVNB zNeCaJKE GENERATORA PARE ZJ 1.7. POSEBNI ZAIjTJEVI ZA BRODSKE GENERATORE PARE 27 I 2. TERMODINAMSKE OSNOVE GENERATORA PARE 29 2.1. PROCES U PARNOM POSTROJENJU 29 2.2. PREDAJA TOPLINE U GENERATORU PARE 31 3. GORIVO I IZGARANJE 35:b :.r. zNeCexB tgruCrH GoRrvA 3.1.1. Toplinskavrijednost . 35 35 36 36 ; li.l ili##"ii"r"-"i,i....:.:::. ..:::...I,. 3.1.6. SadrZaj vode . JI 40 40 3.1.7. Koksni broj 40 3.1.8. Ostaleznadajke 4L F 3.2. IzGARANJE u r-oZrSrrul GENERAToRA pARE 4l * 3.2.L. Odnosi u procesuizgaranja 4l r 3.2.2. Kolitina zraka za izgaranje 43 3.2.3. Produkti izgaranja 45 Ici ia 4. TOPLINSKA BILANCA GENERATORA PARE 51 4.1. TOPLINSKI TOKOVI U GENERATORU PARE 51 4.2. TOPLINSKA ISKORISTIVOST GENERATORA PARE 53 4.3. TOPLINSKI GUBICI GENERATORA PARE 55 4.3.1. Gubitak zbog osjetnetopline dimnih plinova (g1) 4.3.2. Gtbirak zradenjai odvotlenja topline u okolinu (gr) r
  • 4.3.3. Gubitak zbog kemijski nepotpunogizgaranja(gr) 59 4.3.4. Gubici zbog pojave dade(ga) 60 4.3.5. Ostalieubici 60 4.4. KOLICINA GORIVA 60 5. OSNOVE TOPLINSKOG PRORACUNA GENERATORA PARE 63 5.1, IZMJENA TOPLINE ZRACENJEM 63 5.1.1. Kirchoffov zakon zra(enja 64 5.I.2. Zakon zraEenja crnog tijela 64 5.I.3. Zratenje sivogtijela . 65 5.L.4. Izmjena topline zradenjemizmedu dviju velikih paralelnih crnih povr5ina 66 5.1.5. Izmjena topline zradenjem izmedu dviju paralelnih povr$ina razliditih emisija 66 5.1.6. Izmjena topline zradenjemizmeclupovr5inakoje zatvarajujedna drugu 67 5.1.7. Izmjena topline zradenjem plinova 6g 5.2.PRORAcUN r.OZrsTA. . 7r 5.2.1. ToplinskabilancaloZi5ta 7L 5.2.2. Ozratenapovrdinau loZi5tu 73 5.2.3. Temperature loZi5tu . u 75 5.3. PRORACUN TONVEKTIVNIH OGRJEVNIH POVRSINA GENERA- TORA PARE 77 5.3.1. Fourierovzakon provodenjatopline 77 5.3.2. Prijelaztopline konvekcijom 81 5.3.3. Zra(enje plinova u dimnim kanalimai cijevnim snopovima 84 5.3.4. Ukupni prijelaz topline na strani dimnih plinova 86 5.3.5. Srednjalogaritamska razlikatemperature 87 5.3.6. Koeficijentprolazatopline 88 5.3.7. Utjecaj zaprljanja ogrjevnih povriina na prijenos topline 89 5.3.8. Proradun isparivada generatora pare 90 5.3.9. Proradunpregrijadapare 91 5.3.10. Proradunzagrlja(,a vode 93 5.3.11. Proradunzagrijata zraka . 94 6. CIRKULACUA VODE U GENERATORIMA PARE . 97 6.1. PRIRODNA CIRKULACIJA VODE N 6.1.t. Hidrodinamikaprirodne cirkulacije 98 6.1.2. Faktori ogranidenja pogonskiproblemi kod prirodne cirkulacije . i 101 6.1.3. Karakteristidni sludajevi prirodne cirkulacije I04 6.2. PRISILNA CIRKULACIJA . tO7 6.2.1. Generatoripare s optodnomcirkulacijom 108 6.2.2. Generatori pare s protodnom cirkulacijom 108 7. STRUJANJE DIMNIH PLINOVA I ZRAKA ttl 7.1. PRIRODNO PROVJETRAVANJE 111 7.2. UMJETNO PROVJETRAVANJE tr2 7.3. PRORACUN STRUJANJA DIMNIH PLINOVA I ZRAKA It4 7.3.1. Pad tlaka pri strujanju zrakai dimnih plinova tL4VIII
  • } f 7.3.2. Pad tlaka zbog otpora trenja 7.3.3. Pad tlaka zbog lokalnih otpora 115 116I 7.3.4. Samouzgon dimnih kanala ltg 7.3.5. Ventilator za zrak i dimne plinove tZO GLAVNI KONSTRUKTIVNI DUELOU GENERATORA PARE tzt &t 8.1. ISPARIVACI Lzt 8 . 1 . 1 .B u b n j e v i rzt 8.1.2. Komore 129 8.1.3. Cijevi T3I 8.2.PREGRIJACI PARE r33l 8.3.ZAGRIJACI VODE 8.4.ZAGRIJACI ZRAKA 138 I4l ARMATI]RA GENERATORA PARE I47 9.1. ZAPORNA ARMATURA I47 9.1.1. Parniventil 150 9.1.2. Napojni ventil (napojnaglava) 150 9.1.3. Ventil za otpjenjivanjei istiskivanje 151 9.1.4. Ventili za drenaiu, odzradivanje uzimanjeuzorka i 152 9.2. REGULACIJSKA ARMATURA 153 9.3. ZASTITNA ARMATURA I54 9.3.1. Nepovratniventili t54 9.3.2. Sigurnosni ventili 1,54 9.4. KONTROLNA ARMATURA I57 9.4.1,. P okaziv razine a(i t57 9.4.2. Manometri . 160 9.4.3. Termometri 160 9.5. GRUBA ARMATURA 160 IO. SISTEM ZA GORTVO 165 10.1. RASPRSTVANIETEKUCEG GORIVA t65 10.2. GORIONICI ZA TEKUCE GORIVO 168 70.2.7. Gononici s rasprdivanjem tlakom goriva . 168 10.2.2. Gorionici s raspr5ivanjemkomprimiranim zrakom 17r 10.2.3. Gorionici s raspr3ivanjemvodenom parom 172; 10.2.4. Gorionici s raspr5ivanjemdjelovanjemcentrifugalne sile t73I 10.2.5. Pomodnidijelovi gorionika r74 10.3. UREDAJI ZA PRIPREMU I OPSKRBU GORIVOM 176 10.4. OSNOVNI POGONSKI UVJETI ZA. DOBRO RASPRSIVANJE I IZGARANJE t77 11. KONSTRUKCUE BRODSKIH GEIIERATORA PARE t79 11.1. CILINDRICNI GENERATORI PARE I7g 1I.2. SEKCIJSKI GENERATORI PARE 180 11.3. GENERATORI PARE S TRI ILI CBTIru BUBNJA 1I.4. VODOCIJEVNI GENERATORI PARE TIPA >INTEGRAL< 186 IXf
  • li 11.5. GENERAToRIPARE BEZ KoNvEKTIVNoG rspenrveCroc SNOPA 188 11.6. GENERATORI PARE TIPA >D( L9lH LI.j. GENERATORI PARE >ESD< 11.8. GENERATORI PARE S VERTIKALNIM CIJEVNIM SNOPOMPRE- GRIJACA PARE I94 I99 11..9. GENERAToRI PARE S MEDUPREcRIIaCBvT 200 11.10.SPECIJALNI GENERATORI PARE zOL 11.10.1.Dvotladnigeneratorpare 201 LI.t0.2. Generator pare tipa >Loffler< 203 11.10.3.Generatorpare s loZiStem pod tlakom (>Velox<) 204 11.11.GENERATORI PARE NA ISPUSNE DIMNE PLINOVE (IJTTLIZA- TORr) 205 11.12. OSNOrNI NACINI POVEZIVANJA UTILIZATORA 208 II.l2.l. Spoj utilizatorai loZenogdvotladnog generatora pare 208 11.12.2. Spoj utilizatoras pomo6nimloZenimgeneratorom pare 2r2 Ll.I2.3. Spoj utilizatoras dva pomo6naloZenageneratora pare 2t6 LI.t2.4. Samostalni utilizator s vlastitim parnim bubnjem 2L8 12. KONSTRUKTIVNI MATERUALI ZA GRADNJU GENERATORA PARB 2t9 12.1. POGONSKI UVJETI ZA MATERIJALE 2t9 12.2. OSNOVNE ZNACAJKE MATERIJALA 220 12.3. SMJERNICE ZA UPOTREBU CELIKA PRI POVISENIM TEMPE- RATURAMA 220 12.4. KLASIFIKACIJSKI PROPISI I PRORACUN CVRSTOCE GLAVI{IH DIJELOVA GENERATORA PARE 22L 12.4.1.Konstruktivnitlak 22L 12.4.2.T emperatura stijenke 222 12.4.3.Materiiali 222 L2.4.4.DopuSteno naprezanje 222 12.4.5.Faktor spoja (vara) 223 12.4.6.Minimalnadebliinastijenke belavnih cilindridnih pla5teva,bub- njeva i komora pod unutarnjim tlakom aaA 13. AUTOMATSKA REGULACIJA GENERATORA PARE 225 13.1. REGULACIJA OPTERECENJA 226 13.2. SISTEM ZA UPRAVLJANJE GORIONICIMA 228 13.3. REGULACIJA VISKOZNOSTI GORIVA 228 13.4. REGULACIJA NAPAJANJA 229 13.5. REGULACIJA TEMPERATURE PREGRIJAVANJA 230 13.5.1. Regulacijas dimne strane 231. 13.5.2. Regulacijas parne strane ZJL 13.6. AUTOMATSKI RAD GENERATORA PARE 235 14. VODA ZA BRODSKO PARNO POSTROJENJE zJt 14.1. VRSTE VODE 237 X
  • }, I 14.l..L Sirova(prirodna) voda 14.1.2.Morskavoda 237 238 I 14.1.3. Destiliranavoda 238 14.2. POGONSKI PROBLEMI U GENERATORU PARE S VODNE STRANE 238 14.2.L. Kamenac. 238 "J.4.2.2. Korozija . 239 14.2.3. Odno5enje 239 14.3. PRIPREMA I OBRADA NAPOJNE VODE 239 14.3.1. Spredavanja stvaranjakamenca 239; : 14.3.2. Spredavanje korozije 242r 14.3.3. Termidkootplinjavanje 14.3.4. Kemijsko odvajanjekisika 14.3.5. Spredavanje odnoSenja kapljica 244 244 244 14.4. KONTROLA KVALITETE VODE 24s 15. KVAROVI I OSTECENJA GENERATORA PARE 247 15.1. BUBNJEVI I KOMORE 247 I 15.2. CIJEVI 15.2. Pregrijavanje L. materijala t5.2.2. Kotozija s unutra5njestrane 15.2.3. Korozija s vanjskestrane 248 248 252 253 l 15.2.4.Erozije. . J.5.2.5. Zamor materijala .r<A 254 16. POGON I ODRZAVANJE BRODSKIH GENERATORA PARE 257 16.1. PRIPREMA ZA POGON 257 15.2. DOVODENJE POD RADNI TLAK 268 16.3. KONTROLA U POGONU 269 16.4. POREMECAJI U POGONU 270 ; 16.4.1.Niska ili visoka razinavode 270 16.4.2.Slaboprovjetravanje 270 16.4.3.Puknu6ecijevi 271 16.5. ZAUSTAVLJANJE RADA 271 ; 16.6. RADOVI IZVAN POGONA 272 1 6 . 6 . 1M o k r o k o n z e r v i r a n i e . 272 i 16.6.2. Suho konzerviranie 272 I 16.7. PREGLEDI I CISCENJE 273 t6.7.t. Unutra5njipregled ZIJ 16.7.2. Yanjski pregled 274 t6.7.3: SluZbeni pregledii ispitivanja 274 1 7 . EKONOMIENO VODENJE POGONA GENERATORA PARE 277 17.1. GUBICI TOPLINE IZLAZNTH DIMNIH PLINOVA 277 17.2. KONTROLA PROCESA IZGARANJA 278 17.3. GUBICI ZBOG NEPOTPUNOG IZGARANJA 283 XI lr
  • 17.4. UTJECAJOPTERECpNTaNA EKONOMICNOST PoGoNA . . 284 17.5.UTJECAJODSOLJAVANJA EKONOMICNOST NA POGONA . 285 17.6.urJECer onnZavANJA NA EKoNolarCNosr pocoNA . . 28518. MOGUCNOSTI RAZVOJA BRODSKIH GENERATORA PARE 287 Ts . pOvBCaND TERMODINAMSKE ISKORISTIVoSTI RADNoG CIKLUSA 287 18.2.POVECANJE TOPLINSKE ISKORISTIVOSTI GENERATORA PARE 288 18.3. KONSTRUKTIVNI DIJELOVI OGRIE{NIH pOvRSTNa 289 18.4. POBOLJSANJE PROCESA IZGARANJA 289 18.5. USAVRSAVANJE KONTROLE, REGULACIJE I AUTOMATIZA- CIJE POGONA . . 291 PRILOZI 293 LITERATURA 325XII
  • r;l;; 1. OSNOVNE ZNAEAJKEBRODSKIHI GENERATORA PAREl 1.1.RAZVOJ BRODSKE PARNEPROPULZIJEI Od pronalaska parnog stroja i njegovaprvog uvodenjakao brodskogpogon- skog uredaja, razvojbrodskihpropulzijskihsistema da su sekao pogonskiuredaji upotrebljavali prosaoje kroz visefaza, tako parni stapnistroj, Ottov motor, parnaI turbina, Dieselovmotor, kombinacija parnogstapnog strojai parneturbine (sistem Bauer-wach), plinska turbina, kombinacijaplinske turbine i Dieselovamotora (sistemPescara), elektridnipogon i nuklearni pogon. Parni stapni stroj ugradenje prvi put na brod >Clermont<L807.godine. Do drugog svjetskograta je kao propulzijskiuredaj prevladavao parni stapni stroj, i prema broju ugradenihjedinica i prema njihovoj nosivosti.Nakon drugog svjet- skograta zapodinje dominacijamotornogDieselova pogona.Usporedos gradnjom velikih brodova naglo se smanjujeprimjena parnih stapnihstrojevapa se njima u posljednjevrijeme koriste djelomidnojos na remorkerimai ledolomcima,zbog moguinosti velikog preoptere6enja na luksuznimputnidkim brodovimamanje te nosivostizbog vrlo mirnog rada. Prva parna turbina snage1750 kW ugradena 1894.godinena brod >Turbi- je na< koji je imao nosivost t. zbog znadajnih 42 prednosti(manjamasai ugradbene dimenzije,velike snage jedinici, Sirokopodrudjeregulacijesnage broja okre- po i taja, velika trajnost, miran pogon) primjena parnih turbina naglo je pove6ana, naroditou brodovimavelike nosivosti.Medutim, gradnjom Dieselovamotora na teska goriva, velikih snaga,parna turbina biva opet potisnuta,osim kod velikih ratnih jedinica, brzih putnidkih brodova te tankeravelike nosivosti. Velik poticaj razvoju i gradnji brodskihparnih propulzijskihpostrojenjapo- dinje narodito u drugoj polovici Sezdesetih godina, zbog gradnje velikih tankera pogonske snageod 25000 do 30000kW, pa i viSe.Osim toga, zanimanjeza parni pogon pove6alose kada su se podeli graditi veliki i brzi brodovi za prijevoz kontejnera,s instaliranim snagama pogonskihstrojevado 2 x 25000kw, pa i vise. Ne moZe se odrediti o5tra granica za primjenu Dieselovamotora i parne turbine kao propulzijskogstroja; za snagemanje od 15000 kW dominantanje
  • H Dieselovmotor, od 15000do 20000kW primjenjuje sepodjednakoparna turbina i Dieselovmotor, a za snageve6eod 20000 kW prevladavaparna turbina. 1.2.RAZVOJ BRODSKIH GENERATORA PARE Brodski generatoripare (parni kotlovi) namijenjenisu proizvodnjipare koja sluLi za propulziju, pogon pomodnih strojeva i uredaja te za razlitite brodske sluZbe.Kapaciteti parametriproizvedene pare ovise o namjeni kojoj generatori pare moraju udovoljiti na brodu.I Brodski generatorpare datira se od 1807.godine, odnosnood dana kada je za pogon broda >Clermont<< put primijenjena vodenapara. prvi Prvi korak u razvoju brodskih generatorapare tzy. je "Skotski" kotao (slikat 1.1). Sve do drugog svjetskograta Skotskije kotao bio najde56e proizvodad pare. ugradivanbrodski i8 ci I !n l- la cl -J l.l. Skotskikorao Legenda:l-plait bubnja,2-plamenica, 3-skretna komora,4-dimnecijevi,5-kotve,6-spreZnja- ci, 7-ukrepe, S-parni dom lzvor: 6, llll34
  • i Prvi Skotski kotlovi bili su izradeni zakivanjem i uglavnom loZeni ugljenom, a kasnije se preslo na zavarene konstrukcije i loZenje tekuiim gorivom. FrimjenaF goriva omoguiila je porast kapaciteta tim jedinicama, pove6anjem sieci- PIygih fidnih optere6enja ogrjevnih povrsina, a varenom konstrukcijom dodatno je ima- njena masa ugradenih materijala, sto je bilo narodito znatajno za primjenu nar brodovima. Zamjenom klasidne skretne komore vodenim cijevima proiza5li su moderniji generatori pare poznati kao >Howden-Johnson< i >>capus< (slika 1.2), kod kojihI PRESJEK C-CI O o,l$ O A I B ! Sl. 1.2. Parni kotao >Howden - Johnson< Legenda: l-plast bubnja, 2-plamenica, 3-dimne cijevi, 4-kotveni vijci, 5-parni dom, 6-konvek- tivni snop isparivada, 7-pregrijad pare Izvor: 6, Il46 je znatno povecanjedinidni kapacitet,pospjesena cirkulacija vode, smanjena je masate pobolj5anielastidnost konstrukcijei sigurnostu pogonu. -Parametri pare kotlova cilindridnih konstrukcija, kojima pripadaju i sva tri prethodnospomenuta tipa, uglavnomsu odgovarali zahtjevima ipotrebima parnih stapnihstrojeva. Danas kao pomodnejedinice imamo izvedbetzv. tipa,St"um- bloc<,koje imaju slidneosnovne konstruktivneelemente kao Skotski kotao. odno- sno: plamenecijevi (plamenice),dimne cijevi i skretnekomore.
  • Pojavomparne turbine, kao propulzijskogstroja, nastajedruga etapau raz-voju i gradnji brodskih generatorapare, dija konstrukcija sve vi5e gubi oblikklasidnihkotlova, pa im je stogaprimjerniji naziv generatoripare. Sekcijskigeneratorpare (slika 1.3) dobio je ime zbogvodenihkomora sekcij-ske izvedbe. PRESJEK A.A i-B Sl. 1.3. Sekcijski generator pare INor: 6,lIlTl Njegove glavne prednosti, u odnosu na Skotskikotao,jesu ove: pove6anikapacitet,povi5enevelidinestanja proizvedene pare, povedana elastidnost kons-trukcije te smanjenamasai ugradbenedimenzije. Na njima su bile ugradivanenaknadneogrjevnepovr5ine,kao zagrijadizrakaili zagrijadivode. Sekcijski generatoripare uglavnom su bili koriStenikao glavni generatoripare, odnosnoradi opskrbeparom propulzijskihstrojeva. Prvi brodski generatorpare koji je konstruiranspecijalnoza brodskeuvjeterada je >Yarrow<<tri bubnja (slika 1.4). Prve izvedbeimale su ravne snopove sisparivadkih cijevi, a pregrijadisu bili smje5teni izlaznomdijelu premadimnjaku. u4
  • r;l ! I I Sl. 1.4, )Yarrow<< generator pare mor: 6, lll57 Zbog poviSenjatemperaturepregrijane pare pregrijad je premjestenu cijevni snop, odnosnou podrudje vi5ih temperaturadimnih plinova, blize lozistu.-Kao naknadnaogrjevnapovrsinanajdesde ugradivanzagrljat,zraka.Najvise takvih je jedinica ugradenoje na engleskimi francuskimratnim i trgovadkimbrodovima. Daljnja razvojna etapa bila je gradnja vodocijevnih izvedbi, od kojih su poznati generatoripare tzv. rrD<-izvedbe, okomitim cijevima (slika 1.5),tb >In- s tegral<<-izvedbe,s kosim cijevima.pregrijadi su smjesteniizmedu p*og i drugog isparivadkog snopa, a kao naknadneogrjevne povrsine ugradivani su zagriiael vode i zagrijati zraka. Takvi generatori pare gradeni su uglavnom kao glavne jedinice za parnu propulziju,a na brodovimasu bili ugradivani parovima,simetridno u postavljeni. Generatoripare koje svrstavamo specijalne u izvedbe(>La Mont<, >>Benson<<. ,Velox,,.>Loffler<)nisuse mnogoprimjenjivali trgovadkim na brodovi- "Sulzer.,
  • I Sl. 15. >D<<generatorPare lmor: 6, lll82 ma, a narodito ne na tankerima. Oni su razvijani i vi5e prilagodavani uvjetima i potrebamaratnih brodova. Gradnjom velikih tankera s parnom propulzijom preslo se na izvedbuparo- proizvodniirsistemas jednim glavnim i jednim pomoinim generatorompare. To je uvjetovalogradnjujedinicavrlo velikih kapaciteta visokimpogonskim s parame- irima 1ttat, tJmperatura) proizvedene pare. Tako je razvijenoviSetipova suvre- menih izvedbi,specijalno namijenjenihbrodovimanajve6enosivosti. su uglav- To nom izvedbes ueii- ozradenim isparivadkim povriinamai sa stropnosmje3tenim gorionicima , koji omogu6uju efikasnije izgaranje pri mali-mvi3kovima zraka. Efikasnost izgaranjapospje5uje oblik loZi5tai trajektorija plamenai dimnih pli- nova u obliku slova ,lJr., prema demuje takva izvedbai dobila ime (slika 1.6). Takve konstrukcijeimaju dva dimna prolaza.Prvi je prostor zaptaYo loZiite, a u drugom prolazu smje5tenisu cijevni snopovi dodatnih ogrjevnih povriina. Kroz loZiSteplamen se kre6e od gorionika prema podu, a u drugom dimnom kanalu dimniie plinovi kreiu od poda okomito prema izlazuodnosnodimnjaku. 6
  • iz dva prostoraoblozenihekranskimcijevima: u prvom je smjesteno loziste,a udrugom dijelovi ogrjevne povrsine. oni su medusobnoodvojeni nepropusnommembranskom stijenkom kroz koju dimni plinovi prolaze samo donjim dijelom,gdje su membranske cijevi razmaknute takoomogu6uju i prolaziz jednogprostorau drugi. Uljni gorionicismjedteni na krovnom dijelu loZi5ta tako plamenodnosno su padimni plinovi imaju putanju u obliku slova >lJ<, prema demusu takve jedinice idobile svojeime. Takav oblik i konstrukcijaloZi5taomoguiuju duZii bolji kontaktzraka s desticama goriva, dime se poboljsavaizgaranjes minimalnim pretidkom +zrakaQ.: 1,03 1,05). Dimni plinovi izlazeiz loZi5takroz prolaze na donjem dijelu loZi5t i ulaze au drugi prostor, gdje su smjestenipregrijadki snopovi (primarni i sekundarni)izagrijat,vode (ekonomajzer). Regulacijatemperaturepregrijane pare izvedenaje s pomo6u povrsinskoghladnjaka smjestenog parnom bubnju, gdje para kroz regulacijskiventil ulazi uiza.primarnog pregrijadapa se dodatno pregrijavau sekundarnompregrijaduizkojeg izlazi prema potro5adima. Takve jedinice najde56e opremljenejo5 zagrijatem zraka regenerativnog sutipa (rotacijski), u koji dimni plinovi tilaze iza zagrijah vode, tako da se sto visesmanji izlazna temperatura dimnih plinova(dakdo 115"C), odnosnoizlaznigubici,i tako se maksimalnopoveia stupanj iskori5tenja generatora pare. osnovni opis tog generatorapare moZese upotpuniti ovim konstrukcijskimosobinama:1. konstrukcijaje potpuno varene izvedbe,kompaktna,elastidna, bez ekspanzij- skih spojeva;2. dimni prostor je potpuno nepropustan zatvorenmembranskom i stijenom, sto omogudujekonstrukcijus laganomizolacijom,jer se dimni plinovi s visokom temperaturomnigdje s njome izravnone dodiruju;3. konstrukcija i geometrijski oblik loZi5ta omoguiuju izgaranje s minimalnim pretidkom zraka;4. smjestaji oblik ogrjevnihpovrsinaomoguiuje lak pristup pri pregledui dis6e- nju;5. masaje ugradenog materijalamala zbog minimalnenosivekonstrukcijei male toplinskeizolacije,pa je specifidnaproizvodnjapare po jedinici masekonstruk- cije vrlo velika, Stoje naroditobitno za brodskepotrebe. Izvedbaslidnatoj konstrukciji brodskoggeneratora pare, ali sa dva bubnja, jeprikazana na slici 1.18.To je jedna od modificiranihizvedbi>D<-tipageneratorapare s krovno smjeStenim gorionicima. Sistem regulacijutemperature za pregrijanepare rijesenje s pomo6uohladivada pare smjeStenog bodnomdijelu konstruk- nacije, gdje se toplina oduzimaulaznim zrakom.20
  • Pode5avanjem kolidinepare koja prolaziorebrenimcijevimatog izmjenjivadapostiZese Zeljeni udinak u regulaciji izlaznetemperaturepregrijanepare. $. 1.f8. Modificirani brodski generator pare (>Foster Wheeler") "D" Brodski generatorpare, prikazanna slici 1.19,ima izvedburegulacijetempe-rature pregrijanja s pomoiu regulacijskog snopazagrijah vode, koji je smje5tenu dijelu okomitog dimnog kanala, usporedos drugim snopompregrijada.Ovdjese temperaturapregrijanepare regulira s pomo6u regulacijskihdimnih zaklopkismje5tenihiznad cijevnih snopova;njihovim pode5avanjem regulira se kolidinadimnih plinova koja struji pregrijadkimsnopom,odnosnoregulacijskimsnopomzagrijatavode. Na taj se nadin mijenja toplina koju preuzimapregrijadkisnop,a time i temperaturaizlazne pare, koja bi inade,zbograzlltitih optere6enja,imalarazlidituvrijednost. 2l
  • propuhi€a &de _ propuhi6a dad6 Fg&ciiski rogulactskeklapne snop nosdi profil Progriiad cljed bodnog skelnl ilm propuhiv.d 6rds bo6m dna skrelni lim pregrijaaa t I 1-/ Sl. 1.19. Brodski >D<<generator pare (>Foster Wheeler<) -TAVRSTE BRODSKIH GENERATORA PARE Podjelabrodskihgeneratora pare moZesetemeljiti na razliditimkarakteristid-nim pojedinostima,a ovdje 6e se iznijeti samo one najde5ee:L. Prema namjeni, brodski se generatoripare mogu biti:-2 €leytit-btqdSfi-g".r"tutori pare, koji su namijenjeni opskrbi glavnih propulzij- skih strojevavodenomparom, brodsk-igeneratori pare, koji su namijenjeniopskrbi vodenompa- Tpomojfii rom pomoinih strojeva (turb.opumpe, turbogeneratori) pomo6nihsistema i (grijanje tereta, grijanje goriva, domaiinskepotrebe i slidno).22
  • 2 . Premamediju koji prolazi kroz cijevi: - vodocijevnigeneratoripare koji u cijevima imaju vodu, a oko cijevi dimne plinove, - dimnocijevnigeneratoripare, kojima kroz cijevi struje dimni plinovi, a oko njih se nalazivoda. 3. PremapoloZaju cijevi: - kosocijevnigeneratoripare, - strmocijevnigeneratoripare,I - kutnocijevnigeneratoripare. 4. Prema nadinuoslobadanja toplinskeenergije: - generatoripare s loZi5tem(loZeni),I - generatoripare na ispu5ne - nuklearni generatoripare. plinove iz motora (utilizatori), 5. Prema vrsti cirkulacije:t - generatoripare s prirodnom cirkulacijom, - generatori pares prisilnom cirkulacijom.koja mozebiti optodna protodna. ili 6. Prema vrsti provjetravanja(ventilacije): - generatoripare s prirodnom ventilacijom, - generatoripare s prisilnom (tladnomili usisnom)I ventilacijom, - generatoripare s induciranomventilacijom Daljnja podjela generatorapare moZe se izvoditi ako se uzmu u obzir i druge konstruktivneili proizvodneznadajke,ali ovdje ih neiemo spominjati jer su one manje.vaLne malokadse primjenjuju. ik 1.6.OSNOVNE ZNAENITEGENERATORA PARE Kod opisivanjai definiranjageneratora parenavodesekarakteristidne velidine na temelju kojih se moZe ste6i osnovni uvid u njegovu konstrukciju, velidinu, kvalitetu i namjenu. Osnovneznadajkegeneratora pire jesu: 1. Ttak generatora pare. Definira se ovim velidinama: (1) Dopusteniili konces1jst1114< je najvisitlak kojim sesmije voditi pogon To generatorapare. velidini prilagodenisu sigurnostiventiii; kada ie"po_ -Toj stigne najvi5i tlak oni treba da se otvor". Nu temelju njegove velidirie proradunavase dvrstoia svih tladnih dijelova getreraloru- pire (bubnja, komora, cijevi, itd.). on je obidno 5% ieei od iormalnog radnog tlaka u parnom bubnju. (2) Radni ili pogonskitlak u generatoru pare (u parnom bubnju). on je, kao sto je vei prije spomenuto, obidno5% manji-oddopustenog tlaka, a ta je jednaka tlaku u parnom bubnju za vrijeme rada. _,. velidina (3) lzlazni tlak iz pregrijada.pa_re. je stvarni tlai<pare na izlasku iz genera_ To tora pare (iza pregrijada).on je manji od radnog tlaka zavelidinu lubitka zbog strujania r9z pregrijad. ovisno o konst.ikciji i veridinipre[rijada, _ taj tlak je za od 5 do I0"/" manji od radnog tlaka u bubnju. 2. Temp_eratura pregrijane pare. To je temperatura koju ima pu.u .ru izlasku iz pregrijadapare. TeZnjaza sto veiim stupniemiskorisienjapu.rrogciklusa vodi nastojanjuda se postignesto visa temperatura pregrijatr"put", t6;a ie, medu- 23
  • tim, ogranidena razvojem tehnologije, odnosno dvrstoiom materijala kod viso- kih temperatura. Najve6e ekonomske temperature pregrijanja danas su za stacionarna postrojenja do 650C, a na brodovima do 550C.3. Kapacitet (utin) generatora pare. On zapravo predstavlja proizvodnju pare u jedinici vremena, a definira se ovim velidinama: (1) Normalni kapacitet. To je ona velidina kod koje generator pare normalno radi s maksimalnim stupnjem iskori5tenja. Mjerodavan je za projektiranje cjelokupnog parnog postrojenja. Najde56e je to 80% maksimalno trajnog kapaciteta. (2) Maksimalni trajni kapacitet. To je velidina proizvodnje koju generator pare moZe postidi u kontinuiranom radu. Na temelju njega proradunavaju se i projektiraju ogrjevne povr5ine i propusne mo6e sistema. Obidno je 20% ve6i od normalnog kapaciteta. (3) Maksimalni kratkotrajni kapacitet. To je velidina proizvodnje koju genera- tor pare moZe posti6i u trajanju od 30 minuta. (4) Minimalni kapacitet. To je tehnidki minimum proizvodnje pri kojoj uredaji generatora pare mogu joS kontinuirano raditi u sigurnom i trajnom pogonu. Da bi se mogao steii uvid u velidinu kapaciteta (proizvodnje) paroproizvodnihjedinica razliditih parametara (tlak, temperatura pregrijanja), odnosno da bi sepri usporedbi mogli iskazati zajednidki pokazatelji, desto se primjenjuje pojamtzv. >>normalne<< pare. To je zapravo suho-zasi6enapara proizvedena iz vode od0"C, pri atmosferskomtlaku 0,1013MPa. Skladno tome, sadrZajtopline, odnosnoentalpija >>normalne<< pare, iznosi 2662 kJlkg, pa je odnos izmedu proizvedenepare D bilo kojih parametara i kolidine pare Dn dan izrazom "normalne<< Dn _ip - i, (1-1) D 2662gdje je io [kJ/kg] entalpija proizvedene pare, a i, [kJ/kg] entalpija napojne vode.Odredivanjem proizvodnje tako definirane >>normalne< pare mogu se usporeditikapaciteti generatora pare s razliditim pogonskim parametrima proizvedene pare. Pored navedenih osnovnih karakteristika, kao zna(ajne velidine navode sejoS: stupanj iskoriStenja generatora pare, temperatura izlaznih dimnih plinova itemperatura napojne vode. Osim toga, radi sagledavanja pona5anja u pogonu potrebno je poznavatikarakteristidna specifidna optere6enja generatora pare, odnosno:1) Specifiino optere6enje loZi5ta je kolidina topline koja se razvlja po jedinici volumena loZiSnogprostora, iz (ega proizlazi da je Q, ot: v:r: B (H,t+Vt v, CLtLt) f Yl (t-2) LmtIgdje je q, [m] specifidno opteredenje volumena loZi5nogprostora, B [kg/s] kolidinagoriva, H. [kJ/kg] donja toplinska vrijednost goriva, [ [m3/kg] potro5nja zrakapri izgaranju 1 kg goriva, Cr [kJ/m3K] specifidna toplina zraka kod ulaza u loZiSte,/., [C] temperatura ulaznog zraka u loZi5te, V, [-] volumen loZi5nog prostora,a Qr [kW] ukupna toplina dovedena u loZi3te.24
  • IIrl Specifidnooptereienje loZiSnog prostora razlikuje se kod razliditih konstruk- cija generatorapare, a orijentacijskevelidinedane su u tablici 1.2. Tablica 1.2. Specifidna opteredenja loZi5ta Vrsta generatorapare q, [kWm3] cilindridni generatoripare s plamenicima,loZenitekudimgorivom 800 do 1 100 vodocijevnibrodski generatoripare, loZeniteku6imgorivom 6ffi do 1200 vodocijevni generatori pare na ratnim brodovima, loZeni teku6im gorivom 1800 do 3500 stacionamistrmocijevnigeneratoripare, loZeniugljenompraiinom 2ff) do 350 2) Specifitno masenoopterecenjeisparivata definirano je kao kolidina pare koja se proizvodipo jedinici ogrjevnepovr5ineisparivada jedinici vremena,odno- u sno D lrsl Q":11 L-4-I (1-3) gO!9je q.- [kg/m2s]specifidnomasenooptereienje povr5ine isparivada,D [kg/s] kolidinaproizvedenepare, a ,4oo[-t] povr5inaisparivada. orijentacijske vrijednosti specifidnogmasenogopteredenjapovrsine ispari- vala prikazane su u tablici 1.3. Tablica 1.3. Specifidna masena optere6enja powline isparivada Vrsta generatora pare q" fkglm,hl kosocijevniili strmocijevnigeneratoripare s neekraniziranimloZistem 35 dor 55 kosocijewi ili strmocijevnigeneratoripare s ekraniziranimloZiltem 55 do 70 generatoripare s intenzivnoozradenomogrjevnompovr5inom 70 do 100 brodski cilindridni generatoripare (Skotski,Steambloc) 15 do 25 brodski vodocijevnigeneratoripare s prirodnom cirkulacijom 35 do 70 brodski vodocijevnigeneratoripare s prisilnom cirkulacijom 50 do 100 brodskivodocijevni generatoripare na ratnim brodovima do 150 3) Specifinno toplinsko optere6enje ogrjevnih povrSina definirano je kao kolidina topline koju prenosi jedinica povrSine pojedine ogrjevne povrSine u jedinici vremena, pa slijedi da je: 25
  • I (1) specifidno toplinsko optere6enje isparivada e,:fi:P!# ILtw1l r"? .(1- 4) I gdje je q"1[kWm2] specifidno toplinsko optere6enje povr5ine isparivada, D [kg/s] proizvodnja pare, ir, [kJ/kg] entalpija pare na izlazu iz parnog bubnja, lr, [kJ/kg] entalpija vode na ulazu u parni bubanj odnosno naizlazu iz zagrijata vode, -4,,0[m2] povr5ina isparivada a Q*o [kW] toplina predana isparivadu. (2) specifidno toplinsko optere6enje pregrijadapare +or:ff (1-s) gdje je qep[kWm2] specifidnotoplinsko opteredenjepovriine pregrijada pare,A, [m2]povr5inapregrijadapare, a O, [kW] toplina predanapregri- jadu pare. (3) specifidno toplinsko optere6enje zagrijadavode - O,,,_D(i2i iNV) Q o z v :^ . r : A^ try II (l _ 6) L "rt gdje je qoru [kWm,] specifidnotoplinsko oprereienje zagrijala vode, i,,.y [kJlkg] entalpija napojne vode, Aru [m2] povr5inazagrlja(a,a Qr, lkWl toplina predanazagrijaduvode.4) Specifiino optere6enje je vodenogogledala kolidina proizvedenepare po jedinici povrSine vodenogogledalaparnog bubnja, odnosno D f rsl Q v o :4 r o t r r (1-7) L l ili Vo Dv,l m3I 4 v o : 1 ;: ( 1- 8) A ,n -L , -tl gdje je qy6 [kg/s m2 ili m3A m3] specifidno optere6enje povrSine vodenog ogle- dala, v3,[m3ikg] specifidni volumen zasiiene pare u bubnju, a Auolm2fpovr5ina vodenog ogledala. Ta karakteristidna velidina zna(ajna je radi kontrole dimenzija parnog bubnja, jer o njoj ovisi vlaZnost zasiiene pare koja izlazi iz bubnja. Sto je velidina specifidnog optereienja vodenog ogledala parnog bubnja ve6a, odvaja- nje mjehurila pare od vode zbiva se na manjoj povr5ini, pa je i mogu6nost povladenja kapljica vode s parom znatno veea.5) Specifiino opteredenjevolumena parnog prostora jest proizvodnja pare po jedi- nici volumena parnog prostora iznad vodenog ogledala, odnosno26
  • D f r e l 4*: V* L. *r--Jf iti q*: Du.. f 6l I v * L . n tj (1- 10)f gdje je 4v9[k_g/s ili m3/sm3]specifidno m3 optere6enje volumenaparnogprosro- ,u, u.lpo [m3]volumen parnog prostorau bubnju iznad vodenogogtedita. ro specifidno optere6enje takoder utjede na kvalitetu (vlaZnost) iltaine pare iz bubnja. 1.7.POSEBNI ZAHTJEVI BRODSKE ZA GENERATORE PARE - S obzirom na specifidne uvjete rada na brodu, brodskigeneratoripare moraju udovoljavatinekim specifidnim zahtjevima: 1. Pogonska sigurnost najvaZniji je zahtjev jer o tome izravno ovisi sigurnost ditavogbroda i njegoveposade. 2 . Jednostavna konstrukcij_a, omogu6uje pregled,popravaki odrZavanje. koja lak J. Jednostavno posluZivanje rukovanjejer na brodovimatreba radunatis des6im i izmjenamaposade(pogonskog osoblja),kojoj treba omogu6itibrzo upoznava- nje i spremnost upravljanjepogonom. za 4 . Fleksibilnost pogonu , tj. sposobnost u prilagodbenaglimpromjenamaoprere- 6enja, posebnopri manevriranjubrodom. s time u vezi vlzna ie i mosudnost prihva6anja preoptereienja,da bi seu nenormalnim uvjetima(loseatmo-sferske prilike, opasanpoloZaj)osiguralasigurnostbroda. 5 . Mogudnostbrzog upu6ivanja,da bi se izbjeglanepotrebnadangubau luci. 6 . Mogu6nost rada pri nenormalnom poloZajubroda, tj. pri bodnomnagibubroda * 30 te poniranjubroda + 12". Sto laksa konstrukcija, !a bi brod bio optereien sa Sto manje nepotrebnog tereta. zbogtoga su brodski generatoripare, u pravilu, vise specifidno opterel 6eni. 8 . visoki stupanj iskoristivosti,radi smanjenjapogonskihtroskova goriva koji najvi5eutjedu na cijenu brodskogprijevoza. 9 . Prilagodenost(neosjetljivost)na rad s razliditim kvalitetama goriva, jer se gorivo nabavlja u razliditim dijelovima svijeta, zbog tega njegove pojedine karakteristikekatkad i znatno variraiu. Da bi se moguie nepravilnosti u pogonu kao i eventualnehavarije ogranidile na najmanjumjeru, drLavna brodskaklasifikacijska osiguravajuia i druStva izdala su strogepropiseo projektiranju, izradi i eksploataciji brodskihgeneratora pare. Tu se, u prvom redu, podrazumijevaju nadinproraduna pojedinih kljudnih dijelo- va, kvalitetamaterijalai nadinnjegovatestiranja,propisi o opremi odnosnoaima- turi generatorapare, nadin ispitivanja generatorapare, periodidni inspekcijski pregledikoji se provodeneovisnoo stanju generatora pare, tehnidkadoliumenta- cija koja mora biti uvijek na raspolaganju, strudno znanjepogonskogosoblja te nadinnjegovaprovjeravanja. 27
  • I 2. TERMODINAMSKE OSNOVE GENERATORA PARE 2.1.PROCES PARNOM U POSTROJENJU U toplinskim procesima dija je osnovnashemaprikazanana slici 2.1, gdje se kao radni medij koristi vodenapara, praktidkibi bilo vrlo te5koprovestiCartnotov ciklus. Naime, kako je vidljivo iz dijagramaZ-s (slika 2.2), da bi se dobila vrela voda stanja 2, trebalo bi prekinuti proces kondenzacijetodno u stanju 2 te adijabatskikomprimirati takvu vlaZnuparu do tlaka isparavanja Tu bi nastale p,. te5koiezbograda s nehomogenom mje5avinom, kojoj postojiteLnjada separna u faza odvoji od tekude. Osim toga, pri kompresiji jade bi se zagrijavalasti5ljiva parna faza, dok bi nesti5ljivatekuia faza ostalahladnija. Zbogtoga se na kraju kompresijene bi dobila vrela voda stanja 2, ve( neka smjesapregrijanepare i hladnije vode. PREGRUAC I PAFE I lr**,""f J *o"otn*t? f0i#^ Sl. 2.1. Osnovna shema parnog procesa Sl. 2.2. T-s dijagram parnog procesa 29
  • Mnogo je jednostavnije provesti kondenzaciju do kraja, tj. do todke 6, te dobiveni kondenzat tladiti pumpom na tlak koji je u generatoru pare. Na taj nadin nastaje toplinski proces poznat kao Clausius-Rankineov.l Iz dijagrama T-s uodljivo je da 6e toplinski stupanj iskoristenja ovakvogprocesa biti manji od odgovarajuieg Carnotova2, jer se sva toplina na taj nadinne dovodi pri najvi5oj radnoj temperaturi, vei se jedan dio dovodi pri nizojtemperaturi, odnosno u radnom podrudju izmedu stanja 1 i 2. Mectutim, tu sekoristi druga pogodnost parnog postrojenja, a to je da se para pregrijava prikonstantnom tlaku, dime se podize srednja temperatura dovoclenja lopline, aprema tome i povisuje toplinski stupanj iskori5tenja procesa. Daljnje su moguinosti poveianja stupnja iskori5tenja Clausius-Rankineovaprocesa u primjeni regenerativnog predzagrijavanja napojne vode prije ulaska ugenerator pare te medupregrijavanja pare iza visokotladnog dijela turbine, dimese takoder povisuje srednja radna temperatura dovodenja topline u procesu. Medutim, to se ovdje detaljnije ne1e razmatrati,jer ne pripada sadrZajuproudavanja. Na sljede6imdijagramima,slika 2.3. i slika 2.4, pikazan je opisani parniprocesu dijagramimaP-v i i-s. ; I *Sl. 2.3. P-v dijagram parnog procesa Sl. 2,4. i-s dijagram parnog procesa-I Njema6ki fizidar R. Clausiusi SkotskiinZenjer W. Rankine su 1850.g. istovremenopredloZili parni ciklus koji prema njihovim imenima ima imez se zove prema franscuskomfizidaru Nicolasu.I4onardu Sadi Camotu (1796- 1g32), koji je liflu.s definirao idealni toplinski stroj s maksimalnomiskoristivoSiu I30
  • 2.2.PREDAJA TOPLINE GENERATORU U PARE Da bi se u generatorupare moglo isparavati, toplina treba da se kontinuiranodovodi. Kompletan procesu generatorupare zbiva se izmedu stanja l-2-3-4. voda treba da senajprije zagrije do temperatureisparavanja sto se dini r,,uz konstantantlak, pa potrebnatoplina za to proizlaziiz 2 Q,: ) codT (2-1) 1gdje je c, specifidna toplina vode pri nepromijenjenutlaku. Uzimajuii u obzir srednjuspecifidnutoplinu izmedustanja1. moLesepisati i2, 4,: Cr (tz- t) ,. (2-2)gdje je Co- srednjaspecifidna toplina vode izmedu temperatura/, i /r. Buduii da temperatura /, odgovara temperaturi isparavanja f, pri tlaku p,,slijedi e,: Cp (tr- tr) (2-3) Kolidina topline q., za zagrijavanjevode do temperatureisparavanja pre- ti,dodenaje u dijagramu Z-s povr5inomomedenomtodkama l-2-b-a. Kada se vodi zagrijanojna temperaturu isparavanja dalje dovodi toplina, onase isparava,a da bi se svapretvorila u paru tlaka p,, potrebnoje dovestikolidinutopline r r: ?i (s"- s6) (2-4)koja je u dijagramu predodena povr5inom 2-3-c-b. Ta toplina zove se toplinaisparavanja, sastojise od tzv. unutarnje topline isparavanja i vanjske topline a pisparavanjar1.,, odnosno r:Q+v (2-s) je Unutarnja toplina isparavanja onaj dio topline isparavanja koji se trosi napromjenu agregatnog stanja, tj. na pretvaranjevode iz tekuieg stanjau paru, paiz razlike unutarnjih energija proizlazi Q: rt" - ll (2-6) vanjska toplinska isparavanja trosi se radi pove6anja.specifidnogvolumena,odnosno - V: P (v" v) Q-7) 31
  • Shodnotome, moZese pisati da j e . r:u"-u+P(v"-v) (2-8)odnosno r:i"-i (2-egdje je i " entalpija (sadrZajtopline) suhozasi6enepare, a i entalpija vrele vode. Daljnjim dovodenjem topline suhozasi6enojpari, pri konstantnom tlaku, za-podinje pregrijavanje, a dovedena kolidina topline za pregrijavanje ovisi o konad-noj temperaturi /0, pa slijedi Zpp=cp^ (tu- t, (2- 10)gdje je Cr. srednjaspecifidna toplina pare pri konstantnomtlaku izmedutempe-rature tti to. Ona je u dijagramu I-s predstavljena povr5inom3-4-d-c. Ako je i: Cot, slijedi Qpp: it- i" (2-rr) Medutim, ogrjevnepovr5inegeneratora pare, odnosnozagrijadvode, ispari-vad i pregrijadpare, nisu u stvarnostidimenzioniranii izvedenida se promjenestanja(zagrijavanje, isparavanje, pregrijavanje)tako idealnozbivajuu njima, kaoSto je prikazanou prethodnim dijagramima.Kolidine topline koje se predaju upojedinim dijelovimaogrjevnepovr5ine generatorapare prikazanesu u dijagramuI-s na slici 2.5. Sl. 2.5. T-s dijagram procesa. generatoru pare u32
  • Naime, napojna voda ulazi u generator pare, odnosno u zagrijad vode stemperaturom napajanja /Nv, te se tu zagrije na temperaturu /,u, toia je obidnomanja od temperature isparavanja /, (najdeile za 20 do 50.C). To je potrebno da bi se sprijedilo isparavanje vode u samom zagrijadu, stobi se zbilo zbog pada radnog tlaka kod naglih promjena (poveianja) opteredenja,a to bi moglo uzrokovati nepoZeljne pulzacije u radu i osle6enjalog dileta gene-ratora pare.Treba navesti da postoje konstrukcije kod kojih isparavanje zapodinje vei u dijeluzagrljata vode, a oni se tada nazivaju predisparivadi. Prema tome, kolidina topline koja se predaje vodi u zagrijalu vode je Qzy: Cp^ (t.u - t*r): izv - ixv (2-12)gdjej9 i2r,entalpijavodena izlazu,a l*., entalpijavodena ulazuu zagrijadvode. Yoda iza zagrija(,aulazi u parni bubanj iz kojega se napajaju we ogrjevnepovrsine isparivada, u kojem se takoder skuplja para prij-eizlaska nu"-i"rto apotrosnjeili ulaza u pregrijadpare. para naizlazu iz bubnja nije potpuno juha,ved sadrzidio vlage (1 do 3%), sto odgovarastanju 3 u dijagramu z-s na slici2.5. Prema tome, toplina koja se stvarnopredaje vodi u isparivadu iznosi - - i7y Qi,p: i3 izv : i * x r (2-13) rgdje je r udio suhepare u todki 3. Medutim, zbog strujanjapare kroz cijevi pregrijadapada tlak od p na p p3 ,stvarno izlaznostanje odgovaratodki 4 , gdje je tlak, u odnosuna radni ltat uparnom bubnju, umanjen za velidinu otpora strujanja kroz pregrija(. zbog togaje stvarnatoplina, koja se predaje pari u pregrijadu,jednaki - - xr Qpp: i+, it, : io- i (2-14)gdje je lo entalpija izlazne pare iz pregrijada. Kada generator pare ima medupregrijad, tada se para na izlaskuiz visokotlad-nog dijela turbine vra6au njega,gdje seprije ponovnogulaskau turbinu ponovnopregrijavana vi5u temperaturu. Temperaturana izlazu iz medupregrijada pare obidno je jednaka izlaznojtemperaturiiz pregrijada. l slici 2.6. prikazanaje shemaparnogprocesas medupregrijavanjem, na aslici.2.7. dijagramz-s procesa generatoru u pare s ugradenihmedupregrijadem.Srafiranapovrsinapredstavljatoplinu koja se predaje pari u mectupreg"rijutt o-snopu. Toplina medupregrijavanja pare iznosi Q^p: i6 - i5 (2-rs)gdje entalpije iu,iitodgovarajutlaku i temperaturiu medupregrijadu pare, odnosnona izlazui ulazu u njega. 33
  • U realnomse procesupromjena stanjaod 4do 5, koja nastajeu visokotlad-nom dijelu turbine, ne zbivaizentropski(uz konstantnuentropiju), zboggubitakanepovrativostiu parnoj turbini, a isto se tako ni para ne medupregrij aya uznepromijenjentlak, zbog gubitaka strujanja kroz cijevi medupregrijadi,iao itoje prikazanou dijagramu Z-s na slici2.7. .Pad tlaka zbog strujanja kroz pregrijadi medupregrijat, razmjeranje brzinistrujanja pare kroz cijevne snopovete njihovoj velidini.Sl. 2.6. Shemaparnog procesas Sl. 2.7. T-s dijagram parnog procesas medupregrij avanjem pare medupregrij avanjem pare-N" k."j" k ltge, u prilogu 1, dane su velidine stanja zasi6ene pare ovisno o temperaturi i tlaku, a u prilogu 2. dane su velidine stanja pregrijane pare, takoder ovisno o tlaku i temperaturi.34 I
  • 3. GORIVOI IZGARANJE 3.1.ZNACAJKE TEKUCIH GORIVA Buduii da se za izgaranjeu loZistimabrodskih generatorapare u danasnje vrijeme uglavnomupotrebljavajutekuia goriva,ovdje"ce ,"lur-Jtr""ja ograniditi samo na njih, odnosnona ulja za roLeije. Termin >ulje za lozenle" ili >lozivo ulje< obuhvaia nekoliko proizvodakoji se medusobno razlikuju I -kemijskimsvojstvima,na osnovi kojiir prema fizikalno_ su i podijeljeni . flema ladinu proizvodnje,loziva ulja mogu se podijeliti u tri skupine:1 . loZivo ulje iz nafte,2. loZivo ulje iz ugljena (kamenogili mrkog),3 . loZivo ulje iz uljnih ikriljaca. za izgaranjeu generatorimapare danasse.uglavnom rabe teska loZivaurjaili manrt, dok se samokao potpalno gorivo koristi lak5efrakciie. su _ .Najznadajnije karakteristikeloZivihulja: (1) toplinskavrijednost,(2) gusto_ viskoznost, sadrZaj (4) sumpora, plami5te,lO; (5) ,uO.^j vode,(i)tiotsnifu,lTbroj itd.3.1.1. Toplinska vrijednost . Pod toplinskomvrijednosiu razumijevase toplina koja se oslobada potpunim izgaraniem jedinice kolidine goriva. Piitom treba razlik"ovatidvije a"itniii;" i" karakteristikegoriva, odnosno: . Gornja toplinskavrijednostrl, definirana toplinom oslobodenom je potpunimizgaranjem jedinicekolidinegorival pod uvjetom di senastalidimni plinovi ohladena temperaturuokoline i.tako uzrokuje kondenzacija vodenepa.e koiu nastajeisparavanjemvlage iz goriva te izgaranjemsadrZanog vodika; . ponja toplinskavrijednost.Fla, koja se u praksi Jaleko vije koristi, umanjenaje od gornje toplinskevrijednostiza toplinu isparavanja uoo",j", voda u parnomstanju izlazi s dimnim plinovima. To se stvarno dogadakod glneratora pare jerdimni plinovi izlazekroz dimnjak.stemperaturom uJ6o- od telmperature konden_zacijevodenepare, pa se toplina isparavanja sadrZane uoa. u piinovima izgaranjagubi u okolinu. 35
  • U nekim zemljama, npr. u Velikoj Britaniji, vi5e se koristi pojam gornjetoplinske vrijednosti, pa o tome treba voditi raduna pri analiziranju toplinskebilance s takvim vrijednostima. Ako se poznaje elementarna analiza loZivog ulja moZe se toplinska vrijednostodrediti i radunski, iako se na taj nadin dobiju manje todne vrijednosti negoizravnim kalorimetrijskim ispitivanjem.Najde56eprimjenjivana formula je Ha: 34000 142500 - w"-r (r", . 10500 - 2s00 w, r- (3-1) ?) [*q]gdje je w" maseni udio ugljika, w", vodika, wo, kisika, lrs sumpora, a W* vodeu gorivu u [kg/kgl. Skladno s definicijom. go.n;u toplinska vrijednost moZe se izra(unati iz ft.rl H r = H o + 2 s 0(0 * + er r ) w Q-2) Lu*=lgdjeizraz (ry 9 w".r)predstavlja ukupni maseniudio vodenepare u produktima Iizgaranja,pri demu je w* vlaga iz goriva, a 9 wr. kolidina vodene pare nastaleoksidacijomvodika iz goriva, Stoproizlaziiz stehiirmetrijskih odnosaizgaranja. Donja toplinskavrijednost loZivih ulja, dobivenihpreradom nafte, kre6e seod 39000do 42000kJ/ks.g.1.2.Gustoda Gustoia je masa jedinice volumena promatranog goriva. Cesto moZe posluZitiradi aproksimativnog ocjenjivanja raznih svojstava loZivih ulja, npr. viskoziteta itoplinske vrijednosti. Gusto6a loZivih ulja ovisi o temperaturi, a to se aproksimativno moi,e izrazitiizrazom - pt : prrs.q 0,00062 (t - )[q] Lm l (3*3)gdje je g(rs"q gusto6a pri 15oC,a / temperaturau ["C].3.1.3. Viskoznost Viskoznostulja za loZenjejedna je od njegovih najvaZnijihfizikalnih karak-teristika. Pritom se najde56e primjenjuju podaci kinematskeviskoznosti.Radiprikladnostiu praksi, destose izrai.ava stupnjevimaEnglera ["E]1, u dime se dajeodnosizmeduvremenaistjecanja cm3ulja i vodepri definiranojtemperaturi. 200t U Engt"rkq se viskoznost teku6eg goriva iskazuje u sekundamaRedwood "R], a u Americi u [ sekundamaSaybolt [ "S].36
  • Zajednidka karakteristikaloZivih ulja je velika promjena viskoznosti raz- mjerno temperaturi,a ta ovisnostpribliZnoitileai oOnbs ln v= C1 e-czt (3-4) gdje je ykinematskaviskoznost temperaturi/ u pri [.C], dok su Cr i Czkarakte- ristidnekonstantedotidnogulja. OvisnostviskoznostiloZivogulja o temperaturiprikazanaje na slici3.1. [mvslx 10-r U 9- 624 120 q J o c N o .9 520 416 312 100 80 60 D x o C Y. 208 104 n -2O O 20 40 60 BO 100 12o temperatura loZivog ["Cl utja st. 3.1. Ovisnost viskoznostio temperaturi loZivog ulja Izvor: 8, 65 je -viskoznost svojstvokoje ima najveii utjecaj na transporti rasprskavanje.o1- se neko ulje moglo transportirati pumpom, njigova viskoznost treba iznositi !1priblizno800 10-6do 1000 . 1-!-o -27! (tio oo t+oae;. Nadalje,da bi gorionikmogao ispuniti svoj zadatak, ulje mora prije rasprskavanjabiti toliko iagrijano viskoznost padnena pribliZno zo.-n-a do 40.1b-u mrls (: oo"s;n).*.TuSkladnotome, ovisnoo vrsti loZivogulja, potrebnoje zagrijavanje 90 do 130.c. na3.1.4.SadrZaj .: Stetnih elemenata- -.9uirno o porijeklu i nadinunastajanja, ulju za rozenjesadrzane odredene u sukolidine.sumporai ostalih elemenati, meclu kojimu nu-diti znataj i utjecaj ukori5te.njuimaju vanadij i natrij. Ti elementimogu nakon izgaranjapostatiuziokkoroziji. Sumpor prouzrokuje pojavu tzv. niskJtemperaturrie, vanadij a i natrijvisokotemperaturne korozije. 37
  • U procesu izgaranja sumpor najvedim dijelom oksidira u sumpor-dioksid(SOr), a manjim u sumpor-trioksid (SOJ, koji u spoju s vodenom parom iz dimnihplinova dini kiselinu. Ako se na nekom dijelu ogrjevne povr5ine temperatura spustido temperature rosi5ta sulfatne kiseline ili niZe od nje, ona se kondenzira Stouzrokuje vrlo intenzivnu koroziju na tom podrudju. Budu6i da su takve pojavevezane iskljudivo za dijelove generatora pare koji se nalaze u podrudju niZihtemperatura dimnih plinova, taj oblik korozije naziva se niskotemperaturna koro-zija. Kolidina sumpor-trioksida koja nastaje u procesu izgarunja bitno ovisi o pre-tidku zraka, pa zbog toga proizlazi i ovisnost temperature rosi5ta o koeficijentupretidka zraka ). i udjelu sumpora u gorivu, kao Sto je prikazano na slici 3.2. e- 1n z ; 110 I z o 100 tll F p, <tt o 9 0 tr U D I OS U M P O R A U L J U [ % ] Usr.3.2. Promjena temperature rosilta dimnih plinova u ovisnosti o sadrZaju sumpora u gorivu i pretidka zraka za izgaranje Izvor: 10, prilog 3338
  • . vanadij i natrij su elementikoji, kada su sadrZani gorivu, mogu uzrokovati upojavu tzv. visokotemperaturne korozije, sto nastajeu poJrudjuvisih"temperatura,odnosno najde56e oko pregrijada. pri temperaturamau tom podrudju nastajeniskotopivieutektikum.alkalija vanadijeva i oktidu, dije agresivno oi"torrunl"proi-zlazi iz.izmjenidnog djelovanja ispiranja zastitnogbtriirrog sloja na -"tirnoipovrsini te ponovne oksidacijenezastidene povrsinemetala]Naime, kod takvihtemperaturavanadij-oksiddisocira, stvaraju6islobodni kisik, koji se onda vrlointenzivnoveLeza distumetalnupovrsinu,i nakon toga se ponovnoispireoksidnisloj. Tako seprocesnaizmjence ponavljauz intenzivnuk6roziju metalnihpovr5ina. .Vb?g tih je svojstavapodatak o sadrZajusumporaL gorivu znadajankodprojektiranja naknadnih ogrjevnih povrsina generarorapare (zagrijada, vode i PORIJEKLO SAD SSSR Sredniai Dalekii Rumunjska Ju2naAmerika Srednji lstok 0,1 0,5 0,4 03 F q 0,2 l Y (D o o,o1 3 3 o,o5 5 o,o4 N E o.o2 0 2 3 SADRzu SUMPORA [%] %. CESCE ,/a st. 3.3.SadrZajsumpora i vanadija u rnineralnim uljima razliditog porijekla Izvor: 10, prilog 32 39
  • zraka) jer se one nalazeu podrudju niZih temperatuta, pa on zbog tog.azagj.;ija(aogiunie.rl" poveianje stupnja iskori5tenja i sniZenjetemperature izlaznlh dimnihpiinouu,"doi vanadil i natrij utjedu na projektiranje_prggrijada pare i drugihiii"louu izlolenih viiokim temperaturama(600 do 650"C), Sto osim termidkeotpornostimaterijala takoder ogranidava pove6anjetemperaturepregrijaneparepreko te granice. Udio tih elemenata, koji najvi5eovisi o porijeklu sirovenafte, destouvjetujedodavanje raznlhaditivagorivu radi spredavanja smanjenjadjelovanjaopisanih iliStetnih pojava.3 . 1 . 5 .P l a m i 5 te Plami$teje najniZa temperaturapri kojoj se pare, oslobodeneiz uzotkagoriva, zapaleizravnimplamenom,uz propisaneuvjete standardizirane metodeFoznavanje podatka o plami5tu loZivog ulja vaZno je zbog definiranja uvjetasigurnosti.Opdenitovrijedi praktidnopravilo da se loZivaulja ne smiju skladi5titiodnor.romanlpuliratiu otvorenimsistemima ventiliranimspremnicima tem- ili naperaturi iznad njihova Plami5ta vode SadrZaj3.1.6. Voda u loZivom ulju nije poZeljnai Stetnaje zbog vise razloga. Voda sasedimentima stvaramulj, a ako je vi5evode, onda nastajustabilneemulzije Zbogtoga nastajutesko6euiadu gorionika, azatepi se i filtar.za ulje. Nadalje, vodasnizujedonju toplinskuvrijednostgoriva, pogodujekoroziji te uzrokuje pjenusa-nje pri zagrijavanju jem Ako je ima, vodu treba odstranitiispuStan iz dna spremnika broi Koksni 3.1.7. Sklonost premastvaranju koksa,odnosno koksiranjuje tazlltita, a ona, ovisno o nadinuproizvodnje,rasteod destiliranihpremarezidualnim(ostatnim)uljima Koks se u praksi stvarau obliku dvrstekompaktneinkmstacije,najde56e na toplijim dijelovima gorionika, zbog (ega ima smetnji u njihovom radu, tj pri rasprskavanjuizgaranju. i Laboratorijsko odredivanje sklonosti nekog goriva prema stvaranju koksa obavlja se metodamaConradson Ramsbottom,a rijed je o isparavanju termid- i i kom raspadanjuuzorka goriva bez prisutnosti zraka. Koksni broj zapravo.je maseniudio neisparenog ostatka goriva (koksa), ispitivanogprema spomenutim standardiziranim metodama. 40
  • 3.1.8. Ostale znadajke osim opisanih, za loZiva ulja karakteristidna i druga svojstva: sadrZaj supepela,sadrZajasfalta,neutralizacijski broj, termidkastabilnbsti drugo. Medutim, ovdje se ona neie posebnoobradivati jer je njihova vaznostzaprimjenuu generatorima pare manja.. Radl ilustracije, u sljedeioj tablici 3.L. dane su orijentacijskevrijednostikarakteristikanekih vrsta loZivih ulia.Tablica 3.1. Orijentacijske vrijednosti za loZiva ulia Vrsta loZivogulja Te5koulje Ekstra lako i Katransko iz Katransko iz ulje ulje lako ulje kamenogugljena mrkogugljena Ugljik,wslo/o 82-85,5 do85,5 89-93 oko 82 Yodtk,wrrlo/" 11-11,8 13-t4 cca6,5 cca11 Sumpor, w5l% A A <1 0,3-l 0,7-2,5 Duiik + kisik, w*rt w orl o/o 0,6+ 1,9 cra3 Pepeo, w nlo/" 0,01-0,04 0,01-0,03 do 0,05 do 0,05 Ylaga,w*/"/o tragovi tragovi 0,5-1 0,1-0,5 Donj a toplinska vrijednost / kJ/kg 41000-42000 41Un-426n cca376fi) cca38500 Gomj a toplinska vrijednost/ kJ/kg 43500-44300 44000-44800 cca392ffi cca41000 gcor-* u dimnim plinovima/% 15,8-16,1 cca 15,5 t7,8-18,2 cca16 Specifidnagustocakod 20"C/kg/m: 0,91-0,935 0,83-0,87 1-1,5 0,85-1 Viskoznost/"E 110-160 30"C 1,5-2,5 20"C > 3 kod30"C kod kod 1,8-4kod20"C Plamiste/"C do240 >65 85-110 do 110 3.2. IZGARANJE LOZISTIMA U GENERATORA PARE je. _ osnovna funkcija lozistageneratora pare da omogudioslobadanje toplineiz koriStenoggoriva. Da bi se to osiguralo,i u fazi pr-ojektiranjai ,, pogonu,potrebno je detaljno poznavatiprincipe i zakonitostikbje su za to bitne. je_ .rzgaranje zapravok-emijska reakcija izmjene tvari i oslobadanjatopline.Izmjena tvari je preraspodjelaatoma elemenatau nove molekule, u tutu. ,"reakcije uvijek zbivaju uz nepromijenjenumasu,ovisnuo sadrzanim elementimau gorivu, te uz definirane volumske promjene, temeljene na broju plinovitihmolekula koje sudjeluju i nastajuu reakciji.3.2.1.Odnosiu procesuizgaranja Nosilac procesaizgaranjau loziitima generatorapare je kisik pa je, prematome, gorivo materija koja je sposobna bude u reakciji i kisitom, ,rr.ostouu- dadanje topline. Takva definicijane bi bila potpunaza tehnidkagorivaako sepritom 41
  • ne spomene i brzina reakcije. Naime, ta brzina varira od vrlo spore, kao Sto jesludaj kod oksidacije (rdanja) metala, do gotovo trenutne u eksploziji. Za tehnidkuproizvodnju topline, i kod generatora pare, ona je okarakterizirana kao brzareakcija gorivih elemenata s kisikom, demu narodito pridonose ugljik i vodik, kojisu najvaZniji gorivi elementi u gorivima. Kao Stoje ved prethodno nagla5eno,kisik je osnovni nosilac procesa izgaranja,a on se u loZi5te dovodi zrakom iz okoline, u kojemu je volumni udio pribliZno2lo/o, odnosno maseni ludio 23"/o. Kisik, koji ima izrazitu sklonost prema procesu izgaranja, odvaja se iz smjeses du5ikom i ostalih plinova koji su u manjoj mjeri sadrZani u atmosferskom zraku(ugljik-dioksid, vodena para, inertni plinovi) te lulaziu kemijsku reakciju s gorivimelementima. Du5ik ne sudjeluje u procesu izgaranja pa je izvor izravnih gubitakatopline jer dio apsorbirane topline odnosi sobom kroz dimnjak u okoli5. Reakcije kisika s gorivim elementima slijede poznate, todno definirane zako-ne, koji se mogu izraziti tzv. stehiometrijskim odnosima izgaranja, prikazanim utablici 3.2. Tabfica 3.2. Kemijske reakcije ugaranja Gorivi elemenat Reakcija Oslobodena toplina [kJ/kg] ugljik (u CO)* 2C+Or--2CO 10200 ugljik (u COr) C + or: g6t 34000 vodik 2Hr+ Or:211111 120500 sumpor S+ O r : 5 9 , 10500 * U tablici je prikazana i reakcija izgaranja ugljika u ugljik-monoksid (C --+ CO),Sto je nepotpuno izgaranje koje uzrokuje gubitke zbog ma- nje kolidine oslobodene topline. Na temelju poznatih reakcija izgaranjaizradenaje tablica 3.3, iz koje suvidljive potrebnekolidine kisika za izgaranjeu pojedinoj reakciji.Tablica 3.3. Kolidina kisika za agaranje Elemenat Relativna Kolidina kisika u molekulska Reakcija goriw masa kmol/kmol kmol/kg kg/kg mfi/kg c t2,01,1, C-+ CO, 1 ut2,}tI 2,664 1 R65 H2 2,016 H2 --r H2O U2 lt 4,032 7,937 s 32,066 S --+ SO, 1 u32,066 0,998 0,698 o;* 32,000 - 1 - 1t32,00 - 1,00 - 0,70**Kisik u gorivu smanjuje potrebnu kolidinu kisika koju je potrebno dovesti u procesuizgaranja,pa je stoga stavljen predznak minus ( - ).42
  • 3.2.2.Kolidinazrakaza izgaranje zbrajanjem velidinau posljednjemi pretposljednjemstupcutablice 3.3, uzzaokruLenja, dobivamoizrazzaodredivanje minimalnekoiidinet<iiita toa izgaranja. t,Ior,min: 2,66ws 8 wH2+ r", * ws- (3-5) [ ff ]odnosnoiri fttor, oin:2,66 ws * 8 ( ,n, -?) - 6 / * ,. ttrl (3-6) V o r ,^ r n : 1 , 8 6 w . * 5 , 6 w s " * 0 , 7 w r - 0 , 7 w u , [*l (3-7) Lkcjodnosno Vor, 1,86 5,6(rrr-?) ^in: w.* . 0,7w, (3-8) tH ]gdjg su wc, rr*r, wri wrrmaseniudjeli ugljika, vodika, sumporate kisika u gorivuu [kg/kgl. Na. temelju poznate minimalne kolidine kisika za izgaranje moZe se dalje .odrediti minimalna kolidina zraka za izgaranje. Uzimajuii u obzir maseni(23%), odnosno volumni (21%) udio kisika u zraku,slijedi rtor, ,io I kq I ffiL,^in: (3-e) oz: Ltg-: -Jodnosno r/ L . . i o = r.* f _,i-i Y _Vo W (3- 10) LkCJ Stvarnakolidina zraka koju je potrebno dovesti u tehnidkim loZi5timaradipostizanjapotpunog izgar3njave(a je od teoretske(minimalne)kolidine, a onase izraLavafaktorom pretidka zraka ,1,pa proizlazi m L : l.m L . , " l r e l (3- 11) L k glodnosno Vy: ).Vy, -in isil Lkel (3-12) 43
  • Pritom je pretidak, odnosnoviSakzraka u procesuizgaranja,definiran izrazom r ^ 1 L Vr: (1- l) Vr, ^^ l m r i l (3- 13) Lkcl Vrijednost faktora pretidka zraka ovisna je prije svegao vrsti goriva, izvedbiloZiSta nadinu izgranja. Radi usporedbe,u sljedeioj tablici 3.4. prikazanesu teorijentacijskevrijednostifaktora pretidkazraka,u ovisnostio spomenutim utjeca-jima.Tablica 3.4. Orijentacijske velidine faktora pretiek a zraka Vrsta eoriva i izvedba loZi5ta Faktor pretidkazraka ravna i kosa nepomidna re5etka 1,7 -L,8 mehanidka ravna reietka t,3 -1,6 mehanidka stepenasta reSetka 1,3 -t,,| ugljena praSina mrkog ugljena i lignita L,25-1,35 ugljena pra5ina kamenog ugljena 1,2 -1,4 loZenje drvenim otpacima 1 , 3- 1 , 8 loZenje gradskim smeiem t,8 -2,2 loZenje tekuiim gorivima t,05-L,25 loZenj e plinovitim gorivima 1 , 0 31 , 1 5 - Kada se radi o teku6imgorivima, koja se ovdje detaljnijerazmatrajujer suuglavnomona u upotrebi za brodskegeneratore pare, tada imamo nekoliko utje-cajnih dinilaca.1. Velidina raspr5ene je destice:Sto raspr5ivanje goriva bolje, to jevelapovr5ina goriva u dodiru sa zrakom, pa i pretidak zraka za izgaranje moZe biti manji. To je svojstvouglavnomovisno o fizikalnim osobinama goriva pa se grubo, s tog stajali5ta,teku6e gorivo moZe svrstati negdje izmedu plinovitih i krutih goriva, bliZeplinovitim gorivima.Medu sekundarne utjecajevalja joi ukljuditi vrstu gorionika,nadinrasprskavanja (parom,zrakom,tlakom, centrifugiranjem i sl.) i temperaturupredgrijavanja.2. SadrZaj isparljivih dijelova: Stoje sadrZajisparljivihdijelova ve6i, moze biti pretidak zraka.J . Temperatura paljenja ibrzinaizgaranja:niZatemperatura paljenjaive1abrzina izgaranja snizuju pretidak zraka.4. Temperatura zraka za izgaranje: vi5a temperatura ulaznog zraka u loZi5teubr- jer zavaprocesizgaranja pospje5uje procesrasplinjavanja goriva,Stoima utje- caj na smanjenjevi5ka zraka za izgannje.5 . Tlak u loZi5tu:ve6itlak u loZi5tu pospjeSujedaljnje usitnjavanje desticagoriva, odnosnosmanjujerazliku volumenadestica gorivai zrakapotrebnogza izgara- nje, Sto omoguiuje izgaranjeuz manji pretidak zraka.6. Optere6enje generatora pare: pojedine vrste gorionika projektiranesu za op- timalni rad u razliditimpodrudjimaoptere6enja, odstupanje toga znatno pa od
  • utjede na kvalitetu rasprskavanja goriva, a time i na potrebnu kolidinu zraka za izgaranje. To je narodito rzraLeno kod generatora pare s manje gorionika. Ugradnja vi5e gorionika smanjuje taj utjecaj jer se rad u podrudju bliZe opti- malnom postiZe ukljudivanjem ili iskljudivanjem odredenog broja gorionika iz pogona.3.2.3.Produkti izgaranja Kao produkt procesaizgaranjanastaju dimni plinovi koje dine smjesaplinovanastalihoksidacijomgorivih sastojakau gorivu te du5ikai viSkakisika iz zrakakoji ne sudjeluju aktivno u reakciji. Pritom se ukupni volumen dimnih plinovasastojiod suhih dimnih plinova i vlage koja se dovodi samim gorivom ili nastajeizgaranjemsadrZanog vodika. Ako se zanemai sadrZajpepela, koji je u ve6ineloZivihulja zanemarivo malen, tada je masaprodukata izgaranja odnosnodimnihplinova jednaka zbroju masegoriva izraka koji sudjeluju u procesuizgaranja. U tablici 3.5. prikazanisu produkti koji nastajupri potpunomizgaranjugorivana bazi stehiometrijskih odnosa.Tablica 3.5. Produkti izgaranja Produkt reakcije Ulaz u reakciju Reakcija kg/kg mfi/kg 44,011, - 22.26 C ---t CO2 v)a:3.664 w. *= 1853 w. t2,0tr 6i 36.032 - 44.8 H2 Hr--+ HrO vt)e=8.963 w- n",: ll,ll1 wt, 4,032 "2 "2 I,UZ 64.066 2r.89 S S -+ SO, *"=1,977 ws rys IZ,* i&"=o682 O, (iz vi5kazraka) Oz+ O: 0,21 (1- l) ^. ^" 0,21(A- t) v,. ^" 22.4 N, (iz goriva) N2 --+ N2 wn, n, = o799w* 2g,016- N2 (iz zraka) Nz+ Nz 0,79 mr,6n 0,791V1,tu 22.4 W (vlagaiz goriva) HrO --+ HrO *:1"243w* rsi? Napomena:u tablici su uzeti u obzir stvarni molni volumeni plinova umjesto rnolnih volumenaidealnih plinova (22,4 mn?/kmol). 45
  • Zbrajanjem velidina u posljednjem stupcu tablice 3.5, uz mala zaokruLenja,dobije se ukupna kolidina dimnih plinova. Ako se pritom ne uzme u obzir kolidinanastale vodene pare, slijedi izraz za kolidinu suhih dimnih plinova, odnosno F r 1/pr," 1,85 c + 0,7w,* 0,8wN2 0,21 - 1)Vr,^rn = w + (l 10,79 yr,-," fS I 2 Q - M) LKg J Volumen vodene pare u dimnim plinovima dini voda nastala izgaranjem vo-dika i vlaga iz goriva pa, prema tome, slijedi Vs,o:(9,n,* *-) :1,24(9wr,+,-) (3- 1s) T [H ]Konadno, ukupni volumen plinova nastalih izgaranjem 1 kg goriva proizlazi iz Vp1: V6,"* Vtro (3- 16) % r = 1 , 8 5 s * 0 , 7 w r * 0 , 8 w y , * 0 , 2 L( 1 - I ) V r . ^ ^ + 0 , 7 9 ) . V L . , i n + w (9 + 1,24 wrr- r") (3-r7) [H ] Fizikalno-kemijske karakteristike dimnih plinova, kao produkata izgaranja,ovise ponajprije o vrsti (sastavu) goriva, o nadinu izgaranja s obzirom na pretidakzrakai o njihovoj temperaturi.3.2.3.1. Sastavdimnih plinova Dimni plinovi su smjesapojedinih plinova koji nastaju u procesuizgaranjagoriva, pa se stogasastojeod sudionikadija je kolidinapo 1 kg goriva definiranastehiometrijskim j ednadLbamaizgaranja.1. Volumenugljik-dioksidaV.,6,koji nastajepotpunim izgaranjemugljika vcoz:l,85 w6 odnosno v.o,:fr (3- 18) [H],2. Volumen vodene pare 7sr6 koja nastaje izgaranjem vodika i isparavanjem sadrZanevlage u gorivu v^o v n , o = 1 , 2 w(- g* w *f)# - l , .tonosno g"o: 4 ", Kg (3* 1e) L J h3. Volumen sumpor-dioksida Vro, koji nastaje izgaranjemsumpora vro,= ws 0,7 odnosno vro,:ft (3-20) IH ], I46
  • 4 . volumen.dusika Yp, koji se sastoji od dusika sadrzanog gorivu i dusika iz - u zraka za izgaranie V" : YN, 0.8 wyr* 0.79 Vr. ^n f S l, odnotno A",:i I 1. mn L kg J, Q-21)5 . Volumen kisika I/6r, je neutro5enikisik iz vi5ka zrakaza izgaranje -1, vo v6,=o,zt(A- t) vr.^,n S f oo", Qo,= ----)sno Q-22) L kel VlPrematome,moZe pisatida je se Vpr,": VcorI Vso"*VNr+ ""2 ,.2 Vo, t# I (3-23) ", L kg I Vor: Vcor+ Vsor+ YN2 Voz+ VHzo [ - i l + (3-24) LkcJ 9c9r* gsor* QNr* QorI Qsro:l (3-2s)gdje su ?cor, Qsor, QNz,Qozi qno volumski udjeli pojedinih sudionika u dimnimplinovima. U prilozima 3. i 4. (na kraju knjige) dane su ovisnosti kolidine zrakaidimnihplinova o vrsti goriva te o pretidku zraka za izgaranje.3.2.3.2.GustoCa dimnihplinova Gustoia dimnih plinova odreduje se kao zbroj udjela pojedinih gustoia usmjesiplinova, odnosno epro=r lffi] r,- (3-26) Qpn: Qco, Qcor* Q4o Quro* QsozQsor* Qx, QNr* eo" eo, Q-27) u stanju koje je razlidito od normalnog (1,0133 bara, 0c) gusto6a de biti ppr:epr. ffire #l#l (3-28)gdje je p [Pal tlak, a r ["C] temperaturadimnih plinova.
  • 3.2.3.3.Specifiina toplinadimnihplinova Specifidnatoplina dimnih plinova ovisna je o sastavui temperaturi. Za toplin-ske proradune generatora pare znadajnaje specifidnatoplina kod konstatnog tlaka,koja se odreduje prema C p * r =e r C o , , t # ] 2 (3-2e)gdje su p, volumni udjeli pojedinih sudionika,a C,.i specifidne topline pojedinihsudionikakod konstantnog tlaka. Bududi da dimni plinovi mijenjaju svoju temperaturu prolazedikroz generator jepare, kod proraduna potrebnouzimatiu obzir srednjuspecifidnu toplinu izmedupromatranihtemperatura,odnosno lz ,,.",1:t,- c,,^l)t, t l f l / o-ol t L - I - (3- 30) llt tz- tr L;tK I Pritom se srednjespecifidne topline pojedinih plinova izmedu 0oC i proma-trane temperaturer odreduju iz raspoloZivih tablica (vidi prilog 5).3.2.3.4.SadrZajtopline(entalpija) dimnihplinova Opdeniti izraz za sadrZaj topline (entalpiju) plina je . f.^ jo,: (3- 31) Jo Cr.6 dtkoji se takoder moLe izraziti srednjomspecifidnomtoplinom, odnosno ior: Co,orl,,ot (3-32) Kao Sto je vei spomenuto,dimni su plinovi smjesa plinova koji nastajuizgaranjemgoriva.Zbogpraktidnosti, daljnjemrazmatranju u promatrasekolidinakoju dobivamoizgaranjem1 kg goriva, pa je sadrZajtopline takve smjese Ipr:) viii=X viCp.;r (3- 33) li IH]gdje su V; [m,]/kg] volumeni pojedinih sudionika koji nastaju izgaranjem 1 kggoriva, C,., | .[kJ/m3K] srednje specifidnetopline tih plinova, a t [C] njihova r.. l0temperatura.48
  • EffiaPU^ [HS1.3.4. I-t dijagramdimnih plinovaloZivogulja sastava: W"=g3,4y",Wn":I0,0o/", Wpr=0,37", W : 2,9%, We = 0,3"/",W" : 3% " I z v o r :2 , 3 . 1 4 1
  • Raldlanjivanjemslijedi 16: V co, icor+ VHro I V soziso2 + yN2 iN2+ V 02 ^,[*g] (3- 34)odnosno Ior:vcorrrrr,l:ot+ vzo ,o^,"ll,rt vso, Cpro, i lj*v*q., 1;* + vo, cen - -2 [[H] (3- 3s) U prilogu 6. dane su velidine entalpija pojedinih sudionika dimnih plinova uovisnosti o temperaturi. S pomo6u prethodnih jednadZbi mogu se za razlitite temperature odreditisadrZaji topline (entalpije) dimnih plinova koji nastaju izgaranjem 1 kg goriva. Kao primjer prikazan je na slici 3.4. dijagram I-t dimnih plinova, koji odgo-vara loZivom ulju sastava wc: 83,4"/", wH,: 10,0"/", wy, : 0,3 oh, ws:2,9 o/o, iw o : 0 r 3 o / o ,w * : 3 , 0 " / " .50
  • 4. TOPLINSKA BILANCA GENERATORA PAREt 4.1.TOPLINSKI TOKOVI GENERATORU U PAREF Da bi se odredila toplinska bilancageneratorapare, potrebno je poznavati njegovutoplinskushemu,odnosnoshemutokovasvihradnihmedija kbji sudjeluju u izmjenitopline.Na slikama4.r. i 4.2. prikazane toplinske su sheme generatora pare iz kojih su vidljivi tokovi radnih medija i topline. prikazanje generatorpare sa zagrijadem zrakai vode, dvostupnimpregrijadem pare u kojem se temperatura pregrijanjaregulira ustrc.avanjem napojnevode izmedu prvog i drugog siupnja, i s ugradenimmedupregrijadem pare. DIMNIPLINOVI VENTILATOR ZRAKA PARA ODSOUAVANJE V O D AZ A R E G . TEMP. REG P PREGRIJANA PARA U STROJ L______=_J Sl. 4.1. Shema tokova radnih medija generatora pare
  • o e- (r F E UJ (L u.l F tz tzas -.<_ tL MEOU- H trUhIJA PREGRIJACZAGRIJAC ZAGRIJAC PREGRIJAC ISPARIVAC PARE II PARE I VODE ZRAKA I c A A A A A A A p VVIV I i ol t lt il I I Sl. 4.2. Razvijena toplinska shemageneratorapare Na osnovi toplinske shememoze se izraditi toplinska bilanca, kao na slici je4.3, iz dega vidljiva efikasnost kori5tenjaenergije,odnosnostupanjiskoristivostigeneratora pare. Vidljivo je da su ulazni nosiocitopline:L. gorivo sasadrZanom kemijskomenergijomi osjetnomtoplinom zbogpredzagri- javanja,2. zrak koji je predzagrijanvanjskim predajnikom topline (npr. parom koja ne izlazi izravno iz generatorapare),3. para za rasprskavanje goriva,4. napojnavoda,52
  • ULAZ U LoZrSrE l-,.-.E I GENERATOR TOPLINAPREGRIJANE PARE PARE TOPLINAVODE ZA RASHLAOIVANJE (REGULACIJU} TOPLINANAPOJNE VODE TOPLINAZASICENE PARE TOPLINA ISPUSTENEVRELE VODE ZBOG ODSOUAVANJA TOPLINAULAZNEPARE U MEDUPREGRIJAC TOPLINAMEOUPREGRUANE PARE cuBtTAK TrOG OSTETNETOPLINEtzLAzNtH DtMNtHPL|NOVA GUBITAK ZBOG ZRACENJATOPLINEU OKOLINU GUBITAKZBOG.KEMIJSKINEPOTPUNOG IZGARANJA GUBITAK ZBOG PROPADANJA GORIVAKROZ RESETKU GUBITAK ZBOG SADRZAJAIZGORIVIHDIJELOVA TROSKI U GUBITAK ZBOG LETECEGKOKSA I CAOE GUBITAKZBOG OSJETNETOPLINE OSTATAKAIZ LOASTA Sl. 4.3. Toplinska bilanca generatora pare5 . voda za regulacijutemperaturepregrijanja,6 . ulaznapara u medupregrijad. Izlazni nosioci topline su:l) izlazna pregrijana para,2) izlazna medupregrijana para,3) izlazna zasiiena para,4) ispu5tena vrela voda zbog odsoljavanja,5) toplinski gubici generatora pare. 4.2. TOPLINSKA ISKORISTIVOST GENERATORA PARE Toplinskaiskoristivostge.neratorapare ovisnaje o tri glavnautjecaja:1. o potpunostiizgaranjagoriva u loZi5iu,2. o temperaturi do koje se iskoristavatoplina produkata izgaranja,3. o stupnju izoliranosti,odnosnoo gubitku toptine zraeenlJmu okolinu. ..Toplinski stupanjisk_oristivosti generatora pare definiranje odnosomizmedutopline predaneradnomfluidu koji lzraziizgeneratora pare i ukupne toprinekojase dovodi u loZiSte.odnosno nor:Ung, (4- 1) 53
  • Pritom je B [kg/s]kolidinagoriva, a Q,[kJlkg ukupna toplina koja se dovodiu loZi5te 1 kg gorivai ona iznosi sa Qr: Ha* ezri eo * ep (4-2) [*t]gdje je H6 [kJ/kg] donja toplinska vrijednost goriva, qyrfkJkgl toplina koja sedovodizrakom zaizgarunje kg goriva(koji je predzagrijan 1 vanjskimpredajnikomtopline), a6 [kJ/kg] je osjetnatoplina predzagrijanoggoriva, a q. [kJ/kg] toplinakoja se dovodi parom za rasprskavanje kg goriva. 1 Toplina predzagrijanog zrakavanjskimpredajnikomtopline (npr. parom kojane izlazi izravno iz generatorapare) iznosi ezr: lvr,," ., l: ft, - r,) [ urU ] (4-3)gdje je ,l koeficijent vi5ka zraka za izgaranje, Vr, -" [mi/kgl minimalnakolidina zrakaza izgaranje, u C,- l" lurr-; K] srednjaspecifidna toplina zrakaizmedu temperatureokoline /. i temperaturepredzagrijavanja tr. goriva jednakaje Osjetnatoplina predzagrijanog e c :c c r [ * t ] (4-4)gdje je C6 [kJ/kg K] specifidnatoplina goriva,a t ["C] temperaturapredzagrijanoggoriva. Temperaturapredzagrijavanja teku6eggoriva ovisi o njegovoj kvaliteti i jevrsti gorionika, a obidno se kre6e 100-130C. To predzagrijavanje potrebnoda bi se postiglapotrebnaviskoznostgoriva radi dobrog rasprskavanja. Toplina pare za rasprskavanje dolazi u obzir kod gorionika koji se, kaopomo6nimedij za rasprskavanje, koristi vodenomparom. Ta para unosi sobomu loZiSte toplinu e p = d a ( t r , - r[.H ] ) (4-s)gdje je do [kg/kg]kolidinapareza rasprskavanje 1kg goriva(0,05-0,1 kg/kg), goriva, a r, ie toplina isparavanjalo. [kJ/kg] entalpija pare za rasprskavanje vodepri normalnim uvjetima (r, - 2500 kJ/kg). Topline ec i qp imaju mali udio u ukupnoj toplini dovedenoju loii3te pa senajde56e mogu zanemaritipri ovom proradunu.Kolidina topline koja se efektivnopredaje radnom mediju (vodi i pari) iznosi Q=D, (io-i*)*D1ap (i*r-ir.,)* D"(i- t N v )[ k w l (4-6)gdje je Do [kg/s] kolidina pregrijane pare, Dr, [kg/s] kolidina medupregrijanepare, Do [kg/s]kolidinavrele vode koja se ispu5taodsoljavanjem, [kJ/kg] ental- iopija izlaznepregrijanepare, l*u [kJ/kg] entalpijanapojnevode, lr", [kJ/kg] ental-54
  • pija izlazne metlupregrijane pare, lr., [kJ/kg] entalpija ulazne pare u medupregri-jat, i [kJ/kg] entalpija vrele vode. Razlika izmedu topline koja se dovodi u generator pare i topline koja seefektivno predaje izlaznom radnom mediju nastaje zbog toplinskih gubitaka gene-ratora pare u pogonu, pa se, prema tome, toplinska bilanca mole izrazili jednadZ-bom B Q t : Q + G t + G 2 + G 3 + G 4 + G s+ G 6 + G 7+ G g (4-7)DijeljenjemgornjejednadZbe BQ, slijedi- sa 1 : qor*8, + BzrrBt*go + gs* ge1-h * gs (4-8)odnosno izraiavajuei u postocima g*t)* gzcri* g{ri* g+(v.)* 7ffi: r76r1y4* gs(D* ge(vi+gt16* grr*, (4-9)gdje su gr.,k pojedini oblici toplinskih gubitakakoji nastajuu radu generatorapare. Iz prethodnihjednadZbi proizlazida je stupanjiskoristivosti generatora pare 8 4op=1-X s (4- 10)odnosno 8 - ?op(w):100 ) g,,r", (4- 11) 4.3.TOPLINSKI GUBICI GENERATORA PARE Pri radu generatora pare op6enitomogu nastatiovi toplinski gubici:1. gubitak zbog osjetnetopline izlaznlhdimnih plinova (gr),2. gubitak zbog zratenja topline u okolinu (92),3. gubitak zbog kemijski nepotpunogizgaranja (g),4. gubitak zbog pojave dade(go),5. gubitak zbog leteieg koksa (95),6. gubitak zbog propadanjagoriva kroz re5etku(gu),7. gubitak zbog sadrZaja izgorivih dijelova u troski (gr),8. gubitak zbog osjetnetopline ostatkaiz loZi3ta(gr). Vidljivo je da su gubici Bs...Ba svojstveniizgaranjukrutog goriva, pa se zbogtoga ovdje ne(e razmatratijer je dana5nja primjena krutog goriva kod brodskihgeneratora pare neznatna,odnosnoupotrebljavase samoza neke specijalne slu-dajeve. 55
  • 4.3.1.Gubitak osjetne zbog dimnihplinova toplineizlaznih (g1) Dimni plinovi pri izlasku iz generatora pare imaju uvijek temperaturu ve6uod temperature okoline pa nastaje gubitak zbog neiskori5tene osjetne topline. Toje najveii gubitak koji nastaje u pogonu, a ovisi uglavnom o dvjema velidinama:temperaturi izlaznih dimnih plinova /,, i o koeficijentu pretidka zraka za izgaranje,1. Sto je vi5a izlazna temperatura dimnih plinova, ve6i su izlazni gubici zbognjihove osjetne topline. Ujedno, Sto je veii pretidak zraka za izgaranje, veia jekolidina nastalih dimnih plinova pa, prema tome, i ukupna toplina koju oni iznoseu okolinu. Iz same definicije proizlazi da je gubitak zbog osjetne topline izlaznih dimnihplinova jednak odnosu izmedu topline koju dimni plinovi odvode u okolinu itopline dovedene u loZi5te, odnosno vor Cprl,, - ,.) trr, 8r: (4-12) Qtgdje je Vo[mrVkelvolumendimnih plinova koji nastajuizgaranjemL kg goriva,a pt |Cpt l. [kJ/mfi K] srednja specifidnatoplina dimnih plinova izmedu temperature _ Irookoline /. i temperature izlaznih dimnih plinova /o1. Valja nastojatida se konstrukcijskomizvedbomizlaznatemperaturadimnihplinova 5to vi5e snizi, a to se postiZeugradnjom naknadnihogrjevnih povrSina(zagrijah vode i zagrijata zraka). Ekonomska temperatura izlaznih dimnih plinova treba da bude optimalna,dobivenana osnovi velidinenaknadnihogrjevnih povr5ina,tj. tro5kovanjihoveugradnjei pogonskihu5tedagoriva koje se postiZusmanjenjemgubitakatoplineizlaznihdimnih plinova. Ograniduju6idinioci smanjivanjaizlaznetemperaturedim-nih plinovasu povedanje ugradbenih dimenzijai problemsmjeitaja,Stoje naroditoizraLenona brodovima. Osim toga, problem je i niskotemperaturna korozija, a zbogtoga i porast tro5kovaodrZavanja. Moderne konstrukcije brodskih generatorapare velikih udinakaimaju vrloniske izlaznetemperature dimnih plinova (dak do 115C). To su najde56e izvedbesa rotacijskimgrijadimazraka (tip Ljungstrom ), dije su povrsinezastiieneemaj-liranim slojem od djelovanjaniskotemperaturne korozije. Na smanjenjeizlaznog gubitka topline dimnih plinova, kao Stoje ved spome-nuto, izravno se utjede i smanjenjemvolumenadimnih plinova, a on je upravorazmjeranpretidku zrakaza izgaranje. Prematome, u pogonutreba da je pretidakzrakaStomanji, ali i dovoljanda seosiguraju uvjeti za potpunoizgaranjegoriva. Gubitak zbog osjetne topline dimnih plinova moZe se pribliZno izradunatiiprema formuli Hassensteina i Siegerta k Br(ut: q#i;""r l/.1 (4-13)56
  • gd,jeje faktor k ovisan o sadrzaju vlage u gorivu i o volumnom udjelu ugljik-diok-sida i ugljik-monoksida (p.or(*)* gcol*l) u dimnim plinovima. a za lbZivo uljese s dovoljno todnosti moi.e uzeti da je k:0,6. Na slici 4.4 prikazna je ovisnost gubitka osjetne topline dimnih plinova oizlaznoj temperaturi i o pretidku zraka za izgaranje. 40 [9 GUBITAK IZLAZNIM U PLINOVIMA [%I "oIKE Sl. 4.4. Gubitak topline u izlaznim dimnim plinovima lzvor: 2, 4.1564.3.2.Gubitak zbogzrad,enja i odvodenja toplineu okolinu(gr) Taj gubitak nastaje zbog temperaturnih razlika izmedu vanjskih povrsinageneratora pare i okoline, pa se zbog toga toplina odvodi konvekcijom i zradenjem. Na taj gubitak najvi5e utjede velidina vanjskih povrsina generatora pare irazlika temperatura izmedu vanjskih povr5ina i okoline. Velidina vanjskih povr5inaovisi o kapacitetu generatora pare, ali ako se svede na jedinicu kapaciteta, onase smanjuje porastom kapaciteta. Prema tome, on je veii kod malih jedinica, amanji kod veiih generatora pare. Osim toga, buduii da je ukupna kolidina topline koja se na taj nadin gubi uokolinu pribliZno jednaka kod svih opteredenja, proizlazi da taj gubitak, izraLenu 7o, raste kad se optere6enjesmanjuje i obratno. Zanemarivsi promjenu okolne temperature, kostrukcijskom izvedbom genera-tora pare moZe se bitno utjecati na temperaturu vanjskih povr5ina najviSenadinom
  • t0 I 5 4 a t o Y 0,8 E to u.o ( 0,4 0,3 o,2 KAPAcrrffD [+] sl. 4.5. ovisnost gubitka topline zradenjemo kapacitetu i optere6enjugeneratorapare lzvor:,2, 4.169 3,6 3,2 2,8 g 24 N o 2,0 Y E 1,6 dl f o 1,2 0,8 0,4 0 051 2 3 4 5 10 t5 20 25 1001502cn25o MAKSTMALNT TRAJN|KAPActrEt [+] "Sl. 4.6. Gubitak topline zradenjem u okolinu l-generatori pare s naknadnim ogrjevnim povr5inama, 2-generatori pare bez naknadnih ogrjevnih povr5ina Izvor: 2, 4.16558
  • smje5taja cijevi u loZi5tu te izvedbom i vrstom izolacije. Kod modernih izvedbigeneratora pare loZi5tasu redovito ekranizirana i nejde56edimnonepropusne izved-be, Sto znatno olaksava ulogu izolaciji jer je temperatura s njezine unutarnjestrane znatno niZa (pribliZno jednaka temperaturi isparavanja), budu6i da nijeizravno zra(ena iz loltii"a. Kod izvedbi generatora pare s dvostrukim stijenkama, izmedu kojih prolazizrakzaizgaranje, taj se gubitak takoder znatno smanjuje jer se zrak prije ulaskau loZi5te zagrijava toplinom koja bi se inade gubila u okolinu. Na smanjenje tog gubitka izravno i najdjelotvornije utjede izolacija opravda-ne, tj. ekonomske debljine. Gubitak zbog zratenja i odvodenja topline u okolinu najdes6e se odredujena temelju iskustvenih podataka, kao na slikama 4.5, 4.6. i 4.7. MAKSIMALNIKAPACITET ol s l L s l Sl. 4.7. Gubitak topline zradenjemkod generatorapare s velikim vodenim prostorom lzvor: 2, 4.1654.3.3.Gubitak zbogkemijski nepotpunog (gr) izgaranja Taj gubitak posljedicaje nepotpunogizgaranjaodnosnosadrzaja ugljik-mo-noksidau dimnim plinovima. Na njegovu velidinuuglavnomutjedu:l. sastavisparivihdijelova; ako se radi o laksimugljikovodicima, potpunostizga- ranja bit (e vela nego kada su prisutni te5ki ugljikovodici;2. efikasnost mije5anjazrakaza izgaranjes gorivom;3. optereienje lozi5ta;Sto je optereienje ve6e,raspoloZivo vrijeme za stvaranje gorive smjeseje manje, pa je i efikanost izgaranjamanja, odnosnove6a je moguinost da se pojavi CO u dimnim plinovima. 59
  • Ako je analizom dimnih plinova (suhih) odreden sadrZajCO i CO2 u o/ lottada se gubitak zbog kemijski nepotpunog izgaranja g, moZeodrediti prema Wg Bt(y"):9w#- l%l 0,536 (qs6r1r.l* gco <.r"t) (4-14)gdje je w. maseniudio ugljika u gorivu ili prema Branssovojjednostavnijoj,alimanje todnoj formuli r , r u t = ff i ; , | % l %f (4- 1s)gdje faktor f, za tekula goriva, iznosi oko 50.4.3.4. Gubitakzbog pojave 6ade (go)Taj oblik gubitkajavlja se uglavnomkod generatorapare s niZimradnim tlakom,jer su voda i temperatureogrjevnihpovr5inaniZe, StopogodujetaloZenjuugljikau obliku dade. Nastaje zbog dodira neizgorenih desticaugljika s hladnim ogrjevnim povr5ina-ma, i moZe biti od 0 do 1%.4.3.5. gubici Ostali Njima pripada gubitak zbog leteieg koksa (g5), gubitak zbog propadanjagoriva kroz re5etku(96),gubitak zbog sadrLaja izgorivih dijelova u troski (gr) t"gubitak osjetnetopline ostatkaizloLilta (sJ. Ti gubicinastajusamopri koristenjukrutih goriva, a ovise uglavnom o vrsti goriva, nadinu izgaranjai konstrukcijiloZiSta. 4.4.KOLICINA GORIVA Poznavajudistupanj iskoristivostigeneratorapare, moZe se izradunati po-trebna kolidina goriva za izgaranjeu pojedinim uvjetima rada. Opd izraz zakolidinu goriva, skladnoprethodnomrazmatranju,glasi: ,:#* (4_ 16)gdje je O [kW] toplina koja se predaje vodi i pari u generatoru pare. Budu6i da se u toplinskoj bilanci generatora pare osjetna toplina goriva(predzagrijanog do pribliZno 130c) i toplina parezarasprskavanje goriva najdes6emogu zanemariti, imamo ove izraze za kolidinu goriva u pojedinim specifidnimslucajevima:60
  • 1. Generatorpare proizvodi pregrijanuparu - Do!o t*u) kg 6: f l (4-17) t7aqcp Ls I2. Generatorpare proizvodi pregrijanu i zasidenu paru De (te- ,Nv)+ D (t, _ rNV) B_ lkg I (4- 18) Harlcp L s Jqdjeje D, [kg/s]kolidinazasiienepare, a l" [kJ/kg]entalpija izlaznezasiiene pare.3. Generatorpare proizvodi pregrijanu piru, ii kontinuiranoodsoljavanje vode iz bubnja - De(re rNd_D, (r, - rNv) kg + B_ f I (4- 1e) HaTcp Lt J4. Generatorpare proizvodi pregrijanui naknadnopregrijanu paru Dp (ip- iNv)+ DMp(iMpi iMp.) kgl _ B_ [ (4-20) Ha Ucp L s -l5. Generator pare upotrebljava zrak predzagrijan stranim izvorom topline (4-21)6. Generatorpare koristi gorivo predzagrijano vanjskimizvorom topline, koje se rasprskava pomoiu pare s B=ffilTl (4-22) 6.1
  • 5. OSNOVE ToPLINSKoG PRoRAEurun GENERATORA PARE Toplinskim proradunomgeneratora pare odreduju se velidineogrjevnih po-vrsina koje treba da udovolje traZenimradnim parametrimaili se, na temeljupoznatih konstruktivnih velidina ogrjevnih povr5ina,kontrolira predaja topline,odnosnopromjenastanjaradnih medija unutar njega (dimnih plinova, vode, parei zraka). Prijenos topline unutar generatorapare slozenaje pojava jer se sastoji odvi5eosnovnihoblika prijelazatopline: zratenja,konvekcijei provodenja.Najdes6ese ti oblici ne mogu zasebno promatrati, jer se uglavnomjavljaju kombinirano.Tako se npr. radi proradunaisparivadkog snopa cijevi uzima u obzir prijelaztopline zradenjem konvekcijom,dok je za naknadneogrjevnepovrsine(zagrijat ivode, zagrija( zraka), zbog niLih temperatura dimnih plinova, desto dovoljnoradunatisamos konvekcijom.Medutim, ako je ogrjevnapovriina prljava, sto seu radu normalno dogada,s unutarnjeili s vanjskestrane,onda je vaLani utjecajotpora prolazatopline kroz stijenke, odnosnokroz slojevena njima, pa je tadau proradunpotrebno ukljuditi i provodenjetopline. Medutim odnosi i utjecaj pojedinih oblika prljelaza topline ovise o tempera-turi medija predajnika i prijemnika topline. Tako su konvekcija i provodenjerazmjerni temperaturnoj razlici i ne ovise mnogo o temperaturnojrazini, dokzratenieprogresivno rastes porastomtemperature Iztogaproizlazidakod visokih .temperaturadimnih plinova primarno znadenje prijelazutopline ima zradenje, pria kod niZih temperaturakonvekcija. Radi boljeg razumijevanja,na podetku ovog poglavlja iznose se osnovnipojmovi i termodinamske zakonitostiprijelaza topline, a nakon toga praktidniizrazikoji su prikladni i prilagodenitoplinskim proradunimageneratora pare. 5.1.IZMJENA TOPLINE ZRACENJEM Zagrijavanjem nekog tijela zapodinje emitirati energija zrakenja,pridemu sekolidina emisije,uprvome redu, ovisi o temperaturi. Ovisno o vrsti materije koja se dovodi pod djelovanje zradenja,toplina semoZereflektirati, propu5tatiili apsorbirati.Pritom se odnosreflektiraneenergijeprema ukupnoj energiji nazivakoeficijent refleksije p, odnos propu5tene prema 63
  • ukupnoj energiji koeficijent dijatermije d, a odnos apsorbiraneenergije premaukupnoj koeficijent apsorpcijea. Iz toga op6enitoslijedi da je aI pI 6:! (5-1) Kod materijala koji su nepropusniza zratenje, kao ito je ve6ina krutihtehnidkihmaterijala u strojarstvu,u obzir dolazi samo apsorpcijai refleksija pase onda moZepisati &+ Q=7 (s-2)5.1.1 Kirchoffovzakon ztad,enja Ako se dva tijela povrsine,4, i A, smjesteu jedan prostor koji je idealnoizoliran prema okolini, tada ee, kada sistemdode u toplinsku ravnoteZu,tijelaemitirati energiju zratenja Ar et odnosnoAz e,z, gdje je q, ukupna emisijskasposobnost, odnosnoenergijaodzradena jedinici vremenapo jedinici povrsine, ukoja se emitira u poluprostor iznad svakogelementa.Ako je q," energija kojadolazi na jedinicu povr5ine jednog od tijela zbog zratenja stijenki iioiiranogpoluprostora a a1i a2su koeficijentiapsorpcije , pojedinogtijela, tadaseenergijskibilancamoZepisati kao e," A, o]= At ert i q,. A, az: Az erz (s-3)odakle proizlazida ie !b:+ (-!!t. rubilo koje tijelo). at az ai / Ta zakonitost, prema kojoj je omjer emisijske sposobnosti i koeficijentaapsorpcije konstantna za sva tijela, poznata je kao Kirchoffov zakon. Njime je takoder.definirana gornja granica emisijske sposobnosti q,, koja sed.obivakada je koeficijent apsorpcije a jednak jedinici, odnoino koeficijent rehek-sije p jednak nuli, tj. kada imamo idealno crno tiielo.5.1.2. Zakon ztadenjacrnog tijela Zratenie crnog tijela definirano je poznatim Stefan-Boltzmannovim zakonom.prema je emisijska sposobnost crnog tijela ovisna samo o njegovoj tem- oj"--yperaturi Z [K], prema jednadZbi 4,.:o (s-4) " [#]gdje je opoznata Stefan-Boltzmannova koirstanta, koja ima vrijednost5,67 . 10-8 [Wm2 Ka].t JbZ"f St"ftt (1835- 1393)empirijski je pokazao je_zradenje da nekog tijela proporcionalnodetwtoj potenciji apsolutnetemperature. Taj je zakon teoretski izveo Ludwilg Iioltzmann (1844- 1906).64
  • I osim toga, vazne su karakteristike zratenja crnog tijela njegova spektralna raspodjela i pomicanje te raspodjela s temperaturom, ato proizlazi iz toga sto se energija zra(enja crne povrline ne emitira samo na jednoj frekvenciji, ve6 u Sirokom i kontinuiranom rasponu frekvencija, ovisno o temperaturi, na demu se temelji i poznati Planckov zakon zratenja, koji se ovdje ne6e potanje razmalrati.I 5.1.3.Zratenjesivogtijela Stvarne povr5ineu praksi nemaju svojstvaidealno crnog tijela, pa se one svrstavaju red tzv. sivih tijela. Odnos emisijskesposobnosti u neke stvarne(sive) povr5ineprema povr5inicrnog tijela nazivase stupanj crnodee. Kirchoffov zakon za sivo tijelo, prema tome, moZese pisati kao € : q (s-s) odnosno, drugim rijedima, emisija sivog tijela jednaka je apsorpciji zratenja. Skladnotome, stupanj crnodeidealno crnog tijela e": I. Na taj nadin Stefan-Boltzmannovzakon za sivo tijelo izraLavamoformulom Q"t"" [#] : ( s- 6) Stupanj crnoie (emisija) s nekih vaZnijih tehnidkihmaterijalaprikazanje u tablici 5.1. Kao StosemoZeuoditi,on ovisio stanjupovr5ine njezinoj temperaturi. i Naime, glatke (polirane) i svijetle povr5ine,opdenito, imaju manju emisiju od hrapavihi tamnih. Tablica 5.1, Stupanj crno6e razliditih materijala ledni Stupanj Materijal - povr5ina TemperaturafC broj crnoce a 1. aluminij - ugladan 100 0,095 2. aluminij - grubo ugladan 100 0,18 J. aluminij - oksidirani 200- 600 0 , 1 1- 0 , 1 9 3. mesing - jako ugladan 250- 350 0,28 -0,3L 5. mesing - uvaljena ploda 20 0,06 6. mesing - oksidiran 200- 600 0,61-0,59 7. magnezij - oksid 280- 820 0,55-0,20 8. bakar - ugladan 100 0,052 9. bakar - oksidiran 200- 600 0,78 10. Zeljezodisto- jako ugladano 170- 230 0,0s2-0,064 11. delik - ugladan 100 0,066 t2. lijevano Zeljezo- ugladano 200 , 0,27 tJ. ielik-lim 930-1 100 0,55-0,61 t4. Zeljezo - oksidirano 100 0,74 15. azbest - ploda 24 0,96 16. cigla - vatrostalna 1000 0,75 t7. porculan - glaziran 22 0,91
  • 5.1.4. lzmjena toplinezradenjem izmedudvijuvelikihparalelnih crnihpovr5ina Dosada5nja razmatranja uzimala su u obzir samo zradenje koje nastaje odjednog tijela, uz pretpostavku da se energija jednom odzradena viSe ne vra6a nanjen izvor. Medutim, to se stvarno dogada samo onda ako jedno crno tijelo zradina drugo crno tijelo, s time da izmedu njih nema nikakva apsorbirajudeg medija.Medu neapsorbiraju6e plinove svrstavaju se klor, vodik, kisik i du5ik, dok suvi5eatomni plinovi, npr. ugljik-monoksid, ugljik-dioksid, vodena para i sumpor--dioksid, apsorbiraju6i u manjoj ili ve6oj mjeri, ovisno o debljini sloja i tempera-turi. Pri proudavanju zradenja povr5ina, nuZno je definirati uvjete pod kojimacjelokupno zratenje jedne povr5ine (izvora) potpuno apsorbira druga povr5ina(prijemnik). To 6e se dogoditi samo onda kada su dvije zradeie povr5ine besko-nadno velike, tako da je kolidina zratenja rubova izvora, odnosno iznad rubovaprijemnika, zanemariva. Ako se pritom obje povr5ine pona5aju kao crno tijelo,energija zra(enjaizprve je e,a.: oTr4, a iz druge enz: o Zro.Na temelju defini-cije crnog tijela, sva energija koja se zralina njega bude apsorbirana, a izmijenjenatoplina po jedinici povr5ine izmedu dviju povriina, koje se odrZavaju pri konstat-noj temperaturi, jednaka je 4 , " : f f = o ( T l- ne o (s-7) [#]Cestose zbog prikladnostitaj izraz piie u obliku :c - ] |# e"""t(,-tl (r*o) ] (s-8)gdje je C" koeficijent zra(enjacrnog tijela, koji ima velidinu5,67 lWlmz Kol, T,[K] je temperaturatoplijeg tijela, a 7, tK] temperaturahladnijegtijela.5.1.5.lzmjena toplinezradenjem dvijuparalelnih izmedu povr5ina razlicitih emisija Razmatranje u prethodnom poglavlju odnosi se na crna tijela (povrline). Akose dvije povr5ine ne pona5aju kao crna tijela pa imaju razlidite emisije, efektivnaizmjena topline bit ie razlidita. Naime, dio energije koji se emitira izprve povriinebit 6e apsorbiran, a ostali dio reflektiran natrag prema izvoru. Tako, ako jeemitirana energija s prve stijenke po jedinici povr5ine ezt, 1rz stupanj crno6e f,r,druga stijenka 6e apsorbirati q,, er, a reflekrirati q1 (l - er). Prva stijenka tada ie opet zra(iti, ali u velidini q", (l - er) (l - er). Izmjenatopline na povr5inama tada je:66
  • 1. za toplu povrlinu . : zratenje: q., povratak: q.r(1- q) zradenje: e,, (l - sr) (1 - er) povratak: ea (t - d O - er) (l - q)2. za hladnu povrSinu zratenje: q,, povratak: qa (L - er) zradenje: aa (l - er) (1 - er) povratak: e,z (l - e,) (1 - er) (1,- er). Iz toga proizlazi da je kolidina izmijenjene topline jednaka - e.: lea- et (1 e) - ea (1- e,) (1 - E)t - q,, (t - er) (I - er), (I- E), - .1- Lt,q.r- et 4a(I- e,) (1 - er)- e, er(l- er)2 - (r- €)2 ""1 (5-e)gdje je e,7: tt oTra, a e"z: h oTza. Izraz (5-9) zrapravo je red dije rje5enje je o" o ftrl q,:7=ill (To-rr) (s- 10) :+-- _ I L.rJ €1 E2ili pisano u drugom obliku : - (#) n 7J1 [ (,*-L) ] [*o ( s- 11) ] cr- ct- 1gdje su cri c2 koeficijenti zratenjatoplije, odnosnohladnije povrsine,a c., kaoStoje vei redeno,koeficijentje zradenjacrnog tijela (5,67 W7m2Ka).5.1.6.tzmjenatopline zradenjem povrsina izmedu kojezatvaraju jednadrugu Kao karakteristidan sludaj ovdje se uzima zradenje izmedu sferne povrsineradijusa rr, koju zatvaradruga sferna povrsina radijusa rr. Takvo razmatranjemoze se nastaviti jednadZbom (5-11). Naime, cjelokupno podetno zradenjes unutarnje sfere q,rA, pada na povrsinu vanjske sfereAr. bd toga se udio(1- er) q,1A1 reflektira, od dega opet uoio ("a - Ez)q"r At padana Ar, a ) ,t [ /. 2 1udio | 1 - [ :l - qa Arvra6asenaAr.Akose takvaanalizanastavinaisti L r 2 / J tt E) I
  • nadin, izmjena topline zradenjempredstavljena jednim geometrijskimredom, jepa se ona moLe prlkazati kao oAt Qr= (2" - Zr9 [wl (s-r2) 1* (t) (;-) tr r2/odnosno oAr Q": (TL4- 724) [Wl (s- 13) I , A , I -r t - t) e- A € zili Ar Q,: _ _ { A- , |(_t_ _ 1 | l . - ] I*r [(*ol.(*e) (s- 14) c. 42 C2 C"l Ista relacija vrijedi takoder za pretpostavku da imamo beskonadno dug kon-centridnicilindar, osimSto tadazaodnos,4llArvrijedi dajerllr2umjesto rr21r22.5.1.7.lzmjena topline plinova zradenjem je - - Kad.a povrsina koja zradenjememitira toplinu okruZenaslojem plina u kojemu je sadrZan ugljik-dioksid,vodenapara ili sumpor-dioksid, tada selop[na apsorbira odredenom u podrudjuinfracrvenog spektra.obratno, ako je masaplina zagrijana,ona takoder zraditim istim valnim duljinama.Drugim rijeiima, plinovikoji apsorbirajuenergiju zradenjamogu je i emitirati. Medutim, razliiiti plinoviimaju i razliditusposobnost sudjelovanja izmjeni topline zradenjem. u Viseitomniplinovi, kao Stosu ugljik-dioksid,vodenapara, sumpor-dioksid, ugljik-monoksid,ugljikovodici, amonijak, klorovodik i neki drugi, imaju takva emisijskasvojstvakoja svakakozasluZuju paZnju,pa ih s tog stajalistatreba uzimati u obzir. Dvoa-tomni plinovi, kao Sto su vodik, kisik, dusik itd. nemaju apsorpcijske spektreuonim valnim duljinamakoji su valni za prijelaz topline zradenjem temperatu- prirama_kojese pojavljuju unutar generatora pare, pa se s tog gledistamogu zane-mariti. U proradunupriielazatopline zradenjemplinova kod generatorapare naroditosu utjecajni ugljik-dioksidi vodenapara, dok se djelovanjesumpor-dioksida, zbogmalog udjela, najde5demoLe zanemariti. velidine koje utjedu na zradenjeplinova su debljine sloja /, parcijalni tlak pi temperatura/. Plinovi emitiraju i apsorbiraju energiju po dubini, za razllku od dvrstih tijela,kod kojih u procesu zratenja sudjeluje tek nekoliko molekularnih slojevi napovrsini koja zradi. rz toga proizlazi i utjecaj debljine sloja plina na zratenje.68
  • Energija toplinskih.zraka prolazu krozsloj plina postajesve manja pri zbog apsorpcijekoja je razmjernabroju molekula s kojima se zracisudaraju.eroj tif; sudaraovisanje, osim o duZiniputa odnosnodebijini sloja plina, i o parcijalnom tlaku. - Utjecaj temperature proizraziiz samogporijekla infracrvenog spektra plina, kao posljedica simultarih-kvantnih izmjenainergitskih razinarotaiijei interatom- skih vibracija molekula, koje su proporcionalne potenciji temperature. - Radi praktidnosti proradunaprililadno je izriz ta rritenie plinova prilagoditi Stefan-Boltzmannovu zakonu, pa se skladnbjednadZbifs-dl rirozepisati Qzpt,t: t6 O Ta (s-1s)ejje je eostupanj(koeficijent)crno6eplina, a( :5,67 . 10-8wm2 Ka) je stefan--Boltzmannova konstanta,a Z [K] temperaturaplina. _ Na dijagramima,s]. 5.1. i sr.5.2, prlkazane ovisnosti su stupnja crnoie ugljik--dioksida odnosnovod-en_e u obliku kriv,lja pare epr:f (p. t,^t) gdje je p jbar]parcijalni tlak plina, / [m] debljina sloja, a r [c] te,iipeiaiu.a pii.,a. ds) d o.(.)UJ o zE,ozo-fFgt TEMPERATURA TCI Sl. 5.1. Stupanj cmo6e ugtjik-dioksida (CO2) Izvor: 2, 4.5I 69
  • o- 0,2(r)oEU{)o 0.1z(f()2 O,o7b 0,0s EMPERATURA TCI srs2 vodene (Ho) pare i#3:lr:r;;" Ako poznajemostupanjcrnodeplina, moZese s pomoiu izraza(5-"1.5) izra- dunati toplina zra(enja q,prfWlm2f, koja odgovara toplini predanoj od jedne plinske polulopte na elemenatpovr5inecrnog tijela pri temperaturiod 0 K. Toplina izmijenjenazradenjemizmedu plinskog sloja temperature/, i neke povrsinesa stupnjemcrno6e€st temperaturit, moZese izradunati na prema opie- nitom izrazu Qz,pt: tst (Qz,pr,tr- Qz,pt,t2) lwl (s* 16) L,ntJ gdje je e,,pr,,,toplina zradenjaplina pri temperaturi tr, ? ez,pr,tz toplina zratenja plina pri temperaturi/2. 70
  • 5.2. PRORACUN LOZISTA5.2.1.Toplinska bilanca loZista osnovni zadatak toplinskog proraduna loZista generatora pare je da se na bazi toplinskebilanceodredi velidinaozradenih povriina koje na sebepreuzimaju toplinu zra(enjaili obratno, da se, ako se poznaiu oblik i velidinaloZi5ta,odredi predaja topline u njemu. U loZi5tima generatora pare toplina se uglavnompredajezradenjem se na pa tem-eljutoga i dini proradun. Naime, prijelaz toplini konvekcijornnaj8es6e se mole zanemaritizbog malih brzina dimnih plinova. Iznimku od ioga valja udiniti kod specijalnih izvedbi(loZistapod poviienim tlakom, loZista obhfu plamenica), u gdje_uproradunizmjene topline treba ukljuditi i konvekciju.- Predajniktopline z.ratenja loZistuje plamen,a prijemnik su loZisne u povrsinekoje su u suvremenim izvedbama generatora pare obioZene isparivadkim iijevima (ekranom). zra(enje plamena proizlazi iz dvaju razloga.Manji dio potjede od plinova uprocesuizgaranja, dok drugi, veii dio, nastajezbogzra(enjalvritih destica (dade,koksa), kao meduproduktaprocesaizgaranja,koje se ., pia-"nu nalaze lebde- u6emstanju. Te destice zradekao dvrstatijela i daju plamenuZuikastuboju. Zbogsvegatoga vrlo je tesko radunskitodno predstavitipojavu zratenja plimena iloZi5tujer na nju utjedu blojni dinioci koji su podloinirazliditimp.orni"nu-u utoku rada. osim teikog odredivanjastupnja crno6eplamena,teSkoje definiratii efektivnutemperaturuplamenajer sam procesizgaranja nije jednolik u ditavomloZi5nom prostoru,pa ni sastav plamenanije homogen.osim-toga,predajatoplinezradenjem zbivaseistodobnos izgaranjem (jedno utjedena drufo),-pa i tb oteZavadefiniranje efektivne temperature zralenja. jednostavnije proradune praksise s dovoljno todnostimoZepretpostaviti u - ?uda.plamen u kojemu je sadrZano dosta lebdeiih destica(plamen dvrstiirgorivakoje izgara u letu ili plamen tekuiih goriva), zradi kao sivi povrsinaodreEenogstupnja crnoie. Skladno tome, kao osnovicaproradunuizmjene topline zradenjemplamenau lozi5tima mogu posluZitijednadZbe (5-11) ili (5-14). pritom se, iadi pojedno-stavljenjaizraza, moZepisati Q.: Azr Cr-z [(#)-(,*tl] twl (5- 17)gdjeje C,_2, koeficijentprijelazatopline zra(enjem,premaizrazu(5_11),iznosi Cl-z:t+-i#] (s- 18) _ I _ _ _ cr c, c"odnosno,u skladu s rzrazom(5-14) 71
  • - I w l (s- 1e) L- 6-j L1-2 I A." --l- f1-l C r A r r Ct C"l- Ct je koeficijent zradenja plamena,za koji se pri izgaranjuloZivogulja moZe uzeti da je 4,88Wm2 Ka- Crie koeficijent zradenja loZi5ne povriine, odnosnoekranskihcijevi, za koji se, uz pretpostavku imaju tankunaslagu da dade, moZe takoderuvrstiti4,88Wm2 Ka- C" je koeficijent zratenja crnog tijela, a iznosi 5,67 WlmzKa- T, tK] je stvarnatemperaturaplamena- Z" tKl je temperaturastijenki cijevi ekrana,koja se uzimakao jednakatempe- raturi isparavanjauve6anoj30 do 50C- Ar, [m] je efektivno ozra(enapovr5inaloZi5ta,a- Ar, [ml je povrSinaplamenakoji zradi. Formulom (5 - 19) uzima se u obzir odnos izmedu povrSine plamena A* iozra(enepovr5ineloZi5taA7y. Stogasu odstupanjakoja nastaju pri proradunuprema formuli (5-18) toliko ve6a Sto je manje gorionikau pogonu, tj. Sto jemanje opteredenje loZi5ta.Kod proraduna loZi5tageneratorapare s vi5egorionikai pri punomoptereienju, moLeseipak s dovoljnotodnosti iskoristitiizraz(5 -18). Ako znamo stvarnutemperaturuplamenau loZi5tut", moie se iz jednadZbe(5-17) odrediti efektivno ozratenapovr5inaloZi5taAzL ili obratno; na temeljuozradenepovr5ine, odnosno topline koja se predaje zradenjem,izradunavasestvarna temperatura.Pritom se postavlja jednadZbabilance topline u loZi5tu,dovedenegorivom i zrakom zaizgarcnje, te topline predane zra(enjemi odvedeneizlaznim dimnim plinovima izloLi{ta, koja za 1 kg goriva glasi: ,h a t v,,^o : 9* H* i,, - t (fr i (r*t)] +r0,,, (s- 20)pri demuje i. entalpija ulaznogzraka u loziSte,10r,. entalpija dimnih plinova naizlaskuiz loLi(ta, svedena 1 kg goriva, a 7 stupanj iskori5tenja na lozi5ta,kojimse uzimaju u obzir gubici u loZi5nomprostoru. JednadZba jer (5-20) nije prikladna za rje5avanje, se kao nepoznanice isto-dobno pojavljuju ?, i 1pr,,, se proradunumora priii s postupnimpribliZavanjem pa(iteracijskompostupku)ili se jednadZba rje5avagrafidki,tj. odredivanjempresje-ciStaparaboledetvrtogstupnja, definiraneizrazomCr-t Att [ (* ) - ( * ) 1, . o.uu."..rdefiniranim - izrazomrlrH )vr,"6^ir1 1pt,,, o* B L100/ 100/ l "kao Stoje prikazano slici 5.3. na72
  • +[(*) -(t 1 o( ] - q, Ho + l, Vq.6 i11 14" tr t [c] Sl. 5.3. Grafidko odreclivanjestvarne temperatureu loZi5tu5.2.2.Ozradena povr5ina loZistu u odredivanjuefektivno.ozralenepovr5inenekog zida loZistauvodi se, premaEckertu, tzv. koeficijent razmjestajacijevi r1t, kojim se toplina sto je preuzimi nekacijevna stijenka s proizvoljnim rasporedomcijevi izjednadujer iopiino- koju bipreuzeozid prekriventom cijevnomstijenkom,uz pretpostavku mu je temperitura dajednaka temperaturistijenke cijevi. U tom sludajuje A r t : QA t : Z , V iA ^ (s-2r)gdje je A, povrsinapojedinog zida lozistakoji je oblozencijevima (ekranom), a Az: b; hi:ti ni 11 (s-22) -a I3
  • Sl. 5.4. Faktor ekraniziranja() kod dvorednograsporeda cijevi ZRACENJE OZIDA: > 1.-e 1,4.d 2.-e:0 3.-BEZZRACENJA OZIDAZRACENJE OZIDA1.-e= I,4 d2.-e:q,.q d3.-e:0,5d4.-e:OBEZ ZRACENJA OZIDA5.-e >0,5 d Sl. 5.5. Faktor ekraniziranja (V) kod jednorednog rasporeda cijevi lzvor: 2. 4.61
  • F; Efektivno ozradene povr5ine u loZiStu su loZi5ni ekrani (prednji, straZnji, bodni) i cijevne zavjese pregrijada. Povr5ine koje nisu pokrivene cijevima (ekranima), npr. otvori za gorionike i otvori zaulaz dovjeka, ne uzimaju se u obzir pri odredivanju Arr. Ako ekran ima tzv. membranske stijenke ili cijevne zavjese s dva ili vi5e redova cijevi, koeficijent razmje5tajaje /:1. Isto vrijedi i za trnasti ekran (kada su ekrani obloZeni kromnom ili nekom drugom izolacijskom masom, gdje postoji opasnost od izravnog dodira plamena s cijevima). Pri definiranju razmje5taja cijevi u loZi5tima zatekuta goriva uzima se: - za manje generatore pare s visokim toplinskim opterecenjima loZi5ta tld:l,l do 1.15. - za generatorepare s niZim toplinskim optere6enjem loZi5tatld:1,4 do 1,55, gdje je t korak izmedu cijevi, a d promjer cijevi. S.2.g.Temperature u loZi5tu Moramo razlikovati tri razlidite karakteristidne temperature u loZi5tu. To su: teoretska temperatura loZi5ta, stvarna temperatura loZi5ta i temperatura naizlazu iz loZiSta. 5.2.3.1. Teoretskatemperatura lo2i1ta To je ona temperatura koja bi se postigla kada bi se sva oslobodena toplina upotrijebila za grijanje dimnih plinova. Medutim, kod realnih izvedbi loZi5ta to nije moguie jer ih nije mogude izvesti s idealnom izolacijom, pa se jedan dio topline uvijek gubi u okolinu. Osim toga, loZiStase izvode s ekraniziranim stijena- ma, tako da dio topline zradenjem odmah prelazi na ekranski isparivad i predaje se vodi unutar cijevi. Ako se postavi bilandna jednadZba, prema kojoj se sva toplina loZiStakoristi samo za povi3enje temperature nastalih dimnih plinova od temperature koju ima zrak na ulasku u loZi5te tyy, tada slijedi 1t rh Ha: Vor C6 (t, - trr) (s-23) 1,,, jednadZbe Rje5avanjem (5-23) proizlaziizrazzateoretskutemperaturu loZi5tu u t ,:-4 +/L r fcl (s*24) vd cil 1,,., Kao Sto je vidljivo iz jednadZbe (5-24), teoretska temperatura u loZiStu razmjerna je stupnju iskori5tenja loZi5ta i donjoj toplinskoj vrijednosti goriva, a obrnuto je proporcionalna pretiiku zraka i specifidnoj toplini dimnih plinova. Budu6i da je pri izradunavanju teoretske temperature izgaranja potrebno poznavati srednju specifidnu toplinu dimnih plinova, ona se prethodno pretpostavi i potom joj se postupno pribliZava. 75
  • 5.2.3.2.Stvarnatemperatura lohista To je prosjedna temperatura koju imaju dimni plinovi u loZi5tima. Ona jeuvijek manja od teoretske arazlikanastajezbogpredajejednogdijela oslobodene ,topline zradenjemna stijenke loZi5ta.To se jednadzbomtoplinskebilance moZeizraziti kao 7h Ho- Q,: B VprCpr tr,- ,r,l B (s-2s) 1,, Iz rje5enjate jednadZbeslijedi da je stvarnatemperatura ,":Ma*+r", [c] (s-26) B Vo,Cr, l,uUvodenjemtzv. faktora ozradenosti toplina koja se zradenjem r, predajeu lozistumoZese izraziti kao dio topline dovedenegorivom, odnosno Q,:rBHa (s-27)pa izraz (5-26) postaje ,":M#+rr, ["C] (s-28) Vp, Cor1,,, Faktor ozradenosti rto je ve6i Sto je ve6a povrsina cijevi kojima je obloZenoloZiSte.Odmah je vidljivo da usporedo s porastom faktora ozradenostipada stvarnatemperatura u loZi5tu. Njegovom velidinom utjede se na geometrijski oblik i ras-pored ogrjevnih povr5ina generatora pare, jer se njime zapravo definira velidinaekrana u loZi5tu, odnosno onog dijela isparivadke povr5ine koja na sebe primatoplinu zradenjem. Sto je veii faktor ozradenosti, manji je konvektivni snop ispa-rivada. Kod starijih izvedbi generatora pare faktor ozradenosti bio je od 0,2 do 0,4a kod modernijih izvedbi, s ve6im ozradenim povr5inama odnosno s potpunoekraniziranim loZi5tima, taj je dio veii od 0,5 (do 0,6).5.2.3.3. Temperatura krajuloZista na Temperatura plinova na izlasku iz loZi3ta razlikuje se od stvarne temperaturekod onih generatora pare u kojima se toplina predaje konvekcijom u samomloZi5nom prostoru. Budu6i je kod uobidajenih izvedbi brzina dimnih plinova krozpresjek loZi5ta relativno mala, ta se razlika moi,e zanemariti zbog relativno malepredaje topline konvekcijom. Medutim, u loZi5tima u kojima se postiZu ve6ebrzine strujanja dimnih plinova, npr. lozi5ta u obliku plamenica, potrebno je uzetiu obzir i predaju topline konvekcijom, pa na temelju toga slijedi izrazza rempe-raturu na kraju loZiSta76
  • I /,l:/,-gG-Q{t"al (s_2e) B Vr, 1,,,, Cr, gdje je akoeficijentprljelaza topline konvekcijom, /" temperatura stijenki cijevi, a A. povriina loZi5ta koja je izloLena konvekciji. 5.3.PRORACUN KONVEKTIVNIH OGRJEVNIH POVRSINA GENERATORA PARE v:6 je pretho-dno napomenuto da je tesko todno proradunati izmjenu topline na ogrjevnim povrSinama generatora jer se radi o kombiniranom utjecaju zratLnja, konvekcije i provodenja. . Kada se govori o konvektivnim ogrjevnim povrsinama, tada se podrazumije- vaju oni .lijelovi generatora pare gdje prevladiva predaja topline tonvekcijom, a manji udio ima zra(enje. Provodenje topline u generatoru pare, kada su ogrjevne povrsine diste, nema znatnog utjecaja na prijelaz topline, jer su stijenke relativno tinke pa imaju dobru vodljivost topline. Medutim, ako su stijenke prljave ito se dogada u toku normalne eksploatacije, utjecaj provodenja topline postaje znatan pi treba da ga se pri radunanju uzme u obzir. Radi boljeg razumijevanja cjelokupne problematike proraduna ogrjevnih po- . vrsina generatora pare, ovdje ie se najprij e anijeti ornoun" termodinimske zaio- nitosti na kojima se temelji cjelokupni pristup, bez namjere da se detaljnije razmatraju, a zatim ie se prikazati nadin proradunavanja priiagoden uvjetima"koji su tu prisutni. 5.3.1.Fourierov zakonprovodenja topline Fourierov zakonl provodenjatopline utemeljenje na empirijskom razmatra- nju jednodimenzionalnog stacionarnog toka topiine kroz dvrito"tijelo. Jednodi- menzionalnitok podrazumijevada je temperaturajednaka na cijeloj povrsini okomitoj na pravac prolaza topline, pa se takve povrsinenazivaju izotermnim. Stacionarnitok podrazuljjev_ada je temperaturau bilo kojoj toiki nepromije- njena u toku vremena(slika5.6). Tada se Fourierov zakon moie izraziti jednadZbom. o- -^"(#) (s-30) gdje j9 ,t toplinskavodljivost materijala,,4 povrsinadr diferencijaltemperature, a dx diferencijaldebljine stijenke. 1J.nt - 1830),francuski matematiiar i fizidar, poznat po ^""?t,f:,:..J-:-r:l1l?rd:.(1768 svo;emudjelu , I heone analitique de la chaleur.<
  • t1 ?u t 3 l. f,n- r t1 t2 t3 o t1 t tn x1 x2 x3 xi Xn_, Sl. 5.6. Stacionarnoprovodenje topline U stacionarnom je toplinskomtoku gradijenttemperature konstantan, kada aje toplinska vodljivost ,l konstantna,temperaturniprofil je pravac. U skladu stime, integracijomgornje diferencijalne jednadZbeproizlazida je a- - AAtz-tr (s- 31) xPredznak ( - ) u jednadZbi ozna(ava da je tok topline pozitivan u smjeru padatemperature, odnosno tt- tz Q:lA (s-32) x5.3.1.1.Provodenjetoplinekroz ravnu vi5eslojnu stijenku Iz primjene Fourierovogzakona,kada je stijenka sastavljena vi5e slojeva odrazliEitedebljine i razliditihkoeficijenatavodljivosti (kao na slici 5.7.), proizlazida je toplinski tok isti u svim dijelovima stijenke, odnosno A A Q: trt X 1 ( t - t , ) : k (,- t): ; A ^ A - 2 - tt3 (tr- t): l"-, (tn-,- tn) (s-33) X3 i,78
  • Sl. 5.7. Provodenje topline kroz vi5eslojnustijenkuDaljnjim izvodom dolazi se do op6e jednadZbe za toplinski tok t r - t ^" o-A (s-34) > 4+gdje se ukupni koeficijent vodljivosti topline moZeizraziti s - - X r ,+ ,,2> - (s- 3s) 4pa gornja jednadZba za toplinski tok prima oblik ,.-tn Q=A"r{ =- (s- 36) Zxt5.3.1.2.Provodenjetoplinekroz cilindriinu stijenku Kod proradunageneratorapare susredemo najdes6e prolazom topline se skroz cilindridnestijenke (cijevi), kao na slici 5.8., za koje Fourierov zakon, uopienitu obliku, glasi 79
  • I IProvodenje topline kroz stijenku cijevi
  • O - - A r , i ; : - ) . 2 r " ,t # t 4 t d (s-37) gdje je r radijus stijenke, a / duljina. Ako imamo jednoslojnucilindridnustijenku, toplinski tok 6e biti 2).nl Q:-. n Qt-tr) (5- 38) - ln rl Ako imamo vi5eslojnucilindridnustijenku,kao na slici 5.9, premaanalognom postupku proizlazi 2xl(tr-t,) Q: 1 (s- 3e) h ! 2 + i t " Z +. . + n l , " Ay *5.3.2.Prijelaz toplinekonvekcijom ,- Prijelaz topline konvekcijomizrrtavase na temelju empirijskihizrazadobive-nih ispitivanjimai eksperimenralnim mjerenjima. uvieti koji se realno javljajuodreduju uglavnomturbulentnostrujanjei pritom, kad dimni"plinovistrujl prekoogrjevnih povr5ina,imamo dva osnovnasludaia:1. uzduZnonastrujavanje cijevi i kanala,2. poprednonastrujavanje cijevnih snopova.U nastavkuse iznoseneke- jednadLbe proradunprljelazatopline konvekcijom, zaprikladne za primjenu kod generatora pare.5.3.2.1. LJzdu2nonastrujavanje cijevi i kanala Na osnow radova drugih istraZivada schackje definiraoopiu jednadLbuzakoeficijent prijelazatopline kod turbulentnogstrujanja u cijevimaili usporednos cijevima normalnehrapavostiza sve plinove i prbgrijanuparu, koja glasi A:0,025 Cpo,81 ytoo,Ts tr,rs 6!-0,25 (s- 40) t# ]gdje je c, .lrlmt K] specifidnatoplina, ),tyl K] toplinskavodljivost, w" [m/s]reduciranabrzina na normalno stanje, a d [m] unutainji promjer cijevi odnbsnohidraulidnipromjer kanala. PrethodnajednadZba dimne plinove bez pretidka zrakau pojednostavlje- zanom obliku slasi o:lo,rn 0,,(*)-o,oo88 * (#u)l#t#l (s- 41) 81
  • Za dimne plinove koji se normalno javljaju u pogonu generatora pare mogu se uzimati vrijednosti dobivene iz prethodne jednadZbe, umanjene prlbliLno 2"/", odnosno ^^^l- / t . ^ ^ l t ? l h l ^ 0 . 7W f l 5 dlr:0,e8 (s_42) l + . r 0 + 0 l,r r - / _ 0 . 0 0l80 d ,]l f f i ; l m + ] , l8 Isto se moZeprimijetiti i za zrak, ali se vrijednostitada moraju umanjiti pribliZno 77o.odnosno r /r a : 0 e 3 + o (*/- Oft- - n / 1 l 4 l f - w 1 ts- + :l t* - l +tl r 00/ r d0.25 K I Lnl Ako cijevima struji pregrijana para moZemo se koristiti jednadZbom (#)1# n:l+,+z+or t;p] (s-44) U prethodnimizrazimat ["C] je temperaturamedija, a w" [m/s] reduciranabrzina medija,svededa normalnostanje,odnosno na 273 p [ *-l wo:w 2 7 3 + a o r 3L ; l t (s-4s) gdje je w [m/s] stvarnabrzina medija, r [C] temperaturamedija, a p[bar] tlak medija. U prethodnimjednadZbama [m] je svijetli promjer cijevi, odnosnohidrau- d lidki promjer kanala opieg oblika 4 A 4: dn:6 (s- 46) gdje je A I^l presjek, a O [m] opstrujavaniopsegkanala. Ako imamo strujanje kroz kratke i Siroke kanale, dobivenevrijednosti za koeficijent prijelazatopline konvekcijom atreba, prema prethodnimformulama, korigirati faktorom / koji ima slijedeie vrijednosti (ovisno o duljini kanala L i hidraulidnog promjeradn): 5.3.2.2.Popreino nastrujavanje cijevnihsnopova[l, Prema istraZivaniima O. L. Piersona, E. C. Hugea i E. D. Girminsona, postavljena je empirijska jednadZba koeficijenta prijelaza toplina konvekcijom kod poprednog strujanja preko cijevnog snopa: art:0.345 -Fon Yo-o-l f^ Cooo -p I (s- 47) do.3ef + Lm, K _l 82
  • gdje je /" koeficijent koji ovisi o rasporedu cijevi i Reynoldovom broju, / [Wm K]je toplinska vodljivost plina Co [J/m3 K] specifidna toplina plina, wo [m/s] reduci-rana brzina na normalno stanje, d [m] vanjski promjer nastrujavanih cijevi. Uvr5tavaju6i pojedine fizikalne velidine u prethodnu jednadZbu, dobivaju seizrazi za pojedine medije. Tako se za strujanje dimnih plinova bez pretidka zraka(teoretsko izgaranje) dobiva a = 1 , 1 y # r2n f w l (s- 48) L-tKl Za dimne plinove s uobidajenim pretidkom zraka, vrijednosti iz prethodnejednadZbe dovoljno je smanjiti pribliZno 27", odnosno q : r . 6 8W r ^ # [ - * O ] 5 (s- 4e) Za poprednostrujanjezrakapreko snopacijevi korekciju valja smanjitiotpri-Iike 7%, odnosno a,,:1.6ryr"#t#] (s- s0) Na isti nadindobivamoi koeficijentprijelazatoplinekonvekcijomkod popred-nog strujanja vodenepare preko cijevnogsnopa tT f^# ap=o,3ss (s- s1) [-*O] U prethodnim je izrazima:- yednja apsolutnatemperaturamedija u promatranompresjeku- fT Lfl koeficijent rasporedacijevi, koji se s dovoljnom todnos6umoLe uzeti za paralelni raspored cijevi 1,1, a za Sahovski 1,15do 1,20,- w. [m/s] brzina medija u najuZem presjeku snopa, reducirana na normalno stanjeokoline (0C, 1,013bar), odnosno 273 p fl wo:w 1 " 0 1 3J (5- s2) m+t L;gdje je w [m/s] stvarna brzina medija u najuZempresjeku cijevnogsnopa,/je srednja temperaturamedija u promatranomsnopu, a p [C] [bar] apsolutni tlakmedija,- d vanjski promjer cijevi u nastrujavanom cijevnom snopu. [_rn] Prethodne jednadZbe za popre(no nastrujavanje cijevnih snopova vrijede_kada je nastrujavanje pod pravim kutem u odnosu na oii cijevi i kada je desetredova u snopu. U drugim prilikama dobivene vrijednosti koeficijenta prijelazatopline valja korigirati faktorom kuta nastrujavanja f i faktorom broja rldouacijevi /", odnosno OKoR: af"f, (5- s3) 83
  • U prethodnoj tablici B je kut nastrujavanjadimnih plinova u odnosu nasimetralucijevi.U ovoj tablici n je broj redova cijevi u snopu. Prethodnim razmatranjem o prijelazu topline konvekcijom obuhvadeni suglavni sludajevi koji se javljaju u generatorima pare. U pojedinim konstrukcijamai izvedbama mogu se pojaviti joS neki specijalni sludajevi, koji se ovdje neieposebno proudavati ni prikazati.l plinovau dimnimkanalima cijevnim5.3.3.Zrad,enje i snopovima Kod vi5ih temperatura dimnih plinova (viSeod 500C) znatanutjecaj nakoeficijent prijelaza topline ima zradenjetroatomnih plinova, odnosno vodenepare (HrO) i ugljik-dioksida(COr). Na prethodno priloZenimdijagramima(sl.5.1. i sl. 5.2.) danesu vrijednostistupnjacrnode plina spr co2 i Hro) ovisno (zao temperaturi/ i umno5kuparcijalnogtlaka p i debljine sloja / s pomo6udegasemoic izratunatitoplina predanazradenjem plinskepolusfere elemenat na povr5inekoji se nalazi u sredini povr5inejednog crnog tijela pri temperaturiod 0 K. Qz,pt: s6 o Ta (5-54)U skladu s time, za pojedinu vrstu plina proizlazi: ezcor,t= tcoz o Za, odnosnoQz+2o,t: €H.o Ta, gdje ie o (: 5,67 l0-8 Wm2 Ka) oStefan-Boltzmannova konstanta, a T [K] temperatura plina. Nadalje, toplina izmi-jenjena zradenjem plinova s nekom stijenkom koja ima stupanj crno6e (apsorpcij-ski faktor) 4, slijedi iz izraza Qzco2: t", (Q,cor;pt- f Q.aor,or) | I w.l ----;l - (s ss) L mlodnosno QzH2o: t", (4"uro,rpt- C, wl (s- s6) "ro,*) [ mrJt Z" d.t"tjrtf prouOavanjeovog podrudja upuiuje se na posebnuliteraturu I rl, l2l,t 41,51,6],t 81, t [ I e].t 1ol.84
  • U prethodnim je jednadLbama:- Qzco2> e.uro ie toplina predana zradenjem CO, odnosno H2O pri temperaturi /p1 neku stijenku temperature /,,; na- s,,je stupanj crno6e stijenke (zavaljane cijevi i Samotnuoblogu od 0,75 do 0,9);- je Qzco2,top QzH2o,,o, toplina zratenia CO2 odnosno HrO pri temperaturi /ori- je korekcijski faktor kojim se uzima u obzir utjecaj temperature kod zradenja / CO2, a iznosi f= (s-s7)gdje je Zor [Kl temperaturaplina, a 2,, [K] temperaturastijenke za koju seproradunava;- 4zco2,t"r, je QzHzo,,", toplina zralenja CO, odnosnoHrO pri temperaturi/.,. Radi odredivanjastupnja crnoie plina prema priloZenimdijagramima(slika5.1 i 5.2) potrebnoje prethodnoodrediti debljinu plinskogsloja / [m] i parcijalnitlak p [bar]. Kod cijevnih snopovas paralelnim i Sahovskimrasporedom,kao i za oralenekanale, moZe se uzeti da je debljina sloja /:1.. za ozratene kanale l: a . g lmlTablica 5.2. Karakteristidni faktor za odreclivanie debljine sloja plina Vrijednostifaktorag , 1 4 6 10 15 b/a I 0,60 0,77 0,96 105 1,10 1) -tl 2 0,77 0,86 0,99 1,08 1,15 4 0,96 0,99 1,10 1,18 1,26 ,28 6 1,05 1,08 1,18 1,27 1,36 ,40 10 1,10 1,15 1,,26 t,36 1,55 ,68Izvor: [10, prilog 42] bl-t2. za cijevnesnopove/= r . g [m]Tablica 5,3. Karakteristidni faktor za odredivanie debljine sloja plina kod cijevnih snbpoua SSr X: 2 3 Vrijednostifaktora g 4 5 6 7 +-or panlelni rasporcd 2 0,65 0,70 0,74 0,77 n70 0,80 , ,A, 6 10 1,64 1,67 )) 1,75 2,62 1,82 2,70 1,90 2,82 3,02 eg 20 q 2,80 2,89Izvor: [10, prilog 42] 1< 3.86 ?R5 4,34 4,t5 4,93 4,35 5,30 ,#4 raspored Sahovski 85
  • ll Debljina sloja plina volumenaproizvoljnogoblika odreduje se, prema Hau- senu, s pomo6u pribllLnog izraza t:o,e r^l ff (s- s8) gdje je V [-,] volumenpromatranogprostora,a A lm2l povrSina ozradena plino- vima. Zbog refleksije ozradenihstijenki nastajepovedanjedebljine sloja, pa u takvim uvjetima, koje imamo u generatorupare, valja radunati s korigiranom debljinomsloja /*, premaizrazu tk:t(z-d [m] (s-5e) gdje je 4, stupanj crno6e stijenke. S tako dobivenom vrijednoSiu moZe se prora- dunavati dalje. Parcijalni tlak p zrale1eg plina odreduje se na temelju njegova volumnog udjela q, iz (ega slijedi qs6r= Pcor:1,013 1,013 W*l (5-60) fr Puro= qrr6: 1,013 1,013 fi*l (s- 61) fr gdje su veliline g.qr, ewro, Vcor, V^ro i 7or odredene iz jednadLbi izgaranja (poglavlje 3.2). Kada su oba plina (CO, i HrO) istodobno u smjesi plinova, javljaju se medusobni utjecaji tako da zradenjempredanatoplina ne predstavljazbroj toplina koje bi svakiplin predao samza sebe.stogaje ukupno predanatoplina zradenjem plinova jednaka e . p t:0 ,9 (e ,co ,*n ,r," ) 7 6- 62) l *Y ] gdje se faktorom 0,97 tzima u obzir medusobniutjecaj plinova koji se nalaze u smjesi. 5.3.4. prijelaz Ukupni topline strani na dimnihplinova Kao 5to je iz prethodnogvidljivo, na strani dimnih plinova nastajeprijelaz topline zbog konvekcijei zradenja dimnih plinova (CO, i HrO), pa je njihov zbroj ukupni prijelaz topline. Bududi da se konvektivniprijelaz topline izrai,ava koeficijentomprijelazaa, prikladno je tome prilagoditi i prijelaz topline zradenjemdimnih plinova, tako da 6e ukupni (ekvivalentni)koeficijentprijelaza topline dimnih plinova arbiti ar: ai aro, (s- 63) Q^t 0,97 (q""orj q.rro) f- w l g0le Je (I^t=-^j7: t l (s- 64) a tt." 6 /roe LmKl 86
  • u prethodnomizraz]u,a,t^rznati srednjulogaritamsku razliku temperatura predajnikai prijemnika topline. izmedu 5.3.5. Srednjalogaritams r azlika ka temperatu ra Tok promjene temperature uzduz stijenke na kojoj se prenosi toplina zbiva sepremalogaritamskoj krivulji, u proradunima promjenr;ivltokovi temperature se najdesie zamjenjuju pr"-u ,-j"ru ,t.ujanja -srednjimtemperatura-u. uzduz ogrjevnih povrsinu,u g"n"ruiorima pare mogu nastati medija tri sludaja: f . istosmjernostrujan;e, 2. protusmjerno strujanje, 3. popredno(unakrsno)strujanje. 5.3.5.1.lstosmjerno strujanje .Radni medij koji predajetoplinu i onaj koji preuzimatoplinu imaju isti smjer strujanja(sl. 5.10). A /- A / (trur- tzr) - (t, o- tzi,) - Tada vrijedi : L. tror,.,, , a/, /ru-/zor (s- 6s) l n - 1n Ltz tta- tzi, Sl., 5.10. Istosmjerno strujanje5.3.5.2.Protusmjerno strujanje Smjer strujanja radnih medija je suprotan (sl. 5.11). Lh-Lt2 (/,u -, tzn) (tro- tr,r) -Tada je A /rog, prot . L t , tra- tzi. (s- 66) l n 1n Ltz ttit- tzot 87
  • rrcl IruL l& Sl. 5.11. Protusmjerno strujanjc5.3.5.3.Popre1no(unakrsno) struianie Smjer strujanja radnih medija je popredankao na slici 5.12. A /roe,irt + A /rog,p.o,Za takvo strujanje je A /,or, *0,: (s-67)5.3.6.Koeficijent topline Wolaza U skladu s Fourierovim zakonom provodenja topline, koeficijent prijenosatopline kroz ogrjevnu povr5inu iznosi 1 t w l (s-68) o:llJ Lnrl A 1 A A 2 I tlcl trr. lu* I l2 Sl. 5.12, Popredno struJanJe
  • gdje je. a1IWlm2 K] uku-pnikoeficijent prijelazatopline na strani dimnih plinova(predajnika topline), s {ml debljina stijenke, ) l*lm Kl koeficijent vodljivostimaterijalastijenke,a arfwlmz K] koeficijentprijeiazatopftne stiani prijemnika natopline (voda, para, zrak). Bududi da se velidina zaogmalevrijednostimozezanemariti, slijedi da je ) (rtGt K:a,+a I w * j , 1 (s-6e) L;t5.3.7.Utjecaj zaprljania povr5ina prijenos ogrjevnih na topline U toku rada generatorapare ogrjevne se povrsineprljaju na strani dimnihplinova i na strani vode i pare. Pravilnompripremom i obradom vode mogu sepotpuno izbjeii taloZenjana vodnoj i parnoj strani, ali taloZenja6e biti na stranidimnih plinova. Za 63&nje ogrjevnih povr5inana strani dimnih plinova koristese propuhivadidade; naslagepepela, koksa, dacle drugih onedis6enja mogu i nesepotpuno izbjeei,pa to uzrokujesmanjenje prijenosatoplina zbogznatno manjihkoeficijenatavodljivostiu odnosuna materijalcijevi, kao Stoje vidljivo iztablice5.4. Tablica 5.4. Vrijednosti koeficijenta vodljivosti za razlitite naslage cijevima na Materijal Koeficiient I W I voatlivosti IJTJ pepeo 0,08-0,15 troska 0,15-0,19 dada(pri 200C) 0,101 dacla(pri 400C) 0,131 koks (pri 100"C) kamenackalcijevetvrdo6e 0,1,5-2,2 kamenacostatnetvrdoie -2,2 0,07 zaprljanje ogrjevnih povrsina najvi5e ovisi o vrsti goriva, nadinu loZenja,geometriji ogrjevnih povr5inai brzini strujanja. Utjecaj zaprljanjaogrjevnihpovrsinanajdesiese uzima u obzir tzv. korekcij-skim faktorom zaprljanja f,, dobivenogna temelju iskustvenih podataka.ovisnoo vrsti goriva i obliku ogrjevne povrsine, korekcijski faktor zaprljanja $, je od0,7 do 0,98. Nize vrijednosti odnosese na izgaranjekrutog goriva, a vise akoseupotrebljavatekuie i plinovito gorivo. Korekcijski faktor zaprljanja [, veLese izravno na koeficijent prijenosato-pline ft, tako da njegovakorigiranavrijednostiznosi ku=€.-[#] (s-70) 89
  • 5.3.8.Proradun generatora isparivada pare U ovom dijelu govorimo samo o onom dijelu isparivada u kojemu se toplinaprenosi konvektivno, dok je dio gdje se toplina prenosi zradenjem plamena obra-den u poglavlju5.2. Op6ajednadiba za prijenos topline konvekcijomje Qi:kv A /bsAi [W] (5- 71)qOl_9 O, [W] toplina koja se predaje u konvektivnom dijelu isparivada, lek* [Wm2 K] korigiranavrijednostkoeficijentaprijenosatopline, A r,* [f] srednjalogaritamska razlika temperatura izmedu dimnih plinova i vode u i-spaiivadu,aAt [mt) efektivnapovr5inaisparivada (konvektivnog). Iz jednadZbe(5-71) se moZeodrediti potrebnapovr5inaisparivada -4,.Polazeeiod osnovnog izraza za koeficijent prijenosa topline 1 !.:_ l***1 Q 1 A d 2gdje se u ovom sludaju, zbog relativno tankih stijenki cijevi i relativno velikeprovodljivostimetala,velidinasl)moLe zanemaritiisto kao itlanl.l arzbogznatnove6evrijednostikoeficijentaprijelazatopline na stranivode, pa izrazzakoeficijentprijenosatoplinepostaje ,,-o, | w_.1 *_ - (s-72) l"r, K lodnosno ky_ a t - w l €, l*, r-.1 (5- 73) Bududida je temperatura straniprijemnikatopline (vrelevode) konstantna nai jednaka temperaturiisparavanja izrazza srednjulogaritamsku ti, razliku tempe-rature postaje (lor,,r- t) - (to1, n- ti) A /roe: - (s-74) , Ipl. ul f; t6, o- tiodnosno (/or, or - fpr, i,) [ /roe = /Pr,ur - /i (s- 7s) ,n t6, i. - tiJednadZba toplinske bilance za konvektivni dio isparivada moZe se pisati - Qi,pr:9: n vrl cprll., U.o, /or,i") (s-76)90
  • gdje je Or,prtoplina koj3 s9 oduzima plinovima u podrudju konvektivnog ispariva- (a, a r7,,stupanj zra(enja koji se odnosi na vanjske poutsine konvektiviog ispari- vada, pa se uzima da je r7,,:1-gz (g2 je gubitak zra(enja generatora pare u okolinu). . lz te jednadZbe moZe se izradunati izlazna temperatura dimnih plinova iz konvektivnog dijela isparivada, prema jednadZbi Q, t p l ,a = t p t ,u t | Pt "t rcl (s-77 ryoB VerCr, l, -pt, e -- |tpt.ut gdje je Crrl,,,.o srednja specifidna toplina dimnih plinova izmedu tot,i,i tg,,,t, odnosno t p ro t , I lbr.. Pt"t Co, l" tpr. - Cpr ur tpt. o lo | c o t, rld , o = f r l (5- 78) tpl.ut- tpt,U Lm,iK_l5.3.9.Proradun pregrijada pare Da.bi pregrijadpare zadovoljio,u njemu se s dimnih plinova na paru mora prenijeti toplina koja je nuZna za isparavanje vlage sadrzaneu ulazioj pari iz bubnja i za pregrijavanjena potrebnu temperaruru. S obzirom na smjestajogrjevnihpovrsina,odnosnos obziromna nadinprije- laza topline koji je najvisezastupljen,pregrijadipare mogu se podijeliti na: l. ozra(,ene pregrijadepare, 2. konvektivne pregrijadepare, 3. kombiniranepregrijadepare. ozradeni pregrijadi pare smjestenisu u podrudju visih temperaturadimnih -. plinova, zbog tega toplina ve6im dijelom prelazi zraEenjem plamenaiz loZistaili dimnih plinova, a manjim dijelom konvekiijom. zbog tbga se kod takvih pregri-jata pri radu sa veiim optereienjem ostvaiuje manji piegrijavanje, tj. niZe-su izlazne.temperaturepare jer je protok pare propor.lonuttiopov"6an,a toplinazra(enja samo je neznatnove6a. Radni tarattiristika takvog pregrijadapare jeprlkazana na slici 5.13/1. Kod konvektivnih pregrijadase povedanjem optereienja pove6avaju brzinestrujanja dimnih plinova.i pare. zbogtoga sepovedava tcoeticilentprijelaiatoplinei ukupno prenesene topline s dimnifi plinova na paru, a u skl-adu ti-e pou"iuuu ise .izlaznatemperaturapare izpregrijada.Karakferistikakonvektivnogpregrijadaprikazana na slici 5.1312. je Na pregrijade pare s kombiniranomkarakteristikom imaju podjednakutjecaj ..prijelaztopline zradenjem.i konvekcijom,p3 Sekod njih iztainitemperaturaparey pregriiata neznatnomijenja s obiirom-na promjenu optereienja, kao na slicis.t3/r. Pregrijadi pare mogu, s obziromna velidinui broj snopovacijevi, biti izvedeni-kao jednostupnjevi,dvostupnjeviili vi5estupnjevi. 9I
  • optere6onie optorecenie optere6enie Sl. 5.13. Temperatume karakteristike pregrijada S obzirom na smjer strujanja dimnih plinova i pare, oni mogu biti:L) unakrsni (popredni)/ istosmjerni,2) unakrsni (popredni)/ protusmjerni. Malokad se izvodesamos istosmjernimili protusmjernimstrujanjem.Op6e-nito je najde3da izvedba pregrijadapare s dva stupnja, i to u prvom stupnju sunakrsnim/protusmjernim strujanjem,a u drugom stupnju s unakrsnim/istosmjer-nim strujanjem. JednadZba prijenos topline, na osnovi koje se proradunava za potrebnapo-vr5ina loo pregrijadapare koji udovoljavapotrebamaisparavanjaostatka vlagesadrZane ulaznoj pari i pregrijavanjana potrebnu temperaturu,glasi u App: D (io - i - x r) Qop: ku L tro. (s- 7e)gdje je Ooo[W] toplina koja se predajeu pregrijadupare, ft1 [Wm2 K] korigiranavrijednost koeficijentaprijenosa topline, A l,* [K] srednja logaritamskarazlikatemperatura izmedudimnih plinova i pare, Arol^] efektivnapovrsinapregrijadapare,D [kgA] kolidinapare koja sepregrijava,io [J/kg]entalpija izlazne pregrijanepare, i [J/kg] entalpijavrele vode kod radnogilaka, x udio suhozasiiene pare naulazu u pregrijad,r [J/kg] toplina isparenjakod radnog tlaka. vlaZnostpare na ulazuu pregrijaduglavnomovisio radnomtlaku, specifidnomoptere6enju povrsinevode u bubnju (vodenogogledala),specifidnom opteredenjuparnogprostorau bunju, izvedbisistema separaciju za pare i optereienju genera-tora pare.Prosjedne vrijednostivlaznostiparena izlazuizparnogbubnjaiznose:0,02 do 0,04 za manje generatore pare, cilindridneizvedbes pramenicima dim- i nim cijevima, s malim radnim tlakom i prirodnom cirkulacijom;0,04 do 0,06 za srednjegeneratore pare, radnog tlaka do 8,0 Mpa i s prirodnom cirkulacijom;0,06 do 0,10 za generatorepare s visokim radnim tlakom (do 15,0 Mpa) i s prirodnom cirkulacijom ;0,L0 do 0,15 za generatore pare s visokim radnim tlakom i s prisilnom cirkulaci- jo-.92
  • Koeficijent prijenosa topline pregrijada pare raduna se prema poznatoj jed_ nadZbi 1 k__ 1 , s , 1 - T - T - Q1 /L Azgdje se u.tehnidkomproradunu,odnoss/,1moLe zanemariti, koeficijentprije- panosatopline iznosi I k: :eta2 f-Y-l (s- 80) 1 ,1 a 1 I a 2L m . K J Q1 az lrzyna strujanjapare kroz pregrijad,o kojoj ovisi koeficijentprijelazatopli lnesa stijenki cijevi na paru, moZe biti od 12 do 35 m/s. ve6e sevrijednostiprimjenjuju kod visih tlakovai visihtemperatura, obratno. i Brzina strujanja dimnih plinova u podrudju pregrijadasu od 6 do 20 m/s. JednadZba toplinskebilanceza pregrijat,pare glasi Qpp,pr:9v.: n vo1Cptll., U, u,- /or, i") (s- 81)gdje je op6o1toplinq fgju se oduzima plinovima u podrudju pregrijadapare, astupanj zra(enjavanjskih povrsinapregrijadar7,,jediakje bnom kod isparivada(konvektivnog). Iz prethodne jednadZbeproulazi da je izlaznatemperaturadimnih plinova izpregrijada - 4,x= t6,", -i* (s- 82) r.* ["c] 7 1 B, V p r C r r l , .5.3.f Proradun 0. zagrijaea vode U zagrijadima vode nlqojna sevoda prije uraska parni bubanj predzagrijava una_temperaturu koja je obidno 20 do 50c niZa od temperatureisparavanja pri1adlo.- tlaku. Ta je temperatura iskustveno utvrdenada-sekod promlene (toie-banja) radnog tlaka ne bi dogodilo naglo isparavanjeu zagrijifu vode, 8to biloglo uzrokovati nepoZeljnehidraulidke udare, Kod veiih generatorapare, svi5im radnim tlakovima, mogu se zagrijadivode izvesti i tako Aa se u njima vodadjelomiceisparava(5 do 25 %). To su tzv. predisparivadi vode. . . Mllii i srednji generatoripare obidnoimaju jednostupnjeve zagrijadevode,dok ve6i imaju zagrijades dva stupnja. ^ - JednadZba prijenosatopline u zagrijaduvode, iz koje se odreduje njegovaefektivna povr5ina. glasi Qzv : kk L tbsA",= D (tzv - iNV) [W] (s- 83) 93
  • gdje je Qru[W] toplina koje se predajeu zagrijadu vode, ftk [Wm2 K] korigiranavrijednost koeficijentaprijenosa topline, A r,., [K] srednja logaritamskarazllkatemperatureizmedudimnih plinova i vode, Arulmrf efektivnapovrsinazagrijatavode, D [kg/s]kolidinavode kroz zagrijad vode, ir, [Jlkg] entalpijavode niiziazuiz zagrijata vode, i^17[J/kg] entalpija napojne vode (na ulazu u zagrijat,vode). Koeficijent prijenosatopline i ovdje se, slidnokao i kod pregrijadapare, u .pojednostavljenom obliku proradunava prema x : 7e7dfti , r I w l (s_ 84) L;:rlVrijednosti brzina strujanja vode u zagrijadima vode kre6u se od 0,5 do 4,0 m,/s,a brzina strujanja dimnih plinova od 6 do 20 m/s. JednadZba toplinske bilance za zagrijat, vode glasi ut E! - B Vor Cpr lPr (6r,r - /pr, o- (5- 8s) Q,u.pr: 1,",,o z)gdje je Q*,ottoplina koja se oduzima plinovima u podrudju zagijalavode, a q.,,stupanj zratenja vanjskih povr5ina zagrijada vode u okolinu, odreduje se na istinadin kao kod konvektivnog isparivada. Iz prethodne jednadZbe slijedi jednadLba za radunanje temperature dimnihplinova iz zagrijata vode Q,U tpt, iz: tpt, rl I tnl ut rcl (s- 86) 71o Vpr Co, 1,. . B pt, v5.3.11.Proradunzagrijala ztaka Tagr|jat,zrakapripadatzv. naknadnim ogrjevnimpovrsinama koje su najdesieugradenenaizlaznomdijelu dimnih plinovaiz generatora pare; ima dvije osnovnefunkcije:- da snizi izlaznu temperaturudimnih plinova iz generatorapare i tako smanji gubitak izlaznetopline dimnih plinova odnosnopove6atoplinski stupanjiskori- stivostigeneratora pare;- da se zagrijavanjem ulaznogzrakapostigne potrebnatemperatura loZistukoja u je nuZnaza efikasno izgaranjegoriva u tehnidki raspoloZivomvremenu izgaranja (0,1 do 1,6 s), Sto je narodito znadajnopri koristenju goriva losije kvaliteie (niZetoplinskevrijednosti). _ JednadZba prijenosa topline zagijata zraka, iz koje se odreduje njegovaefektivna povr5ina, glasi Qo: ky A, trorA,,: B Vy Cy t: 0r-rr) [Wl (s- 87)94
  • gdje je Q-IWI toplina koje se predajeu zagrijaduzraka,tu [Wmz K] korigiranavrijednost koeficijentaprijenosa topline, a rbg [K] srednja logaritamskarazlikatemperatureizmedudimnih plinova i zraka,A-[mtl efektivnapovrsina zagrijatazraka, B [kg/sl kolidina goriva, yr [m,Vkgl kolidina zraka za izgaranje koji sezagrijavau zagrijadu zraka, c,- pl*; K] srednjaspecifidna toplina zraka,trrlcf ltemperatura zraka na izlazuiz zagrijala (na ulazu u loZi5te),a r. [c] temperaturazraka na ulazu u zagrijat, zraka. Vrijednost koeficijentaprijenosatopline proizlaziiz , atet I w I x : - q l- ? l - * l - t Q2 Lm. Kl (s-88)Brzina strujanja dimnih plinova u podrudju zagrijata zrakaje 6 do 20 m/s, a brzinastrujanja zraka 8 do 26 m/s. JednadZba toplinskebilanceza zagrijat zraka glasi Qu,pr:9= : n vr1 cptl," O,, - /pr, i,) (s- 8e)gdje je. Q-,ortoplina koja se oduzimaplinovimau podrudju zagrijair-zraka, a ry",,stupanj zratenjavanjskih povrsinazagrljatazrakau okolinu, koji se odredujenaisti nadin kao kod konvektivnogisparivada. Iz prethodne jednadZbeproizlaziizlazna temperaturadimnih plinova izzagri-jata zraka, odnosno t6,a:tp1,"---g t.c1 (s-e0) - ryo Vpr 1,.. B Co To je ujedno i izlazna temperatura dimnih plinova iz generatora pare. 95
  • 6. CIRKULACIJA VODE U GENERATORIMAPARE Prema nastanku sile koja uvjetuje pojavu cirkulacije vode unutar tladnogsistemageneratora pare, razlikujemo:1. prirodnu cirkulaciju i2. umjetnu (prisilnu cirkulaciju). Prirodnacirkulacijanastajekao posljedicarazllke izmedu gusto6e vrele vodei pare. Kod umjetne cirkulacije sila koja pokreie radni fluid nastaje zbog pogonacirkulacijskeili napojne pumpe. Osnovnizadaci pravilnecirkulacijeu generatoru pare su: hladenjematerijalaogrjevnih povr5ina,preno5enje topline sa stijenki na radni fluid i usmjeravanjestrujanja nastalihmjehuriia vodenepare. Cirkulacijomvode istodobnose osigurava odvodenjetopline i hladenjemate-rijala cijevi i tako sprijedavasmanjenje kvalitetematerijala(dvrstoie)Stobi nastalozbog pregrijavanjaiznad dopu5tenih radnih temperatura.Strujanjevode uvjetujeprijelaztopline konvekcijom,koji je znatnoveii negoprovodenjekoje bi nastalokada ne bi bilo cirkulacije. Osim toga, usmjeravanjestrujanja mjehuriia pareonemogu6uje nagomilavanje obliku tzv. parnih.jastukana stijenkama,koji bi uzbog loSijegprljelazatopline na paru uzrokovalilokalno pregrijavanje,a u kraj-njem sludajui >pregaranje( propu5tanje te cijevi zbog gubitka mehanidkihkvali-teta materiiala. 6.1.PRIRODNA CIRKULACIJA VODE Glavni faktori o kojima ovisi prirodna cirkulacija vode u generatorima paresu radni tlak te dimenzije i oblik isparivadkog dijela. Radni tlak u generatoru pare prvi je faktor ogranidenja primjene prirodnecirkulacije zbog njegovog utjecaja na razliku izmedu gusto6evrele vode bez parnihmjehuri6a (u tzv. silaznim cijevima) te mje5avine vrele vode i mjehuriia pare (utzv. uzlaznim isparivadkim cijevima). Bududi da se usporedo s porastom tlakasmanjuju razlike izmedu gusto6e vrele vode i suhozasi6enepare, sve dok se kodkritidnog tlaka potpuno ne izjednade, istovremeno se, proporcionalno smanjenjurazlike tih gusto6a, smanjuje i sila uzgona koja odrL.avacirkulaciju. Stoga se 97
  • pri-ro.qnlcirkulacija moZeprimjenjivati samo kod generatorapare niZih i srednjihradnih tlakova, dok se prinudna cirkulacijakoristi kod srednjih i visokih raOnltrtlakova. Uzev5iu obzir i drugi utjecajnifaktor, odnosnohidrostatskuvisinu cirkulacij-skog kruga, moZe se postaviti gruba granicatlaka primjene prirodne cirkulacijekod stacionarnih (kopnenih)generatora pare od priblizno 160bara,sto je moguieuz izvedbes vrlo visokim ekraniziranimloZistima.Medutim, kod brodikih gene-ratora pare raspoloLiva visina konstrukcije znatnomanja, pa se granicailaka jes prirodnom cirkulacijomspu5taniZe od 100 bara.6.1.1.Hidrodinamika prirodnecirkulacije Cirkulacijski krug s prirodnom cirkulacijom dini sistemtzv. silaznih("hlad-nih<).i uzlaznih(zagrijavanih)cijevi povezanihs parnim bubnjem, gdje se parao.dyaja mjesavinevrele vode i parnih mjehuri6a.Kao sto je veilpom"nrrto, odcirkulacijase ostvarujekao posljedicarazlike izmedu gustode itupca vbde u sila-znim i stupca mje5avinevode i pare u uzlaznim cijevima. 1) r^-=A -l &/*= @I ry --t I P Sl. 6.1. Osnovni oblici cirkulacijskih krugova Legenda: 1-parni bubanj, 2-silaznecijevi, 3-vodenakomora, 4_ulazneciievi Cirkulacijskikrugovi mogu biti jednostavni(slika 6.1/1)ili sloZeni(stika6.112i 61l3). Kod jednostavnih cirkulacijskihkrugovaparni bubanj i sabirnikspojenisu silaznimiuzlaznim cijevimapribliZnoistog geometrijskog oblika, s time Stoseuzlazne cijevi nalazeu istim toplinskimuvjetima(pribliZnoistatemperatura dimnihplinova). Kada se uzlaznecijevi nalaze u razliditim toplinskim uvjetima (slika6.1,12) imaju razlidit geometrijskioblik (slika 6.1/3), tida je cirkulacijskikrug itislozen jer su u njemu razliditi uvjeti koji utjedu na cirkulaciju. Kod sloZenihcirkulacijskih krugova mogu nastati razlidite smetnje u cirkulaciji, kao sto jestagnacija cirkulacijeili pojava cirkulacijeu suprotnomsmjeru, sto moZeuzroko-vati Stetne posljediceu pogonu. - osnovni cilj proradunacirkulacijevode u generatoru pare je da se definirajutakvi uvjeti strujanja vode, odnosnomjedavine vode i pare u silaznim. uzlaznim icijevim.a, koji ie osiguratidovoljanodvodtopline sastijenki cijevi, a time i njihovohladenje.98
  • Karakteristidna velidinacirkulacijeje tzv. cirkulacijskibroj c, a to je odnosizmedu kolidinevode koja se uvodi u krug D" i kolidine pur" I) koja se oslobaclaiz njega,odnosno D" t:E (6- 1). Dakle, cirkulacijskibroj omoguiavauvid u intenzitetcirkulacije.prethodnoje navedeno na intenzitetcirkulacijenajviSe da utjederadni tlak i oblik konstruk-cije generatora pare, pa se u tablici 6.1. navodeorijentacijskevrijednostiovisneo tim faktorima.Tablica 6.1. Cirkulacijski brojevi razliditih izvedbi generatora pare Vrsta generatora pare Radni Kapacitet Cirkulacijski tlak [bar] tkc/sl broj C generatoripare sanajviSimtlakom - 145 185 55- 180 8-5 generatoripare s visokim tlakom 80- 140 20-70 1,4-6 generatoripare sasrednjim tlakom: - s jednim bubnjem - s dva bubnia 35-80 10-55 30-20 -striidetiribubnja 15-35 8-55 65-45 13-35 8-55 55-35 generatoripare malog kapaciteta 30-45 2-10 60-25 generatoripare s niskim tlakom 15-30 do4 200-s0 brodski generatoripare: - srednjeg tlaka - niskos tlaka 40-70 14-30 10-6 18-30 t4-30 2s-1,5 Proraduncirkulacijeu cirkulacijskomkrugu izvodi se tako da se izjednadujusila uzgola prirodne cirkulacijei ukupan pad tlaka u krugu, kao sto je prikazanona slici 6.2. ! Z " D p E .-., Pm l^ E ls lrl D. P Z E t3 I f p",r -f 1 D" Ikg/s] Sl. 6.2. Grafidki prikaz proradunajednostavnogacirkulacijskog kruga 99
  • Ako voda ulazi u cirkulacijski krug s temperaturom koja ie niLa od tempera-ture vrenja, tada se ona mora najprije zagrljatidoku todkiD ne dosegne tempe-raturu isparavanja.Visina h, ukupna je visina cijevi na koju se dovodi toplina,visina h, je dio cijevi u kojem se voda grije do temperatureisparavanja, dok sena dijelu visine (ftr-h") isparava. Uzgon,koji premaprikazanomcirkulacijskome krugu stvaracirkulaciju,odre-tlen je izrazom Apu: h, (e"rr- g")g + (h"- h,) (p"r- p.) S [Pai (6-2) Prvi dlan na desnoj strani jednadZbeje uzgon u zagrijadkom dijelu cijevi imoZe se zanemaritijer su gusto6avode u silaznoj cijevi p.1 i gusto6avode uzagrijadkomdijelu cijevi p, pribliZnojednake i odgovarajuvelidini gusto6e vrelevode. Drugi dlan u jednadZbi je uzgon u isparivadkomdijelu uzlazne cijevi, gdjep^oznalava srednju gusto6umjeiavine pare i vode u podrudjucijevi od todke Ddo E. Veliiina srednje gustodemje5avinep- u isparivadkom dijelu uzlaznecijeviodredujesepremaiskustvenim empirijskimizrazima,koji se ovdje neie detaljnijeprikazivati. Uzgon koji nastajeu cirkulacijskomkrugu tro5i se na savladavanje hidraulid-kih otpora strujanja u silaznimi uzlaznimcijevima. Korisni uzgon u uzlaznimcijevima, u uvjetima dinamidkeravnoteZe, dobijase ako se od uzgonaoduzmepad tlaka zbog otpora na dijelu cijevi od todke Bdo F. odnosno Apu.no,:Apu-Lporr (6-3) Korisni uzgon tro5i se za svladavanjeotpora strujanja u silaznim cijevima odA do B, odnosno A P,oor: A P.it (6-4) Prema tome, kod poznatih konstruktivnih i toplinskih karakteristika genera-tora pare proradunucirkulacije moZe se pristupiti tako da se odredi promjenakorisnog uzgonaA po.*o, pada tlaka A p,u u silaznimcijevima ovisno o kolidini ivode u cirkulaciji D". Todka presjekadobivenihkrivulja (todka A na dijagramu)odredujestvarniprotok vode D" u cirkulacijskom krugu pri kojemu se uspostavljaravnoteZa uzgonai nastalihotpora strujanja. SloZeni cirkulacijskikrugovi proradunavaju jednako kao i prosti, ali je rad semnogo opseZniji.Naprimjer, sloZenicirkulacijskikrug, kao na slici 6.3, sastojiseod tri reda uzlaznih cijevi, koji su razlidito toplinski optereieni. Za svaki reduzlaznihcijevi odreduju se krivulje korisnih uzgonai ucrtavaju u dijagramu, anakon toga se korisni uzgon odredujezbrajanjemuzgonaprema protoku u poje-dinim redovima.100
  • Pad tlaka u silaznim.cijgvimaA,p"uizra(unava se takoder za razlitite vrijed. nosti protoka u cirkulaciji. Todka presjekap krivulje korisnoguzgonaA p"*", i krivulje pada tlaka u silaznim cijevima Ap"1 odreduje ukup"nipiotok ub,i"" cirkula_cijskom krugu, dok todkeA, B i c odre<tuju proioke troz pbleaineredove vidljivo je da je cirkulacijanajintenzivnija prvom redu, jer je on toplinski cijev.i- u najvi5eoptere6en. Ds:Dg1*D62* Sl. 6,3, Grafidki prikaz proradunasloZenoga cirkulacijskog kruga6.1.2. Faktori ogranidenjapogonski i problemi kod prirodnecirkulacije rz dosadasnjeg razmatranjavidrjivo je da su osnovni utjecajni faktori koji .utjedu na cirkulacijuvode_ generatorima u pare visinskarazlika ispirivadkogsiste-ma.,razlika izmedugusto6a uzlaznimi silaznimcijevimate otpori koji se"pojav_ uljuju pri strujanju fluida u cirkulacijskomkrugu. . . siacionarni generatori pare u normalnim uvjetima obidno imaju dovoljnuvisinsku Illltkt pa ona ne prerlstavlja ogranidenje efikasnecirkulacije.Medutim,kod brodskihgeneratora pare visinska razlika vaLnazbogogranidenog je prostorana brodu. _ Poveianje razlike izmedu gusto6eu silaznim i uzlaznim cijevima kod nekihse.-konstrukcija postiZepostavljanjemnekog drugog prijemnika topline izmedunjih, pregrijadapare. Takvo postavljinje p."igii;uiu pare korisno je da bi -o,bidnosedobila Stoveia razlikatemperatura, odnosno guitoie fluida u silaznimiuzlaznjmcijevima.Ako na tom mjestune postojipregrijadpare,temperatura dimnih plinova49. tifr cijevi je pribliZno ista, pa se u n&im uvjetima moze dogoditi zastoj ucirkulaciji. Jos efikasnijinadin zapostizavanje ve6e razllkeu gusto6-ama uvode_ jenje tzv. >hladnih< silaznihcijevi, koje nisur, kontaktus dimniri plinovima.Daljnje 101
  • pobolj5anje postize se uvodenjem pothladivanja silaznih cijevi s pomo6u tzv.stabilizacijskih komora ili dak hladenjem samih silaznih cijevi. Sto je radni tlak u generatoru pare viSi, razlika izmedu gustoia postaje manja,pa je prema tome opasnost od zastoja cirkulacije kod generatora pare s vi5imtlakom znatno ve6a. Osim toga, na razliku izmedu gusto6a u silaznim i uzlaznim cijevima znatnoutjede i konstruktivni oblik generatora pare, odnosno da li je njegov isparivadkidio izveden kao preteZno ozraden ili konvektivni. Kod ozradene izvedbe uzlaznecijevi imaju oblik loZiSnih ekrana koji su intenzivno zagrijavani, dok su silaznecijevi nezagrijavane (>hladne<), jer se ne dodiruju s dimnim plinovima. Zbogtogaje i razlika gusto6a veia nego kod konvektivnih izvedbi, gdje su uzlazne cijevi upodrudju niZih temperatura dimnih plinova pa nisu tako intenzivno zagrijavanekao ekranske cijevi, Osim toga, konvektivne konstrukcije obidno su manje visine,a cijevi su desto postavljene koso, s vi5e zakrivljenja, dime se dodatno stvarajuve6i otpori strujanja. Kao Sto je na podetku spomenuto, jedan je od najvaZnijih zadataka cirkulacijeusmjeravanje strujanja nastalih mjehuri6a pare. Stoga se u silaznim cijevima nebi smjeli stvarati parni mjehuri6i, pa se valja brinuti da se to ne dogodi, naroditone pri padu tlaka u pogonu. Tlak u silaznim cijevima moZe pasti zbog naglog porasta optere6enja genera-tora pare ili zbog otpora na ulazu u silazne cijevi. Zbog pada tlaka snizuje setemperatura isparavanja, te se voda u silaznoj cijevi podinje isparavati uz stvaranjeparnih mjehuri6a. Najkritidnije mjesto za stvaranje mjehuri6a je podetak silaznihcijevi jer je tu najniZi tlak, dok je na dnu cijevi moguinost isparavanja manjazbogvefeg hidrostatskog tlaka u cijevi (slika 6.4). tlakau parnorn Sl, 6.4. Raspodjela bubnjui silaznoj cijevi Opasnost od stvaranja mjehuri6a u silaznoj cijevi zbog pada tlaka je naroditovelika kod generatora pare s predisparivadem jer se kod njih napajanje vr5i vodomdija je temperatura pribliZna ili jednaka temperaturi isparavanja.t02
  • obidno je isparavanje, zbog pada tlaka na ulazu u silaznucijev, posljedica loseg.konstruktivnog rj9s9nj1 Na stici 6.4. prlkazanajeraspodjelu iluku u purno- bubnju u kojem je radni tlakp. Statiiki tiak na ulazu u iilu^., cijevp"idobiva se-ako-se od ukupnog tlaka u todci A oduzmepad tlaka na ulazu,i.o;i," sastojio.d pada tlaka zbog lokalnog.otpora i pada tlaka zbog ubrzavanjastrujanja od bdo brzine strujanja u silaznojcijevi. Negativneposljedice-stvaranja mjehuri6au silaznimcijevima otklanjaju sepravilnim izborom njihovih dimenzijaodnosnopravilnim izborom brzinastiujanjau njima Pri ve6imbrzinamastrujanjane6enastatizastoju cirkulaciji, iato piitomu njima pritisak pada, a prema tome je i stvaranjemjehuriia ve6e,budu6iaa eestrujanje povuii sobom nastalemjehuridei odvestiih u uzlaznecijevi, gdje onipovoljno utjedu na cirkulaciju. Kod manjih brzina strujanja manji je ip"aattatate kolidinastvorenihmjehuri6a,.ali zbog male brzine imaju strljanje suprotno onistrujanju vode i tako nepovoljnije djeluju na cirkulaciju nego u prethodnomsludaju. Na temelju iskustavazakljudilo se da su brzine strujanja od 0,3 do 0,5 m/snajkdtidnije za nepoLeljno stvaranjemjehuriia i njihovo steino djelovanje. Jedan od efikasnihnadinaotklanjanja stvaranjamjehuri6apii padu"tlakausilaznoj cijevi je uvodenj.e pothladivanjavode, sto se moZeuriniti pomoiu tzv.stabilizacijskih komora ili hlaclenjemsamih silaznihcijevi, kao sro ji vidljivo naslikama6.511-2.3. RASHLADNA VODA1) DTREKTNO HLADENJE 2) INDIREKTNOHLADENJE U 3) INDIREKTNO HLADENJE NAPOJNOMVODOM U STABILIZACIJSKOJ KOMORI SILAZNE CIJEVI STABILIZACIJSKOJKOMORI Sl. 6.5. Osnovni nadini pothladivanja silazne cijevi 103
  • 6.1.3.Karakteristidni prirodne sludajevi vode cirkulacije Neki nadini na koje se ostvarujeprirodna cirkulaciia vode kod generatorapare prikazani su u nastavku[2].1. Cilindridni generatorpare s jednom plamenicom(slika 6.6) Cirkulacija je postignutakruZenjemvode oko plamenice.Redoslijedomdimnih kanala JXI-v-!-s (I, II, ilI) dobivase intenzivnijezagrijavanje =L-- manje masevode na desnojstrani plamenice i manje zagrljavanjeve6e masevode s lijeve straneplamenice. Desnastranaima uloguuz- lazne, a lijeva silazne.Da bi se pobolj5alo 5S kruZenje,napajanjetrebada seobavljau gor- njem dijelu lijevog prostora. Sl. 6.6. Cilindridni generator pare s jednom plamenicom2. Cilindridni generatorpare s vertikalnim cijevima (slika 6.7) Prikazanimrasporedomdimnih kanalado- biva se razlika u intenzitett zagrijavanja iz- _t medu pojedinih dijelova vodenog prostora. Ugradnjom dimnih cijevi velikog promjera u l- podrudju slabijeg zagrijavanja taj dio postaje t- -i- silazni,a intenzivnijezagrijavan dio, s cijevima g manjeg promj era, ima funkcij u uzlazno dij ela. U takvoj konstrukciji izvodi se destopomo6ni brodskigenerator pare sasamostalnim loZi5tem. generator s vertikalnim Sl. 6.7.Cilindri&ri pare cijevima3. Brodski kombinirani qeneratorpare >Howden-Johnsonr. (Slika 6.8) Ovdje postojedva cirkulacijskakruga oko plamenice iuzduL generatora pare,koji sestva- raju postavljanjemisparivadkihcijevi u skret- noj komori. Ovisno o rasporedu dimnih cijevi, napajanjeje centralnoili bodno. Sl. 6.8. Cilindridni generator pare tipa >Howden- Johnson<104
  • 4. Sekcijskigeneratorpare s prednjim bubnjem (slika 6.9) Prikazani poloLaj bubnja primje- njuje se najde5iekod brodskih gene- ratora pare gdje je konstrukcijauvje- tovana preglednoSdu bubnja ili kod stabilnihpostrojenjagdje to diktiraju smjeStajni uvjeti. S gledi5taraspodjele kolidine topline, radi orijentacije cir- kulacijskog kruga ovo rje5enje nije povoljno jer se intenzivno zagrijava silazni,a manje uzlaznidio kruga. Sl. 6.9. Sekcijski generator pare5. Brodski $eneratorpare >Integral<, (slika6.10) Generator pare ima intenzivno ekraniziranoloZi5te.Kao i kod pret- hodnog,postojedvaparalelna cirkula- cijska kruga. Prvi dini hladne silazne cijevi i loZi5niekran. Drugi krug dine hladnei zagrijavane silaznecijevi i uz- lazne cijevi koje su smje5tene ispred pregrijada, prema loZiitu. Jedne i (lo drugedine cijevni snop. d@j Sl. 6.10. Generator pare tipa >Integral<<6. Brodski generatorpare >>Bauer-Wagner.. (slika 6.11) Kod dvobubanjskog generatorapare cir- kulacija je zasnovana nezagrijavanim na sila- znim cijevima. LoZiSteje obloZeno s desne strane s vi5e redova nezagrijavanihsilaznih ci- ri jevi i jednim redom ozradenihluzlaznih /l -/ ciievi. i-./ /- a s lijeve strane snopom cijevi u kojemu su r+l 7/1 / prva dva reda ozradena. Taj snop je uzlazni ri v-/ dio. Koncepcija ovog generatorapare kori- je Stena za glavnebrodskejedinice. Sl. 6.11. Generator pare tipa >Bauer - Wagner< 105
  • 7. Klasidni generator pare >Yarrow<< hladnih silaznih cijevi (slika 6.12) bez Trobubanjski generator pare ima dvo- dijelnu isparnu povr5inu; dijelovi su sime- tridno postavljeni i paralelno vezani zaparni bubanj. Pregrijad pare ima dva dijela, sime- tridno postavljena izmedu isparnih povr5ina i paralelno vezanih. Prema tome, postoje ,TV dva paralelna cirkulacijska kruga: lijevi i de- sni. Kod oba kruga uzlazne su cijevi smje- Steneprema loZi5tu, a silazne iza pregrijada. oo@ @@@@ Sl. 6.12. Generator pare tipa >Yarrow..8. Generator pare >>Yarrow<< hladnim silaznimcijevima (slika 6.13) sa rim Povr5ine isparivada i pregrijada pare nisu rasporedene jer simetridno je pregrijadpare smje5ten samona jednoj strani. LoZiSte je podijeljeno ekran- skom zavjesomna dva dijela. Zavjesa se opskrbljuje vodom s pomoiu sabir- nika i hladne silaznecijevi, a samaje rpl /+ )F uzlazna. U lijevom snopu su postav- ljene uzlaznecijevi. AJ4-ls (l^t, Sl. 6.13. Generator pare tipa >>Yarrow,.s hladnim silaznim cijevima generator9. Strmocijevni pares dva bubnjabezhladnihsilaznihcijevi (slika6.14) Uzlazni dio sistemadine ozradenei intenzivno za- grijavane cijevi smje5tene prema loZi5tu,a silazni dio dini snop konvektivnogrijanih cijevi. Da bi se pove6ala razllka u prijemu topline uzlaznogi silaznogsnopa, iz- , medu njih se najde5de ugradujepregrijadpare. Ako je I moguie, silaznecijevi treba prikljuditi za vodni, a uzla- I zne za parni prostor parnog bubnja. Sl. 6.14. Strmocijevni generator pare bez hladnih silaznih cijevir06
  • 10. Strmocijevnigeneratorpare s dva bubnja i hladnim silaznim cijevima(slika6.15)Fl -Nadin formiranja.cirkulacijskogkruga je slidankao i u prethodnomsludaju. p1 b! se osiguralabolja cirkulacija u silaznomdijelu, ugradiujuse na krajevima bubnja hladne silaznecijevi.fill Sl. 6.15. Strmocijevni generator pare s hladnim silaznim cijevima 6.2.PRISILNA CIRKULACIJA generatorpare treba da radi u uvjetima kad uzgonu cijevnomsistemu . f(ada isparivada vi5e ne moze.osigurati zadovoljavajuiuprirodriu cirkuiaciju, nuZnoje primijeniti prisilnu cirkulaciju,pri demuse strujanjevode postiZe pomo6ucirku- s lacijskepumpe. K1o, slo j9 vee spomenuto,osnovni faktori ogranidenja prirodne cirkulacije su: radni.t]1k utjede na razliku gosto6e vode u uzlaznim-isilaznimcijevima, J<oji geometrijskioblik generatorapare, o kojemu ovisi visina stupcakoji djeluje na prirodnu cirkulacijui otpori strujanjaunutar cirkulacijskog kruga. lor< u g"n"ru- toru pare s prirodnom cirkulacijom oblik i rasporedispirivadkih cijevi Loraju omoguiiti prirodnu cirkulacijuvode, kod generatora pare s prisilnomiirkutacijom :nogy se cijevi postavljati prema raspoloZivu prostoru, sto je narodito znadajno kod brodskih izvedbi. U nadeluserazlikuju dva tipa prisilnecirkulacije:optodnai protodna.Razlika je u odnosukolidinevode koja cirkurira naspramlofidine vode koja se isparava. Kod optodne vuLurqerJw broj je upLur.il Kruz ulrKulacusKu pumpu, rspanvae Ii rv cirkulacije urvJ Js optoka kroz cirkulacijsku pumpu, isparivad bubanj, koji je potrebanda se odredenakolidinavode pbtpuno ispari, u"6i od 1, odnosnootprilike 4 do 10. Kod protodnecirkulacijevoda se u tokujednog optoka zagrije,ispari i pregrije na remperaruru pregrijanja; dakle tu je cirlulaciJsti uro"i jednak 1. Generatori pare s prisilnom cirkulacijom prikladni su za rad s manjim opte- re6enjem,jer strujanjevode u njima ne ovisi ooptere6enju,vei o radu clrt<utacil- ske pumpe.
  • I pares optodnom6.2.1.Generatori cirkulacijom I Najpoznatiji tip generatora pare s optodnom cirkulacijom je ,rl-a Mont<, dijije shematski oblik prikazan na.slici 6.16. ISl. 6.16. Shemageneratorapare tipa >La Mont< Legenda: 1-ekran,2-prvi konvekcijski snop isparivada,3-drugi konvekcijski snop isparivada, 4-pregrijadpare, 5-cirkulacijskapumpa, 6-napojna pumpa Iz parnog bubnja voda ulazi u cirkulacijskupumpu, koja jekroz isparivadkecijevi (ekran i konvektivni snop) ponovnotladi u bubanj, gdje se para odvaja odvode. Da bi se osiguralaravnomjernapodjela vode u usporedno povezanimcije-vima, one imaju na podetkuugradene sapnice prilagodivimotvorom za regulira- snje protoka vode. Cirkulacijska pumpa treba da svladavaotpore strujanjau cijev-nom sistemuisparivada, njezin napor odgovarazbroju svih otpora strujanja pavode. Kapacitetcirkulacijskepumpe ovisi o kapacitetugeneratora pare i cirkula-cijskogbroja s kojim radi generatorpare. Cirkulacijskibroj kod generatora paretipa >La Mont< je od 4 do 10. Generatori pare veieg kapacitetaimaju manjicirkulacijskibroj. pares protodnom6.2.2.Generatori cirkulacijom Kod generatora pare s protodnomcirkulacijom,cirkulacijskibroj je 1.,odno-sno voda se u jednom prolazu zagrijena temperaturuisparavanja, zatim se isparii pregrije na potrebnu temperaturupregrijanja. Najpoznatiji tipovi generatorapare s protodnomcirkulacijom su(slika6.17)i >Sulzer< "Benson<< (slika6.18).108
  • I . l ><; / z l - *III Sl. 6,17. Shemageneratorapare tipa >Benson<< Sl. 6.1E. Shemageneratorapare tipa >Sulzer< Legenda: l-napojna pumpa, 2-zagijat. Legenda: l-ekranski isparivad, 2-prvi vode, 3-ekranski dio isparivada, 4-kon- konvekcijski isparivad,3-drugi konvekcij- vekcijski isparivad,5-pregrijadpare, 6-za- ski isparivad,4-komora, 5-pregrijadpare, grijal zraka 6-zagijat, vode, 7-zagrijad zraka, 8-na- pojna pumpa Kao Sto se vidi iz slike 6.17, kod >Benson< generatora pare cijevi su medu- sobno neposredno spojenepa nema odjeljivadavode na prijelazu izmedu ispari- vadai pregrijadapare. >Sulzer<jednocijevni generatorpare ima cijev u kojoj se, prolazeeikroz generatorpare, voda zagrijavai isparuje,a nakon toga para se pregrijava.To su najdesiejedinice velikog kapaciteta,pa se vise takvih cijevi spaji paralelno u cijevni sistemuzlaznihi silaznihcijevi. Na podetkusvaketakve cilivl, anaizlazu iz.zagrljatavode, ugradenje prigusniventil, kojim se osigurava jednolika raspo- djela vode u paralelno spojenimgranama. _Na izlazu iz isparivadapara sadrZiz-4% vlage i prije ulaska u pregrijad prolaziodjeljivadem kapljicavode, koji je karakteristidni Sulzerova dio generatora pare. Tu se s vodom odstranjujui preostalesadrZane u njoj i tako spredava soli njihovo taloZenje cijevimapregrijadapare. osim toga, odjeljivadkapljiia vode u spredava voda prodre u cijevi pregrijada,a time i naglupromjenu temperature da materijalapregrijadakada se generatorpare pokre6eili kada se prestaneloziti. 109
  • I 7. STRUJANJE DIMNIHPLINOVA ZRAKA I bi se omogudilo kontinuirano izgaranje, valja osigurati odvodenje dimnihplinova iz generatora pare, uz istovremeno dovodenje dJvoljne kolidine zraka zarzgaranje u loZi5te, Sto se jednim imenom naziva provjetravinje. Prema nadinu kojim se.ostvaruje strujanje dimnih plinova i zraka, provjetra-vanje moZe biti prirodno ili umjetnb. 7.1.PRIRODNO PROVJETRAVANJE -.Prirodno provjetravanjenastaje zbog djelovanja uzgona, a kao posljedicarazlike tlaka stupca okolnog zraka i stupca dimnih plinovi, u skladu s izrazom L pu:ztz(ffi-#T,) n g [pa] (7-r)gdje je Ap" [Pa] razlika izmedu tlaka zbog djelovanja uzgona, h [m] je visinadimnog kanala (dimnjaka), q_-. [kg/m3] gusto6a zraka prinormalnim Lvjetimaokoline (0"c, 1,013 bar), qolo[kg/m,] gusto6a dimnih plinbva pri normalnim uvje-Sl, 7.1. Prirodno provjetravanje brodskog generatorapare Legenda: l-ulaz zraka,2-vrata,3-prostorija za smjestaj generatorapare, 4_dimni 111
  • tima okoline, t, ["C] temperatura okoline, ter fcl srednja temperatura dimnihplinova u promatranom stupcu (dimnom kanalu, dimnjaku), a g:9,81 [-/st]. Kao Sto je iz izraza (7-1) vidljivo, razlika tlaka koja nastaje zbog djelovanjauzgona izravno ovisi o visini dimnjaka i temperaturi izlaznih dimnih plinova izgeneratora pare. Sto je veia visina dimnjaka i temperaturaizlaznih dimnih plinova,ve6a je razlika tlaka, Sto omoguiuje veie brzine strujanja dimnih plinova i zraka,odnosno izgaranje veie kolidine goriva. Medutim, poveianjem visine dimnjakarastu otpori strujanja dimnih plinova, a istovremeno se zbog poveianja povr5inepoveiava hlailenje dimnih plinova, Sto nepovoljno djeluje na efektivnu razlikutlaka. Osim toga, kod brodova je posebno izraieno ogranidenje u izvedbi visinedimnjaka zbog cjelokupnog izgleda broda kao i zbog djelovanja na stabilnost iotpore u plovidbi. Zbog toga se prirodnim provjetravanjem mogu posti6i samoogranideni udinci pa se zato danas vrlo malo koristi, odnosno samo u pojedinimsludajevima kod pomodnih generatora pare (slika 7.1). PROVJETRAVANJE 7.2.UMJETNO Umjetno provjetravanjeostvaruje se djelovanjem ventilatora: ako postojisamoventilatorzazrak,takvo provjetravanje tladno(slika7.2lI); ako je ugraden jesamo ventilator za dimne plinove, tada se radi o isisnomprovjetravanju (slika7.212), ako je ugradenventilatorza zrak i ventilatorza dimne plinove, takvo se a jeprovjetravan nazivakombiniranoili uravnoteZeno (slika 7.213). Na brodovima se katkad koristi posebanoblik tladnogprovjetravanja(slika7.214). Naime, ditavase prostorija u kojoj su smjeStenigeneratoripare, drZi pododredenim pretlakom, dovoljnim za svladavanjesvih otpora strujanju zraka idimnih plinova kroz generator pare. To se upotrebljava narodito kod velikihbrodova s vi5e generatorapare, jer je to jednostavnijerje5enjenego ugradnjaposebnihventilatorai prateiih zratnih kanalaza svakupojedinu jedinicu. Medu-tim, takva prostorijamora biti za5tiienaod gubitka tlaka, pa se zbogtoga morajuugradivatidvostrukavrata na ulazu. Moderne konstrukcijegeneratora pare imaju uglavnomumjetno provjetrava-nje (tladno ili kombinirano, a rjede samo isisno). Naime, potreba da se smanjedimenzije generatora pare odnosnoda se pobolj5aprijelaz topline konvekcijomuvjetuje povedanje brzine dimnih plinova, a zbogtoga i pove6anje pada tlaka pristrujanju.Nadalje,stalnateZnjaza smanjenje temperature izlaznihdimnih plinovasmanjujeprirodni uzgondimnjaka,pa je zbogtih potrebaumjetno provjetravanjegotovo potpuno istisnuloprirodno. Osnovneprednostiumjetnog provjetravanjasu:1. moguinost postizanjave6ih udinakageneratora pare,2. mogu6nost efikasnijeregulacijeprocesaizgaranja,3. postizanjeboljih uvjeta izgaranjapa, prema tome, i veieg stupnja iskoristivosti,4. mogu6nostugradnje ve6ih naknadnih povr5inaradi smanjenja izlaznih tempe- ratura dimnih plinova, Sto takoder izravnoutjedena pove6anje stupnjaiskori- stivosti.lt2
  • I I I t t0 + 2Sl. 7.2. Umjetno provjetravanje brodskih generatorapare 1) rladna, 2) isisna, 3) kombinirani, 4) pretlak u prostoriji Legenda: l-ulazzraka,2-urata,3-prostorijaza smjestajgeneratora parc,4-tzlazdimnih plino- va s-grotlo, 6-isisniventilator, 7-tladni ventilator, g-vraia, 9-brtvena kiaona . . Ko9. tladnogprovjetravanjaventilator koji dobavlja zrak stvarapretlak kojije dovoljan da svladasve otpore-strujanjudo izrazaiz dimnjaka rdl"touunj"pozitivnoguzgonadimnjaka. U takvim je sludajevima tlak u toziStuve6i od tlakaokoline, 5to ima nedos.tatak propustanjuoplite generatora pri pare jer tada dimni ?JTl;llT:,I1,ty:t;k.ht;;&;,";;";;;,;Til:;"*;;:;:r",:il""1"iff kod generatora kojiim"ajudvostruku pare bplatul --^ - .-- "-J *. ^ *J ."-uljuje.n:f:T, kojih prolazi zrak prijejzmg{u l?,i"Il:,r" ulaika u loZi5t^e, na taj nadi vraia toplinu koji inSto bi se inade gubila zradenjem u okolinu. 113 I
  • Kad imamo isisno provjetravanje, ventilator isisava dimne plinove stvaraju6iu loZi5tu potlak koji omoguduje ulazak dovoljne kolidine zraka za izgaranje. Kombinirano provjetravanje sastoji se zapravo od tladnog i isisnog, koje sutako uravnotei,ene da je u loZi5tu uvijek odredeni potlak. Stoga problem izlazadimnih plinova kroz oplatu ili dimne kanale ovdje nije izraLen. Medutim, nedosta-tak je Sto isisni ventilator dimnih plinova radi u nepovoljnijim uvjetima (viSaradnatemperatura) pu j" podloZniji kvarovima. Tendencija da rastu kapaciteti brodskih generatora pare i da se smanjujugubici osjetne topline izlaznih dimnih plinova na radun ugradnje sve veiih naknad-nih ogrjevnih povr5ina, postaje ogranidenje za primjenu isisnog odnosno kombini-ranog provjetravanja zbog ogranidenih udinaka isisnih ventilatora. Stoga se kodtakvih jedinica primjenjuje uglavnom tladna ventilacija s pretlakom u loZi5tu. /, rex sl. 7.3. Smje$tajventilatora za zrak Stijenke takvih generatora pare su dimnonepropusne; najde5de membran- uskoj izvedbi, dime se efikasno rje5avaproblem prodora plinova iz dimnih prolazageneratora pare u okolni prostor. Da bi otvori strujanjabili minimalni, zratni kanalmora biti Stokradi,odnosnoventilator Sto bliZe gorioniku, kao Stoje prikazanona slici 7.3. 7.3.PRORNCUru DIMNIH STRUJANJA PLINOVA ZRAKA I Padtlakapri strujanju7.3.1. zrakai dimnihplinova Da bi se ispravnoizabraoventilatorza dimne plinove i zrak, potrebnojeprethodnoodrediti protok i ukupan pad tlaka u zradnomi dimnom prolazu. Otpore prolazu zraka dine zratni kanali, predzagrijadzraka te zaporna iregulacijskaarmaturaza zrak.tt4
  • Dimni prolazdineogrjevnepovrsinegeneratorapare, dimni kanali i dimnjak. , , 59d generatora p,a1e kombiniranimprovjetravanjem s posebnose izradunava pad tlaka u zradnomdijelu, od mjestauzimanjasvjeZeg iku i, okoline do t ulaza u lozi5te,a posebnou dimnom dijelu, od lo2ista-dolrluruiz dimnjaka.Zra(ni prolaz od potisnog uiia ventilatorado ulaza u loZistenalazi se pod pretlakom, dok .je u dimnom prolazu uglavnom potlak (izuzetak je ponekad dio izmedu ventilatoraza dimne plinove i dimnjaka). Kod generatorapare s tladnim provjetravanjemizradunava ukupni pad se tlaka kroz zra(ni i dimni prolaz, a oni su najveiim dijelom pod pretlako-. su" 9!nor.sstrujanju mora svladatitladni ventilatorzraka s pomo6uprirodnog uzgona dimnjaka. Isti sludajje.i kod isisnogprovjetravanja,samo sto u tom strieairisve otpore strujanju zraka i. dimnih plinova svladava isisni ventilator dimnih piinouu uz pomoi uzgonadimnjaka. Ukupna razlika tlaka u zradnomprolazu gen-eratora pare odredujese prema izrazu L p.:2 L po+ > A pu- L p*- IL pnz* (Q^- ap,) hr] lpal (7 -z) ggdje je ) A p,, [Pa] ukupni pad tlaka zbog otpora trenja u zraenomprorazu,2 L pr. [Pa] ukupni pad tlaka zbog lokalnih otpora u zradnomprolazu,A p* [pa]uzgon zratnog prolaza, A,p62 [pa] potlak na izlazu iz loLiSta, g_gusto6a [kg/m3] je zraka u okolnim uvjetima,_go, [kg/m3]gustoda dimnih plinovapii ireoir;o;temperaturiu loZi5tu,ft. [m] razlika izmedu visina ulaza zrakau loZistei izlizidimnih plinovaiz loLllta, a g:9,81 [m/s2]. ukupna razlika tlaka u dimnom prolazu odreduje se prema izrazu Lppt:) Ap.or+X Aprpr*A prcz-Lp.o, [pa] (7 -3)gdje je ) A p, pr [Pa] ukupni pad tlaka zbog otpora trenja u dimnom prolazu,) A p,o, [Pa] ukupni pad tlaka zbog lokalnih otpora u dimnom prolazu, A p,", [pa]potlak na izlazu iz loLilta, a L p,o, [pa] uzgon u dimnom prolazu.7.3.2.Padtlakazbogotporatrenja Pad tlaka zbog otpora trenja izradunava se prema izrazu L p , =O p [pa] (7 -4) *fg!i" i: a koeficijent otpora / [m] duljina promatranogkanala, dnhidraulidki promjer kanala, v lrenia, [m/s] brzina-strujanja, q [kg/m{ gustoia .io"og a [-]fluida.. .Koeficijent otpora trenja ,1,.ovisi o relativnoj hrapavosti stijenki kanalakldoi vrijedn-ostiReynoldsovabroja R.. Za vrijednbsti Lldn:0,0000g do 0,0125 iR" > 4000, koje obuhva6ajupraktidno sve.generatore pare, koeficijent otpora trenja moZese s dovoljnom todno56u odrediti prema izrizu 115
  • ,1"o,r(r,+o ^ -1ooo25 : k , T &) (7-s)gdje je k [m] apsolutnahrapavoststijenki (prema tablici 7.1). Hidraulidki promjer presjekaproizvoljnogoblika jednak je 4 A dn:-o l^l (7-6)gdje je A lm]slobodni presjek strujanja, a O [m] opstrujavaniopseg. Kinematska viskoznost,gustodai brzina strujanja pri proradunuR"-brojaodreduje se prema srednjoj temperaturipromatranogfluida.Tablica 7.1. Vrijednosti apsolutne hrapavosti Red. Apsolutna hrapavost Vrsta kanalaili cijevi br. fr[m] cijevni i ploiasti zagrijabi zraka, 6elidne ciievi ogrjevnih povriina 0,0m2 limeni kanali za dimne plinove i zrak 0.0004 delidne cijevi magistralnih cjevovoda 0,00012 lijevane cijevi i plode 0,0008 izr aziLozar dale deliine cijevi 0,0007 zid od opeke u cementnoj Zbuki 0,0008-0,006 (prosj.0,0025) betonski kanali 0,0008-0,009 (prosj.0,0025) staklene cijevi 0,000 -0,000 0015 01 (prosj.0,0@005)7.3.3.Padtlakazboglokalnih otpora Pad tlaka zbog lokalnih otpora odreduje se prema izrazu Lp , : € ! e V ^ l (7 -7) gdje je f koeficijent lokalnog otpora, v [m/s] brzina strujanja fluida, a p[kg/m3]gustoia fluida. Koeficijent lokalnog otpora f odreduje se na temelju iskustvenihvelidina,ovisno o vrsti razmatranog otpora (velidinekoeficijenatalokalnog otpora za raz-lidite sludajevedane su u prilogu 7). Pad tlaka u popredno nastrujavanomcijevnom snopu odreduje se premaizrazuza proradunlokalnih otpora, pri demu koeficijent lokalnog otpora f ovisio rasporeducijevi, broju redova cijevi i R"-broju. Brzina strujanja se uzima zapresjek strujanja izmedu cijevi u jednom redu. Padovi tlaka zbog ulaza i izlazaiz promatranogcijevnogsnopane odreduju se posebno,jer su obuhva6eni koefi-cijentornlokalnog otpora ogrjevnepovr5ine.116
  • Koeficijent lokarnog otp.orapri poprecnom strujanju kroz glatkocijevni snop s usporednimrasporedom cijevi (slilia 7.+) oArecluje premaTou^ se 5 - 9 o . (7-8) gdje je f" koeficijent lokalnog otpora jednog reda cijevi, a z broj redova cijevi. ,s. s, ( -, Kadaje = i 0.06 = I, koeficijent lokalnog 7 i #t< orpora jedan za red cijevi iznosi e:, (t - ,)-ou o"-0,, (7_e) K a d ae j i 1< lokalnog otpora za jedan *r* H<8,koeficijent red cijeviiznosi 0,2 o n ( H) 6 ": 0 ,3 8(*-t)-" (**-0 ,e 4 ) o" (7- 10) K a d aj e i 8> *r* #<15,koeficijentlokalnogotpora zajedan red cijevi iznosi r,:0,118 t)- (t- (7-rr)Koeficijent lokalnog otpora pri poprednom strujanju kroz glatkocijevni snop saSahovskim rasporedom cijevi (slika-7.5)odreclujl se prema;;" f={,(Z+I) (7-r2)gdje je f, koeficijent lokalnog otpora jednog reda cijevi, a zbroj redova cijeviu snopu. q-| -6-+-o-+- l lo | i i Ior0-o-.O-+- al ii i r t+-o-+-+- t t r i r i lSl. 7.4, Usporedni rasporedcijevi Sl. 7.5. Sahovski raspored cijevi LT7
  • S St- d Za Sahovski ^ . - , - t ^ i i a i ^ " i - tkada je 3 <; raspored cijevi, osim z o r l =I0 t - - t-,. I ,.,- dkoeficijent lokalnog otpora za jedan red cijevi iznosi €o- K R.-o, (7 -13gdje koeficijent oblika cijevnogsnopaK za Sahovski rasporediznosiK:3,2+0,66-ffi)t r r (r,, oJ=ffi=t (7-r4) - too * (r,t-**) .t#i[o,r-K:3,2+o,eo o,z(r,t-H)"] e-rs) ; "n l^-- Sst 3 - d -- "1 1 -d I . r,++ /c ;2 K : 0 , 4 4# l_; a / lJl ," t,t<ffi=e,s (7 -16) 1.,44=*=t :lo,++ t) rc * (r,oo-] (H *,), (7 -17) t,r.ffi=u,t | . r,++Za Sahovskiraspored cijevi i"ffirr,t i 3<*=to,118
  • koeficijentlokalnog otpora za jedanred cijevi iznosi ... f.: 1,83 /s,-ou (7- 18) 7) I W,l Sl. 7.6. Koso nastrujavaneciievi Prethodniizrazi odnosese na proradun.koeficijenta lokalnog otpora pri pot-puno poprecnomnastrujavanjusnopa cijevi, odnosno kada je kut nagiba cijevia:0. Kada kut nagiba cijevi a iznosi vise od 15o, dobivenevrijednoiti, p."*uprethodnimizrazima,korigiraju se pove6avanjem 10%. od Vrij ednosti koeficij.enatalokalnih otpora za r azli(ite karakteristidnesludajeveu generatorima pare prikazanesu u prilogu 7.7.3.4. Samouzgon dimnihkanala -zbog razlike gustodaokolnog zraka i zagrijanih dimnih plinova u dimnomprolazu generatorapare nastajeuzgon koji je pozitivan (ier pomaZe strujanju)kada dimni plinovi struje prema g9{i, u neguiiuun(jer se suprotstavtja ,trujunjrr;kada dimni plinovi strujeprema. dolje. Zbroj svih vrijednosti^(pozitivnitr i negutiu-nih) nazivase samouzgon koji je jednak L po=2 h , ( g ^ - g p r i )g [ p a ] (7 -1e)gdje je ftt [m] srednja visina pojedinih dijelova dimnog proraza, e,,[kgrmt]gustoiazraka pri okolnim uvjetima, ppri [kg/m3]gusto6aoimnitr plinwa p.i ,ruj"ir-u upromatranomdijelu dimnog prolaza. 119
  • 7.3.5.Ventilator zraki dimneplinove za Osnovni parametri koji su potrebni za izbor ventilatora su kapacitet V i ukupni napor A p. Ventilator se izabire a pogonski stroj proradunava na temelju ukupnog pada tlaka u zradnom, odnosno dimnom prolazu, pri maksimalnom traj- nom kapacitetu generatora pare, s time 5to se radni kapacitet V, i radni napor A p, ventilatora odreduju mnoZenjem s koeficijentom sigurnosti, prema tabliciT .2. Tablica 7.2. Koeficijenti sigurnostiza ubot ventilatora Koeficijent sigumosti Velidina (kapacitet) Ventilator za zrak Ventilator za dimne plinove generatora pare p" Ptp p, foo Mali generatorpare 1,20 1,05 1,10 1,10i D < 5kg/s Veliki generatorpare 1,05 1,10 1,05 1,10 D > 5kg/sI Snagapogonskogstroja za pogon ventilatora odreduje se prema izrant = 1g" "Y#P 1rw1 (7 -zo) 10007" gdje je V. [m3/s] radni kapacitet ventilatora, Lp, [Pa] radni napor ventilatora, a ry"stupanj iskoristivosti ventilatora (od 0,5 do 0,8).I1 t20
  • 8. GLAVNI KONSTRUKTIVNI DIJELOVI GENERATORA PARE 8.1 ISPARIVAEI . Isparivadisu dijelovi generatorapare.u kojima.se zbiva procesisparavanja. Sastojese od bubnjeva,isfarivaenn cilevr, razvodnih i sabirnihkomora. 8 . 1 . 1B u b n j e v i . ovisno o mediiu koji se u njima narazi,bubnjevi su parni ili vodni. u parnim bubnjevima odvajaju se mletruiiei pui"lo vode, pa su stoga jednim dijelom ispunjenivodom, dok se.zasii"nu puiu skuprjau go.njoj p"i;;i; prostora.vodni bubnjevi cijeli su ispunjeni u?do.T i prvenstvena namjienaim je da se njima napajaju vodom uzlazne isparivadke cijevi, koje sa ,ii"r"i- zatvaraju cirkulacijskikrug unutar generarora pui" , priroar.-^.i.-r.r"{"-."i;"ui-u Bubnjevi se konstruktivno sastojeod cilindridnogdijela (plasta) i dva po_ klopca (dela),unutar kojih je smjestena oprema nuina zaiunkcionalan rad (slika 8.1). Na delimabubnievapostavljaju se otvori s odgovarajuiim poklopcima(slika 8.2.),kroz koje je omoguien ulazai dov;ekaradi prJgledai p"pii""t". Kod kra6ih bubnjevapredvidase otvor samos jedne strane,l toa duzih i obje strane.otvori su obidno eliptidnogo!llk1, dimenzije 300x +bo -.", au-ui se poklopci mogli vaditi radi izmjene brtvi i da bi se otak5aoulaz dovjeku Prve izvedbebubnjevabile su u zakivanojkonstrukciji, je sto mogroudovoljitiradnim uvjetima kod niZih tlakova do otprilike 25 bara. Zakivaneizvedbe.zamljenjene varenim,dok su se za su vi5etlakoveodnosnoza debljine stijenki veie od 100mm bubnjevi obidnoizraoivali iovanjem ili valja_njem iz jednog komada. Bududiie izvedbakovanih i valjanih bubnjevavrlo skupa,danasse bubnjevinajdeSde izraduju savijanjemlimova na specijalni- pr"saml irir"nj"-.izradujupreianjem (maledimenzijeu hladnom,a velike cela se u toplom stanju), azatimse zavarujuna pla5t. t2L
  • t fr-- / z l -f l . v l , ^ d Sl. 8.1. Izvedba bubnja varene konstrukcije St. 8.2. Otvor za ulaz dovjeka: a-uvudena izvedba, b-ravna izvedba Nakon varenja bubnja i svih dodatnih prikljudaka na njemu, bubanj se morapodvr6i postupku odZarivanja radi uklanjanja unutarnjih naprezanja, nakon degavi5e nisu dopu5teni nikakvi dodatni variladki radovi. Svi varovi moraju se detaljnoispitati rendgenski ili ultrazvukom. Osim isparivadkih cijevi, na parne bubnjeve prikljudeni su i drugi pojedinadnispojevi za armaturu i drugu opremu. Spojevi isparivadkih cijevi na bubnjevimaprethodno su se izvodili uvaljivanjem, a danas se uglavnom izvode varenjem, dokse spomenuti pojedinadni prikljudci izvode prirubnidkim spojevima ili varenjem.122
  • parnim bubnjevimase izvodeprikljudci za dovod napojne vode, zaodvod . _Na zasiienepare, za manometre,sigurnosne ventile, vodokaze,zi odzratit,anje,od- soljavanje,otpjenjivanje, doziranjekemikalijai drugi (slikag.3, g.4, g.5). sr. 8.3. na bubnju l-cijev za 2-cijev za dodavanje kemikalija Sl. 8.5. Prikljudak za napajanje Legenda: l-napojna cijev, 2-usmjerivad vode U vodnom prostoru parnih bubnjeva brodskih generatora pare postavljajuse delidnepopredne pre_ grade radi spredavanja pomicanja i zapljuskivinja vode zbogvaljanjai posrtanjabroda. Da bi se-oele skinuti, udvr5duju vijdanim spojevimaza poseb-ne se delidneu5ke zavarene unutarnjoj strani 6ubnja. na Posebnuopremu parnih bubnjevadine tzv. ure_ daji za separacijupare. Naime, pri radu generatora pare dio se vode iz bubnja u obliku sitnih kapljica povladi zajedno s parom, a uredaji za sepaiaciju imaju namjenu da to maksimalnosmanie.Kapljice vode u izlaznoj pa|i bubnja stete u radu generatorapare jer -iz sadrZep!{e6.anykoncentraciju soli (zbogugus6enja vode u paino- bubnju kod isparava_nja), koje se tada raloLena unutarnjim stijenkamacilevi pregrijida, cjevovodailopaticama turbina. 123
  • TaloZenje soli na stijenkama cijevi pregrijada pare uzrokuje poveianje otporastrujanju, smanjenje prijelaza topline, toplinsko preoptere6enje materijala i puk-nu6e cijevi. TaloZenje soli na stijenkama turbinskih lopatica pove6ava gubitke u njima,a zbog pove6anja otpora strujanja raste aksijalna sila, pa moZe nastati nedopu5teniaksijalni pomak i o5tedenje aksijalnog odrivnog leZaja turbine. Da bi se smanjila vlaZnost izlazne pare iz bubnja zbog mogudih Stetnih poslje-dica, u parnim bubnjevima je potrebno ugraditi odgovarajude separacijskeuredajekoji mogu biti u obliku: posebnog sabirnika pare, perforirane cijevi za oduzimanjepare, perforiranog lima, paketa valovitih limova, ciklonskih separatora i dr.8.1.1.1. pare Sabirnik Taj separacijski uredaj sastoji se od cilindridnogbubnja manjih dimenzija,smje5tenog iznad parnog prostora i spojenogs njima s vi5e cijevnih prikljudaka(slika 8.6). Separacijski efekat postiZese poveianjemvolumenaparnogprostora,odnosno smanjenjem njegovog specifidnogoptere6enjai promjenom presjekastrujanja. Odvojene kapljice vode posebnimse drenaZnim cijevima iz separacij-skog sabirnikapare vraiaju u vodni prostor parnog bubnja. I - . - - l I st. 8.6. Sabirnik pare Legenda:l-sabirnik, 2-cijevnispojevi, 3-drenaZnecijevir24
  • Tt 8.1.1.2.Pertoriranacijev za oduzimanje paret . Separacijski efekt perforirane cijevi za oduzimanjepare postiZese ujednada- vanjem oduzimanjapare na ditavoj duljini parnog uuun;a, skretanjem pare (ier su otvori za u.laz.pare ,t*;u"ju smjestenisuprotnood vodnog ogledala),,rugto- promjenom brzine strujanja pri urazu i izrazi kroz otvore (pr:ocjlpe ili provite) if adhezijskimdjelovanjemna stijenkama.perforiranacijev i6a"rii prikljudkom za oduzimanjepare treba da bude udvrsienatako da omogueuletoprinrt" dilatacu; pri promj.enitemperarure,zbog degana jednoj straniim; euiJti ortorrac,a na drugoj klizni spoj. posebnomdrenalnom cijevi"vraiaise separirane kapilice u vodni prostor parnog bubnja (slika g.7.)* :fI* Sl. 8.7. Cilev za oduzimanje pare Legenda: l-perforirana.cijev, 2-redukcija, 3-prikljudak za odvodenje pare, 4-drena2na cijev, 5-dvrsti oslonac, 6-klizni oslonac 8.1.1.3.Pertorirani lim Radi pospjesivanjaefekta separacijeperforirani se lim ugraduje u vodni prostor y i _qTli prostor ispred cijevi za odvod pare iz bubnjal i ro po ditavoj njegovoj duljini. Postavljanjem vodni prostor postiZe ravntmjerno u se opteredel nje vodnogogledala,a u parnomprostorudjerujena ujednadenje otpora strujanja i ravnomjernokoristenjeditavogp-resjeka parnogprostora.periorirani lim dj;iuj; na.separacijskiefekattakoder i adhezijskimsvojsivomstijenki. Najdesie,"ugil_ duje u kombinaciji s drugim separacijikimureclijima (slila g.9). 125I
  • E.1.1.4. Paketi valovitih limova ili Zieanih ispuna Takvi se separatori sastoje od paketa valovitih limova ili Zidanih ispuna ukombinaciji s drugim uredajima. Sitne kapljice odvajaju se zbog vi5estruke pro-mjene smjera strujanja te adhezijskogefekta (slika 8.8, 8.9, 9.10). fl Sl. t.8. Perforirana cijev za oduzimanje pare u kombinaciji s paketima valovitih limova ISl. 8.9. Ureelaji za separaciju pare Sl. 8,10. Ureclaji za separaciju pare Legenda: L-ulaz u ciklon, 2-ulaz u ci- klon, 3-izlaz iz ciklona, 4-ciklon, 5-per- forirani lim, 6lim za usmjeravanje, 7- Legenda: l-cikloni, 2-paket valovitih limova, 3-cljev za oduzimanje pare, 4-odvod pare I I -paket valovitih limova, 8-odvod pare, 9-dovod napojne vode126
  • 8. 1. 1.5. Ciklonskiseparatori Takav tip jedan je od najefikasnijih separacijskih uredaja koji se ugraduju uparni bubanj. Za postizanje separacije tu se koristi djelovanje centrifugalne sile,a ovisno o proizvodadu razlikuje se nekoliko konstrukcija ciklonskih separatora.Limenim stijenkama, iznad izlaza iz isparivadkih cijevi, usmjerava se mje5avinavode i pare prema ciklonskim separatorima, koji imaju tangencijalni ulaz da bise pobolj5alo djelovanje centrifugalne sile. Zbog toga se odvajaju destice vode,koje imaju veiu gusto6u, pa se uz unutarnje stijenke ciklona vra6aju u vodniprostor. To je zapravo prvi stupanj separacije. Drugi stupanj separacije dine paketivalovitih limova ili Zidanih ispuna smje5tenih iznad ciklona gdje izlazi para. Dabi se sprijedilo direktno udaranje separiranih kapljica u vodnu povr5inu, a prematome i njezino vrtloZenje i budkanje, one na donjoj strani ciklona izlaze prekofiksnih lopatica za stabllizacijustrujanja (slika 8.9, 8.10, 8.11, 8.12, 8.13). Sl. 8.11, Izvedba ciklonskog separatora pate I I II I t,2 I i T r I 1 L ] Sl. 8.12. Ureclaji za separacijupare Legenda:l-ulaz pare u ciklonu, 2-odvodpare, 3-drenaZna cijev r27
  • g t > > t N > >-9 a o o o i := cl o q J A > E h i > d o > o; u-V ; O X >- i* a 7 +5; .EO o * > o trL F N , | i 6 O i i i o -, 8 , 5F >^l x N * ; t, .gl. o . : : h F P ; * ia 5 =. , g d > N il!J;i E o . L x I x 6 N V * 6 - > F X.o tr gx q ! O ; F = N A Y d d H m F R . F = 6 tr-z | " = o o E * v q !i gm ( (t) ct (a128
  • 8.1.2. Komore Komore sluZe sabiranju i razvodenju radnog medija. Izraduju se kovanjemili iz valjanih be5avnih cijevi. Za niZe tlakove (<50 bara) obidno su kvadratnog,a za vi5e tlakova kruZnog presjeka (slika 8.14). Poklopci na krajevima komora izraduju se najdeiie zavarivanjem,a kodkovanih izvedbi mogu biti iz jednog komada s komorom. Komore su najdesie ravne, a kod nekih konstrukcija (sekcijski generatorpare) i valoviteradi bolje kompenzacije uzduZnihdilatacijazbogpromjenatempe-ratura (slika8.15). Sa suprotnihstranaotvora za cljevi koje se uvaljuju, na komoramase izvodeotvori s poklopcimakvadratnogili eliptidkogpresjeka(slika 8.16,8.17,8.18),kojisluLe za uvaljivanje, pregled i di5denjecijevi. Poklopci se izvode tako da sepostavljaju s unutarnje strane, kako bi radni tlak pomogao brtvljenju. Izmedudosjedne povrsinepoklopcai otvorakomorepostavljasebrtva od mekog Leljeza. Manji otvori na komorama za vi5e tlakove zatvaraju se vijcima ispod kojihse, na dosjednupovr5inu,ume6ebrtva od mekog Leljeza. U dana5njimizvedbama cijevi se na komore uglavnomspajajuvarenjem,pase time, medu ostalim, abjegava izradabrojnih otvora na komorama,koji destomogustvaratipogonske problemezbogpropustanja uslijedneidealnog brtvljenja. R$N& w$mru ksssg R$N Sl. 8,14. Izvedbe komora r29
  • lii-tl ce( 9c )qcrc JP:.f /t rV B-B m rl:l ffi Sl. 8.17. Revizijski otvor s poklopcem na okrugloj komori €ffi,( ffi J@; r-/|*-r !+? w,( ooQ)/ t---n t i l i l 1- - ):ffi) ,w(Sl, 8.15. Sekcijskakomora )" Sl. 8.18, Revizijski otvor s poklopcem na okrugloj komori za visoke tlakoveSt. 8.16. Revizijski otvor s poklopcem na kvadratnoj komori130
  • 8.1,3. Cijevi za isparivatkidio, kao i zasveostaledijelove generatora pare pod tlakom,mogusekoristiti samobe5avne cijevi, izradenevaljanjemod materijalagarantirane(provjerene)kvalitete i odgovaraju6ih mehanidkihsvojstava. cijevi se na bubnjevei komore mogu spajatiuvaljivanjem,a kod modernijihizvedbi to se uglavnomizvodi varenjem. Kod uvaljivanja kraj cijevi i otvor moraju se posebnopripremiti i obraditi;rupa se izradujes promjerom nestoveiim od promjera cijevi, tiko da se uvaljiva-nj.ema9U]jlnastijenke cijevi na tom mjestu umanji nalvlse 10% (kod pto-;".ucijevi od 50 mm promjer rupe je otprilike 1 mm ve6i od vanjskogpiomjera cijevi)(slika8.19). Kod ve6edebljine stijenkeu koju se uvaljuje, izraduje se posebanutor radi ^boljeg nalijeganjamaterijalacijevi i postizanjadvr5deg spoja. Sl. 8.19. Detalji uvaljivanja cijevi a-priprema radijalnog otvora, b-priprema kosog otvora, c-uvaljana cijev bez obruba, d, e-detalj obruba cijevi l Takoder, radi dvr5degspoja, slobodni se kraj uvaljane cijevi, koji izlazi izspoja, ra5iri pod kutem od pribliZno 30". Isparivadkecijevi, kojima je obloZenoloziite, nazivaju se ekranskecijevi.one moraju biti na odgovaraju6i nadin udvrs6ene osiguraneda se ne zakrive i(slika8.20,8.21). Danas su ekranskecijevi uglavnom tzv. membranskeizvedbe koja osiguravamanjetoplinskegubitke,uz manju debljinu izolacije,kao i ve6udvrstoiukonstruk-cije loZi5ta(slika8.22,8.24). t3r
  • Sl. 8.20. Detalj udvr56enjaekranskih cijevi Sl. 8.21. Detalj udvr5dcnja ekranskih cijevi Sl. 8.22. Ekranska stijena membranske izvedbe
  • Sl. 8.23. Ekranska stijena s izvedbom cijev do cijevi Sl. 8.24. Ekranska stijena (membrana) 8.2.PREGRIJACI PARE Pregrijadi imaju zadatakda seu njima parapregrijavado trazenetemperature pregrijanja. Para se pregrijava zbog ovih osnovnih razloga: - pove6avase toplinski stupanj iskoristivosti radnog ciklusa,- smanjujuse gubicizbogkondenzacije cjevovodi- u ma,- smanjujuse gubici trenja pri strujanju kroz cjevo- vode, a posebnokroz turbine,- smanjujese problem erozlje u turbinama. Temperatura pregrijanja ovisi, prije svega, oradnom tlaku Stoje radni tlak ve6i, ve6aje i tempe-ratura pregrijanja.Ogranidavajuiifaktor je kvalitetaraspoloZivog materijalaiz kojeg seizradujepregrijad.Za tlakovepare od 40 do 60 bara uobidajena tempe-raturapregrijanjaje pribliZno450C. Zaviie tlakoveide se na ve6e temperaturepregrijanja, obidno do510C. Dana5njagranidnatemperatura pregrijanepare u brodskim turbinskim postrojenjimaje otpri-like 550C. Izvedba pregrijada pare ovisi, prije svega, okonstrukcijigeneratora pare i njegovimradnimpara-metrima. Kod dimnocijevnih (cilindridnih) generatorapare pregrijadi se najde5de sastojeod snopa cijevismje5tenog dimnoj skretnoj komori, prije ulaska udimnih plinovau dimnecijevi isparivada (slika8.25).Sl, 8.25. Pregrijadpare smjeiten u skretnoj komori cilindridnog generatorapare 133
  • Vodocijevnigeneratoripare imaju razlitite izvedbepregrijada,koje dinesno-povi cijevi smjeStenivodoravno,okomito, poprednoili koso s obziromna poloZajgeneratora pare (slika8.26,8.27, 8.28).Sl. 8.26. Pregrijad pare smjeiten popredno na Sl. 8.27. Pregrijad pare smje5ten vertikalno u dimni prolaz kod vodocijevnog gene- dimnom prolazu kod vodocijevnogge- ratora pare neratora Pare Presjek kroz razlidite izvedbe pregrijada pare134
  • _ U brodskim generatorima pare pregrijadi su obidno smje5teniiza nekolikoredova isparivadkihcijevi, koje ga stite od izravnog zra(enja plamenaiz lozista. . Komore pregrijadamogu biti kvadratnogili okruglogpoprednog presjeka,a111e5t-eq9.su uvijek izvan dodira s dimnim plinovimailoptlnsii su izotirane lstiia8.29, 8.30). Kod starijih izvedbi cijevi su bile uvaljaneu komore, a danasse oneuglavnomvare. Svakakomorapregrijada mora na dnu imati prikljudakza praLnje-nje (isplst) vode, koja nastajekondenzacijom pare kada generaiorpare ne radi.Kod nekih generatora.pay prikljudakujedno sluLizaomoguiavanle cirkulacije lllpare pri pokretanju,tj..da bi se sprijedilopregaranje cijevi kida para ios ne strujipremapotrosadima, dok.sepri potpaljivanjune postignunormalniradni parametiipare (tlak i temperatura). Sl. 8.29. >U< izvedba pregrijada pare Legenda : l-cijevi pregrija Ea, 2-cijevi isparivada, 3-udvrSienje cijevi, 4-komorc pregrijada )l st. 8.30. Zmijasta izvedba pregrijadapare Legenda:l-cijevna spirala,2-vodnibubanj, 3-komora pregrijada 135
  • Cijevni snopovi pregrijada pare najde56e su ovje5eni na isparivadke cijeviposebnim izvedbama nosada, koji moraju biti izradeni od materijala otporna navisoke temperature. Povoljnije su one izvedbe kad je isparivadkim cijevima osigu-rano bolje hladenje dijelova nosada s pomoiu izravnog provodenja topline navodu odnosno paru (slika 8.31, 8.32, 8.33). ooQ oo@ aQaa @@oo QQOq @@oo QQQQ I oeo@ I QAQg @@@@ eaae @@@@ Sl. 8.31. Cijevna ploda pregrijada pare ovjeiena na nose6u isparivadku cijev Sl. 8.32. Detalj udvr56enja horizontalnog snopa pregrijada pare136
  • DEIAU.A. DETAL,:.8. NOSAc Sl. 8.33. Detalji udvr56enjahorizontalnih cijevnih snopovapregdjadapare Na_izlaznoj komori pregdjadapare mora biti ugradenodgovarajudi sigurnosniventil. on je podesen^takoda.seotvara prije negoli sigurnoiri ueniili .ru"purrro.r,bubnju (otprilike za 0,3 bara), da bi se u takvim shidajevima uvijek osiguralostrujanje pare kroz njegovecijevi i da bi se time zastitileod pregaranja. 137
  • VODE 8.3.ZAGRIJACI Zagrijati vode ubrajaju se u tzv. naknadne ogrjevne povr5ine generatora pareu kojima se voda prije ulaza u parni bubanj zagriiava, a katkad i djelomiceisparava. Voda se grije obidno do temperature koja je 20-50C niZa od tempera-ture isparavanja. Ako se u zagrijadu vode i djelomidno isparava, tada se onnazivapredisparivad. Zagrijad vode sastoje se od cijevi koje dine njihove ogrjevne povr5ine isabirnih (razdjelnih) komora koje mogu biti okruglog ili pravokutnog poprednogpresjeka. Za nlLe pogonske tlakove (do 30 bara) ogrjevne povr5ine desto dinerebraste lijevane cijevi, da bi se pove6ala efektivna povr5ina prijelaza topline nastrani dimnih plinova, gdje je on znatno manji u odnosu na unutarnju (vodnu)stranu. Za vii,e radne tlakove i novije izvedbe zagrijati vode de56ese rade oddelidnih cijevnih snopova, na koje se katkad posebno navlade rebra radi pove6anjaogrjevne povrSine (slika 8.34, 8.35, 8.36). -j_,", l*i ! .r- ;; -;{ .q.!f* 1 4fE-- tf-"*- . Sl. 8.34. Pogled na rebrasti zagrijad vode138
  • Sl. 8.35. Detalj rebrastog zagrijada vode =-:_=-Sl. t.36. Presjek kroz rebrasti zagrijadvode
  • cijevi su u cijevnomsnopunosenei medusobno ukruiene cijevnim plodama,lamelamaili trakastim obujmicama,kao Stoje vidljivo na slici 8.37. Gornja komora zagrija(a vode mora imati prikljutak za odzradivanjepripunjenju, odnosnopokretanjugeneratora pare, a na donjoj komori treba da budepredvidenprikljudak za ispu5tanjevode radi prainjenja. ; t Sl. 8.37. Izvedbe udvr56enja cijevnih snopova zagrijada vode t Kod brodskih se generatora pare oko zagrijada vode postavlja obilazni vod(>by-pass<)kojim se moze vrsiti napajanje isparivad ako je zagrijat,vode oste6eni iskljuden. Na slici 8.34. i 8.35. prikazana je izvedba zagijata vode koji se sastoji od tri ;snopa delidnih cijevi na koje su navudena lijevana rebra. cijevi zagrijada vodemedusobno su povezane >U<-koljenima koja su zavarena izvan dimnogprolaza.Prolazi cijevi kroz cijevne plode izvedeni su tako da se omoguie toplinske dilatacijezbog promjena temperatura, a da se istovremeno osigura brtvljenje, koje trebada sprijedi izlaz dimnih plinova. Prostor u kojem su smjestene komore i koljenatoplinski je izoliran i opremljen demontaznim poklopcima radi pristupa komoramai koljenima pri popravku ili pregledu. Na komorama, nasuprot cijevnim prikljudcima , nalaze se poklopci radi pregle-da, diSienja ili zadepljenja pojedinih cijevnih zmija ako propu5taju. I Kao Sto je iz slika vidljivo, zagrijadki snop podijeljen je na tri dijela, a naodredenim razmacima smje5teni su otvori s poklopcimazalulaz dovjeka i prikljudciza propuhivade dade. Komore imaju na jednoj strani dvrst oslonac, dok je on nadrugoj strani klizni radi osiguranja toplinskih dilatacija.140 I I
  • 8.4.ZAGRIJACI ZRAKA zagrijati zrakatakodersu naknadneogrjevnepovrsinegeneratora pare, ko- jima se zagrijavazrakzaizgaranje odredenutemperaturu na prije ulazau loZiste. Ugradnjom zagrljata zraka snizuje se izlazna-temperaturi dimnih plinova iz generatora pare i tako pove6ava stupanjiskoristivosti, ulazom zagrijaiog zraka a u loiiite stvarajuse povoljniji uvjeti za izgaranje. Zagtiiati ztaka u osnovisu rekuperativni i regenerativni.Rekuperativni zagri- jadi mogu biti izvedeni obliku limenoplodastih u (iika B.3g),cijevnih- vodoravnih - vertikalnih (slika 8.39, 8.40), rebrastih(slika g.41). ili Regenerativni najdesie su rotacijski, tzv. >Ljungstrom<< izvedbe(slika g.42, g.43). Sl. 8.38. Plodasti zagrijat,zrakaI Sl. 8.39. Cijevni zagrijad zraka s horizontalnim ciievima 141f
  • U zagrijadima zraka s vertikalnim cijevima plinovi prolaze kroz cijevi, a zrak oko njih, dok kod izvedbi s vodoravnim cijevima plinovi prolaze oko cijevi, a zrak kroz njih. Bolja je izvedba s vodoravnim cijevima zbog manjih problema; narodito pri zadepljenju prolaza na dimnoj strani. .--+ ill --- / l i i ___ iii_________ ZRAK*.- + :----- _____ :T,- Sl. E.40. Cijevni zagrijad zraka s vertikalnim cijevima (Jj r-. I put zraka Sl. 8.4f. Orebrena cijev zagrijada zraka t42 l
  • Sl. 8.42. Smjeitaj rotacijskog zagrija(a zraka Zagrijar; zraka s delidnim cijevima ne izvode se s rebrim a za povelanjeogrjevne povr5ine, jer bi ona morala biti s unutarnje i vanjske strane, buduii daplinovi i zrak imaju podjednaki koeficijent prijelaza topline. Orebrenje samo sjedne strane ne bi dalo prave efekte. Stoga se orebrene izvedbe zagrijata zrakaprave od lijevanih cijevi eliptidkog presjeka, koje imaju rebra i s vanjske i sunutarnje strane (slika 8.41). Rebra su postavljena u smjeru strujanja zfaka odno-sno dimnih plinova da bi se smanjili otpori strujanja preko njih. Rotacijski (>Ljungstrom") zagrijadi zraka sastoje se od rotorskog dijela, kojegdine paketi tankih valovitih limova preko kojih naizmjenidno struje dimni plinovi t43
  • izravniivad totine soktorplinova seklorska ploda veza $f {radijalna brWa)uredaj za rudnopodeSavanie sektor zrakaseklorskih Dlo6a ,oo, plastkucista €h Sl. 8.43. Detalji rotacijskog (>Ljungstrrim<)zagrijadazraka Er-- W# ffi fft rA E Sl. 8.44. Pogled na lamelaste pakete rotacijskog zagrijata zraka
  • i.zrak. otretanjem rotora,,.dimni plinovi u svomprolazu neko vrijeme griju pakete limova, koji tada akumuliraju toplinu, a nakon toga, kada otietan;im dodu u struju zraka, on ih hladi i pr-euzima toplinu na sebe(slikag.43, g.44. Rotor je zatvorenu delidnomlimenom oklopu, unutar kojeg se okre6e s malim brojem okretaja(5-10 l/min). Da bi se sprijediloprostrujavanjezraka odnosnodimnih plinova s jedne - na drugu.str.anu njihovo mijesanje,predvidenesu posebnebrtve. Buduii da i radena rotirajudim dijelovima, brtve se u pogonu destbtrose, sto je nedostatak rota_cijskih zagrijala zraka. . Drugi nedostatak je..nuznostpogonskog stroja (elektromotora)za okretanje, jer zbog njegovakvara ili eventualnog p.ekida u opskrbi treba da"seobustavirad generatora "n"rg1o* pare,.da bi se iprijedilo deformirunl" iiietoua zagrijalazr aka zbog nejednolikog zagrijavanja. Prednosttakvih zagrijatazraka velika je efektivnaogrjevnapovrsina, maleugrad_bene di.m_enzije, je naroditoznadajnoza brodske-uvj"i" ,uau. sto Kod velikih generatora pare novijih izvedbi, gdje su izrazneremperature ..dimnih plinova zbog po.vedanja toplinskeiskoristivosilvrto niske (dak d"1it;Cj,lim.enipaketi rotacijskih..zagrijada emajliraju da bi se sprijeeilo djelovanje seniskotemperaturne j korozi e. 145
  • 9. ARMATURA GENERATORA PARE Da bi se osigurali uvjeti za siguran i kontinuiran rad, generator pare morabiti opremljen pomodnim uredajima, koji se zajednidkim imenom nazivaju arma-tura. Prema mjestu ugradnje, armatura se moZe podijeliti na:- armaturu na toku goriva,- armaturu na toku vode,- armaturu na toku pare,- armaturu na toku zraka i dimnih plinova, Prema namjeni kojoj sluZi, armatura se dijeli na:- zapornu armaturu.- regulacijsku armaturu,- za5titnu armaturu,- kontrolnu armaturu. Prema konstruktivnom obliku, armatura se moZe svrstati u:- grubu armaturu i- finu armaturu. Armatura na toku vode. pare i tekuieg goriva uglavnom je fina armatura,dok je na toku zraka i dimnih plinova preteZno gruba. Na slici 9.1. prlkazan je shematski plan armature jednog brodskog generatorapare na tokovima vode i pare. Izvedba i raspored armature uglavnom su odredeni zakonskim propisima, augraduje se tako da bude lako pristupadna te da se s njom moZe rukovati. 9.1.ZAPORNA ARMATURA Vei je iz samog naziva odito da je zaporna armatura namijenjena zatvaranjuodsnosno otvaranju protoka radnih medija. Dijeli se na ventile, zasunei slavine. Kao zaporna armatura, ventili se, zbog povedanih sila otvaraju, pove6anihpadova tlaka uslijed naglog skretanja strujanja i promjene presjeka te zbogoleLa-nog postizavanja brtvljenja, koriste uglavnom za manje tlakove. Na slici 9.2.prikazana je jedna izvedba zapornog ventila. t47
  • .32 ?o _-<1-- Ai l Ar, vr,4 v Y r vi iYA lt A A A vl A l ,l l Y, lv A A rA A v v v A Y vA,14,^, v Y V v Y v Y rSl. 9.1. Shemaarmature na toku vode i pare Legenda: l-glavni napojni vod, 2-regulacijski ventil napajanja, 3-napojni cjevovod, 4-za- porno-nepovratni ventil, 5-zaporni ventil, 6-pomo6ninapojni vod, 7-zaporno-nepovratni ventil, 8-zaporniventil, 9-kriZnispoj, lO-zasun, l1-zasunna obilaznomvodu, l2-kriZni spoj, . 13-zasun, 14-vod za punjenje pregrijada, l5-zasun, 16-ulazni cjevovod u zagrijat vode, 17-izlaznicjevovod pare iz bubnja, l}-izlaz iz prvog stupnja pregrijaia, lg-trostrani regulacij- ski ventil, 2O-pogonregulacijskogventila, 21-spojni cjevovod prvog i drugog stupnja pregri- ia(,a,22-daz u regulacijski hladnjak za pregrijanu paru, 23-regulacijskihladnjak, Z4-iztai iz regulacijskoghladnjaka, Z1-izlaziz drugog stupnja pregrijata,26-izlazni parni zasun,27-sigur-148
  • Sl. 9.2. Zaoorni ventil Sl. 9.3. Zasun s dvodijelnim klinastim zatvaratem Kao zapornearmaturede56e upotrebljavaju se zasuni(slika9.3) koji uzrokuju manji pad tlaka pri strujanju, lakse se otvaraju i zatvarajui bolje brtve. Zasuni mogu biti izvedenis jednodijelnimili dvodijelnimklinastim zatvaratem. Nedosta- tak_konstrukcijes jednodijelnim klinastim zatvaralemje teskoia da se podese dodirnepovrSine klina i brtvenihprstenovakuii5ta, Stoje rijesenokod dvodijelnih klinova, koji su pokretni u odnosu na umetak za razupiranje,sto omogu6uje kvalitetnijebrtvljenje. Slavinese na generatorima pare najdesieugradujutamo gdje treba da djelujukao brzozatvaraju1a rudna armatura. Zaporni ventili malih promjera i slavine koriste se za ispu5tanjevode i odso-ljavanje (slika9.4), uzimanjeuzoraka(slika9.5), drenaZu odzradivanje. ventili i Tisu najveii dio vremenau zatvorenom polozaju,pa i njihovo najmanjepropustanjeuzrokuje gubitke i tesko6epri rukovanju. zbog toga se pored svakog takvogventila ugraduje jo5 jedan dodatni. Rukovanje je normalno s ventilom koji jeugradenprema vanjskoj stranil ako se on pokvari (propusta), zatyarase veniilkoji je ugradens unutarnje strane,da bi se mogao popraviti kvarni dio. nosni ventil, 28-sigumosniventil, 29-sigurnosni ventil, 30-prikljudak za orpjenjivanje, 31-pri- kljudak za doziranje kemikalija, 32-manometar,33-prikljudak za drenaiu,3i-prikljudakza odzradivanje,35-prikljudak za drenaLu,36-prikljudakza odzradivanje,37-prikljudahza ispu- Stanjepare, 38-zasun,39-termometar,40-prikljudak za odsoljavanje, 41-irikljudak za piaz- njenje, 42-prikljudak za odzradivanje, 43-prikljudak za pomo6ne ruryt", 44-prikUudai za zasiienu paru, 45-prikljudak za regulacijski impuls, 46-prikljudak za ispustanje vode iz loLiita, 47-izlazpregrijane pare, 48-prikljudak za regulacijskiimpuls, +9-priitjueat za odzra- divanje bubnja lmor: 6, U165 149
  • Ventil za uzimanje uzorkaSl. 9.4. Zapomi ventil s pomidnim sjedi5tem za odsoljavanje9 . 1 . 1P a r nv e n t i l . i Ovaj ventil je specijalnonamijenjenodvodu pare izizlaznog sabirnikagene-ratora pare prema potro5adima. brodovima obiino postoji glavni i pomo6ni Naventil: glvani parni ventil propu5taparu u cjevovod za glavni stroj, a pomoiniparni ventil propu5taparu u cjevovodza pomo6neparne strojevei uredaje. Ovise ventili mogu otvarati i zatvaratiizravno na generatorupare, iz strojarnicei -palubebroda. Ventil trebada bude samou krajnjim poloZajima potpunootvorenili potpunozatvoren. ventil(napojna9.1.2.Napojni glava) Brodski generatoripare obidnoimaju dva napojnaventila: glavni i pomoini.Glavni napojni ventil povezanje s glavnomnapojnompumpom, dok je pomoinispojens pomoinom pumpom.150
  • Napojni ventil djeluje.automatski, otvara se pod tlakom vode iz napojne tj. pumpe,azatvarase zbog djelovanja tlaka vode iz generatorapare, kaoa ni rloi -cla napojna pumpa. Stoga.on ima sigurnosnuulogu, se pri eventualnomkvaru napojne pumpe ne vrati voda iz generatora pare. Uobidajenaizvedba napojnog ventila lstita Le; ie u obliku kutne izvedbe pog._?0 gdje je sam pladanj ventila voden okomito s pomoiu posebnihkrilnih vodilica. vreteno pladnja moZe se pribliZavatiili udaljavati oo dime se reguliranjegov hod, odnosnoprotodnakolidina napojne vode. itaonla,Sl. 9.6. Napojni ventil (napojna glava) Legenda: l-vreteno, 2-vodilice pladnja, 3-sjediste,4-otvori u cilindru za vodenje, 5-prostor za prigu5ivanjeudara .lrp99" napojnog.ventila i generatora. pare ^oo postavarjase posebni zaporniventil kojim se_napojni ventil moze odvojiti al"touunja"tlakagenerarora parei ako potrebno, popraviti. U tom stuealu g"n"rutoi pu." ," napaja preko _jepomoinog napojnogventila. .Napojni i zaporni-ventil na pravcu napojne vode mogu biti odijeljeni ilispojeni u zajednidkomku6iitu te tako zajednodine tzv. nap6jnu glavu.9.1.3. Ventil otpjenjivanje za i istiskivanje ventil za otpjenjivanje spojen je na cijev koja ulazi u vodni prosror parnog.bubnja, a na sebi ima vise lijevaka okrenltih pi"-u povrsini vode. U radu semoZena povrsini vode u parnom bubnju skupljati pjena, koju treba povremenoizbacivati iz generatorapare. U tu svrhu sluze ventiti za otpjlnjivanje. 151
  • Ventil za istiskivanje(slika 9.7) spojenje na cijev koja ulazi pri dnu vodnogprostoraparnog bubnja i na sebi obidnoima lijevke okrenuteprema dnu. Ventili najde56e otvarajupolugom, azatvarajuoprugom,da bi se osigu- se Iza istiskivanjeralo brzo djelovanje odnosnosprijedilopreveliko praZnjenjegeneratorapare uradu, Stobi moglo uzrokovatio5teienjazbog pregrijavanjamaterijala. Istiskivanjeje nuZnopovremenoobavljati, kako bi se sprijedilaprekomjernakoncentracijasoli u najniZim djelovima vodnog prostora generatorapare Sto sedogada zbogkontinuiranog ugu5denja tijekom isparavanjavode.Prevelikakoncen-tracija soli u vodi uzrokuje taloZenje ogrjevnimpovr5inama, na je mogude pjenje- *nje i postoji opasnostod povladenjakapljica vode u pregrijadpare. n Sl. 9.7. Ventil za istiskivanje9.1.4.Ventili drenalu,odzradivanje za i uzimanje uzorka Ventili za drenaLt spojeni su sa najniZim todkama isparivada,pregrijada izagrijaia vode, a sluZe radi potpunog praZnjenjaprije pregleda, popravka ilikonzervacije. Kad se generator pare puni vodom, treba da se s vr5nih pozicija pojedinihdijelova ispu5tazrak, Stose omogu6ujeposebnimventilima za odzrativanje. Da bi se u toku pogonamogla kontrolirati kvalitetavode u generatoru pare,potrebno je povremenouzimati uzorke i obavljati analizu.Tome sluZeventili zauzimanjeuzoraka,kojima se,s pomo6uposebnih hladnjaka,ispu5tavodau posuduza uzorke.152
  • Ventili za drenaLu,odzradivanjei uzirnanjeuzorka normalno su u zatvorenom poloZajupa se stoga, zbog problemakoje bi uzrokovalo njihovo propu5tanje, obidno ugraduju po dva, jedaniza drugog. 9.2.REGULACIJSKA ARMATURA Regulacijskoj armaturi g:ner1toT3 pare pripadajuventili koji su namijenjeni reguliranju protoka i tlaka. Regulacijskiventili izraduju se jednim, s dvi ili tri sjedi5ta. ventili s jednim sjedist-emmogu imati,dovod radnog medija iznad ili ispod zatvaraea, demuovisi i.velidina-sile o koja je potrebnazi otvarinje i zatvarairie. Nedostatak ventilas jednim sjedistem je intenzivnotrosenjeJosjJnih povrsina. Kod regulacijskihventila s dva ili tri sjedista (slika q.g,-9.s1 zatvaradisu rastere6eni je stogaza njihovo zatvaranjei otvaranjepotr#na pa mania sila.Sl. 9.8. Rudni regulacijski ventil s dvostrukim Sl, 9.9. Rudni regulacijski ventil s trostrukim siediStem siediStem Pogon ventila moZe bit rudni, poluautomatskii automstski.^ , _regulacijskihRudnaregulacijaizvodi se izravno, okretanjemui"i"rru, ili daffiski mehanidkimprijenosom. Poluautomatskipogon ostvaruje se servouredaj;; kojim upravrjadovjek. Kod automatskog reguliranjakomanduservouredu;" iujl reguliranaveli_dina,tako da se procesgbdjl bez dovjeka.pogon r"*our.dulu moZe biti hidrau-lidni, pneumatskiili elektridni. 153
  • * 9.3.ZASTITNA ARMATURA t Za5titnoj armaturi pripadaju nepovratni i sigurnosni ventili. Karakteristidnostte armature je da se ona aktivira (otvara i zatvara) izravno pod djelovanjemradnog medija. Nepovratni9.3.1. ventili Nepovratni ventili imaju zadatak da propu5taju medij samo u jednom smjeru Ii automatski se zatvaraju pod djelovanjem tog istog medija ako se on vra6a. Kod generatora pare napovratni ventili postavljaju se na napojnom vodu, dasprijete povrat vode iz bubnja ako se pokvari napojna pumpa ili pukne cjevovod.Takoder se ugraduju na tladnoj strani napojnih pumpi, da sprijede povratni tok ilvode ako pumpa prestane raditi (zbog kvara na pumpi ili zbog prekida pogonskeenergije). Izvedba nepovratnih ventila moZe biti s pladnjem ili s klapnom (slika 9.10). 9.10. Izvedbe nepovratnih ventila: 1. s oprugom, 2. za vertikalnu ugradnju,3. s klapnom9.3.2. Sigurnosni ventili Sigurnosni ventili su uredaji namijenjeni spredavanju prekomjernogporastatlaka unutar generatora pare. Ako tlak bude vedi od dopu5tenog, sigurnosni ventili se otvaraju i ispu5tajudio radnogmedija u atmosferu,a nakon pada tlaka na normalnuvelidinuopet seautomatski zatvaraju. Broj , velidinai raspored sigurnosnihventiladefiniranisu propisimaza gradnjugeneratora pare.1 Iropiri t lurifikacijskihdruStava: Lloyds Register, Bureau Veritas, Norske Veritas, Jugoregistari dr.154
  • Kod generatora pare obaveznose postavljajuna parnom bubnju iz pregrljatapare, a podesavajuse takl da se. prekomjernu i na izrazu pri povedanjutlaka najprije otvara onaj na pregrijidu, da bi se.uvij"t orlg,rruto-rirrJu";"pare pregri_ jadem i.tako sprijedilatoplinskapreoptere6"nJri"Jffitt;;t;;il ovisno o sili kojom se sup-roistavljaotvaranju,"diele,. iu ,ig,r.nosne s oprugomi ventiles utegom.Kod brodskihgeneratora ventile pare dopustena upotreba je samo sigurnosnih ventila s oprugom. -sigurnosni Prema nadinu aktiviranJa, ventili su direktni i indirektni. Kod direktnih sigurnosnih ventila (s[k; 9.11), radni rrak djeluj"^nu^pr"oanj, kad je tlak prevelik, podiZesvladavajuiisilu opruge. koji se, Ispod pladnja medij izrazi iz radnog prostorai tiko.smanjuje tlak u ri"ooriuiutriglr.nosnih ventila s.direktnim.djelovanjem,je u..tesko6i "1"-u. brtvljenja (naroditotoo vEeeg dimenzija)i opasnosti priljeprjivanja (iapetenja). tlaka i veiih od Ti nedostaci odstranjenisu kod sigurnosnih ventila.sinoi.Ltiriim djelovanjem(slika 9.12),kod ventil pokreie klipom, kojih seglavni * u.ryavrjamalim.impulsnim r#iii.- na koji djeluje ojiT radni medij iz prostorakoji se stiti od prekomjernog p;.;;;l;k;. pri poveianjuSl. 9.11. Sigurnosniventil s direktnim djelovanjem Legenda: l-pladanj, 2-klip, 3-cilindai za vodenje, 4-regulacijskiprsten za pgusivanje zatvaranja,5_regulacijskiprsten, 6_regulacijski prsten Imor: 6, U1,56 155
  • t I t il il l I t I I I 4 L I t _ I I I I ISl. 9,12, Sigurnosni ventil s indirektnim djelovanjem Legenda: l-pladanj pilot ventila, 2-spojni vod pilot ventila i glavnog ventila, 3-klip glavnog ventila, 4-pladanj glavnog ventila lzvor:. 6, ll157tlaka pladanj impulsnogventila se podize i para kroz impulsnu cijev dolazi ucilindar, gdje djeluje na povrsinuklipa i pokreie ga zajednos vretenomi glavnimpladnjem, propu5tajuii osnovnustruju pare u atmosferu. Kod sigurnosnih ventila s direktnim djelovanjemtreba da se konstruktivnimizvedbama sjedi5ta pladnjaventilasprijedititranje. Naime, zbogotvaranjaventila ipoveiava se sila opruge, a istodobnose smanjujetlak pare zbog njenog izlazauatmosferu.U takvim uvjetima ventil moZepodetititrati jer se vrlo brzo mijenjajuradni uvjeti koji djeluju na njega, Sto uzrokuje nenormalanrad. zbog toga se156
  • I tI pladanj izvodi s povedanim promjerom iznad sjedista,a i sjedisteje oblikovano da paru nakon izlazau-odi tako da ona djeluje na poveianu povrsinupladnja pa povedana sila pare djeluje_nasuprotpove6anojsili opruge. osim toga, pladanjle s gornje straneudubljen da bi para, prolazeli preko njega, mijenjala smjer siru- janja i tako djelovalai dinamidki. I , .. ve6ina sigurnosnihventila imaju ugraden regulacijskiprsten oko sjedista, kojim.sezapravo regulirabrzinaponovnogzatvaranja, odnosno ponovnog viadanja pladnja na svoje sjedi5te.Taj prsten okruZuje sjedisteventila pa se ofretanjem moZepodesavati njegov okomiti poloZajjer je udvrs6en pomoiu navoja.Njego- s vim pomicanjemprema gore omoguiuje se stvaranjejednog parnog jastuka,ito usporavazatvaranjeodnosnopovrat pladnja na svoje sjedi5te.I 9.4. KONTROLNA ARMATURA Kontrolnim armaturama pripadajupokazivadirazine,manometritermometri. iI g.4.1 Pokazivac razine . ita Pokazivadi razine, su uredaji namijenjeni kontroli razine vode u parnom bubnju radi njenog odrZavanja na normalnoj vrijednosti. Svaki veii generator pare mora imati, u skladu s propisima, dva pokaziva(arazine s izravnim oditava- njem (slika9.13), pored kojih se moZe ugraditi takoder i tzv. spustenipokazivad razine s indirektnim oditavanjem (slika 9.14). Pokazivadi razine (vodokazna skala) na parnom su bubnju ugradeni tako da su-gornjim prikljudkom spojeni za parni, a donjim za vodni prostor. Na gornjem i donjem prikljudku nalazi se zaporna armatura za odvajanje oo racno=gcijela parnog bubnja, koja se normalno sastoji od obidnog zapornog ventila i ventlti za brzo. zatvaranje s polugom (slavine). Na donjem prikljudku G, osim toga, nalazi joS jedan poseban zaporni organ za drenaZu, koji sluZi za periodidno ispuhivanje uredaja, odnosno za kontrolu ispravnosti njegova rada. Svaki pokazivad razine mora na sebi imati jasno izrahenu oznaku najniLeg nivoa. Za tlakove do pribliZno 40 bara za pokazivanje razine koristi se tzv. staklo >klinger<, koje s unutarnje strane ima uzduZne Zljebove. svrha Zljebova je da r_eflektiraju svjetlosne zrake i tako stvore vidljivu razliku izmedu uod-trogi parnog dijela. Naime, zbog refleksije svjetlosnih zraka, parni dio vodokaznog s6kla j; srebrnaste boje, a vodeni je dio tamne boje. Za ve1e tlakove pokazivadi razine izvode se s liskunskim listidima kroz kojet se promatra nivo. Prednost liskuna je njegova ve6a kemijska i termidka otpornost te ve(a postojanost pri promjenama temperature.I Pokazivadi razine s listidima liskuna mogu biti izvedeni tako da se postavljaju iza ravnih debelih stakla na vodnoj strani, ili bez stakla, s debljim plodicima liskuna koje su udvr5iene u posebni delidni okvir.dr r57
  • Sl. 9.13. Pokazivai razine Legenda: l-spojni prostor, 2-termootporno staklo, 3Jampa za osvjetljavanje, 4-zaslon, 5-spoj na parni prostor, 6-spoj na vodeni prostorr58
  • Sl. 9.14. Spu5teni pokazivadrazine Legenda: l-vodokaznostaklo,2-zapornateku6ina, 3-spoj vodeniprostor, na 4-spoj parni na prostor,5-kondenznaposuda, 6-spojna parniprostor,7-Larulje Listi6i liskuna spredavaju izravni dodir vode iz parnog bubnja sa staklom,koje s vremenom tamni zbog alkalidnog djelovanja vode pa se.tesko raspoznajevisina razine. osim toga, kemijskim djelovanjem vode staklo se postepeno otapai tako stanjuje. Pokazivadi razine s liskunskim listiiima osvjetljavaju se lampom postavljenomispod ili iznad vodne linije, jer se odbijanjem svjetlosti o vodnu liniju dobijesvijetla crta razine vode. Kod vodoravnog osvjetljenja parni bi i vodni prostorimao istu boju. Neki pokazivadi razine uopie nemaju staklo, vei samo debljeplodice liskuna, koje su s pomo6u vijka udvr5iene u delidni okvir. Kod ve6ih generatora pare desto je zbog bolje i neposrednije kontrole nuZnougraditi tzv. spuStenepokazivaie tazine, da bi bili uvijek dostupni radi kontroles pozicije na kojoj se nalazi pogonsko osoblje. Princip rada je da se u jednomstupcu nalazi konstantna razina vode (kondenzata), a u drugom varira paralelnos nivoom u bubnju. Na dnu spustenog vodokaza umetnuta je zaporna teku6inave6e gustoie od vode (npr. Ziva), dija se razina u kontrolnom dijelu mijenjausporedo s promjenom visine vodnog prostora pa se na taj nadin indirektnopromatra i promjena razine u parnom bubnju. 159
  • 9.4.2.Manometri Radi lokalne kontrole tlaka na pojedinim dijelovima generatora pare koristese manometri,diji je broj i raspored odreden zakonskim propisima. Manometarobvezno mora biti ugraden na parnom prostoru parnog bubnja (sabirnika pare),a ugraduju se jo5 na izlazu iz pregrijada i na ulazu u zagrijad vode. Na mjernoj skali manometra mora biti vidljivo, crvenom crtom, oznadenmaksimalni radni tlak, na kojemu se otvara sigurnosni ventil. Kod generatora pare koriste se manometri sa zakrivljenom (tzv. Bourdono-vom) cijevi, kojase zaniie tlakove izraduje od mesinga, a za vise od nerdaju6egdelika. Da bi se sprijedio izravan dodir pare visoke temperature s mjernim dijelo-vima manometra (Broudonovom cijevi), on se spaja s radnim prostorom zakrivlje-nom cijevi, odnosno petljom u kojoj se para hladi i kondenzira, dime se spredavajunetodnosti u mjerenju i oste6enja.Tolerancija takvih manometara pribliZno je l%. Spoj manometra s prikljudnom (zakrivljenom) cijevi izvodi se s pomodu tro-stranog pipca, kojim se manometar u radu moZe isprazniti i iz njega ispustitieventualne nedisto6eili se preko njega moZe ugraditi dodatni kontrolni manometarradi kontrole ispravnosti postoje6eg.9.4.3. Termometri za mjerenje temperatureradnih medija kod generatorapare najdesie sekoriste termoelementiiz bakra i konstantana i,eljezai konstantana, za kon- te itrolna i preciznamjerenja koriste se stakleni termometri sa Zivom i plinskimpunjenjem ili termometri od kvarcnogstakla sa Zivom. 9.5. GRUBAARMATURA Gruboj armaturi generatora pare pripadajuuglavnomuretlaji koji su namije-njeni posluZivanjuvodova dimnih plinova i zrakaza izgaranje.To su ulazni otvoriza dovjeka,otvori za promatranje,eksplozijskiotvori, zaklopkeu dimnim i zrat-nim kanalimate propuhivadidade. otvori za ulazakdovjekaizraduju se radi vizualnogpregledapojedinih dije-lova generatora pare odnosnoogrjevnih povr5ina. otvori za promatanje uglavnomse postavljajuna loZisnomprostoru i sluzeza kontrolu plamena odnosno izgaranja.Eksplozijski otvori sluZeradi za$titedimnog prostorai kanala od prevelikogporastatlaka u njima. U takvim sludaje-vima oni se otvaraju i ispu5tajudio dimnih plinova u okolinu. Eksplozijskiotvorimogu biti izvedenis oprugamaili membranama. Zategulacliu strujanjazrakai dimnih plinova sluZe zaklopke(leptiri) s okret-nim kretanjem ili zasunskiorgani s translatornimkretanjem. Da bi se ogrjevnepovrsineodrZavale sto dis6emstanju, kako bi efikasno uudovoljavalesvojoj funkciji, nuzno je u toku rada s dimne strane i s pomodupropuhivada dadeodstranjivatinaslage dadei pepela.160
  • , K1o radni medij, kojim se propuhuju ogrjevnepovrsine,mogu posluzitizas!6era ili pregrijana para, komprimirani zrak ili voda. Efekt dis-enja postiZesemlazom, a on je efikasniji Stoje veia njegova brzina na izlazt iz mliznica propu-hivada. Propuhivadidade ugraduju se na prikladnim pozicijama,izmedu pojedinihdijelova ogrjevnih povriina, tako da svojim gibanJem(uzduznimI rotacilshm;obuhvateStove6i dio tih povrSina procesudi56enja. u Prema konstrukciji, propuhivadidadese u osnovi mogu podijeliti na fiksne iizvla(e& (teleskopske). Fiksni propuhivaii iade (slika 9.15) ugra<tujuse u dimne prolaze,gdje suniZe temperature(250-709 "c), sro omoguiuje da njihov radni dio (cijev sa sap-nicama)bude stalno u dodiru s dimnim plinovima. U toku rada onise ne gibajuu uzduZnomsmjeru, ve6 samo kruZno. Za njihovo rotacijsko gibanje -Jz" ,"koristiti rudni ili elektromotornipogon. Radna cijev takvog p.oprrhirrudu mora seizradivati od materijala koji je otporan na visoke tempeiature; najdes6e to jespecijalna legura silicija, kroma i aluminija (tzv. sikromal). Da bi se zastitiomaterijal cijevi propuhivada pregrijavanja vrijeme kada od uon ne radi, tj. kada kroz njega ne struji radni medij koji ujedno hladi, ponekadse kroz njega propustaneka kolidina zraka, da bi se s pomoiu njega hlidito.Sl. 9.15. Fiksni rotacijski propuhivad dade Legenda: l-dovod pare, 2-parni ventil, 3-radna cijev, 4-mlaznica, 5-pogonski landanik, 6-zupdasti prijenos, 7-spojnica,8-ozid 161
  • Izvla(eei ili teleskopski propuhivadi dade (slika 9.16) sluie za di5denjecijeviloZi5nihekranaili pregrijada pare gdje vladajuvisoketemperature dimnih plinovapa je radnu cijev sa sapnicama,dok propuhivad ne radi, nuZno izvuei izvanizravnogkontakta s dimnim plinovima.Takvi propuhivadi imaju uzduZno rotacij- isko gibanjeradnecijevi. PRESJEKA-ASt. 9.16. Teleskopski (izvlade6i) propuhivad dade Legenda: l-dovod pare, 2-teleskopska cijev, 3-mlaznica, 4.ond (u;olaclja), 5-pogonski landanik Sl. 9,17. Vi5emlazni rotacijski propuhivad dade162
  • Udestalost i trajanje propuhivanja ovisi o intenzitetu zaprljanja i vrsti naslagakoje se stvaraju na ogrjevnim povr5inama, a to se u pogonu najde5ie odredujeod sludaja do sludaja, na temelju iskustva i praienja stvarnog stanja. Posljedica destog propuhivanja je preveliki utro5ak radnog medija (najde56eje to para), a ako se propuhuje prerijetko, nastupaju gubici zbog smanjenjakoeficijenata prijenosa topline, odnosno porasta temperature izlaznih dimnih pli-nova, a time i sniZenja ukupnog stupnja iskoristivosti generatora pare. Slika 9.17. prikazuje vi5emlazni rotacijski propuhivad dade koji je pogonjenpomodu elektromotora. 163
  • 10. SISTEM GORIVO ZA Uredaji sistema gorivoimaju zadata.! nrinreme osiguraju i izgaranje .za {1 g::liii^11"in koji 6eomoguiitinjegovo najboljeiskbristenje,, Jrtudura"rantjl-uma pogona. je .Izgatanie sloZen proceskoji se zbiva u vi5e faza kroz koje prolazi desticag9tiY3prij.enegopotpuno izgori.Ako je gorivo tekuie, procesizgaianjase sastojiod sljede6ihfaza: mijesanjasa zrakom, iagrijavanja.iriuruuunii, termidkog rai_laganja, stvaranja zapaljivesmjese,paljenja i izgaiaiia. Svaka f-aza ima biranutjecaj.na odvijanje procesaizgarcnji, odnosno,ato uvletr za neku od njih nisuzadovoljeni,izgaranjene6ebiti potpuno. Jedan od najbitnijih . .preduvjeta potpuno ugaranjeje dobro rasprsivanjegoriva, dija kvaliteta najvi5eovisi o: zaI nadinu.rasprsivanja(raspriiva,nje pod tlakom goriva, rasprlivanje parom ili komprimiranimzrakom, raspr5ivanje centrifugato- iilo-),2. konstruktivnimkarakteristikama sapnice rispr5ivanje, za3. viskoznosti goriva,4. povr5inskojnapetostigoriva. 10.1. RASPRSIVANJE TEKUCEG GORIVA je Rasprsivanje pretvaranjemlaza tekuieg goriva u sitne kapljice da bi seomoguiilo Sto efikasnije mijesanjegoriva sa ziukom u vremenu koj" i.rrurno urealnim uvjetima za izgaranjeunutar loZi5ta. To je proceskoji nastajekao posljedica trenja izmedutekudeg gorivai plinske .smjesekoja ga okruzuje, a zbiva se kada je uik zbog sile tr"rr]i ve6i od tlakazbog povrSinske napetosti,koja je posljedila djelovan]amedumolekularnih sila(kohezije). Kod rasprsivanja goriva potiebno je, osim ioga, svladatiotpore zbogdjelovanjaviskoznosti, odnosnosile trenja pri medusobnJmmijenjanju ietativno!poloZajapojedinih destica goriva. Prema tome, za raspriivanjeje nuZnotrositi odredenuenergiju a za po(etak ,treba svladatitlak zbo.g-djelovanjapovrsinske napetostidestice!o.iuu, koli se, upojednostavljenom obliku, mole iziaziti Laplaceovimizrazom " o Pt:4 alPal ( 1 0 -1 ) 16s
  • gdje je p,,lPal unutarnji tlak destice goriva kao funkcija kohezijskih sila, a[N/m]je povr5inska napetost, a d [m] promjer destice goriva. Velidina vanjskog tlaka koji nastaje zbog otpora trenja gibanju destice (kap-ljice) goriva kroz medij koji je okruZuje jednaka je Pz:{ el V^t (r0-2)gdje je r/ koeficijent otpora gibanja desticegoriva, p [kg/ml je gusto6amedijakoji okruZujedesticugoriva, a v [m/s] relativnabrzina destice odnosuna okolni umedij (plinsku smjesu). Iz prethodnogobja5njenjaproizlazida se raspr5ivanje zbiva kada je pr) pr,a maksimalna dimenzijadestice slijedi iz jednakostipt : pz, odnosno + oa : v Qv T , 2 (10-3)iz tega je d-:80i[m] , ff (10-4) Ako se u prethodnu jednadZbuuvrste konkretne vrijednosti za povrSinskunapetostloZivogulja o:0,03 [N/m] i za koeficijent otporaplinskesmjese r!:0,4,dobiva se pojednostavljeni izraz za maksimalnipromjer desticegoriva, odnosno d-"" = -q [mm] ( 10- s) To je izraz koji vrijedi op6enito za raspr5ivanje tekuieg goriva (ioZivog ulja).Promjer raspr5enedestice goriva je, prema tome, obrnuto razmjeran gusto6i plin-ske smjese, odnosno sredine u kojoj se ona giba, te kvadratu relativne brzinedestice u odnosu na okolni medij .1) Za raspr5ivanje samim tlakom goriva, odnosno zbog razllke tlaka Ap izmedu tlaka goriva i tlaka u prostoru loZi5ta, iz Bernoullieve jednadZbe slijedi da je brzina destice goriva jednaka ,:rW t:] (10-6)gdje je p koeficijent strujanja kroz mlaznicu,A,p [Pa] razlika tlaka goriva i tlakau loZiSnom prostoru, a pr" [kg/m3]gusto6a goriva. Buduii da je tlak ispred mlazniceznatno ve6i od tlaka u loZi5tu,moZe seuzeti da je Lp = p, & uzimaju6iu obzir gusto6ugoriva Or_u:960kg/m3,gusto6umedija koji okruZujedesticu goriva e:1,0 kg/m3i koeficijentstrujanjakroz mla-znicucp:0,6, iz prethodnihjednadLbiproizlaziizrazza maksimalni promjer desticegoriva u ovisnostio tlaku, odnosno166
  • ,-".:Y [mm] (10-7) gdje je p [Pu] tlak goriva ispred mlaznice. 2) Ako se raspr5uje gorivo parom, u izvedeni izraz za maksimalni promjer destice goriva moZe se, umjesto relativne brzine destice u odnosu ni okoini medij, uvrstiti brzina pare koja nastaje njezinom ekspanzijom. pretpostavljajuii adi- jabatsku ekspanziju, proizlazi da je brzina strulanli vodene pare v=qEE t+] (10- 8) gdje je p koeficijentstrujanjakroz mlaznicu,a Al [J/kg] adijabatskitoplinskipad pare pri raspr5ivanju goriva. Uzimajuii u obzir_preth.odne izraze(r0-5) i (10-g), uz koeficijentstrujanja kroz mlaznicue- 0,85, proizlazid.aje maksimalnip.o-j". destice goriva d^ :H [m-] ( 10- e) . Ovdje treba napomenutida se stvarniraspoloZivi toplinskipad pare u realnimuvjetima ne zbivaadijabatski, ve6politropski,pa je i promjer desticegoriva nestoveii.3) Kod _raspriivanjagoriva komprimiranim zrakom vrijedi isti pristup kao kod rasprsivanja parom, pa je brzina strujanja zraka koji nastajeekspinzijom uz pad tlaka Ap jednaka . : p -u1 l 2 T p ,.- o (10_10)a najvedipromjer e"r,i." goriva,uz koeficijen q:0,g7,jednak je t a*"":ffi [-mJ 10-11)gdje je Ap [Pa] pad tlaka zrakaza raspriivanje.4) {og raspriivanja goriva djelovanjemcentrifugalnesile, tj. u rotacijskim gorio- ligi*], najvedipromjer desticemozese odreclitiiz preihoanoizvedenog Lruru (10-s) d,-:4 [-,n] (10-12) u Qfi.e.za [m/s] treba uvrstiti velidinusrednjebrzine gibanja desticegoriva urotacijskim gorionicima,kao rezultantu obodne I atriluin" bizine, kojiovisi obrzini rotacije i geometrijskomobliku rotiraju6egraspi5ivada. Tt"_bunaglasitida su prethodni izraziza odredivanjevelidinedestica goriva,za pojedine nadineraspr5ivanja, utemeljenina pojednostavljenim teoretskimraz- 167
  • matranjima, pa se takvi mogu uzimati samopri kvalitativnom usporedivanju.SamprocesrasprSivanja je sloZen uvjetovanje mnogimiskustvenim vrlo i vrijednostimai konstruktivnimrje5enjima,pa se tu ne moZedati njihova teoretskamatematskainterpretacijakoja bi potpuno definiralaraspr5ivanje Kvalitetaraspriivanjabitno utjedena efikasnostizgaranja. je raspr5ivanje Stofinije, isparavanjedestica je brLe, pa je i mije5anjesa zrakom kvalitetnije, aizgaranjeefikasnije.PoZeljnoje da se zagrijavanje,isparavanje izgaranjebude iStokra6e.Naime, ako je razmakizmeduisparavanja zapaljenjaprevelik, nastaje itermidko razlaganjeugljikovodika, pa se elementarniugljik izluduje u oblikukoksa ako su dBstice goriva jo5 u tekuiem stanju, ili kao dada ako su kapljicepre3le plinovitostanje,ali sezbognedostatka u zrakanisuzapaliledovoljnobrzo. Ovisnoo radnim uvjetimai zahtjevimapogona,treba da seizabereoptimalannadinrasprSivanja goriva. GORIONICI TEKUCE 10.2. ZA GORIVO Gorioniciseu osnovidijele premanadinukojim sepostiZe goriva. raspr5ivanje 10.2.LGorionici raspr5ivanjem s tlakomgoriva Ti gorionicizovuse jo5 i mehanidki tladnigorionici. ili Principnjihovadjelo-vanja je taj da gorivo pod tlakom ulazi kroz tangencijalne kanale u vrtloZnukomoru gdje dobiva rotacijsko gibanje, a nakon toga, u obliku Supljegsto5ca,izlazikroz sapnicuu loZi5te(slika 10.1, 10.2). Zbog velike brzine, kojom se gorivo kre6e uz stijenke vrtloZne komore iizlaznogotvora, desticegoriva jako se vrtloZeunutar samemasegoriva, tako da Glava tladnog rasprskada
  • il l I I Sl. f0.2. Presjek kroz tladni rasprskadgoriva lzvor: 10,254 se na izlazuiz otvora,vrtroZne komore zbog djelovanjacentrifugalne pojedine sile destice rastavliajujedna od druge i*naitavljaju se dalje iotacijski gibati c.o.i.uu ulazu u loZi5te. na rzlaznije stozacgoriva.izsapnice supalj zbog toga sto se u vrtloZnoj komori stvara vrtlog s nekom obodnom brzinom ,, toli-rtilidi zakon zr = konst. U osi vrtloga, gdje je r:0, trebala bi obodna brzina lr uitr uestonadno velika, sto nije mogu6e,pa se u osi ne nalazigorivo,.vei jezgrazraka.promjer te jezgieovisio aksijalnoj i.obodnoj brztnimlaza goriva, o..e"1u ovisi i kut rasprsivanja. Taj je kut, pod kojim segibaju destice go.iuuu loZiite, izmedu60. i 10otrza ve6e(gravne) generatorepare, a obidnoje manji kod pomo6nihgeneratora pare manje!tapa_ citeta. cestice koje nastajurasprskavanjem goriva nemaju isti promjer. velidina je rasprienihdestica 10 do 200 mikrometira. od Iskustvena relacijaza najve6uvelidinudestice rasprsenog goriva ima oblik d ^ o : f f i r ^ ^ l (10-13) gdie 11 a[N/m] povr5inskanapetost destice.go:ua, d, [mm] promjer sapnice v [m2lsl kinematskaviskoznostgoriua, p - [kg/m3] gusto6i goriuu, a Ap [N/mr] razlika tlaka na ulazu i izlazu iz Japnice. vidljivo je da sedesticapoveiavausporedo spove6anjem napetosti, promjera sapnice, kinematske viskoznosti gustoie,a smanjujekad sepou"euuu rasprsi_ i tlak vanja. -Tlak goriva u tim gorionicima je izmedu 7 i 30 bara. Kad je trak goriva niZi ne dobiju se dovoljno sitne destice,a kad je visi nurtu;" piirremi u izvedbi i poveiavase potro5nja energijeza pogonpumpi. t69
  • Efikasno rasprSivanje goriva postiZe se kod viskoznosti od pribliZno 20 t0-6 do 40. 10-6 m2ls (3 do 5 E). Da bi se to postiglo, gorivo je potrebno predzagri-javati. Ovisno o njegovoj kvaliteti, temperatura predzagrijavanja obidno je odtOO ao 130C. Kod ve6eg zagrijavanja prijeti opasnost od razlaganja (krekiranja)goriva, kad se izluduje ugljik, koji se naizlazu iz sapnice zapete i stvara naslagekoksa koje ometaju pravilno raspr5ivanje goriva Kvaliteta raspr5ivanja goriva znatno ovisi o stanju gorionika, a najvi5e otangencijalnim kanalima i izlaznom otvoru vrtloZne komore. U toku vremena,zbog djelovanja abrazije, pro5iruju se kanali i izlazni otvori, pa je raspr5ivanjesve lo5ije. Tada treba zamijeniti umetak s vrtloZnom komorom. Kad imamo isti izlazni otvor i istu viskoznost goriva, kolidina goriva je propor-cionalna drugom korijenu njegova tlaka pa, ako se uzme u obzir uobidajeni raspontlaka (7 do 30 bara) , proizlazi da je podrudje regulacije gorionika u omjeru do | :2 s raspr5ivanjemtlakom goriva. Vede podrudje regulacije rada generatora pare s takvim gorionicima omogu-6uje se ugradnjom vi5e gorionika i njihovim ukljudivanjem ili iskljudivanjem iz rada, ovisno o potrebama. Kao jto je vei redeno, promjenom tlaka mijenja se kut izlaznog sto5cagoriva, koji znatno utjede na kvalitetu mijeianja sa zrakom. Budu6i da je pri omjeru regulacije 1 : 2 promjena izlaznog sto5cagoriva relativno mala, pogor5anje izgara- nja nije znatno. Ve6e podrudje regulacije kod gorionika s rasprskavanjem pomo6u tlaka goriva postiZe se izvedbama s povratnim vodom (slika 10.3), u kojemu se tlak regulira duZinagorionika tti t) tl ta. gorivas powatnimvodom tla(ni rasprskad ilTi*r}lozventilom na povratnom cjevovodu, dime se tlak goriva u gorioniku odrZava pri-bliZno konstantnim. Prednost mu je to Sto je dovod u vrtloZnu komoru pribliZnokonstantan, pa je vrtloZenje i raspr$ivanje jednakomjerno. Dio goriva koje sedovodi u gorionik se tro5i, a dio se povratnim vodom vra6a u dnevni spremnik iliu recirkulacijski sistem. Raspon regulacije je do 1 : 4. 17o
  • 10.2.2. Gorionici rasprsivanjem s komprimiranim 2rakom u tim se gorionicimarasprsivanje goriva pospjesujekomprimiranimzrakom 10. "T.::,9f"1*]9.,ggl:,9.,,r,"oo;ruk";;uk;;;iil"";;tiJiilr# i"n:f 4), i visokotladne- gorionikei;i,k" 1dl;i. -srednj^etladng . -louluni rutu uJiiJ aruin"s mr i:"tt: j ":: "i::. ::: ^,", :,-, azomgoriva lr:i:::"":LTl?,:1l,::":i::1..-o llihrrakova efikasnoraspr3ivanj-e, u omjeru Oo i , O. je s;;";.-p;;.:...e"i".i".Jl regulacijazraka konlrolno staklo ulaz ul.ia I I fina regulacija sl. 10.4.Gorionik s raspr5ivanjemgoriva pomoiu niskotladnogzraka Imor: 8,220 stladenizrakSl. 10.5. Gorionik s rasprlivanjem goriva.pomo6u visokotladnog zraka lzvor: 8, 221
  • t Gorionici s raspr5ivanjem komprimiranim zrakom imaju i odredene nedo-statke zbog kojih se ne upotrebljavaju desto. U radu su vrlo budni zbog strujanja i ekspanzije zraka. Zapalienje goriva tneSto kasni zbog hladenja, 5to je posljedica ekspanzije ztaka. Za rad takvihgorionika treba imati kompromirani zrak; dakle, kompresor koji troii energiju. il vodenom Gorionici raspr5ivaniem10.2.3. s parom Pri koriStenju vodene pare, kao pomoinog medija za pospje5ivanje raspr5iva-nja goriva, razlikuju se, u principu, dva tipa gorionika:1. gorionici s unutarnjim mije5anjem vodene pare i goriva,2. gorionici s vanjskim mije5anjem vodene pare i goriva. Danas se, zbog svojih prednosti, uglavnom koriste gorionici s unutarnjimmije5anjem, gdje se gorivo i para mije5aju prije raspr5ivanja, injektorskim djelo-vanjem vodene pare te vrtloZnim strujanjem. * U gorionicima s vanjskim mijeSanjem gorivo se rasprSuje djelovanjem mlazavodene pare koja se nastrujava okomito na mlaz goriva izvan gorionika, odnosnona ulazu u loZiSte. Najde56i tip gorionika s unutarnjim mijeSanjem pare i goriva ie tzv. tip >>Y<<,koji je takvo ime dobio zbog oblika kanala unutar glave raspr5ivada. ; Para koja se s gorivom mije5a u izlaznoj sapnici raspr5ivadadjeluje na razbi-janje i ubrzavanje mlaza goriva, a izlazne destice goriva dalje se usitnjavajunaknadnom ekspanzijom pare na ulazu u loZi5te. PotroSnja pare je otprilike 5%od kolidine rasprSenoggoriva. Regulacijsko je podrudje takvih gorionika, tz efi-kasno raspr5ivanje, do omjera 1 : 6. Velidina rasprienih destica goriva je izmedu60 i 100 mikrometara, za razliku od tladnih raspr5ivada,gdje je velidina otprilike150 mikrometara, i to samo pri potpunome optere6enju. Stoga je zbog efikasnijegmijesanja sa zrakom mogude izgaranje s manjim pretidkom zraka, Sto izravnoutjede na pove6anje stupnja iskoristivosti generatora pare. Zbog svojih osobina gorionici s raspr5ivanjem parom pogodni su za kori5tenjeloZivih ulja s ve6om gustoiom i viskoznoSdu, odnosno za pogon u teZim radnimuvjetima. Sl. 10.6. Glava gorionika s rasprSivanjem pomo6u parer72
  • tt 10.2.4. Gorionici rasprsivanjem s djerovanjem centrifugalne sileI . RasPr5ivanje djelovanjemcentrifugalne obavlja se u rotacijskimgorioni- sile cima (slika 10.7), gdje se gorivo raspr5ujezbograzlititih brzina stiujanjidestica goriva u filmskom sloju i destica zraka koji ga okruZuje.I St. 10.7. Rotacijski gorionik Legenda: l-Salica,2-dovodgoriva, 3-elektromotor,4-ventilatorza primarni zrak, 5-regulacij- ska klapna zraka lzvor:6. 126 Gorivo se dovodi u konusnusalicukoja se okreie (najdesde 5000 do g000 od l/min), a ima oblik skradenog stoica veiim promjerom okrenutim prema loZistu. zbog rotacije Salice njezinog oblika, gorivo dobiva dvije komponentegibanja: i rotacijskoi aksijalnou smje.ruotvorenogdijela Saliceprema loZistu.Za oiretaije SalicesluZielektromotorkoji ujedno okre6eugradeniventilatorza primarni zrak. zrak se dovodi oko izlaznogruba salicei presijecanjem filmskog mlaza goriva pospjesujenjegovo rasprsivanjete omogu6ujepodetno izgaranje.preostali dio ztaka za izgaranjedovodi se posebnimkoncentridnim kanalimaoko izlaznosko- nusa raspr5ivada. Prednostirotacijskihgorionika su: 1. mogu6nost koriStenjateZih i manje kvalitetnih goriva, 2. Sirokopodrudjeregulacije(do omjera 1:g), r73
  • 3 . efikasno rasfr5ivanje uz ve6u viskoznost goriva pa je potrebno manje predza- grijavanje (60-80 C), jer se gorivo dodatno zagrijava prolazom kroz rotiraju6u Salicu zbog zra(enja iz loLiita, 4 . manji tlak goriva koje se dovodi u gorionik (oko 1 bar). Nedostaci su: 1.postojanjerotirajuiih dijelova i veia mogu6nost kvara, 2.nemogu6nost rada bez pogonskeenergijekoja pokrederotirajuiu Salicu, 3.uzrokuje znatnu buku, 4.uvjetuje veii otvor za ugradnju u zidu loZi5ta, 5.zbog relativno vele izloLenepovr5inepodloZanje veiem o5teienju uslijed djelovanjaizravnogzra(enjaizloLiita,a takoderi koksanjuna izlaznojSalici. Zbog Sirokogpodrudja regulacijei tendencijeda se za loZenje generatora pare koriste sve nekvalitetnijagoriva, takvi gorionici sve se viSeprimjenjuju. 10.2.5. Pomo6ni gorionika dijelovi Da bi gorionici mogli normalno raditi na njima mora biti,uz ostalo, predvi- deno nekoliko dinilaca. L. Zadriivai plamena (impeler) ima zadatak da sprijedava prekid plamena na mjestu naleta zraka. Obidno se sastoji od tanjuraste plode, smje5tene na vrhu gorionika, s radijalnim prolazima za zrak izvedenim tako da pospje5uju vrtlo- Lenje zraka pri ulasku u loZi5te. U njegovom >>mrtvom<< prostoru omogu6eno je paljenje plamena a da on ne bude uga5en ili odne5en strujom zraka. 2. Uredaj za privod zraka (registar zraka) sastoji se od pomidnih regulacijskih zaklopki smje3tenih u kuii5tu gorionika, koje, osim Sto reguliraju kolidinu privedenog zraka, uvjetuju njezino vrtloZenje radi pospje5ivanja mije5anja s gorivom. Razlikuju se dvije glavne izvedbe: s radijalnim i s aksijalnim lopati- cama. Prilagodbom poloi.aja lopatica mijenja se potrebna promjena kolidine privedenog zraka za izgaranje. 3. Ureilaj za zapaljenje goriva sluLi za podetno zapaljenje raspr5enog goriva. Kod starijih izvedbi uredaj se obidno jednostavno sastojao od otvora za unaSanje baklje s pomoiu koje se gorivo upalilo. SavrSenijeizvedbe imaju to izvedeno elektrodama, diji je rad ukljuden u program automatskog potpaljivanja. 4. Povratna zaklopka postavljena je na otvoru za umetanje rasprSivada,a ima zadatak da pri njegovu izvladenju zatvori otvor i sprijedi izbijanje plamena iz loZiSta. 5. Uretlaj za blokiranje goriva pri vailenju raspr5ivata ima zadatak da osigura zatvaranje dovoda goriva prije vadenja raspr5ivada. To je nuZno da bi se onemogudila gre5ka i da prilikom vadenja raspriivada gorivo ne bi curilo u okolni prostor, Sto bi moglo izazvati poLar. Taj je sistem obidno izveden s pomodu slavine na dovodnom vodu goriva, koja se otvara polugom, a u otvo- renu poloZaju mehanidki onemogu6uje izvladenje raspr5ivada. Ako raspr5ivad Zelimo izvuli, polugu je potrebno pomaknuti ustranu, pri demu se zatvara dovod goriva. Izgled kompletnog gorionika s pomo6nim uredajima prikazan je na slici 10.8. I Lt4 I i,{
  • Sl. 10.8. Izgled kompletnog gorionika s pomodnim uredajima lmor: 21. 33 10.3. UREDAJI PRIPREMU ZA I OPSKRBU GORIVOM . Na slici 10.9 pikazana je shemakompretnog sistemaza opskrbu i pripremu g!ri-v_a.Gorivo je na brodu obidno smjestenou posebnim tankovimadvodna, odakle se posebnom pumpomprebacujeu potroSne tzv. dnevnespremnike. ili Da bi-segorivo moglo transportirati cijevima,nuZnoje da se zagrijavadotemperature od otprilike 40 "c. u tankovima dvodna to se iini . po--oeu spiralnih grijalicaoko usisa (tzv. Stednegrijalice), dok se u dnevnim spremnicima grije siiratnimgrijalicamapoloZenihna dnu, koje zagrijavajucjelokupnukolidinu gorivi nisko-tladnomvodenomparom. - ugraduju se obidno dva dnevna spremnika,a svaki ima kapacitetdovoljanza dvanaestosatni kontinuiranirad svihgorionikas maksimalnom tolidino- goriuu.Iz jednog se dnevnog.spremnika gorivo trosi, a u drugom se priprema, odnosnopuni, taloZi se voda i eventualnenedistoie koje se pour"rn"no ispultaju krozprikljudak na dnu. Kapacitetpumpeza prebacivanje tolik da dnevnispremniknapuniotprilike je _za 1 sat, da bi preostalovrijeme ostaloza odjeljivanje i taloZenje. . Iz dnevnihspremnikagorivo preuzimajupumpe tako da ono najprije prolaziusisnimfilterom, zatim pumpom, grijademi uirni- filterom te tako pripremljenodolazido gorionika.Glavni.tladni vod spojenje za usisnustranupumpe-posebnimregulacijskimventilom koji vra6a visak goriva koje se ne trosi i 6ko odrzavakonstantantlak ispred glavnogregulacijskog ventiia za gorivo. Tladni cjevovod r75
  • Sl. 10.9. Shema sistema za pripremu i opskrbljivanje gorivom Legenda: 1-taloZni spremnik, 2-ventil,3-usisni filtar goriva, 4-prekretni ventil, 5-glavna pumpa goriva, 6-ventil, 7-odzradni ventil, S-ventil, 9-zratna posuda, l0-zagrijad goriva, 1l-tladni filtar goriva, l2-ventil, 13-ventil, 14-brzozatvaraju6i ventil, l5-sabirnik, 16-ventil, l7-brzozatvataju6i ventil, l8-spoj fleksibilne cijevi za gorivo, l9-fleksibilna cijev, 20-priklju- dak na gorionik,2l-obllazni vod,22-ventil na obilaznom vodu,23-manometar,24-termomc- tar,25-pumpa gorivaza potpaljivanje, 26-usisni ventil, 27-tladni ventil, 28-elektridni zagijai. goiva za potpaljivanje, 29-filtar goriva za potpaljivanje, 3O-ventil, 3l{ladni filtar, 32-termo- metargoriva iza gorionika spojen je takoder za usisnu stranu pumpe tzv. obilaznimventilom ("by-pass"),koji je otvoren samoprije kretanja u pogon, kada se grijeditav sistem. Radne pumpe, filtri i grijadi su dvostruki, odnosnosa L00postotnomrezer-vom, da bi se osiguralastalnostrada. Pumpazaprebacivanjegoriva iz dvodna udnevnespremnikemoZebiti samojedna jer radi diskontinuirano. Osim spomenutih je joS pumpi, desto ugradena posebna pumpaza pokretanje,kojom setladi gorivoza potpaljivanje(plinskoulje), koje nije potrebnozagrijavati,ili ona tladi isto gorivo posebnomlinijom, na kojoj je ugradenelektridnigrijad. Pumpeza gorivosu stapnes parnimpogonom,a de56e zupdaste vijdane. su ili Grijadi zagrijavaju gorivo na temperaturu potrebnu za postizanje traL.eneviskoznosti goriva, ovisno o vrsti goriva i gorioniku. Temperaturazagrijavanjajeod 80 do 130C. Usisni filtri odstranjujugrublje, a tladni finije nedistoie.176
  • 10.4. oSNoVNI PoGoNSKI UVJETI DoBRoRASPRSIvnTIT ZA I IZGARANJE ovdje se navodeglavni pogonskiuvjeti koji su nuLniza dobro rasprsivanjei izgaranjegoriva.L. OdrZavativrh raspr5ivada distim. Gorionik koji nije u pogonu izvttliiz loZi5ta da bi se sprijedilokoksanjegoriva zaostalog njemu. u2. O5tedenja pro5irenjesapnicaraspr5ivada ili imaju bitan utjecaj na efikasnost rasprsivanja goriva. Stoga narodito treba paziti da se to ne dogodi prilikom di56enja.3. Aksijalni poloZaj gorionika u zidnom otvoru treba da bude podesentako da rubovi konusnogulaza plamenane udaraju u stijenkeformiranogotvora. op- 6enito vrijedi da gorivo manje viskoznostidini uZi konidni mliz pa, prema tome, rasprsivad moZebiti vi5e izvudenod loZistai obratno. osnovni problem koji moZenastatije da mlazgorivadijelom udarau stijenkeotvora,sto uzrokuje koksne naslage,pogorsanje mijesanja sa zrakom, nepotpuno izgaranje, a ujedno i o5te6enje vatrostalneobloge otvora.4. U radu valja nastojatiupotrebljavatirasprsivad sto manjim promjerom sap- sa nica da bi se osiguraoSto veii tlak rasprsivanja. Takoder, treba voditi pogo.t sa Stovi5egorionika da bi se sprijedioulaz nepotrebnomzraku kroz privodne kanalegorionika koji nije u radu.5. odrzavati temperaturugoriva koja je potrebnaza postizanjepropisanevisko- znosti goriva pri kojoj se za pojedinu vrstu gorionikapostiZuoptimalni uvjeti raspr5ivanja. Sl. 10.10. Pogled s unutamje strane loZilta na krovno smjestenegorionike Izvor: 22, 70 177
  • -q+fi#fl ;EF;L..a - ;+ @+r.rjniilwmF+r,:=::!t:+wdi-S$w$ I ,.r_j " * t "; l _ --t .t ", -s4# Sl. 10.11. Pogled unutarnje s loZiSta gorionike strane na smjeitene prednjoj na strani lzvor:21,316. Treba znati da je Zuikastobijeli dim iz dimnjaka indikacija da je izgaranje goriva izrazito loie (nedovoljno), dok je crni dim posljedica nepotpunogizga- ranja. Prema tome, opasniji je prvi sludaj jer se neizgoreno gorivo isparava, moZe stvoriti eksplozivnu smjesu pa se iskrom moZe izazvati i eksplozivno izgaranje.178
  • 11 . K O N S T R U K C I J E O D S K I H BR GENERATORA PARE U ovom poglavlju daje se opis najznadajnijih i karakteristidnihizvedbi brod-skih generatorapare s njihovim najvaZnijimosobinama. 1 1 . 1 C I L I N D R I CG E N E R A T O P A R E . NI RI Cilindridni generatori pare najstarije su konstrukcije koje su se razvTleza brodske uvjete rada, a danas se koriste jo5 samo za pomo6ne svrhe. Izvedbe su im uglavnom dimnocijevne ili kombinirane (dimnocijevne/vodoci- jevne). Isparivadke cijevi cilindridnih generatora pare su ravne, smje5teneizvan loZi5ta i najdeSdeuvaljane u cijevne plode. osnovni im je nedostatak velik sadrZaj vode, zbog dega predstavljaju znatnu opasnost od eksplozije, jer se naglo moZe osloboditi velika kolidina akumulirane topline. osim toga, sporo se dovode pod radni tlak koji zbog konstrukcije ne moZe biti visok (obidno je manji od 15 bara), a imaju i relativnu losu cirkuiaciiu vode. Medutim, cilindridni generatoripare imaju i dobrih strana. Zbog velikogsadrZaja vode i akumulirane topline, manje su osjetljivi na promjene optireienja.osim toga, zbogizvedbe isparivada (pristupadan zapregled i disienje) nisu mnogoosjetljivi na kvalitetu napojne vode. Karakteristidan tip ove grupe generatora pare je tzv. kotao, kojije jedna od prvih konstrukcija razvijenih za brodske uvjete"Skotski< rada (slika 11.1). Isparivad im se sastoji od vanjskog cilindra, plamenica, povratne komore idimnih cijevi. ovisno o kapacitetu, izvodili su se s jednom, dvije, tri ili detiriplamenice. Plamenice su cilindridne i valovite, radi poveianja ogrjevne povr5ine i elastid-nosti kod kompenzacije toplinskih dilatacija. D.a bi se preuzele velike sile zbog djelovanja unutarnjeg tlaka, ugraduju sekotve i spreZnjaci, koji medusobno povezuju suprotne ravne povr5ine (dela cilindrate ravne stijene povratne komore). Konstrukcija im je masivna, kruta i glomazna. Medutim, manje su osjetljivina kvalitetu vode, jednostavni su i elastidni kod naglih promjena optereienja. 179
  • APOGLED PRES.JEK B-B Sl. 11.1. >Skotskk kotao s tri plamenicc POGLEDE lzvor.6,llll37 U podetku su bili loZeni kvalitetnim vrstamaugljena, a kasnije su izvedbe prilagodenekori5tenjuteku6eggoriva. radni tlak bio je od 10 do 13 bara (najvi5edo 20 bara). Najde56i Temperaturepregrijanja bile su u granicamaod 250 do 300 "C (najvi3edo 350C). Pregrijadpare bio je obidno smje5tenu skretnoj dimnoj komori ili u izlaznomdijelu dimnih cijevi (>Schmidtov"pregrijad). Kao naknadna ogrjevnapovr5ina najde56e ugradivao se cijevni zagrljat,zraka. 11.2. SEKCIJSKI GENERATORI PARE Prvi i glavni proizvodadovakvih konstrukcija generatorapare bila je engleska firma >Babcock& Wilcox<, a najveii broj ih je izraden izmedu dvaju svjetskih ratova.Danassejo5 primjenjuju, ali setakvi, kao novejedinice,vi5ene izraduju. 180
  • SI. 11,2. Smje5tajcilindri6nih ("Skotskih") generatorapare na brodu Imot: 6,ll/l39 181
  • ;7 ---. Y - -/-// ----t:z Y;=;- QJ--=- 7: Sl. 11.3.a. Sekcijski generatorpare Izvor: 6, lU78lg2
  • PRESEK B-B
  • St. 11.4. SmjeStajsekcijskihgeneratora pare na brodu lzvor: 6, lll87 Karakteristidni su po vodnim komorama koje su izvedeneu obliku valovitihsekcijapoloZenihu odnosuna okomicu pod kutem od pribliZno L5". Komore su kvadratnog presjekai njihova je izvedbaogranidenje radni tlak zado pribliZno50 bara. Okomito na sekcijskekomore uvaljanesu konvektiveisparivadke cijevi, iz-medu kojih je najde56e smje5ten pregrijadpare. Isparivadkecijevi su ravnepa suprikladne za pregledi unutarnje di56enje, je omogu6eno Sto revizijskimotvorimas poklopcimakoji se nalaze komorama,nasuprototvoru za uvaljivanjecijevi. na je LoZiSte sa straZnje s bodnih stranaobloZenoekranskimcijevima koje su iblizu gorionika gdje postoji mogu6nost izravnogudaranjaplamenau njih, pa sustogaobloZene vatrostalnomizolacijskommasom. Ekranske cijevi se napajaju iz posebnihvodnih komora koje su s vodnimprostoromparnog bubnja povezane posebnimsilaznimcijevima.184
  • Regulacijatemperaturepregrijanja najdesde izvedenas pomoiu povrsin- je -skog_hladnjaka smjeStenog vodnom dijelu parnog bubnja. u Kao naknadne ogrj-evne_ povrsine ugradivali su se zagrijadi vode ili zagrijaij-zraka. Da bi se smanjili gubici zratenja topline u okoliiru i debljina izoiaiiie,oplata je izvedenas dvostrukimstijenkama,izmedukojih prolazi ziak prije utizau loZi5te. - Gereratori pare takvih izvedbi gradili rr, ." ,u kapacitete od 3 do 10 kg/s,radne tlakove od 10 do 50 bara i temperaturepregrijanja od 300 do 475oc. Najde5iesu se dvije ili detiri takve zrcalnosimetridne iediniceusradivalenatrgovadkimi putnidkim brodovima,dok su se za ratne brodoverjede upotreblja-vall. Prednostitakvih izvedbije jednostavnost konstrukcije,pouzdanost pogonu ute pristupadnost pregledi odrZavanje. za Na slici 11.3. prlkazanje presjek sekcijskoggeneratorapare s ugradenimpregrijadem parg i zagrijadem vode. slika 11.4. prikazuje smjestajdetiri sekcijskageneratorapare na brodu. Nedostatakim je relativnovelika masaugradenog materijala,osjetljivostnaporeme6aje cirkulacijiprilikom promjenaoptere6enja osjetijivostkodiretanja u iu pogon zbog neravnomjernihtoplinskih dilatacija, zbog degaje potrebno pb-stupno i duZezagrijavanje. 11.3. GENERATORI PARES TRI ILICETIRI BUBNJA -. Ka_rakteristidni predstavnici izvedbisu konstrukcijekoje je uvela engleska tihfirma >Yarrow<(slika 11.5). To su vodocijevni generatori pare tipidne brodske konstrukcije koji su sepodeli upotrebljavati nakon prvog svjetskograta, narodito na brodovirnaratnemornarice._ _ Irug konstrukcijetih generatorapare bile su s jednim parnim i dva vodnabubnja koji su medusobno povezaniravnim cijevima. bili .. Zbog toga im je osnovninedostatak loia kompenzacija bio toplinskih dilata-cija samih cijevi i teskoie zbog neradijalnogspajanjaillevi ni buLnjevima. Novije konstrukcijeimaju zakrivljenecijevi radijalnospojenena bubnjevima.Izvodili su se najdesies dvoprolaznim dimnim kanalima,a u jednomeje smjestenpregrijadpare. Na taj nadinomogu6ena regulacijatemperiture pregrijani pare jes pomo6udimnih klapni, kojima se dimni plinovi usmjerivaju nalednuili diugustranu, a time i kolidina topline koja se predaje pregrijadu. U svoje doba odlikovali su se relativno velikim specifidnimoptere6enjemogrjevnepovrsinei velikim rasponomkapaciteta (pribliZnbod 3 do lakg/s). naonitlak najde56e bio do 40 bara, a temperaturapregrijanja do 450 oC. je 185
  • ! ! I Sl. 11.5. >)Yarrow<<generator pare s detiri bubnia lmor: 6, lll57 PARE GENERATORI VODOCIJEVNI 11.4. TIPA"INTEGRAL" t Generatoripare tipa >Integral<sa svojim razliditim izvedbama,koje premaprvobitnoj licenci tvrtke >Babcock& Wilcox< gradi vi5e svjetskihproizvodada,pripadaju vjerojatno najde5iekori5tenimizvedbama brodsku propulziju. za To su vodocijevnigeneratoripare s dva bubnja i strmo ili koso poloZenimisparivadkim cijevima. Imaju ekraniziranoloZi5te,a kao naknadneogrjevnepo-vrSineugraduju se zagrijad vode i zagriiat zraka. je Pregrijadpare smje5ten izmeduprvog i drugogsnopakonvektivnogispari-vada.186
  • 11.6. >Integral( generator pare ("Babcock & Wilcox) lmor: 6, Ill23
  • Izvedba >Integral selectable<< ima pregrijad smjeSten samo u dijelu dimnogprolaza kroz snop isparivada. Na taj nadin je, usmjeravanjem strujanja dimnihplinova kroz prolaz gdje je smje5ten pregrijadki snop ili kroz dio gdje su samokonvektivne cijevi, omogu6ena regulacija temperature pregrijane pare. Generator pare ima dvostruku oplatu, izmedu koje prolazi zrak prije ulaskau loZi5te. Na taj se nadin smanjuju debljina izolacije i gubici zratenja topline uokolinu. Kod izvedbe gdje je pregrijadki snop smje3ten na ditavoj Sirini dimnogprolaza(slika 11.6), za regulaciju temperature pregrijane pare sluZi povr5inski hladnjaksmje5ten u vodnom bubnju. Parni bubanj opremljen je unutarnjom opremom za djelotvorno odvajanjekapljica vode od izlazne pare, koja se sastoji od ciklonskih separatora i perforiraneparne oduzimne cijevi. Efikasna cirkulacija vode omogu6enaje silaznim cijevima koje povezuju vodniprostor parnog bubnja te vodni bubanj i donje vodne komore ekrana. Uzlaznecijevi su ekranski i kompletan konvektivni snop. Kapaciteti generatora pare >Integral< su od 5,5 do 22,5 kg/s, radni tlak od oC. Temperatura40 do B0 bara, a temperatura pregrijane pare od 450 do 510napojne vode najde56eje od 150 do 200 "C, a temperatura izlaznih dimnih plinovau granicama od 170 do L90C. 11.5. PAREBEZKONVEKTIVNOG GENERATORI ISPARIVAETOC SNOPA Zahtjeviza Sto ve6im kapacitetima i vi5im radnim parametrima (tlak i tempe-ratura pregrijane pare) uvjetovali su razvoj novih konstrukcija brodskih generatorapare, koji su karakteristidni prema krovno smje5tenim gorionicima i isparivadubez klasidnog konvektivnog snopa. Nekoliko izvedbi takvih konstrukcija, koje je razvila firma >Deutsche Bab-cock<<, prikazano je na slici 1L.7. To su generatori pare za glavne brodske svrhe (za propulziju), koji se najdeS6eugraduju na velikim tankerima u kombinaciji s jednim pomoinim generatorompare (slika 11.8). LoZiSte je potpuno ekranizirano i najde5de membransko. Ekraniziran je idrugi dimni prolaz, u kojem su naknadne ogrjevne povrSine (pregrijad pare,medupregrijad i cijevni zagrijat, vode). Na izlazu dimnih plinova ugraduje sezagrijat, zraka, najde56eregenerativnog tipa (Lj ungstrom). Isparivad dine ekranske cijevi loZi5ta i cijevi drugog dimnog prolaza. Dakle,nema klasidnog konventivnog snopa isparivada, pa se toplina isparivadu uglavnompredaje zradenjem. Potpuno ekranizirana izvedba ima znatnu prednost zbog rela-tivno niske temperature vanjske stijenke koju treba izolirati, Sto omogu6uje jed-nostavnu izolaciju (mineralna vuna), elastidnost u pogonu i brz dovod u radnireZim pri kretanju iz hladnog stanja.188
  • Sl. 11.7. Izvedbe generatorapare s krovno smje5tenimgorionicima lzvor: 25, 132 - _._Ktgutosmjestenigorionici daju oblik putanji plamena i dimnih plinova u obliku slova>IJ<<, je takoder pogonska sto prednost.Naime, ve6aduZinaplamena u, loZiStuomogu6ujeduZi dodir i efikasnijemijesanjezraka s desticama goriva, dime.sepostiie potpuno izgaranjekod malih pretidakazraka (1. : 1,05),-atime i ve6i stupanjiskoristivosti. - .Pregrijad pare, koji je smjestenu drugom dimnom prolazu, sastoji se oddvaju dijelova (primarnog i sekundarnog),lzmedukojihle ugraden sistem zaregulacijutemperaturepregrijanepare s rashladnikomu vodndm dijelu parnogbubnja. Kod jedinicas velikim kapacitetom,koje imaju ugradenimedupregrijad pare,dr,ugidimni prolazpodijeljen je na dvije strane;u jednoj je smjesten medupiegri-jad, a u drugoj ostaleogrjevnepovr3ine.Time se omoguduje rid generatoru parepri manevriranjubroda (voznja krmom), kada nije potrebno meclupregrijavanjejer se dimnim zaklopkama mote zatvoriti prolaz dimnih plinova pr"io -"cuptl-grijadai tako sprijediti oste6enjenjegovih cijevi kada kroz njih ne prolazi pira.Pritom ostali dio drugog dimnog prolaza, gdje nema meclupregrijadkih cijevi,normalno radi. Takve konstrukcije izvode se za kapacitetedo pribliZno 35 kg/s, radni tlakdo 80 bara i temperaturupregrijanepare do 515 .C. Emajliranom izvedbomrotacijskog(regenerativnog) zagrijata zraka,koja jeotpornana djelovanjeniskotemperaturne korozije, omogu6uje pogons izlainim setemperaturama dimnih plinova dak do 115oc, dime se postiZevrlo visok stupanjdjelovanja(do 9a%). 189
  • :_g/ ---it---- . )*l-Sl. 11.8. Smjeitaj glavnog i pomo6noggeneratorapare na brodu Legenda: l-glavni generatorpare, 2-rotacijski zagrijadzraka, 3-ventilator, 4-pomodnigene- rator pare Izvor: 30, 4
  • 11.6. GENERATORI PARETIPA"D" Poznata svjetska tvrtka >Foster Wheeler.. razvilaje svoje moderne konstruk-cije brodskih generatora pare na temelju poznate tzv. >D< izvedbe, koja se jevrlo uspjesno uklopila u brodske uvjete pogona pa se desto primjenjuju s razliditimmodifikacijama, narodito kao glavne jedinice za proizvodnju pare za pogon propul-zijskih strojeva. Nakon prvobitne izvedbe generatora pare >D<<, slijedili su noviji tipovi poznatipod nazivima I<, >ESD II<, >ESD III<, >EDS IV< i >ESRD(. "ESD Na slici 11.9. prikazan je presjek >Foster-Wheelerova< brodskog generatorapare tipa >D<. Svoj naziv dobio je zbog oblika koji je nalik na slovo D, pa jetakav prikladan za zrcalno-simetridnu ugradnju na brodovima s dvije, detiri ili vi5eistih jedinica, ovisno o potrebnom ukupnom kapacitetu. . Sastoji se od parnog i vodnog bubnja, koji su medusobno povezani snopovimakonvektivnih isparivadkih cijevi. LoZiSte je ekranizirano, osim sa strane gorionikagdje je obloZeno vatrostalnom izolacijom. Pregrijad pare smje5tenje izmedu prvogi drugog konvektivnog snopa isparivada, a izveden je kao snop cijevi u oblikuslova >IJ<. Prvi konvektivni snop cijevi sastoji se od triju redova okomito smje5te-nih cijevi ve6eg promjera, koje, medu ostalim, imaju funkciju da Stite cijevipregrijada od izravnog zra(enja plamena izloLlita. U drugom konvektivnom snopu ugradena je skretna stijena koja usmjeravastrujanje dimnih plinova uzduZno niz snop iza kojeg ulaze u snopove zagrijahvode. Zagrijal vode izveden je s orebrenim cijevima radi pove6anja ogrjevne povr3i-ne. Izmedu snopova cijevizagrijada vode ugradeni su propuhivadi daile radi odrZa-vanja distode vanjskih povr3ina cijevi, odnosno zbog odstranjivanja vanjskih na-slaga koje se pojavljuju u toku pogona, dime bi se znatno smanjio prijelaz topline,a time i efikasnost pogona. Na slici 11.10. prikazan je modificiran generator pare tipa koji se sastoji "D<od isparivada, pregrijada, zagrija(a vode i zagrijata zraka. Isparivad dine ekranske cijevi u dva medusobno povezana dijela loZi5ta i trikonvektivna snopa, od kojih jedan dijeli loZiste na dva dijela. Takvom izvedbomisparivada, odnosno loZi5ta, omogu6ena je velika elastidnost u pogonu s obziromna proizvodnju pare. osim toga, promjenom udjela optere6enja u pojedinomdijelu loZi5ta regulira se temperatura pregrijanja jer se na taj nadin utjede napromjenu temperature dimnih plinova na ulazu u pregrijadki snop. Pregrijad pare smje5ten je izmedu dvaju konvektivnih snopova isparivada. Kao naknadne ogrjevne povr5ine ugradeni su rebrasti zagrija( vode i cijevnidvoprolazni zagrijalzraka s prolazom dimnih plinova kroz cijevi, azrakaoko njih. Uobidajene karakteristike generatora pare tipa >>D<< kapacitet proizvodnje supare od 10 do 15 kg/s, tlak od 40 do 70 bara i temperatura pregrijane pare od450 do 500C. 191
  • Sl. 11.9. Presjek kroz generator pare tipa >D< (>FosterWheeler<) Izvor: 6, Il/46r92
  • ry;litz-J/,/,// 4-2B (1Y -,, {J Sl. 11.10. Izvedba >>D<generatora pare s dva loZi5ta Izvor: 6, IIl52
  • 11.7. PARE,,ESD.. GENERATORI Izvedbe generatora pare >>ESD<,kao Sto je vei navedeno, proizasle su izprvobitne konstrukcije ,D.., S tom razlikom 5to je ovdje pregrijad pare smjeitenizvan konvektivnog snopa (External Superheater D), prema demu su te konstruk-cije dobile svoje skraieno ime. Na slici 11.11. prikazana je izvedba generatora pare >ESD I", gdje je pregrijadpare smjesten u dimnom kanalu ispred zagrijah vode. Na taj je nadin ogranidenatemperatura dimnih plinova na ulazu u pregrijad, 5to je poZeljno zbog sniZenjatemperature stijenki cijevi i nosadapregrijada, dime se takoder smanjuje opasnostod visokotemperaturne korozije. Sl. 1l.ll. Generator pare >ESD I< (>FosterWheeler<) lrvor: 21,22 je Karakteristidno za taj tip generatora pare da ima posebniregulacijski parnizagrijadzraka, gdje se zrak zagrijavaparom iza prvog stupnja pregrijada, dime jeomogu6ena regulacijatemperature pregrijanjas pomo6uzaklopkekojom se odre-duje kolidinazraka koji struji preko cijevi kroz koje prolazi para, dija se tempe-ratura regulira. Kroz spomenutiregulacijski ohlatlivadpare (parni zagrija(,zraka)para prolazi izaprvog stupnjapregrijada, odnosnoprije ulazau sekundarni pregri-jad. , Iza snopova pregrijada pare ugradena su tri snopa rebrastih cijevi zagrijatavode, izmedu kojih su smjesteniotvori zaulaz dovjekaradi pregledai dis6enja,te propuhivadidade.194
  • Takva konstrukcijaodlikuje se pouzdanos6u radu, u lakom pristupadnosiu radi^pregleda di5ienjate mogu6no5iu i automatsteregutacilei"-p"rutu." pregri_ JanJa. Na slici 1112.vidljiv je smjestajna brodu detiriju takvih iedinica. ,] st 1112 detiriseneratora >ESDI< tipa ,t;fi31:lo*du Slidan toj konstrukciji je generator pare tipa >ESD II< (slika 11.13), koji seu biti razlikuje samo pre-a traEinuregulacije temperature pregrijanja sto se obav_lja re.gulacijskimsnopom zagrijahvo"de. Naime, nupolnu i"oi-ri[ri iza rebrastogzagrijata vode u glatkocijevni regulacijski snop, iza kojeg ulazi u parni bubani. 195
  • Sl. 11.13. Presjek kroz generator pare tipa >ESD II< ("Foster Wheeler<) Legenda: l-zagrijat, vode, 2-primarni pregrijad, 3-sekundarnipregrijad, 4-regulacijskisnop zagrijadavode Izvor: 2I, 42Temperaturapregrijanja regulira se podesavanjem kolidine plinova koja strujipreko te regulacijskejedinicei na taj nadinobilazisnopove pregrijadapare.prematome, ako je potrebno smanjivati temperaturupregrijane pare, zaklopka 6e seotvarati pa 6e veii dio dimnih plinova nastrujavati regulacijski snop zagrijadazraka, a istovremeno6e se proporcijalno smanjiti kolidina dimnih plinova kojaprolazi preko pregrijadapare.196
  • I:---T % i i-) *ifi *y, Sl. 11.14. >ESD III< generator pare (>Foster Wheeler<.; Izvor: 32, 2 197E
  • Na regulacijsku zaklopku kojom se regulira prolaz dimnih plinova moZe sedjelovati rudno ili automatski. Na slici L1.14.prikazanje presjekbrodskoggeneratora pare tipa III.., "ESDkoji je prilagodenradu s visim pogonskim parametrima(tlak do 80 bara, tempe-raturapregrijane pare do 510C). LoZiSteje potpuno ekranizirano,Sto znatno smanjuje potrebnu izolaciju.Gorionici su smje5tenina stropu loZiSta, dime se postiZepoZeljnaduZinai oblikplamena,a time iizgaranie uz mali pretidakzraka (1, : 1,05). Efikasnacirkulacijavode u svim pogonskimuvjetima postignutaje silaznimcijevima velikog promjera, smjeStenim izvan dodira s dimnim plinovima, kojepovezujuvodni prostor parnog bubnja i donje vodne komore ekrana. Pregrijadpare sastoji se od primarnog i sekundarnog dijela, izmedu kojihpara prolazi povr5inskimregulacijskimohladivadem, smje5tenim vodnom pro- uitoru parnog bubnja, s pomo6ukojeg se regulira temperaturapregrijanja. Iznad primarnogpregrijadapare ugradenje rebrasticijevni zagrija( vode, ukojem voda struji suprotnood smjera strujanja dimnih plinova. Konstrukcijaje izvedena duplom oplatnomstijenkom,izmedukojih prolazi szrak prije ulaskau loZi5te. Time se smanjujugubici zradenjau okolinu, a zrak sepredzagrijava, pridonosipoboljSanjuizgaranjai stabilnostiplamena. StoSl. 11.15. >lIM< generator pare ("Kawasaki Heavy Industries<) Legenda: 1-parni bubanj , 2-vodni bubanj, 3-membranska stijena, 4-pregradna stijena, 5-pre- grijad, 6-isparivadki snop, 7-zagijat, vode, 8-komora, 9-kornora, 10-sabirnik pregrijada ll-silazne cijevi lzvor: 38, 3198
  • 11.8. GENERATORI S OKOMITIM PARE CIJEVNIM SNoPoM pnne PREGRIJACn Japanska firma >Kaw-a-saki Heavy Industries<razvirajekonstrukcijugenera- tora pare>uM( (slika11.15), koja je karakteristidnazbogoto-iiu porozaja snopa cijevi pregrijadapare, koji je izvedenu obliku obrnutog-rl;;;-;;". LoZiSteje . .potpuno ekraniziranoi izvedeno, -"-b.unrkim stijenkama,a goriorricisu smjeSteni njegovomkrovnom dijelu. na Dobre karakteristiketakvih konstrukcijasu elastidnost u pogonu,jednostav_ nost i pristupadnost pregledi odrZavanje. za Grade se za kapacilete--qr9lzvodnje 40 kg/s pare, do . tlaka do 60 bara i temperaturepregrijanja do 515 .C. Na slici 11.16. prikazana je slidna konstrukcija . s ugradenimregenerativnim (rotacijskim) zagrijadem zraka, koju je razvlla ameridkatvrtka CombustionEnsi_ neering.Sl. 11.16. Generator pare s krovnim qorioni_ cima (>Combustion Engineering") Izvor: 25. 132 r99
  • 11.9. PARE MEDUPREGRIJACTv cENERAToRt s Generatori pare s velikim kapacitetom i visokim pogonskim parametrima pare(tlak i temperatura) izraduju se s medupregrijadem, dime se postiZe bolji toplinskistupanj iskoristivosti radnog ciklusa parnog sistema, a ujedno se smanjuje vlaZnostpare u posljednjim stupnjevima parne turbine. Kod brodskih generatora pare s ugradenim medupregrijadem mora se kons-truktivno rije5iti problem njegove zaStite od prezagrijavanja cijevi za vrijememanevriranja brodom, odnosno zavoLnje krmom, kada cijevima medupregrijadane prolazi para jer tada radi turbina za voZnju krmom, za koju ne treba medupre-grijavanje. Na slici 11.L7. prikazan jetakav generator pare tipa >IJFR<, tvrtke ,KawasakiHeavy Industries<<, koji, medu ostalim, ima ugradeni medupregrijad.St. 11.17. >UFR" generatorpare s medupregrijadem(>KawasakiHeavy Industries<) 4-regulacijskizagrijadvode, 5-zagrijad Legenda: 1-parnibubanj, 2-gorionik, 3-loZi5te, vode, 8-sekundarnipregrijad, 9-dimna zaklopka, 10-dimna 6-p.imarni pregrijad, 7-mecluprostor, zaklopka, ll-vodna komora, lZ-ulazni snop primarnog pregrijada, l3-membranskastijena, l4-pregradna membranskastijena, l5-medupregrijad, l6-iilazm snop sekundamogpregri- jada lzvor.31,7240
  • potpuno ekranizirano (membranskaizvedba), s krovno -,_ l::t:5^T^J" smje5te- nlm gorlonlclma. Na izlazu iz loZistadimni plinovi ulaze u dimni prolaz koji je jeljen na dva dijela. U.tim dimnim prorazima okomito podi- smjeste;i..,,nopoii pregrijadapare (primarni i sekundarni)izagrljatavode, a u jednom,J jad pare. Na tai nadinomoguduje zaititacijevi se medupregri_ se "jin "ir"zi medup.,Jgrij"r-" manevriranju prr brodom. Naime, u takvim sludajevimazatvarajur" di*"rr""rukl,opke u dimnom qrola.z-y, je smjeiten.medpregrijad, sdje dimesespredava strujanjedimnih plinova tim dijelom. Da bi brwrjenje^bitouotle, dimne ziklopke su iuost.uke, a izmedu njih ulazi zrak za brtvljenje. osim togi, takoderradi zastitecil"ui-"eupregrijada od preg.rijavanja, ispred njega se u smjeru strujanja dimnftilti.rouu nalazi snopacijevi sekundarnog dio pregrijadapare, koji nu .lu" pre.rririrutoplinu dimnih plinova5to,zbogneidealnog bitvtjenji, eventu"alnoptoo" tro, tuj imni proraz. osim toga, taj generator pare ima jos tre6i, tzv. obilazni . dimni kanal, u kojemu-su smjestenisnopovi cijevi regulacijskog orj"ra ,agrilata vode, koji za- pravo sluZiza regulacijutempe.rarure pregrijanji. r"rp"i-uiJia pregrijanepare regulira se takoder dimnom.zaklopkom u obiturno- ai-no- iunalu kojom se podesava kolidina dim.nihplinova sto prolaze kroz njega, ; ;t*" i kolidina koja prostrujava glavnim dimnim kanalima, gdje su smjlsTeni srropouipregrijadai medupregrijada pare. konstrukcijeimaju ove pogonskekarakteristike:tlak .^^.Takve izraznepare do 100bara, temperaturapregrijanja ao sIs oc, stupanj iskori;tivos;i pribrlLno9l% . 11.1 0 .S P E C IJA L N I GENERATORI PARE .Da bi se prilagodilo specifidnimuvjetima i potrebama razliditih brodova,razvijenesu neke specijalne konstrukcijegeneratorapare. U principu se od nor_malnih konstrukcijarazlikuju prema na8in.,predajetopline naradnimedii (vodu,paru).11.10.1 Dvotladni . generator pare slici 1118.prikazanaje shemadvotladnog generatora pare, koji se pone-kad,nazivajos binarni generatorpare ili, prema - -- kojl ga je usavrsio, fr"oizvodadu ---J>Schmidt-Hartmann<. osnovna mu je karakteristika se sastoji.od da primarnogi sekundarnog dijela(sistema). primarnomsistemu, U toji je u principunormalni"voJoJ;"uni g"i"rutoipare, stvarase para vi5egtlaka, koja se odvodf u sistemizmjenjivadkih"cijevi (4)smje5tenih u,vodnomprostorububnja (7) sekundarnog sistemi-Fara ovoie predajetoplinu, pri demu se kondenzira,a kondenzat.se odiodi natrag u vodni prostorprimarnog dijela (5). sekundarni sistem sastoji se od bubnlu-12; ,, kojemu se 201
  • ltitl Sl. 11.1E. Generatorpares dvatlaka Legenda:l-zagrijadvode, 2-loiiSte, 3-konvekcijski ,l-izrnjenjivad snopisparivada, topline, 5-powatnacijevkondenzata,Gsilazna cijev,T-bubanj sekundarnog sistema, pare 8-pregrijad proizvodi parani1eg tlaka. U njega se dovodi napojna voda preko zagdjada vode (l).Iz bubnja sekundarnogsistemapara odlazi u pregrijad (8), a odavde na mjesto potroSnje. U primarnom dijelu cirkulira destilirana, potpuno dista voda, koja ne stvara taloge (kamenac) pa zbog toga ogrjevne povr5ine s unutarnje strane ostaju diste. Dodatnom vodom dopunjuju se samo eventualni mali gubici koji nastaju zbog neidealne nepropusnosti. U sekundarnom sistemu, u kojemu se proizvodi para za potro5nju, moZe se koristiti napojna voda lo5ije kvalitete jer se talozi nakupljaju na vanjskoj povr5ini cijevi, odakle se lak5e odstranjuju. lz tog proizlazi osnovna prednost takve konstrukcije tj. znatno manja osjet- ljivost na vodu lo5ije kvalitete. Dodatna prednost je Sto zbog relativno velikog vodnog prostora ima dobru akumulacijsku sposobnost. Radni tlak u primarnom sistemu ve6i je nego u sekundarnom, jer u protivnom ne bi postojala temperaturna razlika i prijelaz topline ne bi bio mogui. Cesto se koriste kao pomo6ni generatori pare na motornim tankerima, za- jedno s generatorima pare na ispu5ne dimne plinove iz motora (utilizatorima). Na slici 11.19. prikazan je pogled na dva zrcalno simetridno smje5tena dvo- tladna generatora pare. 202
  • SI. ll,l9. Pogled na dva brodska dvotladnageneratorapare11.10.2. pare Generator tipa "Loffler" . Taj tip generatora pare takoderpripadaspecijalnim izvedbama. kao sto jeprikazanona slici 11.20. Iz sheme>Loffler< generatora pare (slika 11.20)vidljivo je da se para proi-zvodi posredno,a u loZenomdijelu samo se pregrilava.-pribliZno -bubnja dvije tre6inepregrijane pare vodi se natrag u vodni prosfor (2), preko sapnicazamije5anje(8), gdje se isparava,dok se tre6inaodvodi Oo poirolaea., - f?lu koja nastajeisparavanjem parnom bubnju, odvodi se posebnomcir- ukulacijskompumpom (3) za par:uu pregrijad(4). Dobra stranate konstrukcijetakoder je to Sto se eventualne soli i kamenacu vode taloZeu bubnju, gdje ih je relativno jednostavnodistiti. Takva izvedbaima nedostatak ukljudivanjuu pogon jer je nuZnaparaiz prinekog drugog generatorapare. Zbog tog nedostattaniie nasio siru primj"rr., nubrodovima. 203
  • Sl. 11.20. Generator pare tipa >>L6ffler<< Legenda: l-zagijat, vode, 2-parni bubanj, 3-cirkulacijska pumpa pare, 4-cijevi pregrijada, . 5-cijevi konvekcijskog pregrijada, 6-izlaz pare, 7-para za grijanje mije5anjem, 8-parne saonice 11.10.3. pares loZistem tlakom Generator pod tipa "Velox" Taj tip specijalnog generatora pare prikazanje shematski slici 11.21. na Iz shematskog prikaza(slika 11.21)vidljivo je da takav sistemza proizvodnju pare posjeduje plinskuturbinu i kompresorzraka.Naime, zrakzaizgaranje dovodi se u loZi5te(a) pod tlakom od nekoliko bara, dime se omoguiuju velike brzine strujanja dimnih plinova preko ogrjevnih povr5ina, a time i veliki koeficijenti prijelaza topline. Na taj nadin se smanjuju ogrjevne povr5ine.Brzina strujanja dimnih plinova preko ogrjevnih povriina moLebiti i preko 200 m/s. Napojna voda se preko zagrijada vode (1) dovodi u zasebni parni bubanj (2). Cirkulacijskapumpa (3) tladi vodu preko isparivada, koji se sastoji od cijevi u loZi5tui konvektivnog dijela (5), pa je vra6a u bubanj gdje se para separira. Odavdepara odlazi preko pregrijada(6) na mjesta potroinje. Regulacijatempe- rature pregrijanjamogu6aje usmjeravanjem dimnih plinova preko pregrijada(6) ili isparivada (5), Sto se dini posebnomregulacijskom dimnom zaklopkom. Dimni plinovi pod tlakom ttlaze zatim u plinsku turbinu (7) gdje se njihova energija iskoriStavaza pretvorbu u mehanidki rad, a na izlazu prolaze joS kroz zagrijat, vode (1), gdje se dodatnorekuperirasadrZana toplinskaenergija.Plinska turbina pogoni rotacijskikompresor(8) zraka zaizgaranje,koji pod tlakom ulazi u loZi5te (a). Na istoj osovinispojenje jo5 motor-generator, koji sluZikao pogonski stroj pri kretanju u pogon ditavogsistemaili kao elektridni generatorako je u plinskojturbini viSakenergije. 204I
  • Sl. 11.21, Generator pare tipa ,rVelox.< Legenda: l-zagrijat vode, 2-parni bubanj, 3-cirkulacijska pumpa, 4lozi5te, 5-isparivadki snop, 6-pregrijadpare, 7-plinska turbina, 8-kompresor zraki za izgaranje,g-elektiomotor/ generator- zbog svojih malih ugradbenih dimenzija, a narodito zbog mogu6nosti vrlobrzog..upudivanjapoggniz hladnogstanja(pribliznoza 10 min), takvi generatori upare destose primjenjuju na manjim ratnim brodovima. 1 1 . 1 1G E N E R A T OP A R E A I S P U S N D I M N E L I N O V E . RI N E P (uTtLlzAToRt) Na brodovima s motornim pogonom potreba za toplinskom energijom (vrelavod.a, niskotl*u para) danas se najde56ezadovoljavi iskori5tavanJern osjetnetopline ispusnih dimnih plinova iz glavnih motora, dime se ujedno poboljsavaukuprri toplinski stupanj iskoristivosti pogonskogsistema. - Temperaturaispusnihdimnih plinova iz motora je od 2g0.c do 340.c koddvotaktnihDiesel motora, odnosno370do 420"C kod srednjehodnih detverotak-tnih Diesel motora, s napomenomda je kolidina dimnih plinova detverotaktnihmotora.iste snage priblizno dvostrukomanja negokod dvotiktnih motora. lztogaje vidljiva prikladnosti opravdanost rekuperacijeosjetnetopline ispusnihdimnlhplinova iz motora s pomo6uutilizatorakoji se,-ovisno kafacitetu, nadinuugra- odivanja, nadinu povezivanjai namjeni, izvode razlitito. 205
  • Izvedbe generatora pare na ispu5ne dimne plinove, odnosno utilizatori mogubiti cilindridni s vodoravnim ili vertikalnim dimnim cijevima, cilindridni s vertikal-nim vodnim cijevima, vodocijevni s bubnjem, vodocijevni sa prisilnom cirkulaci-jom, utilizatori s vlastitim zagrijatem vode, utilizatori s vlastitim pregrijadem parei kombinirani, kao Sto je prikazano na slici 11.22. Utilizatori s vodoravnim dimnim cijevima (slika 11.2211)izraduju se varenekonstrukcije, a radni tlak im je, zbog oblika, ograniden otprilike na L0 bara.Izraduju se samo kao isparivadi. Imaju prednost zbog jednostavne konstrukcije,a nedostatak im je neprikladnost za ugradnju u dimnjak broda zbog svojeg oblikai relativno velikih dimenzija. Utilizatori s vertikalnim dimnim cijevima (slika ll.22l2) imaju slidne osobinekao s vodoravnim cijevima. Brzina dimnih plinova kroz cijevi je do 30 do 35 m/s.Oni se ugraduju u dimnjak i istovremeno sluZekao prigu5ivadizvuka i iskrohvatadi.Kapacitet se regulira obilaznim vodom dimnih plinova ili promjenom razine vode,odnosno visine uronjenosti dimnih cijevi. Utilizatori s vertikalnim vodnim cijevima (slika11.2213) grade se za proizvod-nju zasiiene pare tlaka do 15 bara. Radi pobolj5anja cirkulacije vode obidno seu simetrali utilizatora ugraduje jedna cijev veieg promjera koja ima funkcijusilazne cijevi ili se ugraduje nekoliko cijevi ve6eg promjera na izlaznoj stranidimnih plinova. Pogodni su za ugradivanje obilaznog voda dimnih plinova, spomodu kojeg se regulira kapacitet. Utilizatori s kosim ili strmim vodnim cijevima (slika 71.2214)obidno se gradeza prirodnu cirkulaciju. Pogodni su za veie radne tlakove, pa se mogu primijenitikod granidnih tlakova za utllizatore, odnosno do 20 bara. Ugraduju se u dimnjak,obidno s obilaznim vodom. Utilizatori s prisilnom optodnom cirkulacijom sistema >La Mont<<(slika 11.2215)izraduju se sa ili bez vlastitog bubnja. Bududi da imaju prisilnu cirkulaciju, oblikim se moZe prilagoditi raspoloZivom prostoru pa su stoga vrlo prikladni za primjenuna brodovima. Imaju prednost zbog manje mase i ugradbenih dimenzija, a nedo-statak zbog sloZenijeg odrZavanja. Ako nemaju vlastiti bubanj , tada se obveznougraduju u spoju s loZenim generatorom pare. Utilizatori s prisilnom protodnom cirkulacijom (slika 11.2216) rade premaprincipu jednocijevnih generatora pare. Zbog pove6anja ogrjevne povr5ine, izra-duju se najde56eiz orebrenih cijevi. Posebno se odlikuju vrlo malim ugradbenimdimenzijama. Utilizatori s prisilnom cirkulacijom mogu se, kod ve6ih jedinica, izradivati svlastitim zagrijadem vode i pregrijadem pare (slika ll.22l7). Pritom se zagrijadvode postavlja iza, a pregrijad pare ispred isparivadkog snopa. Koriste se navelikim motornim tankerima gdje postoji takoder potreba za pregrijanom parom.Pregrijanje obidno iznosi 30 do 50C. Prednost koju imaju tzv. binarni generatori pare, odnosno dvotladni genera-tori pare, a koja proizlazi iz znatno manje osjetljivosti na kvalitetu napojne vode,Sto je narodito znadajno za brodske uvjete pogona, glavni je razlog da se takvakoncepcija primjenjuje takoder kod utilizatora. Osim toga, di56enjecijevi s vodnestrane relativno je jednostavno zbog pristupadnosti (vanjska povrSina cijevi) pase obidno izvodi mehanidki.206
  • l ) f f 2 t i,..,5*{--l---r! rJF----------rur lffi=" l*r l"llllllllllllllll , : I /:t l i l i l i l iIl i l l l i l l t /:/ l l l l l l l Il l l l l l l l l l /: k:- t |lll |lil ll iitlliiIlllii ll t i l t l i nr o t<- 1 n !ilu4!!{H u ll 1] 6) e) 1 1 ) rf-r-- rffi 10) ct.{> u |]a[-o,l 777 J 0Sl, 11,22, Glavni tipovi brodskih utilizatora 1. cilindridni utilizator s horizontalnimdimnim cijevima, 2. cilindrilni utilizator s vertikalnim dimnim cijevima, 3. utilizator s vertikalnim vodnim cijevima i prirodnom cirkulacijom, 4. utilizator sa strmim vodnim cijevima i prirodnom cirkulacijom, 5. utilizator sa prisilnom optodnom cirkulacijom, 6. utilizator sa prisilnom protodnom cirkulacijom, 7. utilizator s pregrijadem zagrijadem i vode, 8. utilizatorsa dva tlaka, 9. kombiniraniutilizators dimnim cijevima, 10. kombinirani utilizator sa vodnim cijevima, 11..utilizator s obilaznim vodom, 12. utilizator u spoju s loZenim generatorompare lzvor: 3,22 201
  • Na slici Il.2218 prikazana je principijelna shema dvotladnogutilizatora. Pri-marni cirkulacijskikrug dini cijevnazmija podijeljenau dva paketa.Prvi je paketsmje5ten kanal bliZeispuhudimnih plinovaiz motora, pa je pod utjecajemvi5ih utemperatura.S pomo6ucirkulacijskepumpe kondenzatse potiskuje u taj cijevnisnop gdje isparava.Stvorenapara viSegtlaka odlazi u drugi cijevni paket primar-nog kruga, koji je uronjen u posudugdje se isparava voda niZegtlaka (sekundarnikrug). Posudasekundarnog kruga takoderima dimne cijevi kojimaprolazeispu5niplinovi iza dimnog kanalaprimarnogkruga, predajuii dodatnu toplinu za ispara-vanje. Takvi utilizatori mogu raditi samostalno u spoju s nekim loZenimgene- iliratorompare. Za primjenu na brodovima vrlo su prikladni tzv. kombinirani utilizatori.Kombiniranisezovu zato jer semogukoristiti toplinom od loZenja, zatim osjetnomtoplinom ispu5nihdimnih plinova iz motora ili istovremenos oboje, ovisno opotrebnoj proizvodnji i raspoloZivoj energiji (slika 11.2219,1.1..22110) Razlikuju sekombiniraniutilizatoris dimnim cijevimai kombiniraniutilizatorisa vodnim cijevima. Osnovnaprednostim je velika fleksibilnostu radu, a nedo-statak je nejednoliko toplinsko rastezanjeu odvojenom radu (samo loZenja ilikori5tenjeispu5nihdimnih plinova). Na slici 11.221l prikazan je principijelni izgled dimnocijevnog utilizatora sugradenimobilaznimvodom, kojim se regulira proizvodnja. pikazuje shemu spoja utilizatora s prisilnom cirkulacijom s Sllka 11.22112loZenimgeneratorom pare. 11.12.OSNOVNINACINIPOVEZIVANJA UTILIZATORA U nastavku ovog poglavlja prikazuje se nekoliko ornounifr nadina povezivanjabrodskih utilizatora s loZenim generatorima pare.11.12.1. SpojutilizatoraloZenog i generatora dvotladnog pare Na slici 11.23.prikazan je nadin spajanjautilizatora sa sekundarnimsistemomloZenogdvotladnog generatora pare. U takvoj vezi utilizator ima funkciju isparivada obliku cijevnog snopa s uprisilnom cirkulacijom, koji je spojen s parnim bubnjem sekundarnog sistemaloZenogdvotladnog generatora pare. Mje5avinapare i vode iz isparivadkog snopautilizatora ulazi u parni bubanj, gdje se separirapara koja se odvodi na mjestopotro5nje. Pri boravku broda u luci, kada glavnipogonskimotor ne radi, potrebnuparuproizvodi loZeni generatorpare, dok pri plovidbi morem radi samo utilizator iliparalelnipogon utilizatorai loZenog generatora pare, ovisnoo potrebamau poje-dinom sludaju.208
  • sl 1l23. Spoj utilizatora sa sekundarnimsistemom dvotladnoggeneratorapare Legenda: l-zasiiena para, 2_loZeni binarr ispirivar usekundarnom,i,t"-"-, s-uil"i:"i:xfffir1?.,:.?;-:j"Jil,.::f;,fr?il:: 7-cirkulacijska pumpa,8-napojnivod seklndarn;s;ffi;;;;-;;lai zasi6ene iz sekundarnog pare !) unizatora,rv-iztaz sistema Na slici 11.24. prikazan je presjek bubnja sekundarnog sistema dvotladnoggeneratora pare, koji ima funkciju posude za separaciju pur""t" izmjenjivada gdjezasidena para viseg tlaka (primirn^og sisremu) ;r"J;l;;"plil ,ireloj vodi niZegtlaka (sekundarnog istema). s $. f1.24. Parni bubanj sekundamogsistema dvotladnoggeneratorapare lzvor: 33, lg 209
  • T Ako je na brodu potrebna pregrijana para, tada se u utilizatoru takoderugradujepregrijadkisnop, a destojoS i snop zagrijai,a vode, kao Stoje prikazano tna slici 11.25. lSl. 11.25. Shema spoja utilizatora i loZenog dvotladnog generatora pare Legenda: 1-loZeni dvotladni generator pare, 2-bubanj sekundarnog sistema, 3-utilizator sa pregrijadem pare, 4-cirkulacijska pumpa, S-napojna pumpa, 6-izlaz pregijane pare iz utili- zatora,T-rlaz vode u utilizator, 8-ulaz u bubanj sekundarnog sistema, f-izlazzasi(enepate, 10-ulaz vode za nadopunjavanje primarnog sistema, 1L-izlaz pregrijane pare iz loLenog generatora pare, l2-ulaz napojne vode, 13-ulaz ispuinih plinova, 14-izlaz dimnih plinova. Izvor:35, Izvedbeutilizatoras prisilnomcirkulacijommogu biti razlidite.Na slici 11.26.prikazan je utilizator tipa >La Mont<, koji se sastoji od snopa glatkocijevnihspiralakojima su povezane vlaznai izlaznakomora isparivada. ulaznomdijelu Nautilizatora smje5tenje posebni snop pregrijadkih cijevi koje sluZeza su5enjeimalo pregrijavanje pare (20-30C). Na slici I1.27. i 11.28.prikazanesu izvedbeutilizatoras orebrenimcijevima,zbogpoveianjaogrjevnepovr5ine, s ugradenim i naknadnim povr5inama (pregrijadpare, zagrijadvode).2r0
  • ^ - _- __/Sl. 11.26. Utilizator tipa >La Mont< Sl. 11.27. Orebreni utilizator s pregrijadem lzvor: 34, 83 pare i zagrijademvode
  • Sl. 11.28. Orebreni utilizator s pregrijadempare Spojutilizatora pomodnim11.12.2. s generatorom loZenim pare Na slici 11..29.prikazana je shema povezivanja dimnocijevnog utilizatora sloZenimgeneratorom pare.Sl. 11.29. Spoj dimnocijevnog utilizatora s loZenom generatorom pare Legenda: 1-ulaz dimnih plinova, 2-utilizatot, 3-izlaz vrele vode iz utilizatora, 4-loLeni generator pare, 5-izlaz zasi6ene pare, 6-cirkulacijski vod, 7-ulaz napojne vode, 8-ulaz napojne vode212
  • utilizator s vertikalnim dimnim cijevimazbog svojeje jednostavnosti prikla-dan.zaugradnju na brodovimapa se izvodi takoder s piiriino- cirkulacijomi uspoju s loZenimpomoinim generatorom pare. Utilizatoiu tom sludajumoZeraditina.dva nadina:u spoju s lozenim generatorom pare, kada radi s prisilnom cirku-lacijomi odvajanjempale u parnom bubnju lozenoggeneratora pire, ili s prirod-nom cirkulacijomi vlastitim parnim prostorom. Pri ugradivanju takvih jedinica najdes6e izvodi obilazni vod za dimne seplinove, s pomoiu kojeg se reguliraoptere6enje, u protivnomregulacijastvara jerte5koie. Na slici 11.30.prikazanaje izvedba vertikalnogcilindridnogutilizatorasdimnim cijevima. st. 11.30. Utilizators vertikalnim dimnim ciievima lanor: 34, 82 213
  • Slidne karakteristike i nadin ugradnje ima i vertikalni cilindridni utilizator svodnim cijevima,koji je prikazanna slici 11.31. Sl. 11.31. Utilizator s vertikalnim vodnim cijevima Intor: 34,82 prikazan je nadin ugradnje na brodu utilizacijskogsistemakoji Na slici 11,.32.se sastoji iz dva utilizatora, smje5tenau grotlu brodskog dimnjaka, i jednogpomoinog generatora pare koji je loZen.214
  • Cd c) N r X d)>F a NNd)(t)215
  • Spojutilizatora dva pomodna11.12.3. s loZena pare generatora s dva po- Na slici LL.33.Prikazan nadin povezivanja brodskog utilizatora jemo6na loZenageneratora Pare. generatorapare Sl. 11.33, Spoj utilizatora s dva pomo6naloZena rcglnO", l-cilindridni generator pare, 2-vodocijevnigeneratorpare, 3-utilizator,4-cirkula- cijska PumPa,5-zaPornaarmatura Takavsistemprimjenjujesekadakapaci-tetutilizatoranijedovoljandapokrije potr"U" troOstitr ituZUl tij&om plovidb^e. eesto je ta razlikamala, pa bi u tom Zbog.togase postavlja Itrreul,,loZenig"n".utoi pu." tudio s.malim optere6enjem j"Ju,i po,,o6nlgeneratoipu." s loZi5tem,diji je_kapacitetmanji od uobidajenog je iednostavne konstrukcije,najde56e lupu"ii"tu po-Je.rog-leneratorapare. On cilindridne izvedbe i plamenicom ("steambloc<). Oba.loZena generatorapare i"runu su usporedos utilizatoromzajednidkom cirkulacijskompumpom te s po- jednog o-ba pomo6nagene- moiu sistemi ventila, koji omogudujupovezivanje lfi pare generatora ratora pare istovre-"no t utilizitorom i samostalan loZenih rad ili samogutilizatora. Naslicill34prikazanajeshemasistemakojisesastojioddvapomo6na loZenageneratora pare te utilizatoras prisilnomcirkulacijomi ugradenimzagrija- 6em vode i pregrijadem Pare. Takav sistemomogu6uje samostalan utilizatorakoji proizvodepregrijanu rad pare Na toj pur", tuo i sve kombiriacijeparalelnograda s loZenimgeneratorom ihe-i bitno je uoditi preazagil3ue vode-za napajanjeutilizatora,koji upotrebljava vrelu vodu loZenihgeneratora pare. 2r6
  • . ! o c ! -l trtrN x x x o p Q . . : h 9tr * * o O g , ea ! F I F A ! - d + .9 ts o; E 1 6 90n , x v N 5 ; F E c B - J 9 H .o o x; = g - : >HP.v €f E- * $ * .e NA* E E,.:.+; - 9 F r F.ii H - - 6 E A c atr = ! b.3EE : F s : H,c - = = ;;EE .:N o 9 F ! , { $ o,X tr-o . 1 , sa E E - tr; .r B F.; 6- * a tr,4 X b- H? o J . € t s ; F.,FES F & U eO : Y - i . . !BOh Fl< Fi:3E; ! ( ^ : c ; ! : -=c t o -l x o Eu u - / R a E .g H i:F5 d,x=x s i€ Ft:n x .. -l ;t =- T c : J - E .". i :: €x o 9 P E ! F Y ai 6.v-v,! { (.olnl ol (t 217
  • 11.12.4. Samostalni s parnim utilizator vlastitim bubnjem Kod manjih jedinica danas se na brqdovima desto ugraduju i samostalni utilizatori s vlastitim parnim bubnjem u kojemu se separira para koja se odvodi izravno do potroSada.Takvi utilizatori imaju prisilnu optodnu cirkulaciju, a cijevi su im najde56e orebrene zbog poveianja ogrjevne povr5ine (slika 11.35). Sl. 11.35. Samostalniutilizator s vlastitim parnim bubnjem 2t8l,
  • 12. KONSTRUKTIVNI MATERIJALI ZA GRADNJU GENERATORAPARE 12.1. POGONSKI UVJETI MATERIJALE ZA Materijali od kojih su izradeni konstruktivni dijelovi generatora pare izloieni prije.svega,djelovanju povisenihtemperatura,radnof tlaka, a desto .su i raznim korozivnim utjecajimaradnih medija. Na isparavadki dio.generatora pare (bubnjeve,komore, cijevi) djeluje unutar- nji tlak o kojemu ovisi i radnatemperatuia rrat;e priutizno isti u svim dijelovima isparivada,dok je temperaturastljenki materijala^ovisna o temperaturi dimnih plinova u dijemse podrudju naraze o zaprljanostipovrsina te lnurrug" s unutarnje t_yi1lr5" strane).Normalno je temperatuiaitijenkioiieiovairpariuueu od 20 do 50."C visaod temperature isparavanja.vi5a temperatuiastijenki je kod ozradenih dijelova isparivata (ekrana), dok jb niZa kod irrin gjj" i"frlnu u"ei* dijelom prelazi konvekcijom. . - Pregrijadipare iztozeni.su. najteZimuvjetima rada zbog djelovanja visokog tlaka, temperature,a destoi visokotemperaiurne korozije. iemperatura stijenki ovdje je najvi5eovisna-o temperaturiradnogmedija, koja je, ovisnoo temperaturi pregfjanjl, ve_6a negokod isparivada. Normalno1etempeiaturastijenkip;;;;,J;; od 30 do 50C ve6aod temperaturepregrijanepare u njemu. zagrija(i vode nisu izlozeni teLim temperaturnimuvjetima, vei uglavnom djelovanju unutarnjeg tlaka. Medutim, buduii da se naiaze u podrud]u nizih temperatura dimnih plinova, mogu biti izlol.eni djelovanju nisk^otemperaturne korozije. zagrijau zraka nisu pod tlakom radnog medijai nalazese u podrudju najnizihtemperaturadimnih plinova. primarni itetni utjecaj na materijaikoji ovdje moZenastatije djelovanjeniskotemperaturne korozije. osim ta tri dinioca,na konstruktivnimaterijalgeneratora pare mogu djelovatinaprezanjazbog toplinskih dilatacija (pri kretinju i zaustavljanju pogoni iti pripromjeni optereienja), a katkad i eroiija izazvina dvrstim Sesticama u dimnimplinovima, Stoje vi5e izrai.enopri izgaranjudvrstoggoriva. O svim spomenutim pogonskim utjecajimatrebavoditi radunapri izboruvrstei kvalitete materijalaza pojedine konitruktivne dijelove g"n".uto.u pur". 219
  • 12.2. ZNAEnITe oSNoVNE MATERIJALA Materijali koji se upotrebljavaju za gradnju generatora pare, a posebno dije-lova pod tlakom, moraju imati odgovaraju6e ateste o kvaliteti i o uspje5nimpropisanim ispitivanjima. NajvaZnija svojstva materijala su:1. Prekidna vladna dvrsto6a- naprezanje pri mirnom opteredenju, koje se raduna kao omjer optere6enja pri kidanju i podetnog poprednog presjeka ispitivanog uzorka.2. Granica razvladenja - naprezanje pri kojem, usprkos poveianju istezanja, op- tereienje opada ili ostaje nepromijenjeno. Kod rada s poviSenim temperatu- rama raduna se s dvrsto6om oqi to je ono naprezanje pri kojemu je istezanje 0,2"/".3. Trajna dvrsto6aoE- naprezanje koje pri odredenojtemperaturii u odredenom vremenskom periodu uzrokuje kidanje materijala.4. Trajna granicarazvla(enja c,-naprezanje pri kojem, uz odredenutemperaturu i u odredenom vremenskom periodu,nastajedefiniranotrajno istezanje. Napri- mjer: qo*ro:60 N/mm2 pri 650 "C; znati da naprezanjeod 60 N/mm2, uz radnu temperaturuod 650 oC,nakon 100000 radnih satiizazivatrajno istezanje od l"h. 12.3. SMJERNICE UPOTREBU ZA ETIITNPNI POVISENIM PERATURAMA TEM Cvrsto6adelika smanjirjese razmjerno porastu temperaturetako da se. ovisnoo stupnju legiranja i predvidenim radnim uvjetima, utvrduje granica njegoveprimjene. Pritom najve6i utjecaj na izbor materijala ima radna temperatura. Ako je radna temperatura u podrudju temperature zasidenja ili je niZa odnje, tada se najde5ie mogu koristiti ugljidni delici. Kod visokih tlakova i vedihdimenzija mora se prijeii na upotrebu legiranih materijala, da bi debljine stijenkiostale u prihvatljivim granicama. Naprimjer, za bubnjeve promjera 1400 do 2000mm upotrebljavaju se manganski delici, a kod visokih tlakova i jo5 ve6ih dimenzijauvode se molibdenski te krom-molibdenski delici. Dijelovi pregrijada pare takoder se izraduju iz ugljidnih ili manganskih delikaako temperatura ne prelazi 430 "C. Kod vi5ih temperatura koriste se feritni delicis dodatkom molibdena, koji znatno povisuje dvrsto6u delika pri povi5enim tempe-raturama, a pritom mu ne umanjuje Zilavost. Uz dodatak kroma, silicija i vanadija,ti se delici mogu koristiti do radnih temperatura od 540 oC, kojom je ogranidenaupotreba niskolegiranih materijala. Kod jo5 vi5ih temperatura mora se prije6i na visokolegirane materijale, dijaje primjena ogranidena temperaturom od 550 "C. Ako temperatura prelazi 550 C, upotrebljavaju se samo austenitni delici dijaje struktura uvjetovana sadrZajem nikla. Danas je granica primjene austenitnihdelika kod temperature od 650C.220
  • U tablici 12.1. dani su op6i pregledi i odredbe za izbor materijala za izradu dijelova generatorapare pod tlakom [10]. Tablica 12.1. Upute za primjenu materijala kod generatorapare Dio generatora pare Radnatemperatura Materijal zagrijadivode (cijevi, sabirnici) do temperatureisparavanja C-delici isparivadi C-delici (bubnjevi, sabirnici) temperatura isparavanj a Mn-delici isparivadi (cijevi) temperatura isparavanj a C-delici Pregrijadipare (cijevi,sabirnici) temperaturado 400 C C-delici od430do460C Mo-delici od 460do 540 "C Cr-Mo-delici od 540do 550 C visoko legirani Cr-delici od 550do 650 C austenitniCr-Ni-delici 12.4.KLASIFIKACIJSKI PROPISI PRORACUN I CVNSTOCE GLAVNIHDIJELOVA GENERATORA PARE .9.:^1g:q dijelova.generatorapare pod tlakom proradunavase u skladu sklasifikacijskimpropisimaprema tojim si izraduju, a koje odredujebrodovlasnikodnosnonarudilac. Najde56e koristeni propisi su oni klasifikacijskogdrustvaLloyd,s RegistarofShipping,pa se u nastavkuprikazuju neki njihovi iztratcitrii ," ,a""se na kons_trukciju brodskih generatorapare [I2].12.4.1. Konstruktivni ilak Konstruktivni tlak maksimalnije radni tlak, odnosnoonaj na koji se podesa-vaju sigurnosniventili generatora pare. za taj tlak proradunavalu se ailetovigeneratorapare pod tlakom.
  • 12.4.2.Temperatu stijenke ra Temperatura stijenke (metala), prema kojoj se odreduje dopu5teno napreza- nje materijala, stvarna je temperatura metala koja se pojavljuje u pogonskim radnim uvjetima na konstruktivnim dijelovima pod tlakom., Temperatura stijenke koja se uzima u obzir pri proradunu odreduje se premaI ovim uvjetima: 1. za dijelove isparivadakoji su uglavnompod utjecajemkonvekcije /: temp.isp.* 25 "C; 2. za dijelove isparivadakoji su veiim dijelom izloLeni zradenju /: temp.isp.* 50C; 3. za dijelove pregrijadai medupregrijada pod utjecajemkonvencije /: temp.pare* 35C; 4. za dijelove pregrijadai medupregrijada pod utjecajem zra(enja /: temp. pare+ 50 "C; 5. za dijelove zagrijadavode /: temp. vode* 35 "C; 12.4.3.Materijali Materijali koji se koristeza konstrukcijudijelovageneratora pare moraju biti izradenii testiraniu skladu s propisima.Sve karakteristikemoraju biti ispitanei zajam(eneodgovaraju6imatestom. 12.4.4. Dopu5teno naprezanje Dopu3teno naprezanje,prema tim propisima, ono je naprezanjekoje se uzima u obzir pri proradunudebljinestijenkedijelovapod tlakom. Kao vrijednost za dopuSteno naprezanje uzima se najmanja od ovih vrijednosti: 1. za posudepod tlakom u kontaktu s dimnim plinovima o:fft o:ry o:bff (r2-1) 2. za posudepod tlakom koje se ne dodiruju s dimnim plinovima ":# o:ry o:ftff : (12-2) gdje je oo,z - granica razvlatenja, odnosno naprezanja pri definiranoj temperaturi pri materijala, kojoj nastaje trajno istezanjeod0,2o/o; heo) - prekidna vladnadvrsto6a kod sobnetemperature(20 C) ; - pri oe,rooooo trajna dvrsto6a definiranojtemperaturimaterijalakod 100000radnih sati. 222
  • 12.4.5.Faktorspoja (vara) !:: :. varenih spojevauzimaju se pri proradunuovi "^ ^5od 12.2: faktori spojeva (tablica Tablica 12.2. Faktori spojeva Klasa vara Faktor spoja I 1,,0 2 0,85 J 0.tr Pritom su klasifikacijevara udinjeneprema sljedeiem:l. klasa 1: ( 1 ) dijelovi loZenihgeneratora pare pod tlakom ve6im od 3,5 bara; (2) parom zagrijavanih g"n.rutora pare pod tlakom veiim od 9ij"Jgti 11,5bara; (3) dijelovi u koiima le r.a{ry_!g [bar] pomnoZen unutarnjim pro_ s mjerom [mm] veii od 14700; (4) ostalidijelovi pod tlakom kojima je debljinastijenke ve6aod 3g mm.2. klasa 2: (l) dijelovi lozenih generatora pare koji nisu ukljudeni u klasu 1; (2) aijgtgyr.g3rgm.zagrijavanih generatora koji nisuukrjudeni t iuru t; pare u (3) ostali.dijelovi pod tlakom.vedimod 17,5bara,ili gdje t"_p"iui"* stijenke prelazi150.C,ili gdie radni tiak [bai]p";;.;;;, a"fiit: nom stijenke [mm] prelazi 160; (4) maksimalnadebljina stijenkeje 3g mm.3. klasa3: (1) dijelovi pod tlakom koji nisu ukljudeni u klasu I ili 2; (2) maksimalnadebljina stijenke i6 mm. ;eTablica 12.3. Kontrola i obrada varova ovisna o klasi 223
  • 12.4.6. Minimalnadebljina stijenke be5avnih pla5teva, cilindridnih bubnjeva komora i pod unutarnjim tlakom Minimalna debljina cilindridnog plaita (btbnja, komore, cijevi) odreduje seprema formuli t:ffi+0,75 [mm] (r2-3)gdje jes - minimalnadebljina stijenke plaSta[mm],p - konstruktivni (radunski) tlak Ibar],Dn - unutarnji promjer pla5ta[mm],J - faktor slabljenjazbog rupa ili otvora na pla5tu,ao - dopu5teno naprezanje[N/mm2]. Kada na pla3tu nema nikakvih rupa, uzima se faktor qlabljenjaJ:1,0. Kod pravilnog rasporedarupa na pla5tu + I (kao na slici), faktor slabljenjaje , t-d J = - ( r 2- 4)-HS@+ t , d / l I i t I I Kod nepravilnog rasporeda rupa -o-@ na pla5tu(kao na slici), faktor slablje- nJaJe-pfr-qq , tt r t2-2d J : - (r2-s) l 1 6 , . l l t1+ t2 Ovdje su dani samo izrazi za proradun cilindridnog pla5ta. Za proradundvrstoie ostalih konstruktivnih detalja upuduje se na specijaliziranuliteraturu(propisi klasifikacijskihdru5tava:Lloyds Registerof Shipping,Bureau Veritas,Jugoregistar dr.). i224
  • 13. AUTOMATSKA REGULACIJA GENERATORA PARE - Automatska regulacija. bitna je funkcija u radu generatorapare, koja imazadatakda osigurakontinuiran, funkcionalan,ekonomidan siguranpogon. i Namjenaparoproizvodnog postrojenjaje da u skladus treiutnim p6trebamapotrosada proizvodi paru odredenog tlaka i temperature. Kod danasnjihpostroje-nja velikih kapaciteta,s naglim promjenamapogonskihuvjeta, takvim sl zahtje-vima ne moZeudovoljiti rudnimpodesavanjem, sa-o autornatizacijom ve6 pogonakoja mora zadovoljiti sve sloZene pogonrk. zahtjeve. _ Automatika parnih energetskih postrojenjavrlo je kompleksnopodrudjepa6e se ovdje obraditi samoosnovniprincipi i pojmovi koje je potrebnb pornuuutiradi pradenjanjenog funkcionalnog djelovanja. -Automatska regulacija.generatora pare sastoji se u osnovi od tri glavna imedusobnopovezana funkcionalnasistema.odnosno: 1. regulacijeoptere6qnja, 2. regulacijenapajanja, 3. regulacijetemperature pregrijanja. S obzirom na pogonsku energiju kojom se vrsi regulacija, ona moZe biti pneumatska elektridna. ili Prednostipneumatske regulacijesu: - elastidnost pogonu i prikladnostza teLe uvjete rada, u- nema opasnostiod poLara,- mogudnost akumuliranjapogonskog medija (komprimiranog zraka), pa sezbog prestankarada kompresoraprekida odmah rad regulacije. je . -Nedostatak to.da komprimirani zrak mora biti dist (bez ulja i prasine)iodvlaZen. Stomanjim sadrZajem (sa vlage), zbog&ga se mora posebnopriprematii obraditi s pomo6ufiltra i su5ionikaloOvtaZiviea;. Prednostielektridneregulacijesu:- velika preciznost,- brzi odaziv,- manjeugradbene dimenzije. Da bi se iskoristileprednostijednog i drugogtipa, destose izvodi i kombini_rana regulacija,tj. elektropneumatska. 225
  • 13.1. REGULACIJA OPTERECENJA Regulacija opteredenja obuhvaca regulaciju kolidine goriva koja se dovodiloZiStu,ovisnoo kolidini pare koja se u pojedinom trenutku odvodi i2 generatorapare. Glavni impulsni signal u sistemuregulacije optere6enjamoZe biti tlak pare iprotok izlaznepare ili oboje zajedno. Glavni je parametarregulacijetlak parekoji treba da regulacijuodrZavakonstantnom bez obzirana opiereienje genera- ,tora pare,odnosno protok izlazne pare.Kada tlak pada, znatidarasteopteredenje,pa treba poveiati proizvodnjupare i obratno; kada tlak raste,znadidaje trenutnapotroinja pare manja od proizvodnje, pa smanjivanjemkolidine goriva trebasmanjiti proizvodnju generatora pare. Prema tome, odstupanjetlaki od traL,ene(postavljanje)velidine mjera je razlike izmedu dovedenei odvedenetopline izgeneratora pare, koju regulacijatreba svestii odrZavatisto bliZe nuli. je Na slici 13.1. prikazana principijelnashemaregulacijeoptere6enja genera-tora pare. Signalkoji je proporcionalan tlaku pare prenosi se do regulatora(R)preko pretvarada (transmitera) tlaka (PT), gdje se usporeduje postavnom s vrijed-n956u. rzlaziz regulatora(R) je signalkoji u svakomtrenutku predstavlja propor-cionalnuvelidinu kolidini topline potrebneza odrLavanje konitantnogitata. talsignalprolazi kroz stanicuza izbor nadinaregulacije(lVA - rudno/automatski),odakle dolazi do regulacijskog ventila kojim se, preko odgovarajuieg servoureda-ja, odreduje kolidina potrebnoggoriva. i (1) n PT -r I I I I L__. T I I I I-rO /9 -_l_ t l lH/Al i f I I FT I L- L- I ---- --J Sl. 13.1. Shema regulacije optere6enja226
  • Da bi se ubrzao odaziv regulacije, u sistem regulacije uvodi se jod signalprotoka preko pretvarada (FT), dime se, reagiranjem promjenuprotokapare, naprethodi promjeni tlaka i tako postiZe finija regulacija s manjim varijacijamareguliranogparametra(tlaka pare). l r i t -i r.r r?l-ft ,r. pneumatski vod_____elektriini vod r7p:elektro-pneumatski vod ;. -prenosnik signala sl 13.2. Shemaautomatskeregulacije optere6enjadvaju brodskih generatorapare Izvor: 26, 8 227
  • Usporedo s promjenom kolidine goriva regulira se i kolidina zrakazaizgara-nje. To obavlja posebni regulator za odnos izmedu zraka i goriva, koji dobivaulazni signal protoka goriva, a istovremeno radi korekcije usporeduje s trenutnimsignalom protoka zraka. Na tom dijelu takocler postoji stanica (H/A) za biranjenadina regulacije zraka - rudno/automatski. Rudno se obidno koristi kod nekihkorekcija ili poreme6aja u sistemu regulacije. Slika 13.2. prikazuje primjer automatske elektro-pneumatske regulacije izga-ranja dva glavna brodska generatora pare u paralelnom radu. 13.2.SISTEMZA UPRAVLJANJE GORIONICIMA Kod usavr5enihizvedbi generatora pare, sistemu regulacije optereienja odno-sno kolidine goriva za izgaranje, pridodaje se sistem za upravljanje gorionicima stzv. logikom djelovanja. Njegova osnovna funkcija je da upravlja gorionidkimuredajima tako da se osigura sigurnost pogona, odnosno da se sprijeii mogu6nosteksplozije u loZi5tu. Logika sistema za upravljanje gorionicima daje logidni slijed djelovanju blo-kadnih ventila goriva,. klapni za regulaciju kolidine zraka, uredaja za paljenje iispiranje gorionika te sistema za provjetravanje loZi5ta. Redoslijed i vrijeme trajanja pojedine operacije definirani su programomlogike, ovisno o tome da li se pali prvi gorionik, sjede6i gorionik ili se gasepojediniili svi gorionici u normalnim ili izvanrednim (emergency) situacijama. Zadatak kontrolnog sistema za upravljanje gorionicima je da osigura pravilnoprovjetravanje loZi5ta radi spredavanjaeksplozije prilikom prvog paljenja gorioni-ka, da kontrolira da li se gorivo rasprskava uz odgovarajuiu temperaturu i tlakte da se nakon potpale kontinuirano odrZava plamen u loZi5tu. Bilo koji poremeiaj koji u toku pogona moie ugroziti sigurnost rada iliuzrokovati nepodudaranje s programom logike prilikom potpale djeluje na tzv.blokadne brzozatvarujuie ventile za gorivo, koji se tada automatski zatvaraju iobustavljaju daljnji rad generatora pare. Kontinuiranost i stabilnost plamena u loZi5tu kontrolira se foto6elijama, kojeu sludaju eventualnog poremeiaja djeluju na zatvaranjebrzozatvarajuiih ventila,da bi se sprijedio ulazak goriva kada nisu osigurani uvjeti paljenja i izgaranja. 13.3.REGULACIJA VISKOZNOSTI GORIVA Efikasnost procesa izgaranja znatno ovisi o pravilnom odrZavanju tlakaviskoznostigoriva ispred gorionika. Kvaliteta goriva desto se mijenja, a timenjegova viskoznost,koju treba da se radi efikasnograsprskavanja pode5avaodrLava na velidini na kojoj gorionici optimalno rade. To se dini zagrijavanjemna odgovarajudu temperaturu. Na slici 13.3. prikazana je principijelna shema regulacije viskoznosti goriva.Viskoznost se mjeri uredajem (viskozimetrom) kod kojega se promjena mjerene228
  • r-----79!- i r-rC/ GORIVOPREMA GORIONICIMA zAGRUAC GORIVA Sl. 13.3. Regulacija viskoznostigorivavelidineoditujeu promjeni razlike tlaka na ulazu i izlazunnjega. Tako izmjerenavelidinase, preko pretvarada razlike tlaka (Dpr), prenosido rEgulatora (Rj, gdjese usporedujes potrebnomvelidinompa se u skladus time pod"esava ,"guiu.Iiriliventil za ulaznu paru kojom se-zagrij.avagorivo temperatuie kod koje poriiz" do sepotrebnaviskoznost rasprskavanje. za 13.4. REGULACIJA NAPAJANJA Sistemregulacije napajanja treba da automatskipodeSava ulaznu kolidinu napojne vode s obzirom na kolidinu izlaznepare. Kod generatora pare s parnim bubnjem to se dini odrzavanjemrazinevode u njemu ia traZenojvisini. Sistem regulacijerazinevode u parnom bubnju moze biii tzv. jednokomponentni, dvo_ komponentniili trokomponentni. Jednokomponentna regulacija(slika 13.4),kao sto seiz samognazivauodava, temelji.se na mjerenju samo jedne velidine, a to je razinavodi u bubnju. To mjerenje moZebiti na principu plovka ili velidine.urtik" tlaka koja se prijenosni-kom (DPT) prenosido re,gulatoia (R), gdje se usporeduje trazenomvrijednosiu spa se- temelju toga podesava na otvaranjeregulacijskog ventilaza napajanje,dimese odrZavapotrebna razina vode. Takva vrita regulaiije, zbog svoj" tromosti inepreciznosti, udovoljava. zahtjevimageneratora pare malog kipaciteta, s malimpromjenamaoptereienjai s minjim ralnim tlukorri-u. Njezin *nourrl nedostatakje pojav.alaLnogsignalaporasta razinevode u podetnomtrenutku, kod naglogpoveianja optere6enja,zbo-g intenzivnijegisparavanja odredenog i porastaspeci-fidnog volumena vrele vode u bubnju. ia pojava Lzrokuje suproini impuls na 229
  • Sl. 13.4. Jednokomponen- Sl. 13.5. Dvokomponentna Sl. 13,6. Trokomponentna tna regulacija regulacija regulacija napajanja napajanja napajanjaregulacijski ventil u podetku perioda djelovanja regulacije. Naime, umjesto otva-ranja, zbog vedeg oduzimanja pare nastaje zatyaranje, tako da imamo duZe njiha-nje regulacije prije nego se opet uspostavi stabilno stanje. Opisani nedostatak djelovanja laLnog signala otklanja se primjenom dvokom-ponentne regulacije napajanja (slika 13.5), jer se osim razine vode u bubnju mjerii protok izlazne pare. Na taj nadin podetni signal za djelovanje regulacije dajeimpuls protoka pare, a korekcija se vr5i s obzirom na potrebnu razinu vode ububnju. JoS kvalitetnija regulacija, s brzim podetnim odzivom i kratkim wemenomstabilizacije, postiZe se trokomponentnom regulacijom (slika 13.6), gdje se kaotreii regulacijski impuls uvodi protok napojne vode. Princip te regulacije je dase mjeri i odrZava ravnoteza izmedu protoka izlazne pare i ulazne napojne vode.Zbog pojave bilo koje razlike tzv. diferencijalni relej (DFR) djeluje na regulator(R) kojim se napajanje regulira brzo i kvalitetno. OdrZavanje razine vode u zadanom podrudju vrlo je vaZno radi sigurnostipogona, pa su poremeiaji s nedopuStenim odstupanjima povezani aktiviranjemalarmnih signala (zvudnih i svjetlosnih), a u jo5 teZim sludajevima djelovanjemblokada - zatv ar anjem brzozatv araju6ih ventila za gorivo. Naime, zbog prekomjerne razine vode u bubnju opasno je da se voda povudeu pregrijad, koji se tada >zasoljava<<, u joi teZim sludajevima moZe se dogoditi ahidraulidni udar u parnoj turbini zbog ulaza neisparene vode. Ako voda padneispod dopu5tene granice, u opasnost se dovode ogrjevne povriine isparivada, gdjezbog nedostatka vode vrlo brzo moZe nastupiti pregrijavanje odnosno pregaranjematerijala, a time i havarija generatora pare. PREGRIJANJA TEMPERATURE 13.5.REGULACIJA Sistemza regulacijutemperaturepregrijanjaima zadatakda odrZava tempe-raturu izlaznepregrijane pare na odredenoj velidini, uz Sto manja odstupanja.230
  • Veie promjene temp opteree"ni.e,1l#"1flitlJi1",^1"1! toku. toplinsko y pogona Stetno utjeduna t:J,#T::,i,T#*:ll^::,1.1"--1,r14;ti".:;"T ;:ilff ";o;,;;""i,,loll;J?lh::,ff obidno ie iS"C. o"-*ItilI ture.pregrijanja rada, a naroiito iuoi J . " ?"f; iz^::::;l::i::!::::l;:t:,";i;q;.6#"?ilix-T:x;J J---J" vY pvv6 promJene optereienja. Nai Pvr _::^_:^ ^- : j#;":,1ll;"lilTi;,ll"1T,ffJl1ffi lll;#,?.::",:i:t*:l;,"# fi d;?tilqHT"Hf"iffi jr 5ffj$9,i",:li"#:":^*:,,1";-y:iffii:"#ff l: ffi":li::Jg;*:::l,llr^:^-1;rd;1i;lt;,rffi #":oJ[: $ n;i-n**" n"Ls"e"Iti"ii,i"""#:T1r1,1 l"T$i:::*:::,,::"?:""r,,1j:ff moze u6ureguriciju, aseu osnovi r<o1 ffi,* :t*varaj il;;;;ilTi#:i""",1; 1. regulacijas dimne strane. 2. regulacija parnestrane. s 13.5.1. Regulacijadimnestrane s Princip tog nadinare::]::li:1"" p-rnj:nl kolidine. dimnih ptinova koji prekoogrjevnihpovrsina pregrijaiapare.i.rural senaeinmijenjapredana struje top.line.odnosno prilagodavi ie ternperatura koridina pregrijanja u skladu s trazenom velidinom. Nastrujavan"u"i"]li dimnih prinovapreko.pregrijada regurirasezaklopkama kanalu, koje se pokre6uu skladus dj;lo;a;je; ;:;:""* offiuru;uieg regula_fr- Na slici 13.7. prikazane su tri izvedbe regulacije temperature pregrijanja s dimne strane Kod sistema1) pregrijadje ugraden u dijelu dimnog kanala, dok je u preostalomprostoru ugraden-konu"ttiu.-ni ,"op irpiii*rul^oi-ni- zaklop_ kama (4,5) odreduje se kolidina dimnih plinova koji struje preko pregrijadai na taj nadin se postiZeZeljeni efekat regulacile. l) Legenda: 1-loZiste,2-pregdiad,3-konvektivnl 3) Legenda: 1-zagrijad vode, snop isparivada, 4_regulacijske ormne. zaktopke iza pregrljada, 2-pregrijai pare, c-regutactJskedimne zaklopkeiza 3-pregrijaC pare, konvektivnogsnopa isparivada 4-medupregrijaC, s-pregrijacpare, 6-regulacijskizagrijadr,ode Sl. 13.7. Regulacijatemperaturepregrijane pare s dimne strane zJl
  • Na slidnom principu djeluje sistem 2). U jednom dijelu dimnog kanala smje-Sten je pregrijadki snop cijevi, a u drugom dijelu regulacijski snop zagrijada vode.Pregrijanje se regulira usmjeravanjem dimnih plinova dimnim zaklopkama iza tihogrjevnih povriina. Sistem 3) je primjenljiv kod generatora pare s ugradenim medupregrijademDimni kanal je podijeljen na tri dijela: u jednom je smje5ten medupregrijad, udrugom pregrijad, a u tre6em regulacijski zagriiat vode. Dimnim zaklopkama naizlazu pode5ava se protok kroz njih, a time i temperatura pregrijanja i medupre-grijanja. Namjena dvostrukih dimnih zaklopki iza kanala s medupregrijadem jeda potpuno zatvore prolaz dimnih plinova preko medupregrijada kada brod mane-vrira (voZnja krmom), odnosno kada nije potrebno medupregrijanje. Na taj senadin, kada nema strujanja pare kroz cijevi medupregrijada, spredava njihovopregaranje zbog nedovoljnog hladenja. Regulacija parnestrane13.5.2. s Sistemi za regulaciju temperature pregrijanja s parne strane rade na principuhladenjapare na izlaskuili u medustupnju. Nedostataksistema hladenjempare sna izlasku je to 3to je materijal pregrijadapodvrgnut visokim temperaturama(ve6im od traZene),jer se hladenje provodi tek nakon toga. Stogase taj nadinprimjenjuje samo kod manjih jedinica s niZim temperaturama pregrijanja (do400c). Danas se uglavnom koristi hladenje u medustupnju,tj. izmedu prvog idrugogstupnjapregrijada. Time sespredava materijaldrugogstupnjapregrijada dabude nepotrebnopodvrgnutvisokim temperaturama. Para se moZehladiti indirektno, s pomo6upovr5inskih rashladnika, direk- ilitno, u5trcavanjem hladnijegmedija (napojnevode, kondenzata, zasiienepare) ustruju pare. Na slici 13.8. prikazanje nadin regulacijetemperaturepregrijanjana izlazu,mije5anjemsa zasi6enom parom, a na slici 13.9. ubrizgavanjemnapojne vodeizmeduprvog i drugog stupnja pregrijada. Sl. 13.8. Regulacija temperature pregrijane pare mijeianjem sa zasi6enom parom232
  • s -1 DRUGISTUPANJ PREGRIJACA Sl. 13.9. Regulacija temperature pregrijane para ubrizgavanjem napojne vode Danas se za regulaciju temperaturepregrijanja vrlo desto koristi sistem shladenjemu medustupnju pomoiu povrsinskog s rashladnika smjestena vodnom uprostoruparnog bubnja ili u vodnom bubnju (slika 13.10). €r --.I t + I I DRUGISTUPANJ PREGRUACA -&;------i sl. 13.10. Regulacija temperature pregrijane pare pomodu povrsinskoghladnjaka
  • Na slidnom principu djeluje i sistem prikazan na slici 13.11, s tom razlikomSto je ovdje povr5inski rashladnik ugraden u zradni kanal ispred gorionika. Tu separa hladi zrakom koji odlazi prema gorionicima, a samo pode5avanje omogu6enoje promjenom kolidine koja struji preko rashladnika odnosno koja ga obilazi.Strujanje zraka usmjerava se zaklopkama u zradnom kanalu. Sistem automatske regulacije pregrijanja moZe biti jednokomponentni, dvo-komponentni ili vi5ekomponentni, ovisno o tome koliko je mjernih mjesta uklju-deno u regulacijski krug. Najjednostavnija, a i najnepreciznija je jednokomponentna regulacija, gdjena regulator djeluje jedna mjerna pozicija (na izlazu iz pregrijada). Nedostatakje Sto regulacija podne djelovati tek nakon Sto se poremetila odredena velidinana izlazt iz generatora pare, dakle sa zakaSnjenjem i odstupanjem. Znatno povoljnija i danas najde56ekori5tena je dvokomponentna regulacijatemperature pregrijanja. Ovdje na regulator preko pretvarada djeluju velidinetemperature koje se mjere iza prvog i drugog stupnja pregrijada. Naime, dimnastane neka promjena u toku pogona, odmah se to uodava na mjernom mjestuiza prvog stupnja pregrijada, Sto djeluje na regulator da zapodne s regulacijomprije nego je poremeiaj nastao na izlazu iz generatora pare. Time je postignuta znatno ve1abrzina odziva regulacije ive1a preciznost djelovanja. xl Nl ! r V 1 4 Il v l / l l,________*.,. ila- t -l llt -- I I rsl. 13.11. Regulacijatemperaturepregrijanepare pomo6u povr5inskoghladnjaka u zradnomkanalu Legenda: 1-primarni snop pregrijada, 2-sekun- darni snop pregrijada, 3-regulacijskiohladivad pare, 4-regulacijskedimne zaklopke234
  • 13.6. AUTOMATSKI GENERATORA RAD PARE Danasseizvodebrodskigeneratori pare s potpunoautomatiziranim pogonom,koji omoguiuje kontinuiran, ekonomidan siguran radbez prisutnostieoul"tu u istrojarnici. Pritom su sve funkcije regulacijemedusobnopovezaneu zajednidkisistemkoji udovoljavaspomenutim zahtjevima.Na slici 13.12.prikazana shema jLtipidnogpneumatskog regulacijskog sistema brodskogregulatoiapare. ukljudenaje regulacijaoptere6enja, napajanjate temperature pregiilanja. Kao sto je vidlji- jevo, regulacijaoptere6enja dvokomponentna, temelji se na tlaku i protoku apare.Regulacijanapajanjaje trokomponentna mjerenjemprotoka pare,protoka svode i razinevode u bubnju. Regulacija temperature pregrijinja je dvokomponen-tna, na bazi temperaturei tlaka izlaznepregrijanepare.Sl. 13.12. Shema kompletne automatske regulacije brodskog generatora pare Legenda: l-prijenosnik signala protoka, 2-prijenosnik signala tlaka pare, 3-regulator tlaka pare, 4-daljinskog podelavanje optere6enja, 5-sumarni relej, 6-glavna servostanica, 7-servo- stanica za gorivo, 8-birad signala, 9-prijenosnik signala razlike pritiska, 10-radunska jedinica, ll.-relej odnosa gorivo/zrak, l2-daljinsko pode5avanje odnosa gorivo/zrak, l3-regulator od- nosa gorivo/zrak, 14-regulator ventilatora, 15-servouredaj ventilatora, 16-prijenosnik signala odnosa gorivo/zrak, l7-prijenosnik signala razine vode, 18-prijenosnik signala protoka na- pojne vode, 19-sumarni relej, 20-regulator napajanja, 2l-servostanica napojne vode,22-pi- jenosnik signala temperature,23-temperaturni relej,24-pode5avanje ventilatora, 25-regula- tor temperature, 26-rudna servostanica temperature, 27-birad signala lzvor: 22,23 235
  • 14.VODAZA BRODSKO PARNO POSTROJENJE Priprema i obrada vode za generatore pare imaju jedan od najznadajnijih utjecajana kontinuirani sisuranrad, pa je tom problemupotrebno stainoobraCati veliku paZnju,jer u protiv"nomposljedicemogu biti vrlo te5ke. 14.1. VRSTEVODE na brodovima razlikujemo, prema kvaliteti, tri glavnevrste vode: ,Zlpimi,enu 1 , srrovavocla- 2. morska voda, 3 . destiliranavoda. 14.1.1. Sirova(prirodna) voda sto se tide sadrZanihsastojaka, najdis6a -prirodnavoda je kisnica.Dok padakroz atmosferukisnica otapa plinove iL okoline, odnosno,ilrjii_oiotrid i kisik.Zbog ugljik-dioksidaraste nleiino svojstvootapanjarazliditif,minerala s kojimase dodiruje prolazecinadzemnimi podzemnim^povrsinama. Nu tu; nadin kisnicaotapai kalcij-karbonat,koji drzi u olopljenom stanjuu obliku kalcil_hidrog"rrtu._bonata,u skladus jednadZbom: CaCO, + H2O + CO2 = Ca (HCOr)2 ,_q!.d:r. Y:*^,:j"ry 1aztitite.9ryq"sastojke stijena kojimase iz s|1f;#,F;SAu?:1":,,11ll1lTi,:1t3?stezii-hi81d;ii;;;,;;ii"io, ":1!f ji"":,;f * j;,;;;;?t):;;ri#i;;rbi"lli*-?iP^: irI*,;:;::lf rt"oT:-*:11 YPSIl,T:X-ll;liI"j T:lt Yc.(.N-o:),, ""t.if:"o;;*eo;,;,.r:-#: sio"il1;;"t 1lic1^ai9r<-sii ;;;i6ttd#li:1,Y,.l*l1lll,,".l:r.?N,g:, i kisik Or.malim kolidinama),ugljik-dioksidiO, ;i; j"qyi hidrogenkarbonite Y":ii f :]:1ll*: ni vo kisem I.{ai kalcija,magnezija natrija, irilXl^*^,i1!:11 !ld- di du Io . m uo u, riG;-;;il;,;;ilffi e, a ihidrogenkarbonate.
  • Za primjenu vode u generatorima pare najnepoZeljnijisu sastojcikalcijevihi magnezijevihsoli, koji na ogrjevnim povr5inamadine tzv. kamenaci sastojcikoji imaju korozivno svojstvo(kisik, ugljik-dioksid,kloridi).14.1.2.Morskavoda SadrZaj mineralnihsastojaka prirodnoj sirovojvodi je od 0,05do 1,0kg/m3 u Karakteristidan uzorak morske vode ima sastav: kalcij-hidrogenkarbonat, (HCO), - L80 g/m3, Ca - kalcij-sulfat,CaSOo 1220glm3, magnezij-sulfat,MgSO4- 1960glm3, magnezij-klorid, MgCl2-330 glm3, natrij-klorid NaCl - 25600 glm3, manje kolidine ostalih mineralnihsoli.14.1.3. voda Destilirana Destiliranavoda, koja sedobivaisparavanjem morskevode,ima visokstupanjdisto6eako nema odno5enja (carry-over)iz isparivada. ispravnomdjelovanju Priuredaja dobivenavoda sadrZimanje od 4 mg/l otopljenih ukupnih tvari. Medutim, izlaznavoda sadrZi otopljeni ugljik-dioksid s kojim se dodirujeunutar isparivada. Zbog toga voda postaje kisela pa je nuZnanjezina kemijskaobrada da bi se korozija svelana najmanju mogu6umjeru. Tamo gdje je nuZna izlazna voda takve kvalitete da sadrZimanje od l mgAotopljenih soli, poZeljnaje dodatnaobrada,Stose dini prolazomktoztzv. ionskeizmjenjivade. taj senadinpostiZe Na izlaznakvalitetavode sasadrZajemotopljenihsoli manjim od 1 mg/1,a istodobnose odstranjujeugljik-dioksid. 14.2. POGONSKI U PARES PROBLEMI GENERATORU VODNESTRANE Osnovna svrha pripreme i obrade napojne vode za generatore pare je da sesprijede nepoZeljne pojave zbog kojih nastaju pogonski problemi, o5te6enja izastoji u radu.14.2.1. Kamenac TaloZenje kamenca na ogrjevnim povr5inama generatora pare uzrokuje sma-njenje prijelaza topline sa strane dimnih plinova na vodu i paru, zbog dega sesmanjuje efikasnost rada, a ujedno raste toplinsko opteredenje materijala, StomoZe vrlo brzo uzrokovati pregrijavanje materijala, promjenu njegove unutarnjestrukture i puknu6e cijevi.238
  • 14.2.2.Korozija Unutar generatora pare moZenastatinekoliko oblika korozije, ali uj edno najintenzivnija j e t|v ..pi t ti n g-korozija zbog najdesiai dj;i;;;i; ;iouo o.rog ki sika u vodi.l Takva korozija uzrokujevrlo*brzorok-alno,iunjiuu"l" je posljedicapropusranjeradnog-dijela generatora inut".ijala, a konadna pare. osim toga, produkti korozije se strujanjemog"g:".i titozi nuiojedinim oi;"i""r-"^-etalne povrsine, stvarajuii talogetvrdih oksidnih.naslaga, p.oveea;;i";a;; koj! p.il"noru topline, sto opet moze uzrokovatipregrijauunJ" *ui.riJata crlevi i nlinovl oste6enje. 14.2.g. Odno5enje Nedistoie u napojnoj u99i. obliku otopljenih sori i suspendiranih dvrstih (u u euj zb gi sp ". u o a rJv;il; ;;;,; ; :*::^X::::1..:1pf:i:l g 1 I :: ) ;;;:;", u1 r.iprir""i" ffi ;;,: n_., #;;":" ; il; (eng.. ::.y carry-.9ver), P.l"il,"jj" | irtsJ;"thJii soli na unutarnjim ;; #"; ::l 3.1.jli,f To uzrokujeiarozenie rh "" cijevi pregrijadai lopatica tuibina. stiienkama TaloZenje soli na stiienkama pregrijadauzrokuje pregrijavanje cijevi i njihovo oSteienje. materijala TaloZenjesoli na lopaticamauzrokuie smanjenje efikasnostirada turbine. p.o..1tlotpora srrujanjui poveianje aksijalnesile,koja moZe dovestido oSteienia aksijalnog(odrivnog) lelaia. 1 4 .3 .P R IP R E MA OB R A DANAPOJNE I VODE Priprema i obrada napojne vode vrlo jeproblema koji mogu nastati na vodnoj strani .bitna radi spredavanja pogonskih ogrjevnitr powslna lJn"ru,oru pur".14.3.1,Spredavanje stvaranja kamenca Kamenac ima sloZensastav.Karakteristidrrisastojci kamencai taloga unutargeneratorapare su kalcij-karbonat,kalcij-sulfat, silikatni spojevi, tatlil_rosraqmagnezij-hidroksid,magnezij-fosfat i.erjeznii bakarni otsioi. te Fizikalne osobine.kamenca vrlo su piomjenljiv;, ; ;;;ajviseuvjetima u kojima nastaje. o sastavu i uzrodnici tvrdoie vode su topive soli kalcija i magnezija. Kada se one nalaze nup-9J.ngj za generatore vodi pare, stvarase ialog t"amenca. Kalcijeve i magnezijeve soii mogu se podijeliti u Jui;" .tupi"".tUpotrebljava se i naziv rupidastaili kisikova koroziia. 239
  • 1. Hidrogenkarbonati kalcija i magnezija, koji se lako razgraduju pod utjecajem topline, stvaraju tzv. alkalnu tvrdoiu koja se katkad zove i privremena (karbo- natna tvrdo6a). Razlaganje tih hidrogenkarbonata pod djelovanjem topline moZe se predstaviti jednadZbama: Ca(HCO)r ---------------- CaCO3 + CO2 + H2O, Mg(HCO), - MgCO3 + CO2 + H2O. Na taj se nadin ugljik-dioksid oslobada unutar generatora pare i uzrokujekiselost kondenzata pare. Tragova magnezij i kalcij-hidrogenkarbonata moLe biti takoder u destiliranojmorskoj vodi. Oni se razlaLu unutar generatora pare, stvarajudi netopive karbona-te, koji, ako se ne odstrane odsoljavanjem, stvaraju taloge na stijenkama ogrjevnihpovr5ina.2. Kloridi, sulfati i nitrati ne razlaLu se u procesu isparavanja. Oni dine tzv. nealkalnu tvrdoiu, koja se zove i stalna (permanentna, ostatna, nekarbonatna) tvrdoda. Kod generatora pare s niskim radnim tlakovima (do 15 bara), gdje je ukupno dodavanje napojne vode u zatvoreni ciklus manje od 2"h, obidno se koristi unutarnja obrada vode s natrij-fosfatom ili natrij-hidroksidom. S pomo6u tih kemikalija spredava se taloZenje ostatnih soli, koje se onda odstranjuju odso- ljavanjem vode, odrZavajudi pritom njihovu koncentraciju unutar generatora pare u dopuStenim granicama. Sl. 14,1. Izgled presjeka cijevi s unutra5njim naslagama kamenca240
  • Takoder, u destiliranoj morskoj vodi moZe biti tragova kalcij i magnezij-sulfata, klorida i nitrata, koji se opet, dodavanjem natrij-fosfata i natrij-hidroksida, odrZavaju u otopljenom stanju, i tako se spredava njihovo taloZenje. Stvaranje naslaga i taloga na stijenkama ogrjevnih povrsina smanjuje prijelaztopline, poveiava izlazne gubitke osjetne topline dimnih plinova i povisuje ridnutemperaturu metala, dime se on postupno pregrijava, mijenja unutarnju strukturui konadno puca. Intenzivno talozenje naglo smanjuje slobodni presjek strujanja radnog medija(vode), pa moZe nastati lokalni prekid cirkulacije, a onda i vrlo brzo p,rcanjecijevi i prisilno obustavljanje pogona generatora pare. Na slici 14.1. prikazan jeizgled presjeka cijevi s naslagama kamenca, Sto je posljedica neodgovaraju6eobrade vode u pogonu generatora pare. Glavni nosilac Stetnih sastojaka u vodi generatora pare je ulazna napojnavoda, pa stoga njezinoj >disto6i<treba obratiti najve6u paZnju:1) kada god je to mogu6e, upotrebljavati samo kvalitetnu destiliranu (evaporira- nu) morsku vodu;2) spredavati pojavu odno5enja (carry-over) iz isparivada (evaporatora);3) spredavati gubitke kondenzata iz sistema, da bi se svela na minimum kolidina dodatne vode;4) spredavati mogu6a zagad,enjaslanom vodom. Ona mogu nastati zbogpropu5ta- nja kondenzatora, odno5enjaiz isparivada (evaporatora) i zbog razliditih drugih zagadenja povratnog kondenzata. Kad napojna voda koja se dodaje u generator pare nije prethodno potpunodemineralizirana, nuZno je provesti odgovarajudu unutarnju kemijsku obradu,koia treba da:(1) sprijedi stvaranje kamenca zbogtaloLenja spojeva koji dine tvrdodu vode;(2) muljevite taloge udini neprianjaju6im na metalne povr5ine;(3) sprijedi pjenjenje unutar parnog bubnja, a time i mogu6nost nastajanja uvjeta za odno5enje (carry-over);(4) sprijedi unutarnju koroziju zbog djelovanja otopljenih plinova u vodi. Kemikalije koje se obidno koriste za kemijsku obradu vode unutar generatorapare su natrijeva luZina i razliditi oblici natrij-fosfata (natrij-dihidrogenfosfat, na-trij-hidrogenfosfat i natrij-fosfat). One imaju svojstvo da veZu nepoZeljne kalcijevei magnezijeve soli koje dine tvrdoiu vode, spredavajuii tako njihovo taloZenje naogrjevne povrsine, a novonastali spojevi se pri prekomjernom porastu koncentra-cije odstranjuju postupkom kontinuiranog ili diskontinuiranog odsoljavanja. Kad se za napajanje generatora pare upotrebljava voda lose kvalitete, pri-mjena natrij-fosfata za unutarnju kemijsku obradu moZe takoder uzrokovati te-Skoie zbog stvaranja tvrdih naslaga fosfata. Tada je bolja obrada bez fosfata,odnosno kombinacija tzv. alkalnog tretmana s poliakrilatima. Bez obzira kakav se nadin obrade vode primjenjuje, nuZno je povremeno, uodredenim intervalima, a ovisno o kvaliteti vode, odsoljavati radi iipustanja mu-ljevitog taloga, suspendiranih destica Leljeznog i bakarnog oksida donesenih iznapojnog sistema i otopljenih soli koje se koncentriraju u vodi (ugus6uju) zbogkontinuiranog isparavanja. Na taj se nadin odrLava disto6aodnosno kvaliteta vodeu dopu5tenim granicama unutar generatora pare. 241
  • 14.3.2.Spredavanje korozije Korozija je u biti reakcija oksidacije,koja moZepoprimiti razliditeoblike. NajdeS6i oblici olte6enja zbog korozije u generatorimapare su pitting ilirupidastakorozija, korozijsko odnoSenje korozijski zamor. Na slikama L4.2, te1,4.3. 14.4.prikazane posljedice i su djelovanjakorozije na unutra5njimstijenkamaciievi. St. 14.2. Izgled unutra5nje povriine cijevi pod djelovanjem >pitting<-korozije Sl. 14.3. Korozivno djelovanje vode zbog niske pH-vrijednosti242
  • Sl. 14.4. Posljedica korozivnog odno5enja materijala zbog djelovanja ugljidne kiseline u powatnom vodu kondenzata je u dodiru s vodom. kiselomili alkalnom.podloZan procesu . . Meqalkoji jeoksidacije,a oksidirajudi.agens obidno je vodikov ion. Na taj nadin-Leijezo seznatnobtie otapau kiseloj tekuiini koja ima visokukoncentraciiu vodikovihiona.- Bududi da je korozija elektrokemijskiproces.moze se pojednostavljeno pri-kazati kao Fe ------------+ Fe2+ 2 elektrona. + Reakcija se nastavljauz prisustvokisika, pa slijedi 4 elektrona + 02 + 2H2O -_-->4OH-. ova jednadZba objasnjava proceskorozijeu distojvodi, u kojoj oslobadanjemhidroksidnogiona raste pH vrijednostvode na mjestu zbivanjapro."ru, sve dok metal, voda i produkti korozije ponovno ne budu u ravnoteZi. -. Procesikorozije koji se zbivaju unutar generatorapare sloZene reakcije, suali se u osnovi moZe navesti da su izravno ili neizravno uzrokovani kisikom,ugljik-dioksidomili nekim solima kao Stoje magnezij_klorid. Pojavakorozijskogzamoramaterijalanastaji kada se metal dodiruje s koro- .. -zijskim medijem, a istodobnoje podvrgnutpromjenljivim (izmjenidnim)napreza-njima. Pojavatzv. kaustidnogloma posljedica dodira delikas otopinomkoncentri- jerane natrijeveluZinena pozicijamagdje je koncentracija naprezanja (npr. varovikoji nisu odZareni). Prema tome, da bi se izbjegle navedenepojave korozije, nuZnoje uklonitiutjecajneuzrokekoji pogodujunjihovom nastajanju, to sedini pravilnimpostup- acima obrade vode: termidkim otplinjavanjemi t<emllstimodvajanjemsloilodnJgkisika. 243
  • rit ir f r ia l /4,9,3, TermrCko olplnybranl? Postupak termidkog otplinjavanja sastoji se od zagrijavanja napojne vode do temperature na kojoj voda ima najmanju sposobnost da sadrli slobodni kisik (100 - 130"C) i njenog raspr5ivanja u protustruji s parom koja ga zatim odvodi kroz odu5ni prikljudak otplinjivada. Na taj nadin uspijeva se odstraniti otprilike 90 do 95% slobodnog kisika iz napojne vode. 14.3.4.Kemijskoodvajanjekisika Za normalani trajan pogonpotrebnoje da udio slobodnog kisika u napojnoj vodi ne prelazi0,02mglu generatorima pare s radnim tlakom do 40 bara, odnosno 0,01 mg/l kada je radni tlak od 40 do 80 bara. Takvi uvjeti obidno se ne mogu posti6isamotermidkim otplinjavanjem,vei treba dodatnoupotrijebiti joi kemijsku obradu, najdeS6e hidrazinomili natrij-sul- fitom. Hidrazin (N,HJ se kontinuirano dozira u napojnu vodu, pri demu se kisik odstranjuje kemijskomreakciiomN2H4 Oz:2HzO * Nz. + Dakle, kao produkt reakcijenastajedu5ik,koji nije Stetan je inertanplin. jer Natrij-sulfit (Na2SO3)obidno se koristi za odstranjivanjeslobodnogkisika kod radnih tlakova do 40 bara, a njegovakemijska reakcija je 2NarSO3*02:2Na2SOa. 14.3.5.Spredavanje odno5enja kapljica Odno5enjelje zaprljanje izlaznepare kapljicamavode iz bubnja, odnosno solima koje ona sadrZi. U toku rada postoji uvijek odredenoodno5enjevode s parom na ulazu iz bubnja, ali u teZimprilikama, osim Stovarira temperatura pregrijanja,to uzrokuje i vrlo Stetne posljediceu radu pregrijadai turbine. Naime, soli koje su sadrZane u vodi unutar parnogbubnja bivaju povudene kapljicamavode pa mogu stvarati s talogena unutarnjoj strani cijevi pregrijada,lopaticama turbina i armaturi. Stoga je takva pojava vrlo Stetna,jer o5te6ujecijevi pregrijah zbog lo5ijeg prijenosa topline, smanjujeefikasnost generatora pare i turbine, pove6ava aksijalnesile u njoj te unutarnje zaprljanjezapornei regulacijske armature. Prematome, da bi sete pojavesprijedile, potrebnoje Stoefikasnijeodvajanje desticavode od izlazne pare, a na to utjede nekoliko dinilaca koji mogu biti mehanidki kemijski. ili Najznadajniji mehanidkiutjecajni faktori su konstrukcija generatorapare, razina vode u parnom bubnju i pogonskiuvjeti rada. t U rt*noj rt-dnoj literaturi desto se za to koristi engleska ijeE ,carry-overo. 244
  • Kemijski faktori su koncentracija u vodi unutargeneratora sori pare, arkarnost i unutarnjakemijskaobradavode. Konstruktivni faktori toji utjedu na pojavu odnosenja prvom u su redu radni pjl^:::dij.l_p1l!l e. ll*#::::- 9pe/ii u,runi.r"t" i i, "r,i,r".t;#;fi : i uziaznih cijevinu r3""s [i,u"i iip l:"""".q: :f"t^"1:_:1112-nrh uredaja za separaciju pare. "nr."rd;;;";til Razina vode u parnom bubnju ima p_osebno velik utjecaj na opasnostod povladenja kapljicavode s izlaznompurom. Moze sesvrstati konstrut<tivni i faktor koji je.definiranpolozajemnormaln^e razinev9!e u bubnju, u iu pogonrki faktor, jer razinavode u radu varira oko normalne.visine-, ouirni o al"r,ouurr;u regulacije napajanjai promjeni optere6enja. sto 1e razinavode visa,opurirtrt od zasoljavanja pregrijadai parne turbine je veia. Pogonski uvjeti takoder znatnoutjeduna distoduizlaznepare. radu pri optereienjem opasnost.odpovladenjakapljica vode s izraznom s vi5im parom je veia. osfm.t!gf nagle promjene optere6enla generatorapare, kad se mijenja razina vode-i tlak, mogu zna(ajno.pridonijeti prJbl"-r, oonbs"njutupii"u vode iz bub_ nja. Nagla poveianja potrosnjepaie uirokuju odredeni ekspanzijuvode unutar bubnja; dakrepoveianje razine;;"ji. i"a u"i", a zbog togai oper uzrokuje opasnost povladenjadestica do vode. Kemijski faktori koji utjedu na odnosenjesori s tzraznom parom iskazujuse dvamaglavnim oblicima: pjenjenjem i selekiivnimoanos"".;""isoli s parom. je . .Pjenjenje pojava stvaranjamjehuriia na povrsini uoo". pri pucanju tih mjehuridastvaraju se sitne destiie vode koje puru tuguno je sadrzajsoli u vodi veii, nastalimjehuriiisu sa sobom. sto "a"".i stauilnlii, pa pl"nu r.utr.uda ispunitiditavparni prostor._pjenjenje moZe vode u parnombu"bnju *oz" uiti uzrokovano sadrZajem ili organskih ulja -aie.iia. Selektivnoodnosenjesoli s paiom nastajezbog svojstvapare da otapa neke sastojkeu vodi: natrij-sulfat_, nairij-klorid, .rit.i1-hiirotsia i iatrrl_fosfat.Medu_ tim, treba.-da napomen_emo- taj utjecajni faktor treba uzimaii ,, ouri.vi5ihradnihtlakova (viseod {1 bara).Dakle, kod tlakova samokod 100 tojiru ounus uobidajeni brodskih generatorapare seiektivnoodnoseni" . purorn" lud-" datrebalo normalno ne bi stvarapogonskeprobleme. Ako je u toku pogona uodenopjenjenje, valja otkloniti . uzrok onedi5ienjavode u gene.ratoru pare (prodo, -oirk""uod", p.odo, iii ostalih organskihmaterija) i intenzivno odsoljavati vodu iz generarorapare, "f;u da bikoncentracija se smanjila soli. Kol generatora pare.koji su zbog bilo kojih razroga podloZnipjenjenju po-. .trebno je u vodu dodavatiposebnekemikalije"ko;" iopoiuuu. "-lni";u 14.4.KONTROLA KVALITETE VODE t ,:5::10""::*i,,11 s_e__u odredef-^ yr"T"lskim intervalima, najmanje a o::":: kvaltetavo e.. ko. teiail;p;;;;ffi i d A kvalii,:l,f: odnosnoako-ie na nekoj poziciji vodavelidina, I" ll:otira #i; oneciseena, fotreuno je uzorkiuzimati i analizirati ie(6e (dn .I.,o-i+o no on+ de56e(do dvaputa na sat). analiz.irati 245
  • U tablicama 74.t. i t4.2. prikazane su karakteristike napojne vode i vode unutar generatora pare kakve treba da se odrZavaju u uvjetima normalnog rada. Pogonsko osoblje koje je odgovorno za kontrolu i odrZavanje kvalitete vode na brodu mora najprije pravilno procijeniti i interpretirati dobivene vrijednosti, a onda Sto brZe poduzeti odgovaraju6e mjere. U protivnom, vrlo brzo mogu nastati znatna o5tedenja generatora pare i parnih turbina. napojne karakteristike Tablica14.1,Preporudene generatore voduza vodocijevne pare Lel9zo Kloridi Bakar Radni pH Otopljeni kisik (max.) mg/l (max.) (max.) tlak/bar (max.)mg/l kao CaCO3 mg/l Cu mg/l Fe 0do15 5 15do 30 5 8,5do 9,5 0,04 30 do 40 1,0 8,5do 9,5 0,02 40 do 60 1,0 8,5do 9,5 0,01 0,01 0,01 60 do 80 1,0 8,5do 9,5 0,007 0,005 0,01 lz-tor:15,24 Tablica 14.2. Preporudenekarakteristike vode u vodocijevnim generatorimapare Tvrdoia Kloridi ViSak sulfita Silicij Radni Alkalitet Otopljene ili hidrazina (rnaks.) (maks.) Fosfati (maks.) tlak mg/l kao soli mg/l mg/l kao mg/l mg/l mg/l bar CaCO3 mg/lPOi mgl CaCO. CaCO. NarSO3 NrHn sio, 0do15 0 50 do 300 300 30 do 70 1 500 50- 100 0, - 0,3 15do 30 0 150do 300 150 30 do 70 1 000 50- 100 0, - 0,3 30 do 40 0 100do 150 100 20 do 50 500 30- 50 0, _ n1 40 do 60 0 50 do 100 50 20 do 50 500 n _n1 5 60 do 80 0 50do 80 30 15 do 30 300 0, - 0,3 J lzvor. 75,23ii 246
  • 15. KvARovtI oSTEcENJA GENERATORA PARE ff:li*T*:t":*: f:::litys3 g izladytu bro.iski generatori pro_ pare :::ylf#::::: f.: l:*I:L r gd " r"jlio uil. ;;"-,,ffi;;#ffi "ff ,#; b provodilo preventivno " odrZavanjesprijedoir;;;;i;;"il""."*"ruir""-rj!f i ru,u.j"""ilri-",","r#i",#;#":,i,fi:"il",."]*f"t,iff Pritom posebnu paZnju valja obratiti svim radni i?#i"f ventilima,urectaj z" ;;ri;"" i;l;rr"i li_"..,li. i"i?f.: zagrijat. vode), zagrijadu zraka,sigurnosnim ima se Y,"*T,lll.:,:"c n;glTl,: "1-:"j" karakteristidni kvarovi osteienja i ;; ;;;i,;;; na spredavanje otklanjanje. s n r e i e v r n i e i n r l uI o - i ^ - : ^ i ;;##;;,;xTi,#; ; 15.1. BUBNJEVIKOMORE I Najde.ie o.te6enjebubnjeva s unutarnje korozije,koja ima karakteristidan lran-e nastajeu vidu tzv. pitting- izgledtiasiastilr udubljenja osr.i- rubovima. s ona nastajekao posrjedica sadrzaja srobodnog tisila u vodi, a njezin meha_ nyur jlrnudi se djelovanjemierija s razriditom t"or""ri.*rion tiritu. Ako nanekoj lokaciji (npr. ispod nekog ialoga) nedostaje tisitu .r-oonosuna okolinu,tada kisikom bogatijal,okacija pJprima"(atodno,a rotu"fu,;;;1"djelovanje.Posljedica kisika anodno togaji nasiajanjeizralenihudubljenjana anodi,da je procesdestoautokitalitski, uito pa buduii r" brzo degradi.ror.rourrimaterijal. Kada se na povrsini,Tur..riirr3.pregredom uod" tuku. pojave.to je znak dasedobro ne odstranjuje srobodni kisil iivode rermidkimskim (dodavanjemkemikalija) postupkom. lotirii,;iuue.m)iri kemij_ Pri unutarnjem i vanjskom.pregredu p9."-qnypaZnju valja obratiti pregleduvarovasvihprikrjudaka dodatatani uuuan:. i Nur,n.,,]t" t"ri,pr.*. odzarivanjebubnjaradi otpustanja unutarnjihnapiezanja. pravirno nije izvedeno ako je ilieventualno bilo dodatnihvarenjana butnju nit or, "stol" odzarivan;e izvrseno, ve6na varovima se mosu pojaviti duboke pukotine, t.lJ e" ,l"ai uzrokovati vrloozbiljne probleme.2bog togutreba da i" ,rru da nije aoprrlt".rooodatnovarenjena stijenkamabubnja niton odZarivania. 247
  • 15.2. CIJEVI Osnovni uzroci o5te6enja cijevi generatora pare mogu se ve6inom svrstati u ove: pregrijavanje materijala, korozija, konstrukcijski nedostaci i gre5ke pogon- skog osoblja. O5te6enja materijala koja pritom nastaju u konadnoj fazi mogu biti: lom zbog prekoradenja vladne dvrstoie, lom zbog prekoradenja trajne dvrsto6e i lom zbog zamoramaterijala. Lom zbog prekoradenja vladne dvrstode moZe nastati na dijelovima pod tla- kom koji rade pri niZim temperaturama pa ne dolazi do pojave puzanja materijala, koje je karakteristidno za rad pri vi5im temperaturama. U takvim uvjetima rade uglavnom zagrijaii vode. Korozija i erozija u toku pogona moZe toliko smanjiti debljinu stijenki da zbog prekoradenja naprezanja, uslijed smanjenja zdravog presjeka materijala, nastane lom materijala. Lom zbog prekoradenja trajne dvrstoie karakteristidan je za dijelove koji rade na povi5enim temperaturama (pregrijadi, medupregrijadi). Trajnost materi- jala ovisna je istovremeno o velidini naprezanja i radnoj temperaturi. Prema tome, lom zbog prekoradenja trajne dvrstoie moZe nastati poradi pove6anja naprezanja (smanjenja presjeka zbog korozije i erozije), zbog povi5enja radne temperature ili kombiniranog djelovanja tih utjecaja. Lom zbog zamora materijala karakteristidan je za dijelove koji su podvrgnuti ciklidkim promjenama optere6enja. Takvo optereienje moZe biti mehanidko (vi- bracije) ili toplinsko (razliditi termidki Sokovi s naglim i udestalim promjenama temperature materijala). materijala 15.2.1.Pregrijavanje Kada nastane bilo kakvo o5teienje cijevi generatora pare, nuZno je najprije utvrditi pravi uzrok, da bi se mogle poduzeti odgovaraju6e mjere radi spredavanja daljnjih Stetnih posljedica. Prvi korak u tome smislu je vizualno ispitivanje mjesta o5te6enja, dime se, uz odredeno iskustvo, moZe utvrditi da li se o5tedenje dogodilo zbog pregrijavanja materijala ili zbog nekog drugog razloga. Najde56i primarni uzrok pregrijavanja materijala su talozi na unutarnjim stijenkama, Sto se mora utvrditi njihovim detaljnim pregledom. Sam izgled presjeka puknuia desto moZe upozoriti na to da li je cijev pukla zbog porasta temperature materijala ili zbog dugotrajna i postupnijeg pregrijava- nja.ll Postupno i dugotrajnije pregrijavanje materijala, Sto se obidno dogada kad imamo talog na unutarnjim stijenkama cijevi, uzrokuje ispupdenje koje se po- stupno uzdiLe. Na kraju se pojavljuje puknu6e s tupim i debelim rubovima. Karakteristidno je da u procesu dugotrajnijeg pregrijavanja materijala ispupdenje (dir) oko puknuia nije j ako izraLeno. Sto je proces pregrij avanja materijala postup- niji i dugotrajniji, to je plastidna deformacija zbog puzanja materijala manja i rasporedena je na ve6oj duljini cijevi. Pritom su vanjske stijenke cijevi prekrivenell vidljivim naslagamaLeljeznogoksida, koji nastaje zbog pregrijavanja materijala.l,; 248
  • il Na slici 15-1.prikazanoje karakteristidnopuknuie r.ijeviprouzrokovano po- stupnim pregrijavanjemmaterijala, dok slika is.2. prikazujesludajkoji ," ,tio zb.og naglogpregrijavanjamaterijala.uodljive su bitne razlike:dugotrajnijepre- grijavanjeima ostedenje obliku blagoguzdignu6a, kojemul" putotinu, u na ostrim i debelim rubovima, a kad je rijed o naglom pregrijavanju,ispupdenje je izraienije, s velikim raspuknu6em iu rubovl tanki i iriien,rii. diji Sl. 15.f. Izgled oiteienja cijevi zbog postepenog Sl. 15.2. Puknude cijevi zbog naglog pregrijavanja pregrijavanja Medutim treba da napomenemo takvo razlikovanje klasifikacija da i puknu6a cijevi jos ne otkriva pravi uzrok, ari zna(i prvo pribliZenjeistini ,, sLt&ti.un;u mogu6ihuzroka. pregrijavanje.materijala desieje.kod isparivadkih cijevi, a najdeideje ..Naglo posljedicaprekida cirkulacijezbog porerneiajau napajanju, ,rrrokouuno zast;- g jem napojnihili cirkulacijskih pumpil kvuro- urerlajiza automatsku regulaciju. Medutim, takvi prekidi, naroditoako su kratkotrajni, ne moialu.r"uil"t . r,rro- kovati puzanjematerijarai pucanjecijevi, sto znatnoovisi i o prethodnom stanju odnosnooste6enju cijevi (korozija, eiozija) i o udestalosti slid;ih poJava. .. U to.msludajumjesto puknu6acijevi nema toliko izrahene opisanekarakteri- stike pa je za utvrdivanjeuvjeta potrebno primijeniti i metalografsku analizu. Pri metalografskoj analizi.koristi svoJstvodelika pri p-ovisenim se da tempera_ turama (viSeod 480c za ugljidne delike) mijenja svoju unuiarnju struktu;, ro brLe i izraLenijeSto je temperatura vi5a. 249
  • Slika 15.3.prikazujefotomikrografsku snimkustrukturenormalnogugljidnogdelika,kakav se obidnokoristi zaizradn dijelova generatora pare. To je normalnastruktura delika, koja se sastojiod ferita i perlita. Svijetlepovr5inepredstavljajuferit, a tamnije perlit. Takvu strukturu telik zadri,ava temperature pribliZno do od420"C, odnosnopromjene koje se u tim uvjetima zbivaju traju duZeod vijekatrajanja dijelovageneratora pare pa nemajubitnih utjecajana mehanidka svojstvamaterijala. je Na slici t5.4. prikazana strukturamaterijalakoji je pro5aotzv. sferoidiza-ciju, Stokod ugljidnihdelikanastajena temperaturama 400 do 750C. Vidljivo odje da vi5e nema tamnih perlitnih zrnacazbog pretvaranja cementitau ovalnuzrnastustrukturu. Takva promjena strukture nastajeto brLe Sto je temperaturaviSa;kod 400 do 450"C ona se zbiva vrlo sporo, a pri 700 do 750"C moZenastativec za nekolikosati. 4.. l _r . i . r t,Sl. 15.3. Mikrostruktura normalnog ugljidnog Sl. 15.4. Pojava sferoidizacijeu podrudju tem- delika peratura 400 do 750 "C Izvor: 28, ll3 Izyor: 28. ll3 Kada je delik podvrgnuttemperaturiod pribliZno750"C, nastajepojavaraz-ugljidenja(dekarbonizacija).Tada nestajuperlitna zrncazbogprijelazaugljika uplinovite sastojkeu kontaktu s kisikom koji je u dimnim plinovima, a strukturamaterijalapoprima oblik kao na slici 15.6. Na temperaturivi5oj od 750C podinje nastajatipojava tzv. meduzrnate ok-sidacije,pri demu delik oksidira u dodiru s kisikom, Sto se naroditobrzo dogada2s0
  • na granidnimpovr5inama kristala. Pritom slabemedukristalne veze, rastu kristalii naglo se smanjuje dvrsto6a.Na slici 15.7. prikazan je metalografskisnimakstrukturematerijalaugljidnogdelikapodvrgnutog temperaturiod priblizno850.C.Sl. 15.5. Izgled cijevi pregrijada pare kod koje se pojavila oksidacija unutarnjih povrSina na tempe- raturi vi5oj od 500 "C it,. ! i tt=l t ) - f l -i l I . : ii+. tt . ,a , .-s*. rst. 15.6. Struktura delika pri pojavi razugijidenja st. 15.7. Mecluzrnata oksidaciia strukture de- na temperaturi pribliZno 750 "C lika pri temperaturivisoj od 750C Izvor: 28, lI3 251
  • 15.2.2. Korozija unutra5nje s strane IJ osnovi, svi oblici korozije koji se pojavljuju na dijelovima generatora pare pod tlakom nastaju zbog reakcije metala s kisikom, ali pod specifidnim uvjetima koji ubrzavaju taj proces, kao Sto su povi5ena temperatura, naprezanje, pH-vrijed- nost i utjecaj razliditih kemijskih spojeva. Zajednidka je posljedica uvijek degra- dacija materijala. S obzirom na djelovanje tih utjecaja, u cijevima generatora pare mogu se pojaviti karakteristidni oblici korozije: pitting, kaustidna korozija, kiselinska koro- zija i vodikova korozija. Najde56i oblik korozije unutarnjih stijenci cijevi je pitting, diji je nadin nasta- janja i mehanizam djelovanja vei obja5njen. Na slici L5.8. prikazana je posljedica uznapredovale pitting-korozije na unu- tarnjoj stijenci cijevi. Sl. 15.8. >Pitting< korozija na unutra5njim stijenkama cijevii Kaustidnakorozija moZese pojaviti u dva razliditaoblika: kao medukristalna korozija i kao kaustidnaudubljenja. Medukristalnakorozija nema vidljivih vanjskihznakova,a o5teienjamateri- jala nastaju iznenadno,destos vrlo te5kim posljedicama. Njih uzrokuju luZnate otopine visoke koncentracije,a najde56e pojavljuju kao krti lom, bez ikakvih se prethodnovidljivih znakova.Tek metalografskim ispitivanjemo5te6enog uzorka moZese otkriti pravi uzrok. Pukotine ne prodiru u kristale, ve6 napredujusamo izmedunjih, formirajudikarakteristidnimedukristalni lom. Uzroci medukristalnog loma su: 252
  • l . propustanje vode iz generatora pare kroz razne 2 . oSte6enjamaterijala pod djelovanjem natrijeve luZine sadrZaneu unutar generatora pare, koncentrirano naprezanje materijala u podrudju o5te6enja. uz-y,ocl mogudi su na mjestima uvaljivanja cijevi u bubanj ili komore Ji il u i:g:l_:i:lT .:lltl-im meduprortori-ril#;kGils K r m ;i;,io t l n a m a u li. n r K r o s K o p rgusrrwuuprurrurrura. puk gdje iz generatori pare.Kad je kvalitetauoJ" ,ig"n"rarorupare ratoru pare :yjJ,::dr]fr:::9" rorori;u. L?jil,i1i":.::T:i:1,1l",imedukristalna.kaustidna rra"?;*";;#j; Y:1._11^"^".9", l:T-ul?u,natakvim s..-jerti-a;.;; i#;;rr""ir"rj i;;"";rrrrJvv@ rualll4 ll kaustidni napad. Ako bar;"au,, oo spomenura ,.o"# [:::,::::!tj:i1,i_",1Jotina.za j ane kaustidnemedukristal;" k.;;;ij :: j"l:,:^?nastaj nede dogoditi. " "ii l-lJ"rrrifi ;; Stoga se moZe utwdi,i * : modernijih konstrukcijageneratorapare, gdje vi5enemauvaljivanihi zakovidnih spojeva,koji su pogodniZa Ia,rstienumedukri_ stalnukoroziju, postoje vrlo male moguinosti tu ii"zi^ n"r,":]";". Kaustidnakorozija, s posljedicama oblikupovrsinskihnepravilnih unja potpuno je razliri.iaoo opirun" -"arrnirtutne korozije, udublje- i moie se pojavitina stijenkamacijevi, ispod raznih taloga. Ispod takvih ;lol; ili na pozicijamatzv filmskog isparavanjaiz vode re tnoze izluditi natriieuaiuzirru .rpoud"nojkoncentraciji(dak do nekoliko.postotaka), koja zatim.t#";";;titni magnetitnisloj metala, nakon degapodinj-e intenzivnooinosenje -ut.ir;uLu. za razrikuodpi.tting-kor.ozije, ovdje su udubljenja pliia, nepravilnai podjednako raspostra_njena na ditavoj napadnutojpovislni. Takav obrik korozi;.i t"!i. nastajekada seprovodi pravilanproglam obrade vode, kada su unutarnje poursrn"cijevi disteikada su dobri uvjeti cirkulacijeunutar generatora pare. unutarnjih stijenki uzrokuje intenzivnostanjivanjemate- 5:i1Tl1.:rozija povrsine.-U quJrvsrrJv tu4t9- y:T^:?:r:!::f,u:t:1,?:?: normalnom ,uau g"n.rutoraparenema:Jl"_,i,:if:lf_lyli llje-i moZe j a ruopo.rq r8s" nastati oy*:q pore e6a naro "at* m eito. z pr"r"i";;#;i::* "::*:"ntl ::j:l ; ud ;;*i;;i;;;;; ;;"" j.,;povratnog kondenzata, mozepro.rrioeitismanjenje" stogeneratorapare. "ruiit"i"- "il;;;; Vodikova korozija je pojava koja se normalno ne javlja . na brodskimgenera-torima pare jer nastaje kod radnih ilakoua ve6im od I20 bara, pa se ovdje neiedetaljnije obradivati.15.2.3. Korozija vanjske s strane Korozijska oste6enjacijevnih povriina s vanjske strane (na strani dimnihplinova) ovise ponajprije o vrsti odnosnosastavugoriva koje se koristi. Tu se |i-:ij: zbog sumpornekiselinena n"iZetemp"iuturnirndijelovimal-t^*1"*TI:Illzagrr;afrvode i zraka) i korozija na visokotemperaturnim dijelovima (pregrijadii medupregrijadi), je r.zrokovana spojevimateskih metaia u sastavu oja pepelakori5tenog goriva. Te su pojave vei detiliniie obradene. 253
  • 15.2.4.ErozijaIr Mogu se navesti detiri osnovna uzroka erozije koja sa strane dimnih plinova o5teduje cijevi generatora pare: 1. nejednolika raspodjela strujanja dimnih plinova i velik sadrZaj abrazivnih de- stica u pepelu goriva, 2. za&pljenja u dimnim kanalima, zbog(ega se pove6ava brzina strujanja, 3. propu5tanja pare ili vode, l 4 . i s p u h i v a n j ed a d e . Erozija zbog nejednolike raspodjele strujanja dimnih plinova nastaje kao kontinuirana pojava, narodito na izlaznim ogrjevnim povr5inama, gdje je utjecaj ve6ih koncentracija krutih destica u dimnim plinovima. ! Erozija koja nastaje kao posljedica propuitanja vode na nekoj poziciji unutar generatora pare znatno je intenzivnija nego kada kroz o5teieni dio istjede vodena para. U biti, samo strujanje pare ne uzrokuje znatnu eroziju, vei znatno vi5e ; l1 destice pepela koje su zahvadene takvom strujom. Slidno je djelovanje i pri strujanju pare ilizraka na izlasku iz ispuhivadadade. ; : 15.2.5.Zamormaterijala O5teienja zbog zamora materijala takoder su prilidno desta u eksploataciji generatora pare. Lom zbog zamora materijala posljedica je ciklidkih promjena naprezanja, koje u pogonu generatora mogu nastati zbog mehanidkih ili termidkih razloga. osnovni mehanidki uzrok loma zbog zamora materijala su vibracije. one mogu nastati zbog djelovanja plinova oko cijevi. Takva oste6enja obidno nastaju po obodu cijevi u podrudju njenog ukruienja. Kada se frekvencija vrtloga, nastalih zbog strujanja, poklopi s vlastitim vibracijama cijevi, one podinju vibrirati po- predno s obzirom na smjer strujanja dimnih plinova. Kada su trajanje i udestalost takvih pojava dovoljno velike, nastat 6e lom karakteristidan za zamor materijala. Najde5de se to dogada kod zaslonskih cijevnih stijena i izlaznih redova cijevnih snopova, a malokad kod vise6ih cijevnih snopova. Na slici 15.9. prikazan je karakteristidan izgled loma zbog mehanidkog zamora materijala. Pukotine se pojavljuju na obodu cijevi, popredno jedna na drugu. Drugi glavni uzrok zamora materijala potjede od termidkih razloga, odnosno zbog naglih promjena temperature metala na cijevnim povr5inama. Najde5ie je to zbog udestalog ovlaZivanja toplih stijenki hladnijim medijem. Npr., cijevi oko ispuhivadadade mogu biti podvrgnute takvim utjecajima; narodito ako se pogonsko osoblje ne brine o pravilnoj pripremi (drenaZi, odvodnjavanju) ispuhivada dade prije njegova stavljanja u rad. U o5te6enja zbog termidkog zamora materijala svrstavaju se i ciklidke pro- mjene koje nisu izazvanenaglim promjenama temperature ,ve(razlikama u toplin- 254
  • skim dilatacijama materijala. Tipidni primjeri za to su razni spojevi koji ne omo-gucuju. slobodne toplinske dilatacije materijala, a takoder i^stidni varovi dvajurazliditih materijala koji nemaju potpuno isti koeficijent toplinskog rastezanja(npr. stidni var cijevi feritne i austenitne strukture). je , Na slici 15.10. prikazan makrografski snimak poprednih pukotina materijalazbog termidkog zamora materijala. =-lr1" -.Sl. 15.9. Popredne pukotine na cijevi zbog me- Sl. 15.10. Pukotine u stijenci cijevi zbog ter- hanidkog zamora materijala midkog zamora materijala lzvor: 28, 107 lzvor: 28, ll3 255
  • 16. POGON ODRZAVANJE I BRODSKIH GENERATORA PARE 16.1. PRIPREMA POGON ZA Prije nego Sto se generator pare pripremi za rad, valja ga izvana detaljnopregledati, a ako je otvoren, onda i iznutra. Pregledom treba da se utvrdi da li su di56enje i popravci dobro udinjeni, dali su svi dijelovi koji su skinuti za vrijeme di56enja i rada opet na mjestu, jesu limedusobno spojeni i da li su odstranjeni alati i materijal kori5teni u radu. Nakon pregleda, kada je ustanovljeno da je sve u redu, zatvore se svi otvoriza pregled i prolaz na generatoru pare. Na mjestima gdje vanjska oplata pokrivaotvore, dijelovi oplate se ne zatvaraju, da bi se moglo kontrolirati brtvenje poklo-paca dok se generator pare dovodi pod radni tlak. Odzradni ventil na isparivadu se otvori da bi zrak pri punjenju vodom mogao izlaziti odnosno dabizrak mogao ulaziti kad se voda djelomidno ispu5ta. Otvorese glavni i pomo6ni napojni ventil da bi se isparivad mogao puniti vodom, azatyorese svi ventili kroz koje bi voda mogla izlaziti za vrijeme punjenja. Napojnom pumpom puni se isparivad najprije kroz pomo6ni napojni ventil,da bi se ispitao njegov rad, a zatim kroz glavni napojni ventil. Kroz pomo6ni napojni ventil puni se voda dok se ne pojavi u vodokazu, akroz glavni napojni ventil voda se puni do otprilike 1/4 visine vodokaza. Puni sedo visine nesto nize od normalne razine,jer se grijanjem voda rasteze pa se takopodiZe na normalnu razinu. Ako je isparivad bio pun vode, ispu5ta se dio vode sve dok razina ne dodedo dna stakla vodokaza, a zatim se dopunjuje dijelom kroz pomodni, a dijelomkroz glavni napojni ventil, pribliZno do ll4 visine vodokaza, da bi se ispitao radnapojnih ventila. Za punjenje generatora pare smije se koristiti samo kondenzat iz spremnikaili pripremljeni destilat morske vode. Odzradni i odvodni ventil na pregrijadu se otvore da bi mogli izili zrak i vodai da bi se jednolidno zagrijale cijevi pregrijada. Lagano se popuste ventili na isparivadu i na pregrijadu da bi se, zbogvelegproduljenja motke ventila od ku6i5ta, prilikom zagrijavanja, lak5e otvorili ventilinakon dovodenja generatora pare pod radni tlak. 257
  • I Sigurnosniventil kontrolira se otvaranjem rudnom polugom. Ispita se rad vodokazatako da se iz njega ispusti voda i ponovno zatvori izlazni ventil, pri l demuvoda mora doii na istu visinu u vodokazu. Otvori se spojni i izlazniventil manometra. Kontrolira se odvod plinova do vrha dimnjaka i skine se poklopacdimnjaka (ako se tamo nalazi). Pregledase uredaj za ubacivanje goriva i odiste filtri za gorivo. Kontrolira se komora zraka oko rasprskada odisti eventualnonakupljno i gorivo zbog opasnosti poZara. od Ispitaju se regulatori zraka svakograsprskada, da li dobro zatvarajui da tj. li se slobodnookreiu. 16.2.DOVODENJE PODRADNI TLAK ventilator umjetnepromajeukljudi se priblizno 5 minuta, da eventualne pare goriva izadu iz loZi5ta,zbog opasnostiod eksplozijepri potpaljivanju goriva. Zatvore se ventili goriva do pojedinograsprskada. Ukljudi se pumpa goriva i otvori cirkulacijski ventil da gorivo cirkulira kroz zagrija(, razdjeljivadgoriva ispred gorionika. i Otvori se dovod pare do zagrijaia goriva i odvod kondenzata kontrolira se i temperatura goriva, koja mora biti takva da gorivo ima viskoznostpribliZno 20.10-6m2/s (3E). Najmanja plodica za rasprskavanje postavi se u rasprskad goriva koji je najudaljeniji od cijevi u loZi5tu. Prigusi se dovod zraka do rasprskadana potrebnu kolidinu za zapaljenje najmanje kolidine goriva, a isto se tako regulira tlak goriva za pryo zapaljenje. - __uvyde se zapaljenabaklja kroz straZnji otvor kod rasprskada, plamen da baklje dode ispred rasprskada, sasvimse otvori ventil goriva tog rasprskada, i a zatvori se ventil za cirkulaciju goriva. Rasprskano gorivo iz rasprikadi zapali se prolaze(i kroz plamen baklje. Ako se gorivo ne zapali za nekoliko sekundi, zatvori se ventil goriva tog rasprskada sasvimse otvori regulatorzraka oko rasprskada zradnostrujanje i da odnesepare nezapaljenog goriva iz loLlita. Kad se loZisteprozradilo,pokusa ie ponovno zapaliti gorivo. Novije izvedbegeneratora pare imaju automatiziranpostupakpotpaljivanja gorionikaprema definiranomprogramu,s redoslijedomoplracija toll prili svega treba da osigurasigurnost.odnosno se sprijedimoguia eksplozija lozistuzuog da u nedovoljnog provjetravanja. Nakon potpaljivanjaregulira se tlak goriva i zrakada se dobije konstantan plamen s podetkomblizu rasprskada. Da ne propustespojevizbog dodatnog toplinskogoptereienja,generator pare postupnose zagrijavamalom kolidinom goriva.l _ zatvori se donji ispusni ventil na komori pregrijada dim se pojavi para. Povremeno taj ventil otvaraza vrijeme dizanjatlaka pare, da seispusiikonden- se zitanapara. Ispusniventil zrakana pregrijaduostajeotvoren da bi mogla izlaziti para koja se razvija pri potpaljivanju. 258l,
  • Nakon Sto se postigne tlak pare pribliZno 4 bara, zatvori se odzradni ventil isnarivada i pojada izgaranje goriva di se postigne radni tlak pare u predvideno vrijeme, ovisno o vrsti i konstrukciji generatora pare. za to vrljeme otvara se tzv. startni ventil n; izlaznoj komori pregrijada da bi se omogueio izlaz pare za vrijeme daljnjeg podizanja ttaka, a prije rittjutenja na glavni parovod. Na taj se nadin stite cijevl pregrijada od pregaranla, 1er ie osigurava strujanje pare kroz njih, a time i njihovb hladenje. fada staitni ventil Je otvoren, moZe se zatvoriti ventil za odzradivanje pregrijada. Regulaclja izgaranja sada se kontrolira prema temperaturi dobivene pregr! . jane pare koja ne smije prije6i najve6u vrijednost odrZavanu u radu. Cesto se kontroliraju_!oia d]ma i plamena, narodito nakon svake promjene kolidine ubadenog goriva...Kad Zelimo pbve6ati kolidinu goriva, najprije ie poveeakolidina zraka, a zatim kolidina goriva, dok se pri smanje"njugoiiuu smanjigorivo, a zatim zrak. Tako se izbjegne nepotpuno izgaranje"goriva. "ulprije odvodni se ventil parnog cjevovoda, na foji treba priltJririti generator pare,otvori da izade sva vodaiz njega. Taj cjevovod polagano se zagrijava do pogonsketemperature, pri demu kondenzirana para izlazi kroz otvoreni odvodni "ventil.Cjevovod se zagrijava malim otvaranjem parnog ventila ili obilaznog ventila (akopostoji na cjevovodu). Postupnim zagrijavanjem i odvodnjavanjeln cjevovodaubjegne se propuStanje spojeva ili vodni udar. se tlak pare u cjevovodu i generatoru pare izjednadi, otvori se parni .Kadventil, pri demu se zatvor-estartni ventil pregrijari i svi irugi ventili na njemu. rzgaranje goriva regulira se prema potrebi proizvodnje {ur", u pritom i.-p"-ratura i tlak izlazne pare treba da budu konstantni. 16.3.KONTROLA POGONU U visina vode u parnom bubnju kontrolira se na vodokaznomstaklu. Povremenose kontrolira ispravnostrada vodokaza.Kad je ispravan,visina vode__malo mijenja, a kad je za(epljen,visina vode je konsiantna. se .Kontrolira se izgaranjegoriva, koje treba da bude potpuno, sa sto manjim pretidkom zraka. . - Rasprskadi goriva mijenjaju se prema potrebi da se izbjegne. njihovo prljanjei slabo rasprskavanje, pak uzrokuje nepotpuno izgaranjJ.cim se pogon" stoopazecrne pruge u rasprsenu " gorivu, rasprskad mijenja jer to upozorava je se darasprskad uprljan. . f(ontroliraju se tlak i temperatura pregrijanepare. Oni moraju biti konstantnii u dopu5tenim granicama. . Temperaturapregrijanepare poveiava se usporedos povedanom proizvod-njom pare, veiim vi5kom zraka,visom temperatuiomnapojnevode i pbveianimprljanjem isparivada. Temperaturupregrijanepare sniZava poveiana vlaga zasi-6enepare i prljanje pregrijada.. Jem-Reratura pregrijanepare naglo pada i ponovno se diZe pri pjenjenju ububnju zbog visoke koncentracijesoli u vodi ili zbog visoke alkalnosiivode."Stoima viSesoli u vodi ili Stoje vi5aalkalnost vode,vi5esei de56e mijenja temperatura 259
  • pregrijanepare, jer tadazbog pjenjenjanastajeodno5enje kapljicavode iz bubnjau pregrijad. Najmanje dvaput dnevno uzima se uzorak i analizira voda iz isparivada,dodaju se potrebnekemikalije, a zatim se otpjenjuje i odsoljavada se u dopu5te-nim granicama odrZekoncentracijasoli, alkalnosti kisik. Najmanje dvaput dnevnodistese propuhivadem ogrjevnepovr5ines vanjskestrane,pri demuseodstranjujudadai pepeoi tako izbjegavaju smanjenje prijelazatopline i povedanje otpora strujanju,korozija i poLar.Propuhivadi koristesamo sekad vatra gori, i to jedan za drugim. 16.4.POREMECAJI POGONU U NajdeS6i uzroci poreme6aja pogonageneratora pare jesu: poremedajnapaja-nja (niska ili visoka razinavode), poreme6ajprovjetravanjate puknudecijevi. U svim tim sludajevima potrebnoje pravilno postupitikako bi se izbjeglejo5teZeposljedice.16.4.1.Niska ili visokarazinavode Kad se u pogonu ne vidi razina vode u vodokazu, moraju se udiniti odredeneradnje da bi se izbjeglo o5tedenje dijelova isparivada generatora pare. Zatvori se dovod goriva do svih rasprskada da se Sto vi5e smanji isparavanjevode. Zatvori se dovod napojne vode u isparivad da do uZarenih dijelova isparivadane dode relativno hladna voda ako je ima malo, a ako je ima mnogo, da ne prekipi. Zatvore se spojni ventili vodokaza, otvori ispust i vodokaz propu5e najprijeparom, a zatim vodom (da ne bude zadeplien). Zatim se zatvori ispust, otvore separni i vodni spoj i promatra voda u vodokaznom staklu. Ako je razina visoka,voda se diZe; ako je niska, voda ne dolazi u staklo. Ako je malo vode, zatvori se registar zraka i zaustavi ventilator umjetnogprovjetravanja da se generator pare polagano hladi; ne smije se dodavati voda uisparivad da se ne o5teti zbog dodira hladne vode i pregrijanih dijelova isparivada.Voda se dodaje nakon Sto se generator pare ohladi i nakon Sto se pregledomustanovi da isparivad nije o5teden. Ako je mnogo vode, ispusti se vi5ak vode do normalne razine; otvore seispusni ventili na pregrijadu da izade eventualnavoda iz njega; ponovo se zapalerasprskadi goriva i normalizira pogon.16.4.2.Slaboprovjetravanje Ako je ventilator u kvaru, zatvorise dovod goriva do svih rasprskada.NakonSto se ventilator popravi, ukljudi se i provjetri se loZi5te. Svim gorionicima, osimonome koji se potpaljuje, zatvore se dovodi zraka. Gorionici se pale jedan pojedan.260
  • 16.4.3. Puknuiecijevi : Zaustavi se dovod goriva do svih rasprskada. Ako je.cijev pukra zbog niske razine vode, zaustavi se dovod vode i odvod pare. Otvori se odzradniventil pregrijada. cijev.nije pukla zbog niske razinevode, drzi se normalan ,^ _ 1k9 vodostaj; ako 1emogu6e,dok se generator pare ohladi. zatvoisepurni u"ntit, a otvori odzradni ventil pregrijada. Otvori se sigurnosni ventil da se snizi tlak. ventilator umjetnog provjetravanjaradi da bi struja zraka odvodila paru iz loZi5takroz dimnjak. Nakon pada tlaka pare zaustavise rad ventilatoraumjetnog provjetravanjai zatvore se registri zraka da_segeneratorpare polagarro ttuai."Nut"n rrrua"riju, :X:,:r.,t*I grve cijqli-u loZi.tu, mogu se oO-ui tzriiientti, Jot," nepristupadne cuevr unutar snopa obidno zatvore s obje strane posebnim ierjeznim depovima,a zamjenjuju se kod veiih popravaka,jei treba vaditi,"" ;t;;il; bi se doilo do onih koje su oSteiene. 16.5.ZAUSTAVLJANJE RADA Zaustavise rad jednog po jednog rasprskada odmah i se izvadeda se nepo- trebno ne zagrijavaju. zatvori se izlazniventil pregrija(a, aotvori se njegov odzradniventil, koji se prigl5uje da tlak pare polako pidi. ventilator umjetnog pr.ovjetravanjaradi nekoliko minuta nakon zatvaranja goriva da bi se prozradiloiozi5ie.ventilator se zatim zaustavii zatvore registri se zrakasvihrasprskada zrakne ulazi u loZiste, da kako bi ," g"n"ruto. pare polagano hladio, jer zbog brzih promjena temperaturenastaju oipn"tuilu koja uzrokuju propuStanje spojeva. Zatvori se ulaz da gorivo ne koksira zbog pregrijavanja. Pri.svakom ii_"g!rd,go.ruu. paljenju rasprsliada otvorise.odzrue"iu"niit pr"iriiueu prije negoli -"^ se zapali mlaz goriva da para prolazi kroz cijevi pr"grilueu. Prije negoli se zatvori.napbjniventil, visinuuooEuirunju podignese za cca 100mm iznad normalnevisine, 1". re hladenjemsmanjujevolurnenvooe. Kad se tlak snizi otprilike na 3 bara, otvori se oairaeni ventil isparivada dau ne nastanepotlak-pri hladenju pare i njezinol tonae"zuci;i. "j?Tu, tlak Kad padne priblizno na L bir,^otvore se odvodi iz razdjelnihpregrijadada izadekondenzirana komora para. Odisti.senakupljenogorivo o-korasprskada u komori i zraka. Nekoliko,sati posto se zatvorerurprikudi goriva -.2" ," prrovno pokrenutiventilatorumjetnogprovjetravanja,akb je potiebno da se ubria hladenjegenera-jo,ra pare. laj se postupak ne preporudujejer se svako urro ttua".rjeizbjegavati. mora Jedinaiznimka moZe^bitineki nuZin popravak. Generatorpare samose u nuZdismije hladiti irpirstu"j"- " tople vode i punje-njem hladnomvodom! 261
  • Generator pare nakon hla<lenjaobidno se isprazni, otvori i pregleda izvana, a iznutra se pregledai popravlja kada je dobro prozraden. . IZVANPOGONA 16.6.RADOVI Da bi segeneratorpare i duZedrLaoizvanpogona,mora sebriZljivo pripremiti i destokontrolirati da mogudnosti korodiranjapojedinihdijelovabudu minimalne. KuiiSte i drugi vanjski dijelovi odistese od nedistoda rde. Stalnose moraju i odrZavatidisti i suhi. Zra(ne komore kudi5ta,odvodni kanali dimnih plinova i dovodni kanali zraka destose kontroliraju i disteod nedistoiai rde. Svi otvori na ku6i5tu, dovodi zraka i odvodi dimnih plinova zatvore se da ne ulaze nedisto6a vlaga. i LoZiStei registri zraka svih rasprskadadrZe se zatvoreni, osim povremenog otvaranjazbog kontrole stanja, nakon degase ponovnozatvore. Vodna stranageneratora pare koji ne radi dulje od 24 satapotpuno se ispuni vodom (mokro konzerviranje) sevoda potpunoisprazni,a generator ili pare dobro osu5i(suhokonzerviranje). Mokrokonzerviranje 16.6.1. Ono je jednostavnije, a za5tita je dobra dok generator pare ne radi kraie vrijeme i kad je temperatura okoline vi5a od temperature ledi5ta vode (0"C). Kada se generator pare ohladi, ne isprazni se, ve6 se doda nova kolidina kemikalija ako je potrebno, da voda bude dovoljno alkalidna kako bi se izbjegla korozija. Zatim se napuni dodatnom napojnom vodom, dok voda ne izade krozll odzradni ventil pregrija(a, a potom se ventil zatvori. Polagano se otvaraju odzradni ventili isparivada i pregrijada zbog sigurnosti je sav zrak iza5ao te, ako je moguie, odrLava se tlak otprilike od 2 bara. datiil 16.6.2.Suhokonzerviranjeflr Primjenjuje se za duZi period, bez obzira na temperaturu okoline, a izvodi se upotrebomnekog apsorbirajuiegsredstva zamjenomzraka nekim in0rtnim plinom. ili Pri prvom nadinu koristi se najde5ieZivo vapno ili kalcij-klorid (kao apsorbi- rajuie sredstvo)da se smanji relativnavlaga unutar generatora pare. Kad je generator pare ispraZnjen provjetren,odstraniseiz njegasvazaostala i voda. Krpama se osuSe pristupadniunutarnji dijelovi. svi U bubnjevese postavevelike plitke posudes apsorbiraju6im sredstvom. Postavese poklopci i nepropusno zatvoresvi otvori na generatorupare. Zatvore se svi ventili i pipci da ne ulazi zrak. 262
  • zatvore se svi ulazi zraka u roZistei stavi se poklopac na dimnjak. Pri drugomnadinuupotrebljavase dusik, kao inertni plin, da nadomjesti -- -- zrak unutar generatora pare,.Sto usporavakoroziju. otvori.i osu5i,a zatimse nepropusno zatvori. S::""-t"9ll,l: ::,:rpTurni, odzraka, se uvodi {i.i,,i{iiil;;;fi, ,*liji;," "i*:*il.i:l1l:, ou. ;l?fj, 11l l:ry_fiT irp*tna tako iltk"fi;,"d ;;;;"il;;;l dnu, da ffi ;;;;#;,sik, ::,::tj:TT::.T.:1,1T_kbntrotiraseiztazpri"*";ffi zaustavise njegovo uvodenje. 16.7. PREGLEDICISCCTC I Povremenose generatorpare pregledava unutarnje s i vanjskestraneda se odrZavaodist i ispravan. 16.7.1. Unutra5nji pregted Nakon .to se generatorpare iypr-q1i, otvori i prozradi, , odstranise zaostalavoda i (krpama) osusesvi unutarnji dijelovi, u ,r.ir" dijelovi kojismetajupregledu. "u"ntuul.ro-r" unutrasnje povrsinekoje su u dodiru s.vodom(bubnjevi,cijevi) mogu biti prekrivene kamencem,bruto- razvodnekomore, i ,ri"-l rcirnlnu" se otude iliostruZe,a blato i ulje odstranese tako da se dobiju dirt" ."tuine povrsine.Istotako, te povriine i one koje su u dodiru s parom mogu biti korodirane, pa sedobro odiste delidnomdetkom. Kamenac u generatoru pare znak je lo5e kvalitete vode. Kamenac je narodito.opasan na cijevima u loZi5tu, gdje vei u tankom slojuuzrokuje pregaranje crJevl. j: p?,lorn ill*-i:T"Y",,:i:!:#)Ti:-.,y J";"il; n cil ui . nipi.e I prosroru vodne iznad rinije.x:g:r::I :9: 1:, I u e m"a ;#;; 1ffDr[d ;r"fi;Jil;; I ua su rose odstianjivanje. uitillr"r ios"g v"e, rada odje_fll;!]nf,"TT|:*1,"-i?,"?"".sovoljivada kisika (otplinjivada). r11e_1,v_rsini uo Illg:: * i *:::.:^: o"im oram gT: povrsine parnim y,,:.ll,T g f kom u bubnj evima.P,11,., ^t Ti:I : k;;il ",,ilid ;#fi ;i" l,"ii"olili; ffi,ffi,i:il#;ili:Til,1";"y*:i:"::,"*lT:,11?y,!:i^gi;i,"ri-r""k;ffStoje potrebno ustanovitii odsiranii. Nakon isparivada.pregledava zagrijadnapojne se vode. U njegovimcijevima.ako. napoj"na je voduioiu, rtupila se kamenac,odstranida bi cijevi bile metalno disie. koji se se pregledapregrijadpare, u dijim se cijevima,-^- 5ooujloI(amenac moZetakoderskupiti (ako isparivad prekipi), toli se mora odstriniti.
  • pregled Vaniski16.7.2. S vanjske se strane pregledavaima li skupljanja Sljakei dade ili korozije.Posebnose paZljivo pregledajucijevi iza pregrijadajer se tamo skuplja najviSenedisto6e. Vanjski pregledudini se obidnokad generatorpare ostajeizvan pogonaduljeod 48 sati. Na cijevimau loZi5tukatkad seskupi Sljaka,koja seotude,a cijevi se ostruZu.Pregledase da li na cijevima ima znakovapucanja,izbodenjaili pregrijanja. Pregledase izolacija loZiSta,narodito oko bubnjeva, jer se mogu njihovilimovi pregrijati. Izmijene se svi dijelovi vi5eistro5eneizolacije,a manje istro5ena napuknuta iizolacija zakrpase odgovaraju6im materijalom. Pregledaju i odistecijevi pregrijada se pare, koje su obidnopokriveneSljakom.Stlata se otude ili odstrani mlazom tople vode, a ako ne ide, onda tuckanjem.Pranje se nastoji izbjeei,jer voda o5teduje vatrostalnimaterijal loZi5ta.Cijevi seperu od vrha prema dolje. Cijevi pregrijadadestose krive zbog visoke temperature.Stogase izravnajuda bi se dobio jednak rasporedstrujanja plinova zbog jednolidnogzagrijavanja. Na zagrijaiima vode i zraka nalazese dada i pepeo, koji se ostruZu, a zatimkomprimiranimzrakom otpuhnu. Cada apsorbiravlagu iz zraka, a buduii da u dadi ima sumpornihspojeva,nastajesulfatnakiselina,koja korodira cijevi zagrijatakad on ne radi. Pri vanjskom di5ienju ostruZu se i limovi odvoda plinova do dimnjaka idimnjak, jer se i na njima skupljaju dadai pepeo. Cijevi zagrijata zraka katkad su probu5enezbog djelovanja niskotempera-turne korozije, pa se moraju mijenjati da zrak ne dode na stranu plinova, StomoZeuzrokovatizapaljenjedade.16.7.3. pregledi ispitivanja SluZbeni i Generatorpare, kao i ditavo brodskopostrojenjei sam brod, pregledavaju iispituju strudnjaciklasifikacijskih koji na temelju tih pregledai ispitiva- druStava,nja izdaju brodu >Certifikat<o ispravnostibroda, postrojenjai generatora pare,Stoje potrebno za osiguranjebroda i tereta. KlasifikacijskadruStvaimaju svoje strudnjake(eksperte)za kontrolu pro-izvodnje, ispitivanjematerijala,strojevai uredaja za gradnju brodova. SvakadrZavas razvijenim pomorstvomima svoje klasifikacijskodruStvozapotrebe svoje flote (Jugoslavija ima >Jugoregistar<), velike drLaves velikom atrgovadkomflotom imaju klasifikacijska dru5tvai za potrebe drugih drZava.Onasu medunarodnopriznata, jer imaju mnogo dobrih strudnjaka (Engleskaima>Lloyds Register<,Francuska ima >BureauVeritas<itd.). Klasifikacijskadru5tvaimaju propisepremakojima njihovi ekspertiobavljajupregledei ispitivanja, a ti se propisi malo razlikuju izmedu pojedinih druStavamedusobno. 264
  • !1.s.eyera1ore pare propisanisu materijal, armatura,periodidnipregledii ispitivanja. i izvanredni Dok se gradi brod, gradi se i generatorpare, sto nadzirestrudnjakklasifikacijskog odredenog druitva. Strudnjacikontroliraju materijal i nadzjrugradnju, a nakon ugradnjeu brodobav-ljaju ispitivanjai izdaju svjedodzbu kraslfitacijig;"";;;a o pare. N1f9n-dobivanjasvjedodZbe klasifikaciligenerat8rp"." o . *"2" podetiredo_vito raditi. Medutim, svakegodineekspertikl;siikacij;kd;;;il"" obavljaju tzv.redovitaispitivanja. - _ Poslije veiih kvarova obavi se tzv. izvanrednoispitivanje,bez obzira na to kad je generatorpare bio redovito ispitan. Ispitivanjemse ustanoviop6e. stanje,eventualna oste6enja, nadinodrzavanja i to da li njegovostanjeomogueul"opeo sigurnostu pogonu. Da bi se to ustano_ vilo, generatorpare najprije ie. oetatlnopregteaa iznutri i izvana, oslabljenim na se mjestimaeventualnomaterijal uuii aa se ustanovidebljina ,t1"rr" ili se izrezu probni Stapovida se ustanovikvaliteta materijala,pu ," ;;;;; iobivenim p.a"_ cima udinepotrebni popravciili izmjene. Poslijewakog pregledai eventuilnogpopravkate nakon . . dovodenjapod tlak,ispituju.se sigurnosniventili koji treba iu p.opu.t" paru dim tlak u generatorupare prijede dopu5tenu velidinu., . . Klasifikacijskipropisi definiraju period i nadin ispitivanja generatoraparehidraulidkom probom. . ^ D9k traje hidraulidkaproba pregredajuse svi dijelovi da se utvrdi da li sudeformiraniodnosnoda li spojevi^pro"puitiju Ako pritom nastanudeformacijeiii propustanja, prekida se ispitivanje,gene-rator pare se isprazni da se udine potrebni radovi, poslije kojih se ispririunleponavlja. Kada generator pare izdrhiispitivanjepod tlakom, dobije , dozvolu za normalanrad. 265
  • 17.EKONOMICNO VODENJE POGONA GENERATORA PARE u.gror poglavlju iznose se osnovnespoznajekoje . su potrebne da bi se osigurali uvjeti za sto ekonomidniji rad generatorapare. Taiav zahtjevsve se orazitlj.e postav.ljapred,konstruktorei p6gonskoosoblje jer je sve veca cijena pa je kontinuiranonasioianjeda se -utri-uino smanjepogon_ l_",t".::fflergije Poveianjeefikasnosti generatorapare moguie je postiii smanjenjem energijeu pogonu.l gubitaka Ukratko se moZe saZeti da se maksimalna efikasnost generatora pare postiZe kada su svi toplinski gubici i gubici koji nastaju p.o""r,i ., ir!;r*J" minimalni. 17.1. GUBICI TOPLINE IZLAZNIH DIMNTH PL]NOVA Dimni plinovi koji.izraze kroz dimnjak u okolinu sadrZe, perature,odredenu zbog poviSene tem_ kolidinuneiskoristene toplirre-ona se,^t"ii od,ir;"tnrtoprin" -vrage dimnih plinova i latentne topline vodene pare koja nustuje-i, sadrZane u gorivu i izgaranjemvodika. Budu6i da taioplina nije isktrillna, to je, prema svojd velidini, najve6igubitak energije. Buduii da se zbog tehnidkih i ekonomskihr,azloganikad ne iskoristavatoplina dimnih plinova nize Jd temperature ," t"i.i ui ,e"tono";ri;; prema tome i vratila sadrZana vodena para,a latentnatoplina, mozemo. govoriti samo o iskori5tavanju gubrcrma i osJetne topline dimnih plinova.";;;;k, o tim gubicimamoraju piije svitrrazmisljatip.ffiunii je.zadatak.daogrjevnepoursinbkonstruiraju"tuti, generarora pare, diji alaot"o!,i"Lptinulni izlazni gubitak osjetnetopline dimnih plinova.l Postoje dva znadajna ogranidauajudafaktora sniZenja dimnih plinova: - prvi proizlazi iz velidine tzv. izraznetemperature temperature ro5enja, na kojoj se kondenzirasum- porna kiselina iz dimnih plinova, i tola uzrokuje vrlo intenzivnu koroziju svih metalnihdijelova; Grbt"t g"r*atora pare detaljno su obradeni u poglavlju 4. 267It
  • - drugi je posljedicasmanjenjasrednjelogaritamske razlike temperatureizmedudimnih plinova i prijemnika topline, zbog degavrlo naglorastepotrebnaogrjevnapovr5ina,a prema tome i dimenzijete kolidina ugradenog materijala. Uobidajene su izlazne temperaturedimnih plinova u dana5njimbrodskimgeneratorima pare od 160do 180C. Najmodernijekonstrukcijes regenerativnim(Ljungstrom)zagrijadem zraka velikog kapaciteta imaju joS n12u izlaznutempera-turu dimnih plinova (115- 120"C).Medutim, kod takvih izvedbi izlazneogrjevnepovr5inetreba da se za5titeod djelovanjaniskotemperaturne korozije, Stose diniemajliranjem. Osim izlazne temperature, na gubitke topline izlaznih dimnih plinova bitnoutjedekolidinadimnih plinova odnosno,s tim u vezi, pretidakzrakauz koji izgaragorivo. Ako je izgaranjes ve6im pretidkomzraka nego Sto zahtijevajuuvjeti zapotpuno izgaranjegoriva, tada se nepotrebnozagrijava vi5ak zraka, koji propor-cionalnotome odnosi u okolinu pove6anu kolidinu neiskori5tene topline. To ovisi o nadinu vodenja i regulacijepogona pa se o tome mora brinutipogonskoosoblje. Optimalnim odredivanjempretidka zrakaza izgaraniepostiZesenajveie smanjenje gubitakaodnosno pove6anje stupnjaiskoristivostigeneratorapare. Stogaje u pogonupotrebnoprovestiodgovaraju6u kontrolu procesaizgara-nja, na temelju degase moZeregulirati radi postizavanja optimalnih rezultata. 17.2.KONTROLAPROCESAIZGARANJA Da bi se izbjegli gubici zbog nepotpunogizgaranja goriva ili zbog rada sprevelikimvi5kom zraka,potrebnoje, kako je ve6 napomenuto, procesizgaraniau loZi5timavoditi tako da gubici generatora pare budu Sto manji odnosnoda sepostigneoptimalanstupanj iskoristivosti. Pretidakzrakazaizgaranje je karakteristidna velidinakoja ima najvediutjecajna gubitke u radu generatora pare, a na koje se moZedjelovati u toku pogona. TeLnjaza Stoekonomidnijimvodenjempogonauvjetuje potrebu za konstan-tnim pra6enjem faktora pretidka zraka (i,,), jer su izlazni gubici osjetne toplinedimnih plinova proporcionalnis njime. Prematome, procesu loZi5tutreba voditisa Sto manjim pretidkom zraka, a da pritom nema nepotpunaizgaranja.Naime,ako znamo vrijednost faktora pretidka zraka, moZe se zakljuditi da li se pogonpravilno vodi, pa se prema tome moZeutjecati na njegovo poboljSanje. Faktor pretidka zraka moLe se odrediti direktno ili indirektno. Kod direktnemetodeses pomoiu mjernih uredajaodredujeprotodnakolidinazraka za izgaranje, a na osnovi poznatog sastavagoriva izradunavase minimalnakolidina zraka za izgaranje. Na taj nadin faktor pretidka zraka proizlazi iz izraza ) - vt.s " BVt.^r, (17 - 1)gdje je Vt, izmjerena kolidina zraka [mfl1/s],B kolidina goriva [kg/s], z Vr,^iominimalnakolidina zraka [mfl,/kg].Ako su raspoloZivi mjerni uredaji todni, tada jeta metoda daje pouzdanerezultate.Medutim, nedostatak to Sto se njome ne268
  • moze utvrditi da li je jer izgaranjenepotpuno, se ne mjeri sastav dimnih plinova, odnosnoeventualniudio ugljik-monoksida(co) u dimnim plinovima. Indirektnametodaosnivase na odredivanjusastava dimnih plinova,na teme- lju degase zatim odreduje faktor pretidka zraka. . . Najpoznatiji ureclaj za analizusastavadimnih plinova je tzv. orsatov aparat (prikazanna slici 17.1). Princip.radaje apsorpcija^ugljik-dioksida (cor), -monoksida(CO) i kisika (O) iz uzorkadimnog plina. "!tiit-Sl. 17.1. Orsat uredaj za analizudimnih plinova Irgenda: l-mjerna bireta, 2-posudaza izjednalenje razine, 3-posudaza apsorbciju CO2, 4-posuda apsorbciju za co, 5-posuda apsorbciju02, 6-spojna za cijev, 7-ventil,a-tompen- zacijski balon, 9-trostrani ventil, l0-hladnjak, ll-filtar, l2-ptmpici zadimne plinove odredena kolidina dimnog plina, obidno volumen od 100 cm3,usisavase u mjernu biretu s pomo6u posude za izjednatenje razina, u kojoj je voda pod atmosferskim tlakom. Nakon Sto se mjerna bireta napuni plinom,-zipodinjenje- govopotiskivanje pojedineposudes apsorpcijskim u kemikilijama, odkojih jedna ima svojstvoda apsorbiracor, druga co, a tre6a or. Da bi se poboljsaiaupror-pcija, posudes kemikalijamaimaju staklenecjevdice, koje poveSavaju kontaktnupovrsinuizmedu plina i kemikalija na ovlaZenim stijenkami. plin se u te posudepotiskuje naizmjenidno; najprije u jednu, zatim u drugu pa u tre6u. Kodivakogpotiskivanja volumenplina umanjujeseza udio apsorbiianbg p[na, dija sekolidinlodituje na mjernoj bireti, gdje se razina vode podiZe u- skladu j umanjenimvolumenom preostalogplina. Na taj se nadin posebnoodreduje volumni udio 9-cor."1.r,1, je kolidinaplina uglavnom udio du5ika gq2,s(%); ,Qco*1v"1i,??r."*r.Preostalaler se volumni udjeli drugih plinova mogu zanemariti. je napomenutida rezultati takvog mjerenja daju postotke volumnih -. vaznoydjela pojedinih sudionikasvedenihna suhe dimn" piittou", jer se voden para aiz plinova kondenzirau njihovu hladenju. 269
  • Danas se u pogonima mnogo koriste i procesni analizatori,koji kontinuiranomjere i registriraju sastavdimnih plinova, na temelju dega se moZe odredivatiagaranje,a time seznatnoutjedena stupanjiskori5tenja generatora pare i odrZavase optimalni pogon.Takvi analizatoridimnih plinova koristese razliditimkarakte-ristidnimkemijskim i fizikalnim svojstvima mjerenihplinova, ali ih ovdje ne6emoposebnoopisivati. Kod velikih jedinica desto su pogonski analizatori dimnih plinova vezani naregulacijske krugove za automatskuregulacijuizgaranja. Znade li se sastavdimnih plinova, faktor pretidka zraka moile se odrediti spomodu izraza dobivenih razmatranjem opisanogu daljnjem tekstu Minimalna kolidina dimnih plinova, koja se teoretski moZe postiii, ptoizlaziiz uvjeta u kojima seizgaranjevr5i bez pretidkazraka,odnosnouz )t: L. U skladus time iz jednadZbe - l7) slijedi (3 0,79VL,tu 1,24(gwsrrw*)[mfi/kg]Vp,*in:!,85w"*0,7ws*0,8woqr* + (17 - 2)Prematome, moZese takoder pisati Vp1:V6n^+Q- 1) Vr,-r [mr]ikg] (r7 -3) Ekvivalentno izrazu (3 -23) iz (17 - 2) odretluje se minimalna kolidina suhihdimnih plinova ypr,,,-io 1,85wc r 0,7ws* 0,8w*, + 0,79 [,.6 : [mfi/kg] (t7 - 4)odnosno = Vpr,, Vpr,,,. (1- 1) Vr,* [mri/kg] ir* (17-s) oznadi volumni sadrZaj ugljik-dioksida u suhim dimnim plinovimaAko se S gco,,s(y")u o/o, moLe se postaviti odnos %cor,"(v.) - Vpt,r,-l (t7 -6) 9cor,"1v"1^^t %,,, maksimalni volumni sadrZaj ugljik-dioksida u suhim dimnimgdje je gco"."(y"^oplinovima u o/o,koji se dobiva kada se proces izgaraniaodvija uz minimalnu(teoretsku)kolidinu zraka, a da pritom sav ugljik izgori u ugljik-dioksid- Prema tome. 1,85w (Pcor,"1%1^o= 100 (r7 -7) +0,79 VL.^in [%] 1,85w.*0,7wr* 0,8wn. karakteristidnaie za svaku vrstu goriva jer izravno ovisi Velidina e cor,"1%1^oo njegovu sastavupa se, uz pojedini poznati elementarnisastav,mora posebnoizradunati.Zateku(a goriva iznosi od 15 do 18%. Izraz (17 - 6) se moZedalje modificirati kao - 9cor,"1w1*- Qcor,"1x1 Vpr," Vpr,r,-io (17 - 8) Qcor,"1us Ypt,r,-io270
  • a uvrStavanjem izraza (17 - 5) slijedi Qcor."(y.)^o- Qcor,"(y") l) VL,^i, _().- 9cor,"1u"1 Vpr,r,-r, (r7-e) Bududi da se za proces izgaranjamoZe s dovoljno todnosti pretpostavitije teoretska(minimalna)kolidina suhih dimnih plinova da %,,;; pribliZnojednakateoretskoj(minimalnoj)k:tjlg potrebnogzrakazi izgaranjeir,ilrj . ur,,i,,= ypo_l"iz gornje jednadZbe dobije se . 9cor,"1/"1^o A-- Qcor,"1v"1 (17 - 10) Dakle, ako se zna velidinag cor,,1n,1, se izradunati moZe faktor pretidkazraka1.. Medutim, valja imati na ai-iovrijedi onou taJa l" irgarun;" potpuno, "-i,odnosnokada u dimnim plinovima nema ugljik_monoksida. -. Faktor pretidka zraka moi.ese izradunatii ako se zna sadrZajdusika u suhimdimnim plinovima. Naime, zanemarili se sadriaj sumpor-dioksila u dimnim pli_novima, bilanca du5ika proizlazi iz * gco,"1v"1* 9cor,"1x1Qor,"1v"1+ &r,un = 100 [%] (r7-1r) Na{aljg, pretpostavi je .. li 99.da izgaranjepotpuno, vi5ak du5ikaA p^,,,rzlusuhim dimnim plinovima dobije se tao razlika^stvarnoir-i"."* kolidine ilu5ika i minimalne kolicine gN2,s1"k1mint odgovaru -ini*ufnoj koja,fte:$1"). (teoretskojjkolidini zraka(tz )":t).tz togaiiij;di Au j" QN".s,.t g4,l2,s(%)min:ff tnl (7 -12) Prematome, moZese pisati L Q*r,"1*1= - g# 94.rr,r1v"1 (17 - 13) Na drugi nadinse visakdusika eNz,"tu.) izralunatii ako se L moLe znasadrZajkisika.-uzpretpostavky j. izgaranjefoipuno, da savugryit-monoksid tj.u ugljik-dioksid, 9?, izgori visakkisikau suhimoimnimpiinovima leoiil ie L Qor."1*,: I:f Qorr1v"1- W (17 -14) Kolidina du5ikakoja odgovaratom kisiku je 1a - 79[ A g4n,.,121 Lgo,."1"D=;. por,"1*1 Pco.,r.z.r :1i -:f ( ) W (17- 1s) Izjednadavanjem jednadlbi (I7 _ 13) i (I7 _ tS) proiztazi 2l Qfir,"1*1 1- (r7 - 16) - z -"2"*) 2l e*,qu"1s (vo,.<*, 27r
  • Dakle, iz araza (17 - t6) moZe se na osnovi poznate analize suhih dimnihplinova izradunati faktor pretidka zraka. Ako je izgaranje potpuno, a u dimnimplinovimanema ugljik-monoksida, prethodni izraz postaie 2t (r7- r7) t- Qo,.tnt 2l -79 -----:------ %z"(%) Ako se, nadalje, pretpostavi da je Vp;,- VL, tada je fiur,,(*):l9o/o, paizrazpostaje ^ rt- 2 1 (17 - 18) 11- pr,aa Na slici 17.2. prikazan je odnos izmedu sastava dimnih plinova (CO2, 02) ivi5ka zraka za izgaranje kod razliditih vrsta goriva [19]. Dakle, znade li se udioCO2 ili 02, moLe se s dovoljno todnosti odrediti viSak zraka za izgaranje, a ovisnoo njemu iizlazni gubici osjetne topline dimnih plinova (poglavlje 4, slika 4.4). o Ero o 1 4 2 = 2 e z = >10 - f a = r g N o 5 e - ,r{ UGUENI) o + a 100 VISAKZRAKA (%) Sl. 17.2. Ovisnost sastavadimnih plinova o vi5ku zraka i vrsti goriva272
  • 17.3. GUBICI ZBOGNEPOTPUNOG IZGARANJA U procesu izgannja mogu nastati uvjeti koji uzrokuju nepotpuno izgaranje goril?. Tako.nastaju.gubici.i_bog sadrzajas.o1i"1"n susto;ui.a .,-ii-r,im plinovima (ugljik-monoksid, vodik, ugljikovodici,eaai; i zbogostataka jaka (koks). l-tit gorivih sasto_ Na nepotpuno izgaranje najvi5eutjedu: ..::.1. - "t . - mali pretidak zraka, ::-::....,..,. " -.1o5.9 rasprskavanje goriva (gorivo nije dovoljno zagrijano,rasprskadi ni, nije dovoljan tlak rasprskivanja), su zaprlja_ - preoptereienost generatora pare (pogoriani uvjeti mijesanja zrakai goriva). Kao Sroje vidljivo, poveianje prelieta z:ata. smanju;" izgaranja, ali istodobno pove6avag.rbitk" topline izlaznih"arirn iuUltt" nepotpunog phnova. prema tome, potrebno je da se odredi i odrZavaoptimalanpretieat ziaia, pri kojemu ee zbroj gubitaka topline izraznih dimnih ptirrouu i izgaraniabiti minimalan. !"uitur.u n"porpunog "bog Radi primjera prikazanaje na slici 17.3. ovisnostukupne .. iskoristivostio udjelu -eor,,1w1 dimnim plinovima za jedan generatorpare. vidljivo je da se u optimalan-pogon postiZe_pri.udjelu od 0,5yo. Daljnje smanjenje udjela gor.,"1x1 uzrokuje naglo_pove6anje .?gr.u*, udjeli eco,4,r"fdakle,narLlenepotpuno izga_ ranje, koje naglo povedava gubitke u irguru.rjir. ISKORISTIVOSTI UKUPNIGUBITAK n s_ : F u) o F r E a o Y a = f o10 zRACENJE ucLJtCNt MoNoKstD 0 I J A st. 17.3. Ovisnost gubitaka o sadrZajukisika u dimnim plinovima 273- . ,.dfth
  • Mora se naglasiti da optimalni udio (Por"1r1udimnim plinovima varira od sludaja do sludaja, odnosno posebno ovisi o generatorupare i o vrsti goriva. Prikazanevelidinena dijagramu odnosese na konkretan primjer [19], pa se za ostalesluiajevene moguuzeti kao apsolutne velidine.Medutim, kvalitativniodnos izmedu promjena slidanje u svim primjerima. 17.4.UTJECAJ NA POGONA OPTERECENJA EKONOMICNOST Gubici topline koji nastaju zradenjems vanjske straneoplate generatorapare u okolni prostor sadrZani u tzv. gubicimazratenia.r su Kolidina topline koja se gubi na taj nadin pribliZnoje konstantnas obzirom na opteredenje generatora pare, a posljedicatoga je porastudjela tog gubitka (u "/") pri smanjenju optere6enja (vidi sl. 4.5, 4.6, 4.7).Irllll. E25 F o F L t 9zo L 6 l (9 15 KAPACITETA) (POSTOTAK OPTERECEUE Sl. 17,4. Ovisnost gubitaka o opteredenjugeneratorapare t p.,t"firi:" u poglavlju 4. "Uradeni 274
  • Takva ovisnostprikazanaje na slici 17.4.vidljivo je da se istodobnos pora_ stom opteredenjasmanjuju. ukupni gubici do odretren"uri;"J""rti, odnosno optereienjaotprilike od g0%, kada opet rastuzbog do rtj"*j;;;iih gubitakaosjetne topline.dimnih plinova.Trebanapomenutida sei ovdje nazna1enevelidine na.konkretanprimjer [19], ari su prikazanetva[tativne odnose teristidniza veiinu generatora ;..r";;;; i odnosikarak_ paie. 17.5. UTJECAJ ODSOLJAVANJA EKONOMICNOST NA POGONA ,3,$:l X:* ce ntracij soliunu arseneratora u t pare #::,;,10: ll ".j:,_ll ton ;,,fl:?]it::S""sj:1j""T,"..0:,?1.,:_:o.il"ero pr+rij;l; i "jir*Jl;k;;j;,;iliil;;#il: ooir1llLladgnje u.cijevi soli ;;;;id;;i;;ff: Zbog odsoljavanja se viete" dio voae n", generatora pare, sto je-.gubitak topline ispustaiz "t.p""rfrtJfrr"ou koju rspustena voda odnosi sa sobom. Prema tome, kolidina vode koja se iipusta pri odsoljavanju treba da bude l*1: j::-:*::;:,1^".11,::l","li:griiuqips;;;;;il;;:v#ffi: gubitka toplinidodatni gubiiak k;;il;lit; u;;;;"J"? je i :rfl:r::1",:sim obradu vode. 17.6.UTJECAJ ODRZAVANJA EKONOMICNOST NA POGONA jJi,,:l jlT, j,: i::f1 :_*:::lli I -na on-o.1idnra a senra ost d e torapare, 1"1^T.1.:,i::1ly!,:1:d":q.r."*ih.p"y,il;.^N;ffi ;;","*Tlii,lX?T.r"ii; ".ek :*,:f",::3,:T-:il1?1":"{.d"""k;ir*,r;il;*"ffi,?;:,il::"J# "" r"*tl:l,":rlflr"":l:lll"^,".,::d:T:ih a;;;;;;;;"tili;;#r*i_:] plinoria, re EuurLl(e. misliti o tome faktor; i u odgovaraju6im intervalima distiti og_ :"::t:,:.?t" rJevne povr5ine. Koliko pojedina vrsta materijala utjed.e. Smanjenje na prijenosa topline, to zgryo.glkazuju velidine koeficijenatavodljivosti topline razliditihmaterijalau tablici17.1. Tablica l71 vrijednosti koeficijenta vodljivosti topline raztiditihnaslaga cijevima na Koeficijent Materijal toplinske vodljivosti [W/m K] delik 45 kamenac dada fr,frbrosjedno)-
  • 18. MOGUCNOSTI RAZVOJA BRODSKIH GENERATORA PARE Generatori pare.najznadajnijisu dio pogonskogsistema vvrrvr@Lvrr pd.rE rtarzacaJnrJl su dlo pogonskog sistema brodova s parnom propulzijom, pa je zbog to€a t u2no primjeru:ivati ,?:r""-CtJttehnidkespoznaiei oidt" spoznaje rje5enjakoja pridonosenjiliovu uspjeSnijem raOu. Osnovneznadajke.urazvoju bioAsdn generarora - raspoloZivost pouzdanost pare su: i u radu, - srgurnost pogonu, u - efikasnost eksploataciji. u Svaki od tih lahtjeva podjednakoje vai,anza titav brod, a njihovu se rjesa- jer"se ;;" ne ;;;;,,ir #l,i#, "riiJilj da najde5ieTlXll,l,":obuhvitno, ::rl:, :?:: urjedujedan na drugog. Ako se zere anariziratiprvaci razuojai.daljnjeg usavrsavanjabrodskih gene_ ratora pare, tada se to moZera5dlanitina sf;eOleei 1. poveianje termodinamske iskoristivostikruZnogciklusa, 2. povehnje toplinskeiskoristivostigeneratora pare, 3. usavr--{avanj e konstruktivnihdijelo"va, 4. pobolj5anjeprocesaugaranja, 5. usavr5avanje kontrole, ."g,riu"ij" i automatizacije pogona. 18.1.POVECANJE TERMODINAMSKE ISKORISTIVOSTI RADNOGCIKLUSA Termodinamskaiskoristivost radnog ciklusa parnog postrojenja izravno ovisi o pogonskimparametrima.skojima rad-igenerator pare. porastom radnog tlaka i jzlazne temperaturepregrijane p areiz geTeratora pare pove6avase termodinam- ski stupanj iskoristivosticititusa,a ta je"dinjenica ultnau,;;;;;, i usavrsavanju generatora pare; svakako.dogranicekoja je ekonomski oprulJlnu s obzirom na kvalitetu i mehanidka svojstva-raspolozivo! materijalate investiciiske pogonske tro5kovenastale. i zbog povi5enjapbgonskih"parametara. rz toga proizlazi da je osnovni"dinilac razv?j? generatora pare stalni porast radnih parametara,od,n9,sno traka i temperature izraznepare.ovdje treba konsta_ tirati da su velidineradnih parametara tuj"z" pare u brodskimpostrojenjimanesto manje u odnosuna stacionarna postrojenja,sto je posljedicaizrazeniiih zahtjeva 277I
  • za pogonskom raspolozivo56upouzdano56u radu, odnosnomanjim problemima i uodrZavanja zbog specifidnih uvjeta eksploatacije brodovima. na Tako je na primjer tipidno parno brodskopogonsko postrojenjeprije tridese-tak godinaradilo s tlakom do 60 bara i temperaturom pregrijanjado 480C, doksu dana5njipogonski parametri do l2O bara i 540C, s tendencijomda i daljerastu u skladu s razvojemtehnologijematerijala. Sada5njistupanj tehnolo5kograzvojaomogu6ujenajvi5eradne temperaturematerijalapribliZnodo 650C, demuse postupnopribliZavaju brodski generatori ipare. Jedan od nadinada se pobolj5atermodinamskistupanj iskoristivosticiklusaje uvodenje medupregrijavanja pare. U pro5losti je ugradnja medupregrijada,zbog pove6anihinvesticijskihtro5kovai problema sa za5titommedupregrijada uuvjetima manevriranjabrodom (voZnjakrmom), bila ogranidena samo na veiejedinice,odnosnonabrze prijevoznikekontejnerai velike tankere.Zbog sveve6epotrebe za ekonomidno56u pogona, pogonskesnagekoje imaju medupregrijadesvesu manje (cca15 MW). UobidajeniparametrisvjeZe pare u ciklusus medupre-grijavanjemsu 100bara/5L0C. Kao Sto je spomenuto,dodatni problem koji mora biti efikasnorije5en zageneratore je pare s medupregrijadem pouzdana za5titapri manevriranjubrodomi voZnji krmom. Tada nema protoka pare kroz njegovecijevi medupregrijada paih treba odgovarajuieza5tititiod pregaranja. Kod dana5njihkonstrukcijato se uspje5norije5avadvokanalnomizvedbomdimnog prolazau konvektivnomdijelu generatorapare (iza lozi5ta),u kojemu jeu jednom od prolazasmje5ten medupregrijad. voZnjikrmom, posebnim Pri dimnimzaklopkama zatvarase prolaz dimnim plinovima kroz taj dio generatorapare, dimese Stitiod o5teienja. ISKORISTIVOSTI TOPLINSKE 18.2.POVECANJE GENERATORA PARE Povedanjemtoplinske iskoristivosti izravno se utjede na smanjenje potro5njegoriva, Stoje stalnareLnjapri usavr5avanju konstrukcijageneratora pare. Pritomje najutjecajnijaizlaznatemperaturadimnih plinova, odnosnostupanj rekupera-cije topline sadrZane njima. u SniZenjeizlaznetemperaturedimnih plinova postiZese ugradnjom ve6ih nak-nadnih ogrjevnih povrSina (zagrijala vode i zagrijata zraka), pri demu uvijekimamo dva osnovna ogranidavaju6a dinioca:prvi je problem vezanzaniskotempe-raturnu koroziju, a drugi je posljedicanaglog porasta ogrjevnih povr5inazbogsmanjenja razlika temperatura pri prijenosu topline, 5to je narodito znatajno zabrodske uvjete ugradnje, gdje uvijek treba radunatis ogranidenim raspoloZivimprostorom. Rekuperativni(cijevni) zagijatizrakaili vode s tog su stajali5taneprikladniza sniZenje temperature izlaznihdimnih plinovaniZeod pribliZno140C. Medutim,uvodenjemregenerativnih (rotacijskih)zagrijada zraka postiZese smanjenjeizla-zne temperaturedimnih plinova dak do 110"C. Njihova konstrukcijaomogu6uje278
  • izvedbe prihvatljivim ugradbenim s dim.enzijama. za5tita temperaturne a protiv djelovanjanisko_ korozijepostiZese primjenom za5titnog ,to;u. "ru.iti.unoi 18.3.KONSTRUKTIVNI DIJELOVI OGRJEVNIH POVRSINA usavrsavanjemkonstrukcijageneratora pare stalnose teZisto manjoj kolidini aridasepiit* nirusi,igu,no,t-posona poveiaju i ne ;iJlf:iligo#;j;:lill "" Na taj sunadinrazvijene konstrukcijerelativno s. potpuno ekranizirani3, velikimloziinimprostorom, .Cgj"toplinaprelaz.i,gfrr"l_,iil;;; . Konvektivnidijeloviisparivada ri"a.nr su clrana masamaterijalaogrjevnih povr5ina. na minimum,dime1eznatnoredu_ veliki napredak razvoju konstrukcija -i.oje brodskih generatorapare bo je .u uvodenje membranskihstijenki rozista, su ujedno-oimnonepropusne, sto omogudujerad generatora pare s tladnomuentitacijLm.ort-;;;", stijenka,m.a nisup"t."uri masivni kod izvedbi s vise vatrostalni izoracijski T:T?Ti:i- crme se znatnoumanjuju.masa i slojevi, ugradenog materijalate problemi u vezi s odrZa_ vanjemi popravcimu. otin ,ogu."ti.. ,Jposrize divanja radgeneratora ii rir"o""giln;u. mogu.i-,oii)nurno u pare brzegukrju_ skih stijenki: ooJi,*J,rffinor,i membran_ - moguinostkompretne predfabrikacije pojedinihsekcijau tvornici, ---r- $ !vr - poveiana dvrstoia i elastidnost tonsirutcile, - manji problemi odrZavania. - pojednostavljeno odrZavanje distoie ogrjevnih povrsina, ie utoa. nasrajanje navanjskoj korozije Aflil1;Tilll"iliill"lime Konstrukcijemod_ernih "pLdava su generatorapare_potpuno- varene, spojeva,sto dodatno.poveiiva c;etotufnu bez uvarjivanih dvrstoiu konstrukcije,pouzdanost pogonu pojednostavljeno i odrZavanie. u 18.4.POBOLJSANJE PROCESA IZGARANJA pro^cesaizgaranja najuZoj vezis cjerokupnom u je raoa generarora "^r^T::ll:denja pare. pritom je osnovnit;llr:u^d";;;,;;ffi,puno efikasno.iu gova uz sto manii pretidakzraka. izgaranje Suprotno. tom zahtjev"u. nameee potreba se koriStenja rosiiihlvaritetagoriva,pur." sve prugodbom ii".aui aja gorivo za i konstruktivnimoblikom loZis"ta treua ou-osiguraju "*o optimalni uvjeti rada. Karakteristidnostbrodskih izvedbi ten"rutora paie je zbog manjih ugradbenih zbijenostkonstrukcije pSrr:"*r" .;";; i ;a"spec**na optere_ _dimenzija, ienja pojedinihdiierova.ogrjevni"h " poursrni..Tome-morai",ol"ir:r"ati i loZiste. se po iedinici-vlru."n;-;;;;dovoditi jer gorionici Zbog takvih pogoninrr potrebai ."1"i"^lo ,nurio uejuiorieina toprine. a razvijenaje konstrukcijabrodskih generatorapare sa stropnim gorionicima, kojima ,;;;;fi;";;;;iine razmjestene 279-
  • tako da plamenu i dimnim plinovima daju putanju u obliku slova >>IJ<. taj seNa nadin pove6avaduZinaplamena,produZujevrijeme mijeianja goriva i ztaka te tako omogudujeizgaranjegoriva s minimalnim pretidkom zraka.Uobidajenipre- tidak zraka zaizgaranje u brodskim generatorima pare bio je otprilike 15%, ali se primjenom stropnogloLenjai usavr5avanjem izvedbi gorionika uspjelo sniziti na 5 do 107o, time da seu optimalnimuvjetimaizgaranja s moZesnizitidakdo 3%. Osim Sto to umnogome utjede na smanjenje gubitka topline izlaznih dimnih plinovaodnosnona poveianjeukupneefikasnosti rada generatora pare, sniZenjem pretidkazrakazaizgaranje snizujesetakodertemperatura ro5enjaizlaznlhdimnih plinova, dime se znatnoumanjuje opasnost niskotemperaturne od korozije. To je vrlo vaZnadinjenicaza modernebrodskegeneratore pare, koji rade s vrlo niskim izlaznimtemperaturama dimnih plinova (pribliZno 120"C). Na mnogim se brodovimadanasugradujesamojedan glavni generatorpare, Stoznadi da mora biti vrlo pouzdanu radu, posebnofleksibilanpri optere6enju, a to moraju omogu6itiodgovaraju6e karakteristike gorionikai njihova regulacija. Stoga se u razvoju konstrukcije gorionika naposettaLi pove(anje tzv. omjera regulacije,odnosnoomjera podrudja optereienja u kojemu oni mogu efikasno raditi. Specijalnim konstrukcijama glaverasprskada, radi na principu djelova- koji nja ultrazvudnih vibracija, postignutje omjer regulacijedak do 15 : 1. Vrlo vaZnaistraZivanjai znatni napori poduzimaju se da bi se na brodovima mogle upotrebljavati sve nekvalitetnije, ali zato znatno jeftinije raspoloZivevrste goriva. Energetskekrize u proteklom periodu vi5ekratnosu potenciralemogu6nosti kori5tenjaugljena za pogon brodskih parnih postrojenja.Problemi u vezi s time su uskladi5tenje goriva, manipulacijagorivom, automatizacijapogona i zaitita dovjekoveokoline. Da bi se uskladi5tile iste kolidine energijeu gorivu potreban je za ugljen pribliZno dvostruki ve6i volumski prostor u odnosu na loZivo ulje. Nadalje, velidinageneratorapare za loZenjeugljenom takoder je znatno veCa,a tome valja dodati uredajeza odstranjivanje pepelai Sljake,Stouvjetuje dodatne tehnidkeprobleme. Mogudi nadinkoristenjaugljenaza brodskepotrebeje izgaranjetekuie mje- SavineloZivog ulja i ugljene pra5ine.To nije potpuno nova koncepcija; takvih pokusajabilo je ve6 nakon prvog svjetskograta kao i u toku drugog svjetskog iata, ali bez ve6ih praktidnih uspjeha. Medutim, spoznajao sve ogranidenijim kolidinamaraspoloZive nafte potide istraZivanja tom podrudju.Dosadasu rije- na problemi koji se pritom pojavljuju, Sto pruZa opravdanaodekivanjaltfi Senibrojni da 6e se u budu6nosti takvi sistemiloZenjabrodskihgeneratora pare viSeprimje- njivati. Moguinost loZenja s izgaranjem goriva u tzv. fluidiziranom sloju takoder se istraZujeradi primjene na brodovima. Osnovnesu prednostiizgaranjau fluidizi- ranom sloju smanjenjezagadenja okoline jer seznatnoumanjujekolidinaizlaznog sumpor-dioksida, mogu6nost i upotreberazliditihvrsta gorivalo5ijekvalitete,koja mogu biti plinovita, teku6a ili kruta. Nedostacisu slidni onima koje imamo pri kori5tenju krutih goriva. Prema tome, glavni razlozi koji u budu6nostimogu omogu6iti izgaranjeu fluidiziranom sloju na brodovimavezani su za cijenu i vrstu raspoloZivog goriva, te propisi o za5titi dovjekoveokoline, koji sve znadajnije utjedu na razvoj energetskih uredaja. 280
  • 18.5.USAVRSAVANJE KONTROLE, REGULACIJE I AUTOMATIZACIJE POGONA Pove6anje_kapacitetai ostalih radnih parametarageneratoraparesve veie potrebeza sls]:vom kontrole, reguracijei autJmatskl! uvjetuje upravrjanja. veiina novijih brodovas parnompropitri.io- i-" o,;;;;;ori. ruou strojarnicebez posade,-no.uvjetiza to iu tunkcionarnosi pouzdan"ort i ,, iuou kompretnogmjerno-regulacijskog kompleksa.po.stalo uobidajen" a;;" ,graduju posebna jeprocesna radunala,koja upravrjajucijelim pogonomkompletnog:energetskogstrojenjana brodu, osiguravajuiioptimalanrai u svimnlelovim?azama po- (kretanje,normalni relim, zaustavljanje, izvinredni reZim). Bez obzirana svelaksefizidke napore pogo.trkogosoblja koje upravlja takvimslozenimstrojnim kompleksima,treba ,rui;"[ imati"na aJ.u u vezi s tim isve v_eiepotrebe da se ti ljudi strudnousavr5avaju. ""i" Stoganekai ovo djeroposluzikao mali prilogi pomo6stjecanju takvog znanja. 281
  • Prilog1. Velidina stanjazasi6ene pare 0,00 0,006 108 0,001 0002 206,3 -0,04 -0,0002 9,158 0,01 0,006I12 0,001 2502 0002 206,2 0,00 2502 0,0000 9,158 I 0,006566 0,001 0001 t92,6 4,17 2 0,007 2s03 0 015t 9,r31 055 0,001 0001 179,9 8,39 2505 3 0,007 575 0,001 0,0306 9,105 0001 168,2 12,60 2507 0,0459 4 0,a08I29 0,001 0000 9,079 157,3 16,80 2509 0,0611 9,053 5 0,008 718 0,001 0000 r47,2 21,01 10 0,01227 0,001 2511 0,0762 9,027 0003 106,4 41,99 2520 0,1510 15 0,017 04 0,001 001 8,902 77,98 62,94 2s29 0,2243 8,783 20 0,02337 0,001 002 57,U 83,86 25 0,031 2538 0,2963 8,668 66 0,001 003 43,40 104,8 2547 30 0,0424I 0,001 0,3670 R 550 004 32,93 t25,7 2556 0,4365 35 0,05622 0,001 006 8,455 25,24 1,46,6 2565 0su9 8,354 40 0,07375 0,001 008 19,55 167,5 45 0,095 2574 0,5721 8,258 82 0,001 010 75,28 188,4 2583 50 0,1234 0,001 0,6383 8,166 012 12,05 209,3 2592 0,7035 8,078 55 0,1574 0,001 015 9,579 230,2 260r 0,7677 7,993 60 0,1992 0,001 017 7,679 25t,r 65 0,2501. 0,001 2610 0,8310 7,9rl 020 6,202 272,0 2618 0,8933 7,832 70 0 , 3 1 1 6 0,001 023 5,046 293,0 75 0,3855 0,001,026 2627 0,9548 7,757 4,134 313,9 2635 1,01s 7,684 80 0,4736 0,001029 3,409 ?14 0 85 0,5780 0,001 2644 1,075 7,613 033 2,829 2652 1,134 90 0,7011 0,001 7,545 036 2,361 376,9 266,0 1,193 7,480 95 0,8453 0,001 040 I,982 398,0 2668 1,250 7,417 100 r,0133 0,0010,f4 r,673 4r9,1 2676 r,307 7,355 105 I,208 0,001048 r,4t9 M0,2 2684 1,363 7,296 110 r,433 0,001052 t,210 461,3 269r 1,419 7 )1s r15 1,691 0,001056 r,036 482,5 2699 1,473 7,183 120 1,985 0,001061 0,8915 503,7 125 2706 r,528 7,129 2,321 0,001065 0,7702 525,0 2713 130 2,701 1 , 5 8 1 7,077 0,001070 0,6681 546,3 2720 1,634 135 3,r3I 0,001 7,026 075 0,5818 567,7 2727 1,687 6,977 140 3,614 0,001080 0,5085 589,1 z tJ.J r,739 6,928 145 4,155 0,001 085 0,4460 610,6 2739 1,791 6,882 150 4,760 0,001 091 0,3924 632,2 2745 1,842 6,836 155 5 41? 0,001096 0,346/. 653,8 2751 r,892 6,791. r60 6,181 0,001 102 0,3068 675,5 2757 ro) 7,008 1,943 6,748 0,001108 o,2724 697,3 2762 r,992 r70 7,920 0,001115 6,705 0,2426 719,1 2767 2,042 6,663 t75 8,924 0,001121 0,2165 741,1 2772 2,091 6,622 180 10,03 0,001128 0,1938 763,1 2776 2,139 6,582 185 It,23 0,001134 0,1739 785,3 2780 2,L88 6,542 190 1 << 0,001r42 0,1563 807,5 2784 2,236 6,504 195 13,99 0,001149 0,1408 - 788 829,9 2,283 6,465 200 15,55 0,001157 0,1272 852,4 2791 2,33I 6,428 205 17,24 0,001164 0,1150 875,0 2794 2,378 6,39r 2t0 19,08 0,001173 0,1402 897,7 2796 2,425 6,354 21,5 21,,06 0,001181 0,09463 920,6 2798 2,471 6,318 220 23,20 0,001190 0,086 04 943,7 2 800 2,5r8 6,282 225 25,50 0,001199 0,078 35 966,9 2801 2,s64 6,246 230 27,98 0,001 209 0,07145 990,3 2802 2,610 6,2r1 283-
  • 235 30,63 0,00l2l9 0,06525 1014 2802 2,656 6,r76 240 33,48 0,001,229 0,05965 1038 2802 2,702 6,141 245 36,52 0,001240 0,05461 t062 2802 2,748 7AA 6,106 250 39,78 0,001251 0,05004 1086 2 800 ) 6,071 255 43,25 0,wr263 0,04590 11 1 0 2799 2,839 6,036 260 46,94 O,NIN6 0,4213 I 135 2796 2,885 6,001 265 50,88 0,001289 0,03871 1160 2794 2,937 5,966 270 55,06 0,001303 0,03559 1185 27W 2,976 5,930 275 59,50 0,001317 0,03274 1 2 r l 2786 3,022 5,895 280 64,20 0,001332 0,03013 1,237 2780 3,068 5,859 285 69,t9 0,001349 0,02773 1,263 2774 3,115 < R)) 290 74,46 0,001366 0,02554 r290 2768 3,161 5,785 295 80,04 0,001384 0,0235r 1317 2760 3,208 5,747 300 85,93 0,001404 0,02165 1345 275r ? t{5 5,708 305 92,L4 0,001425 0,01993 1373 -74L 3,303 5,669 310 98,70 0,001,148 0,01833 t4a2 2730 5,628 315 105,6 0,0nr473 0,01686 L432 27L8 3,400 5,586 320 112,9 0,001500 0,01548 1463 2704 3,450 5,542 325 120,6 0,001529 0,01419 1.494 2688 3,s01 5,497 330 128,6 0,001562 0,0t299 t527 2670 5,449 335 137,1, 0,001598 0,01185 1560 2650 3,ffi6 5,398 340 t46,I 0,001639 0,01078 1596 2626 3,662 5,343 345 155,5 0,001686 0,009763 r633 2599 3,7r9 5,283 350 165,4 0,001741 0,008799 7672 2568 3,780 5,218 355 175,8 0,001809 0,007859 L 7 t 7 2530 3,849 5,r44 360 186,8 0,001896 0,006940 t 7 & 2485 3,92r 5,060 365 198,3 0,002016 0,006012 1818 2428 4,002 4,958 370 2t0,5 0,002214 0,w4973 1890 2343 4,Ltl 4,8L4 372 215,6 0,m2364 0,w4439 1936 2287 4,779 4,724 374 220,8 0,002841 0,003458 2046 | 2155 4,349 4,517 374,1,5 227,20 0,003 17 2107,4 4,4429ilrl 284
  • ; Prilog 2. Veli6inastanja pregrijanepareI 0,01 6,983 0,001 000 I29,2 29,34 0,03 2514 0,1060 R q71 24,10 0,001 003 45,67 101,0 0,04 2546 0,3544 8,s79 28,98 0,001 004 34,80 721,,4 0,5 2555 0,4225 8,476 32,90 0,001 005 28,19 t37,8 2562 0,4763 8,396 0,06 36,18 0,001 006 23,74 151,5 0,08 2568 052W 8,331 41,53 0,001 008 18,10 173,9 0,1 2577 0,5925 8,230 45,83 0,001 010 74,67 191,8 0,2 2585 0,6493 8,151 60,09 0,001017 7,650 251,5 .0,8321. 2610 7,909 0,3 69,12 0,001022 5,229 289,3 0,4 2625 0,9441 7,770 75,89 0,001027 3,993 3t7,7 0,6 2637 1,026 7,677 85,95 0,001033 2,732 359,9 0,8 2654 r,745 ? 5?1 93,51 0,001039 2,087 101 7 2666 r,233 7,43s 1r0 99,63 0,001 043 7,694 4t7,5 ) Aa< 1,303 7,360 1,5 ttr,4 0,001 0s3 1,159 467,1 2,0 120,2 2693 1,434 7,223 0,001 061 0,8854 504,7 2706 1,530 1 1)1 2,5 127,4 0,001 068 0,7t84 515 1 2716 7,ffi1 7,052 11? 5 0,ffi|w4 J 0,6056 561,,4 2725 1,,672 6,991 4 t43,6 0,001 084 0,4622 604,7 5 151,8 2738 L,776 6,894 0,001 093 0,3747 640,1 2748 r,860 6 158,8 0,001 101 6,819 0,3155 670,4 2756 1,93L 6,758 8 170,4 0,001 115 0,2403 720,9 2768 10 r79,9 2,046 6,660 0,Nrr27 0,1943 762,6 2776 2,138 t2 188,0 0,001 139 6,583 0,1632 798,4 2783 2,216 6,5t9 l4 195,0 0,001 149 0,L407 830,1 2788 2,2U 6,465 l6 201,4 0,001 159 0,1237 858,6 18 247,1 27E2 2,344 6,418 0,001 168 0,1103 884,6 2795 2,398 20 212,4 0,m1.fi7 6,375 0,09954 908,6 2797 2,447 6,337 25 223,9 0,001r97 0,0799L 962,0 2 801 2,s54 6,254 30 233,8 0,o01216 0,06663 1 008 35 28V2 2,646 6,184 242,5 0,001235 0,05703 I 050 2802 ) 1)< q 250,3 0,001252 6,123 0,M975 l 087 2 800 2,797 6,069 45 257,4 0,001269 0,04404 1.122 2798 2,861 6,019 50 263,9 0,001 286 0,03943 1 155 60 2794 2:921 5,974 275,6 0,001319 0,03244 1214 2785 70 285,8 3,U7 5,891 0,001 351 0,02737 1267 2774 7 1)) 80 295,0 0,001 5,816 384 0,02353 1,317 2760 3,208 5,747 m 303,3 0,001 418 0,020 50 1364 2745 3,287 100 311,0 0,001 453 5,682 0,018 04 1408 2728 3,361 5,620 120 324,7 0,00L527 0,0r428 t492 t4 2689 3,497 5,500 336,6 0,001 611 0,01150 1572 2642 3,624 5,380 160 347,3 0,001710 0,009308 1651 180 357,0 2s85 3,747 5 S? 0,001840 0,N7 498 1,735 25L4 3,877 200 365,7 0,002037 5,113 0,005877 t827 2418 4,015 4,941 220 373,7 0,00267r 0,003728 2196 4,295 4,580 221,,20 374,I5 285
  • p: 1,0bar 1,5barT v , s , s"c m3/kg kJ/kg kJikg K m3ikg kJ/kg kJ/kg K 0 0,001 0002 0,1 -0,0001 0,000001 0,1 -0,000120 0,001 002 84,0 0,2963 0,00:oo2 84,0 0,2963N 0,001 008 167,5 0,572r 0,00 008 t67,6 0,5721, 60 0,001 017 251,,2 0,8309 0,00 0t7 251,2 0,8309 80 0,001 029 1?5n r,075 0,00 029 335,0 t,075100 1,696 2676 7,362 0,00 044 4r9,1, 1,307120 r,793 27r7 7,467 1,188 27tr 7,2691N 1,889 2756 7,566 1 t51 1,317 2752 7,371,160 1.,984 2796 7,660 2793 7,467180 2,078 2836 7,750 1,381 2833200 2,t72 2875 7,835 1,,444 2873 7,644220 2,26 291,5 7,917 1,,507 2913 7,727240 2,359 2955 7,996 1,,570 2953 7,8062ffi 2,453 2994 8,072 7,633 2993 7,883280 2,546 3034 8,145 1,695 3033 7,957300 2,639 3075 8,217 1,,757 3073 8,028320 2,732 3 115 8,286 1,819 31,14 8,097340 2,824 3 155 8,353 1,881 3154 8,165360 2,917 3t96 8,418 t,943 3 195 8,230380 3,010 3237 8,482 2,005 3236 8,294400 3,0r2 3278 8,5M 2,067 3278 8,356420 3,L95 3320 8,605 2,r29 33t9 8,4r7440 3,288 3361 8,664 ,101 336r 8,476460 3,380 3403 8,722 2,252 3403 8,535480 3446 8,779 2,3t4 3M5 8,591500 3,565 3488 8,835 2,376 3 488 8,647520 3,658 3531 8,889 2,439 3 530 8,702540 1 750 3574 8,943 2,499 3574 8,7565@ 3,843 3617 8,996 J <41 3617 8,808580 1 q15 366r 9,047 2,623 366L 8,860600 4,028 3705 9,098 2,684 3704 8,911620 4,r20 3749 9,r48 2,746 3749 8,961640 4,2L3 3793 9,r97 2,808 3793 9,010660 4,305 3 838 9,246 2,869 3 838 9,058680 4,397 3 883 9,294 2,931 3 883 9,106700 4,490 3928 9,341 t o0? 3928 9,r53720 4,582 3974 9,337 ? 0s4 3973 9,199740 4,675 4020 9,432 3,tr6 4019 9,245760 4,767 4066 9,477 3,r78 4065 9,290780 4,859 4112 9,522 ? t?o 4lr2 q 1i4800 4,952 4 158 9,565 3,301 4 158 9,378
  • p: 2,0bar 2,5bar T v c m3/kg I kJ/kg s v i i kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,0010001 0,2 -0,0001 0,001 0001 n) -0,0001 20 0,001002 84,0 0,2963 0,001 002 40 0,001 84,1 o,2962 008 167,6 0,s720 0,001 008 167,7 60 0,001 017 )<17 0,5720 0,8309 0,001 017 25L,3 0,83@ 80 0,00L029 335,0 1,075 0,001 029 335,1 1,,075 100 0,001 044 419,1 L,307 0,ffi|044 120 419,2 13m 0,001 061 503,7 r,528 0,00i061 s03,8 r,528 140 0,9349 2748 7,230 0,7M0 160 0,9840 2743 7,1t8 2789 7,328 0,7840 2786 7,2L8 180 1,033 2830 7,420 0,8232 2827 7,3r2 2N 1,080 287I 7,507 0,8620 220 r,1,28 2868 7,4N 29r1, 7,591 0,9004 2909 7,485 2N r,175 2951 7,671 0,9385 2ffi 1 aaa 2949 7,565 2991 7,748 0,9763 2990 280 1,269 3032 7 R)) 7,643 1,01,4 3 030 7,7t7 300 1,316 3072 7,894 r,052 320 r,363 3071 7,789 3tI3 7,963 1,089 31,12 340 r,410 7,859 3 153 8,031 1,,127 3I52 360 1,456 7,927 3r94 8,096 1,164 3r93 380 1,503 323s 7,992 8,160 r,201 3235 8,056 400 r,549 3277 8,223 I,239 420 1,596 3276 8,119 3 318 8,284 1,276 33 1 8 440 r,642 3 360 8,180 8,343 1,313 3359 8,239 460 1,689 3402 8,401 1,350 480 1,735 3402 8,298 3 445 8,458 L,387 3444 R ?5S s00 1,78I J46 I 8,514 1,424 s20 1,,828 3 487 8,410 3 530 8,569 1,462 3529 540 1,,874 3 573 8,465 8,622 t,499 3573 8,519560 r,920 3616 8,67s 1,,536580 1,967 3616 8,572 3 660 R7)1 1,573 3660 8,623600 2,013 3704 8,778 r,610620 2,O59 3704 8,674 3748 8,828 t,647 3748640 2,r05 3793 8,724 ) 8,877 r,684 3792 8,774660 l<) 3837 8,925 t,721680 2,918 3837 8,822 3882 8,973 r,758 38827N 8,870 2,244 3928 9,020 1,795720 2,290 3927 8,917 3973 9,066 1,832 3973740 2,337 4019 8,963 9,1r2 1,869 4019 9,009760 2,383 4065 9,r57 1,906780 2,429 4065 9,054 4ltL 9,201 1,943 47t1, 9,098800 2,475 4 158 9,245 1,980 4 158 9,L42
  • p: 3 bar 4 barT v I s v a s"c m3/kg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJi kg kJ/kg K 0 0,001 0001 0,3 -0,0001 0,00 000 0,4 -0,0001 20 0,001 002 84,1 0,2962 0,00 002 u,2 0,2962 40 0,001 008 167,7 0,5720 0,00 008 t67,8 0,5720 60 0,001 017 251,,3 0,8308 0,00 0t7 25L,4 0,8308 80 0,001 029 335,1 1,075 0,00 029 ??5 t,075100 0,001 044 4I9,2 r,307 0,00 044 4t9,3 1,,307t20 0,001 061 503,8 r.528 0,00061 s03,9 t,527LQ 0,6t67 2739 7,025 0,00 080 589,1 r,739160 0,6506 2782 7Jn 0,4837 2774 6,981180 0,6837 2824 1 ))) 0,5093 2 818 7,0792W 0,7164 2866 1 ?1) 0,5343 2&ffi 7,171220 0,7486 2907 7,397 0,5589 2902 7,258240 0,7805 2948 7,478 0,5831 2944 7,340260 0,8t23 2988 7,556 0,ffi72 2985 7,4r9280 0,8438 3029 7,631 0,6311 3026 7,495300 0,8753 3070 7,703 0,6549 3067 7,568320 0,9066 31 1 1 7,773 0,6785 3 108 7,6383q 0,9379 3 151 7,Ut 0,7021 3149 7,706 71)360 0,9691 3t92 1 qnl 0,7256 319L 1380 1,000 3234 7,971, 0,749L t zJz 7,837400 1,031 3n5 8,034 0,7725 3274 7,899420 1,063 33r7 8,095 o,7959 3 315 7,96LMO 1,094 3359 8,155 0,8192 3357 8,020460 1,L25 3401 8,2r3 0,8426 3 400 8,079480 r,1,56 3443 8,270 0,8659 3442 8,136500 t,t87 3486 8,326 0,8892 3 485 8,r92520 r,218 3529 8,381 0,9t25 3528 8,247540 r,249 3572 8,434 0,9357 357L 8,301560 L,279 361.6 8,487 0,9590 3 615 8,353580 1,310 3659 8,539 0,9822 3 658 8,405600 L,341 3703 8,590 1,005 3702 8,456620 1 a1) 3747 8,640 1,029 37n 8,507&0 1,403 3792 8,689 1,,052 3791 8,556660 t,434 3837 8,738 I,075 3 836 8,604680 1,465 3 882 8,785 1,098 3 881 8,6527W t,496 3927 8,833 L,tzl 3926 8,699720 I,5n 3973 8,879 1,145 3972 8,7467N 1,557 4 018 8,925 1,168 4018 8,791.7ffi 1,588 406/, 8,970 1,,r91 406/. 8,836780 1,619 4r1,1 9,01,4 L,214 4 110 8,881800 1,650 4r57 9,058 1,237 4L57 8,925
  • 0 0,001000 0,5 -0,0001 0,001000 0,6 -0,0001 20 0,001002 R4 1 0,2962 0,001002 40 0,001008 u,4 0,2962 167,9 0,5719 0,001 008 168,0 0,5719 60 0,001017 0,8307 0,001017 251,6 80 0,mr029 ? 1 S? 0,8307 1,075 0,001029 335,4 r,075 100 0,001044 4t9,4 L,307 0,001043 4I9,4 L20 0,001061 1,307 503,9 t,527 0,001060 504,0 1 5)7 L40 0,001080 589,2 1,739 0,001080 589,3 1,739 160 0,3835 2766 6,863 0,3165 2758 180 0,404s 6,764 281L 6,965 0,3346 2 805 6,869 zffi 0,4250 2 855 7,059 0,3520 2850 220 0,4450 6,966 2898 7,t48 0,3690 2894 7,057 240 0,4647 2940 1 )a) 0,3857 260 2936 7,r42 0,484r 2982 7,3I2 0,4021, 2979 1 ))2, 280 0,s034 3023 7,388 0,4183 3UzT 7,300 300 0,5226 3065 7,461 0,4344 3062 320 0,54t6 7,374 3 106 7 <1) 0,4504 3r04 7,44s 340 0,5606 3147 7,60r 360 0,5795 0,4663 3L45 7,514 3 189 7,667 0,4821 3187 7,581 380 1 5qR4 3230 7 7?) 0,4979 3229 7,646 400 0,6172 3272 7,795 0,5136 420 3271. 7,709 0,6359 331.4 7,856 0,s293MO 0,6547 J JIJ 7,771 3356 7,916 0,54s0 J J)) 7,8314ffi 0,6734 3 398 7,975 0,5606 3397480 0,6921 7,889 3441 8,032 0,5762 3440 7,947500 0,7108 3484 8,088 0,s918s20 3483 8,003 0,7294 3527 8,1,43 0,ffi74 3 s26540 0,7481 8,058 3 570 8,197 0,6230 3569 8,112s60 0,7667 3614 8,250 0,6386580 0,7853 J OIJ 8,165 3657 8,302 0,654r 3657 8,2t7600 0,8039 3702 8,353 0,6696 3701,620 0,8225 8,268 3746 8,403 0,6851 3745 8,318640 0,8411 3790 8,452 0,7007 3790660 0,8597 8,367 3 835 8,501 0,7162 3 835 8,416680 0,8783 3 880 8,549 0,73L7 3 880 8,4647W 0,8968 3926 8,596 0,7471720 3925 8,511 0,9154 397L 8,642 0,7626 3971740 0,9340 8,5s8 40I7 8,688 0,778I 4017 8,6037ffi n 05?s 4063 8,733 0,7936 4063780 0,97r0 8,648 4lt0 8,777 0,8090 4t09 8,693800 0,9896 41,56 8,82r 0,8245 4156 8,737
  • n 8 bar 10bar T v I ^t v , s c m3lkg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,00 000 0,8 0,0001 0,001000 1,0 -0,0001 20 0,00001 84,6 0,2961 0,001001 84,8 0,2961 40 0,00008 t68,2 0,5718 0,001007 168,3 0,57t7 60 0,00 0r7 25r,7 0,8306 0,001017 25r,9 0,8305 80 0,00 029 3355 1,075 0,001029 1,075 100 0,00 043 419,6 1,306 0,001043 419,7 1,,306 120 0,00 060 504,1 r,527 0,001060 504,3 r,527 140 0,00080 589,4 1,,739 0,001080 589,5 r,738 160 0,00 r02 675,6 1,942 0,001102 675,7 1,,942 180 0,2471 279L 6,712 0,1944 2777 6,584 200 0,2608 2839 6,815 0,2059 2827 6,692 220 0,2740 2884 6,909 0,21,69 2875 6,79r 240 0,2869 2929 6,998 0,2276 2921 6,883 260 0,2995 2972 7,081 0,2379 2965 6,968 280 0,3tr9 3015 7,|ffi 0,2480 3 009 7,049 300 0,3241 3057 t 1)< 7,235 0,2580 3052 320 0,3363 3 099 7,307 0,2678 3 09s 7,t98 340 0,3483 314L 7,377 0,2776 3137 7,269 360 0,3603 3 183 7,M4 0,2873 3 180 7,337 380 0,3723 3225 7,509 0,2969 3222 7,403 400 0,3u2 3268 0,3065 3264 7,467 420 0,3960 7 <)O 3 310 7,635 0,3160 3307 440 0,4078 3352 7,695 0,3256 3 350 7,589 460 0,4196 3 395 7,754 0,3350 3392 7,648 480 0,4314 3438 7,812 0,3445 3 435 7,706 500 0,4432 3 481 7,868 0,3540 7 761 3478 520 0,4549 3524 7,923 0,3634 3522 7,818 540 0,4666 3567 1 All 0,3728 3 s65 7,872 s60 0,4783 3 6ll 8,030 0,3822 3 609 7,926 580 0,4900 3655 8.082 0,3916 3 653 7,978 600 0,5017 3699 8,134 0,4010 3697 8,029 620 0 5114 3744 8,184 0,4104 3742 8,080 &0 0,525r 3 788 8,233 0,4197 3787 8,129 660 0,5367 3 833 8,282 0,4291 3832 8,178 680 0,5484 3 878 8,330 0,4384 3877 8,226 740 0,5600 3924 8,377 0,4477 3923 8,273 720 0,57L6 3970 8,424 0,457r 3969 8,320 740 0,s833 4016 8,470 0,4664 4 015 8,366 760 0,5949 4062 8,515 0,4757 4061 8,411 780 0,6065 4 108 8,559 0,4850 4t07 8,456 800 0,6181 4 155 8,603 0,4943 41,54 8,500t
  • p: 12bat 14bar T s c m3/kg I kJ/kg i s kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,00 000 I,2 -0,0001 0,001000 t,4 -0,0000 20 0,00 001 85,0 0,296r 0,001001 85,2 q 0,29ffi 0,00 007 168,5 0,5717 0,001007 168,7 0,5716 60 0,00.077 )<) 1 0,8304 0,001017 )<) ) 80 0,8302 0,00.029 335,8 r,075 0,001029 336,0 1,074 100 0,00.043 4t9,9 1,306 0,001043 420,0 r20 1,306 0,001 060 504,4 t,527 0,001060 140 0,001 080 5M,6 r,527 589,6 1,738 0,001079 589,8 1,738 160 0,001t02 675,8 1,942 0,001102 675,9 180 1,,942 0,001I27 763,2 2,I39 0,001127 763,3 2,139 2N 0,t692 28r4 6,587 0,t429 2801 220 6,494 0,1788 2865 6,69r o 1<1s 2854 240 0,1879 6,603 2912 6,786 0,1s96 2904 6,702 zffi 0,1968 2958 6,874 0,t674 295r 280 6,792 0,2054 3 003 6,956 0,1749 2997 6,877 300 0,2t39 3047 7,034 0,1823 3042 320 6,956 0,2222 3 090 7,109 0,1896 3 086 7,032 340 0,2304 J TJJ 7,180 0,1967 3I29 360 7,104 0,2386 3176 7,248 0,2038 3172 380 7,173 0,2467 32r9 7,315 0,2108 32r5 7,240 400 0,2547 3261 7,379 0,2177 3258 420 7,305 0,2627 3304 7,446 0,2246 3 301 440 7,367 0,2707 J54l 7,502 0,2315 3344 460 0,2787 7,429 3 390 7,562 0,2384 3387 7,488480 0,2866 3433 7,620 0,2452 3 431, 7,546500 0,2945 3476 7,677 0,2520 3474520 l 7,603 0,3024 3520 77) 0,2588 3 518540 7,659 0,3103 3s63 7,786 0,26s6 3 561560 0,3181 7,714 3607 7,840 0,2724 3 605 7,767580 0,3260 3 6s1 7,892 0,279r 3 650 7,820600 0,3389 3696 7,944 0,2859 3694620 0,3417 7,877 3740 7,994 o,2926 3739 7,922&0 0,3495 3785 8,044 0,2993 3784 1 A1)660 0,3573 3 830 8,093 0,3060 3829680 0,3651 8,021 3876 8,141 n 7,1)1 3875 8,069700 0,3729 392L 8,188 0,3194720 3920 8,116 0,3807 3967 R t15 0,3261 3966740 0,3884 8,163 4013 8,28I 0,3328 40t2 8,209760 0,3962 4 060 8,326 0,3395 4059780 0,4040 8,2s4 4106 8,371 0,346r 4105 8,299800 0,4118 4r53 8,415 0,3s28 4152 8,343
  • p: 16bar L8bar T v , s v t s "c m3ikg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,0009994 t,6 -0,0000 0,0009993 1,8 -0,0000 20 0,001 001 85,4 0,2960 0,001001 85,6 0,2959 N 0,001 007 168,9 0,571,5 0,001007 169,0 0,571,4 ffi 0,001 016 252,4 0,8301 0,001016 252,6 0,8300 80 0,001 028 336,1 1,074 0,001028 336,3 1,074 100 0,001 043 420,2 1,306 0,001043 420,3 1,306 r20 0,001 060 504,7 1,526 0,001060 504,8 r,526 140 0,001 079 s89,9 1,738 0,001079 590,0 t,738 160 0,001 102 676,0 1,941 0,001101 676,2 t,94L 180 0,001,t27 763,4 2,t39 0,00r127 763,5 2,t38 200 0,001 1s6 852,4 2,331 0,001156 852,5 2,330 220 0,1310 2843 6,524 0,1150 2832 6,45r 240 0,1383 2895 6,626 0,1217 2885 6,558 260 0,1453 2944 6,720 0,t282 2936 6,654 280 0,1521 2991 6,806 0,1343 2984 6,743 300 0,1587 3 036 6,887 0,t402 3 031 6,826 320 0,1651 3 081 6,964 0,1460 3076 6,904 340 0,L7r4 325 7,037 0,1517 3r2l 6,977 360 0,t777 31.69 7,r07 0,1573 3 165 7,048 380 0,1838 32r2 7,r74 0,1629 3208 7,tl6 400 0,1900 3255 7,239 0,1684 3252 7,t82 420 0,1961 3298 7,303 0,t738 3295 1 )4< 4/+O 0,2021 3347 7,364 0,1793 3339 7,307 460 0,2082 3 385 7,424 0,1847 3382 7,367 480 0,2142 3428 7,482 0,i900 3426 7,426 500 0,2202 3 472 7,540 0,1954 3 470 7,483 520 0,2261 35 1 5 7,595 0,2007 3 513 7,539 540 0,2321 3 559 7,650 0,2060 3557 7,594 560 0,2380 3604 7,704 0,2rr3 3602 7,648 580 0,2440 3648 7,756 0,2166 3646 7,jffi 600 0,2499 3693 7,808 0,2219 369r 7,752 620 0,2558 3737 7,859 0,2272 3736 7,803 &0 0,26t7 3782 7,909 0,2324 378r 7,853 660 0,2676 3828 7,958 0,2377 3826 7,902 680 0,2734 3873 8,006 0,2429 3872 7 ()<1 7W 0,2793 39r9 8,054 0,2481 3 918 7,998 720 n )Rst 3965 8,100 0,2533 3964 8,045 740 0,29t0 40 1 1 8,1,46 0,2586 4 010 8,091 7ffi 0,2969 4058 8,t92 0,2638 4057 8,137 780 0,3027 4r04 8,237 0,2690 4103 8,181 800 0,3086 4tsl 8,281, 0,2742 4150 8,226l#
  • 0 0,0009992 2,0 -0,0000 20 0,001 0,0009990 0,0000 001 85,7 0,2959 0,001001 86,2 640 0 0,001 007 169,2 0,s713 0,001007 169,7 0,2958 0,001 016 252,7 0,5711. 0,8299 0,001016 )7 ) 80 0,001 028 336,5 1,074 0,8297 0,001028 336,9 I,074 100 0,001 043 420,5 1,305 I20 0,001 0,001043 420,9 1,305 060 505,0 1,526 0,0010s9 I40 0,001 079 505,3 1,526 590,2 1711 0,001079 5qn s 160 0,001 101 676,3 1,94I 1,737 180 0,001127 0,101101 676,6 r,940 763,6 2,1,38 0,00t126 763,9 200 0,001 156 8s2,6 2,330 z,LJ I 0,001156 852,8 2,329 220 0,1021 2820 6,383 0,001190 943,7 2,518 240 0,1084 2876 6,494 260 0,08436 2851 6,3s2 0,1144 2928 6,594 280 0,08951 2907 6,46r 0,1200 2978 6,685 0,09433 2gffi 6,558 300 0 trs{ 302s 6,770 320 0,09893 3 010 6,647 0,1308 3071 6,849 340 0,1034 3 059 6,730 0,1360 3 116 6,924 360 0,I076 3 105 6,807 0,t471 3L61. 6,995 380 0,1118 3l5l 6,880 0,1461 3205 7,064 0,1160 3L96 6,95r 400 0,1511 3249 7,130 420 0,1200 324r 7,018 0,1561 3292 7,1,94 440 0,I24r 3285 7,083 0,1610 J JJO 7,256 MO 0,1281 3329 7,146 0,1659 3 380 7,3t6 480 0,1320 7,207 0,1707 3A3 7 17 JJ/J 0,1360 3 4I8 7,266 500 0,r756 3467 7,432 520 0,1399 3462 7,324 0,1804 35 1 1 7,489 540 0,1438 3 506 7,38r 0,1852 35s6 7,544 s60 0,1477 3 551 7,436 0,1900 3 600 7,597580 0,1515 3595 7,490 0,1947 3644 /,OJU 0,1554 3 640 7 41600 0,1995 3 689 7,702620 0,1592 3 685 7,596 0,2043 3734 7 7a640 0,1630 3730 7,647 0,2090 3779 7,803660 0,1669 3776 7,697 0,2137 3825 7,852680 0,1707 3821. 7,747 0,2t85 3871 7,901 0,1745 3867 7 7qS700 o ))1) 39r7 7,949720 0,1783 39t3 7,843 0,2279 3963 7,995740 0,1821 3 960 7,890 0,2326 4 009 8,042 7 oal760 0,1858 4006 0,2373 4056 8,087780 0,1896 4053 7,982 0,2420 4 102 8,132 0,7934 4 100 8,027800 0,2467 4149 8,1,76 0,1,971 4147 8,O72 293
  • p: 40 bar 45 barT i s v i s"c m3/kg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,000 9982 4n 0,0002 0,000 9980 4 5 0,0002 20 0,000 9999 87,6 0,2955 0,000 9997 88,1 0,2954 40 0,001 006 L7t,0 0,5706 0,001 006 I77,4 0,5704 60 0,001 015 254,4 0,8289 0,00101s 254,8 0,8286 80 0,001027 ?1R 1 1,073 0,001027 ??R5 1,072100 0,00r042 422,0 1,,304 0,001 041 422,4 1,303r20 0,001058 506,4 r,524 0,001 058 506,7 r,524140 0,001078 591,5 1,735 0,001 077 591,8 1 7?5160 0,001100 677,5 t,939 0,001 099 677,8 1,938180 0,001125 764,6 2 1?5 0,001125 764,9 ) 17200 0,001154 853,4 ) 7)7 0,0011s4 853,6 2,326220 0,001188 944,1 2,51,5 0,001187 944,3 2,514240 0,00t228 1 038 2,701, 0,00r227 1038 2,700260 0,05r72 2836 6,135 0,04454 2 808 6,038280 0,05544 2902 6,258 0,04813 2 880 6,t77300 0,0s883 2962 6,364 0,05134 2944 6,285320 0,06200 3 018 6,459 0,05429 3003 6,38s340 0,06499 3070 6,546 0,05706 3057 6,476360 0,06787 3r20 6,627 0,05970 3 109 6,559380 0,07066 3 168 6,702 0,06225 3 159 6,636400 0,07338 3216 6,773 0,06472 3207 6,709420 0,07604 3262 6,841 0,067L4 3255 6,779440 0,07866 3 308 6,907 0,06951 3 301 6,845460 0,08125 3354 6,970 0,07r84 3 348 6,949480 0,08381 3 400 7,031 0,0741,5 3394 6,97r500 0,08634 3 445 7,09r 0,07643 3439 7,031520 0,08886 3 490 7,t49 0,07869 3485 7,090540 0,09135 3536 7,206 0,08093 3 531 7,L47 7560 0,09384 3 581 7,261 0,08316 3577 )At 7 )<1580 0,09631 3627 7,31.5 0,08537 3623600 0,09876 -to/-t 7,368 0,08757 3669 7,3r0620 0,1012 3719 7,420 0,08976 37t5 7,362640 0,1036 376s 7,471 0,09194 3761 7,41,4660 0,1061 3811 7,521 0,09411 3 808 7,4U680 0,1085 3 857 7,570 0,09627 3 854 7 511700 0,1109 3904 7,6t9 0,09843 3 901 1 <A720 0,1133 3 951 7,666 0,1006 3948 7,610740 0,1,157 3 998 7,7t3 0,1.027 3995 7,657760 0,1181 4045 1 1<q 0,1049 4042 7,703780 0,1205 4092 7,805 0,1070 4090 7,749800 0,1229 4r40 7,850 0,1091 4138
  • p: 30 bar 35 bar T v c m3/kg i .t , s kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,0009987 3,0 0,0001 20 0,001 0,0009985 0,0001 000 86,7 0,2957 0,001 000 40 0,001 007 87,1, 0,2956 r70,1 0,5710 0,001 006 170,5 60 0,001 016 253,6 0,5708 0,8294 0,001 016 254,2 0,8291. 80 0,001 028 r,073 0,001 028 337,7 1,073 100 0,001042 42t,2 120 0,Nr042 421,6 1,304 0,001 0s9 5n<7 I 5?5 0,001 1.40 0,001 0s9 506,0 t,52s 078 s90,8 r,736 0,001 078 160 0,001 101 591,1 1,736 676,9 1,940 0,101 100 677,2 180 0,mL126 764,1 2,1,37 1,,939 0,001 125 764,4 2,136 200 0,001 155 853,0 2,328 220 0,001 155 853,2 2,328 0,001 189 943,9 2,s17 0,001 189 944,O 2,s16 240 0,06816 2823 6,224 0.Nr229 I 038 2,702 260 0,07283 2 885 6,343 280 0,07712 0,06082 2861 6,236 2942 6,448 0,06477 2923 300 0,08116 6,349 2995 6,542 0,06842 2979 320 0,08500 3 045 6,629 6,449 340 0,071.87 3032 6,540 0,08871 3094 6,709360 0,075l7 3082 6,623 0,09232 3141. 6,784380 0,095 0,078 36 3 l3l 6,701 84 3 187 6,856 0,081 46 3r78 6,774400 0,099 31 3233 6,925420 0,084 49 3224 6,884 0,1027 3278 6,991 0,08748440 0,1061 3322 3270 6,91l 7,054 0,090 43 3315460 0,1095 7,116 6,976480 0,1128 JJO/ 0,09334 3361. 7,038 3412 7,176 0,09622 3406s00 0,1161 7,099 3 456 0,09909 3 451520 0,1194 3 501 7,292 7,158540 0,1019 3496 7,216 0,1226 3546 7,347560 0,1259 0,1048 3 541 7,272 3 591 7,402 0,1076 3 586580 o,t29l 3636 7 4< r,3zt 0,1104 3631 7,380600 0,1323 3 681 7,508620 0,1356 0,tr32 3677 7 47a 3727 7,5s9 0,1159 3723u0 0,1388 3772 7,610 0,1187 7,485660 0,1420 3 818 3768 7,536 7,660 0,1215 3 815680 0,1,45I 3864 7,586 7,708 0,1242 3 8617N 0,1483 7,635 3910 7,756 0,1269 39W720 0,1515 3957 7,683 7,804 0,1297 3954740 0,1547 4003 7,730 7,850 0,1324 4 001760 0,1578 4050 7,777 7,896 0,1351 4 048780 0,1610 4097 7,832 7,941 0,L378 4W5800 0,1641 7,868 4145 7,986 0,1405 4142 7,91,3
  • p: 50bar 60 barT v t s v soc m3/kg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,00( 9977 5,1 0,0002 0,0009972 6,r 0,000320 0,00( 9995 88,6 0,2952 0,000 9990 Rq5 0,2950N 0,001 006 r71,,9 0,5702 0,001 005 r72,7 0,5698 60 0,001 015 ,5< 1 0,8283 0,001 014 256,1, 0,8278 80 0,001 027 338,8 1,072 0,001 026 339,6 1,,071100 0,001 041 a))l 1,303 0,001 041 423,5 1302t20 0,001 058 507,r 1 571 0,001 057 507,8 1 <))140 0,001 077 592,1 t,734 0,001 076 592,8 1,733160 0,001 099 678,r 1.,937 098 0,001 678,6 1,936180 0,001 124 765,2 2,r34 123 0,001 765,7 , 1112W 0,001 153 853,8 ) 7) 0,001 152 854,2 2,324220 0,001 t87 944,4 2,513 18s 0,001 944,7 2,51t240 0,001 226 1038 2,698 0,001225 l 038 2,696260 0,001 275 1 135 2,884 0,001273 I 135 2,881280 0,04222 2857 6,089 0,03317 2805 < or7300 0,045 30 2926 6,2IT 0,03614 2 885 6,069320 0,04810 2987 6,31.6 0,038 74 2954 6,1883N 70 0,050 3044 6,4t1 0,04111 3017 6,29L360 0,053 16 3098 6,497 0,043 30 3074 63U380 0,055 51 31.49 6,576 0,M539 3t28 6,468,m0 79 0,057 3 198 6,651 0,047 38 3 180 6,546420 0,060 01 3247 6,722 0,04931, 3230 6,620MO 0,062 18 3294 6,789 18 0,051 3279 6,6894ffi 0,064 31 3341 6,854 0,053 02 JJLI 6,756480 0,06642 3387 6,91.6 0,05482 3375 6,820500 0,06849 3434 6,977 0,056 59 3422 6,882520 0,070 55 3480 7,036 0,058 34 3469 6,942540 0,07259 3526 7,W3 0,060 08 3 516 7,000560 0,07461 3 572 7,r49 0,061,79 3 563 7,057580 0,07662 3 618 7,204 0,06349 3609 7,1,r7600 0,07862 3665 7,258 0,06s 18 3656 7,t66620 0,080 60 37lt 7,3r0 0,066 86 3703 7,220 7ffi 0,08258 3757 1 ?,4) 0,068 53 3750 )7)660 0,08454 3 804 7,4r2 19 0,070 3797 7,323680 0,086 50 3 851 7,462 0,071 84 3844 1 177700 0,08845 3 898 7,5t1, 0,073 48 3892 7,422720 0,090 39 3945 7 550 0,075 i1 3939 7,470740 0,09232 3992 7,606 0,07674 3987 7 51R760 0,09425 4040 7,652 0,078 36 4 035 7,564780 0,096t7 4088 7,698 0,079 98 4083 7,6t0800 0,098 09 4L35 7,743 0,081 59 413L 7,655
  • p: 70bar 80 bar T v c m3/kg I s v t s kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 0,0009967 1 1 0,0004 0,0009962 20 0,0009986 8,1 0,0004 90,4 0,2948 0,0009981 40 0,001005 91,,4 0,2946 173,6 0,5694 0,001004 60 0,001 014 174,5 0,5690 256,9 0,8273 0,001014 80 0,001 026 2s7,8 0,8267 340,4 1,071 0,001025 100 0,001 040 4)4 ) 741 ) r,070 1,302 0,001040 425,0 1,301 t20 0,001057 508,5 1,522 r40 0,001056 509,2 1,521 0,001076 593,4 I,732 0,001 160 0,001 075 594,1 1,731. 098 679,2 1,,935 0,001097 180 0,001122 679,8 1,934 766,2 2,131 0,007122 766,7 2,130 200 0,001151 854,6 t 23a 220 0,001 0;001 150 855,1 2,321 184 945,0 2,509 0,001183 240 0,001223 945,3 2,508 1 038 2,694 0,001222 1 038 260 0,001.271. 1 135 2,692 2,879 0,00r269 280 0.001331 r237 3,066 t tJ:) 2,876 0,001328 1236 3,063 300 u,u2946 2839 5,933 320 0,02426 2787 5,794 0,03198 29L8 6,068 0,026 340 0,03420 81 2879 5 AS 2987 6,182 0,02896 2955 360 0,03623 3049 6,282 6,079 380 0,03088 3023 6,187 0,03812 3 t07 6,371 0,03265 400 3 084 6,283 0,03992 316l 6,454 0,03431. 420 0,04165 3214 3142 6,369 6,530 0,03589 3196 440 0,04337 3264 6,602 6,449 460 0,03740 3249 6,524 0,04494 3314 6,671. 0,038 480 0,046s3 87 3 300 6,595 J JOZ 6,736 0,04030 3 350 500 0,048 6,662 09 34t1. 6,799 0,04r70 520 0,04962 3399 6,726 3458 6,860 0,04308 3447 s40 0,05114 3 506 6,920 6,788 s60 0,04443 3496 6,848 0,05264 3 553 6,977 0,04577s80 0,05472 3601 3 544 6,907 7,033 0,04709 3592600 0,05559 6,964 3648 7,088 0,04839 3640620 0,05705 3695 7,r42 7,019640 0,058 0,04969 3687 7,073 50 3743 7,194 0,0s097660 0,05994 3790 3735 7,126 7,246 o n5, ?{ 3783680 0,06137 3 838 7,296 7,178 0,053 51 3 831 7 ))O7M 0,06219 3 885 7,346720 0,06420 0,05477 3879 7,279 3933 7,394 0,05602 3927740 0,06561 3 981 7,442 7,328760 0,057 26 3976 7,376 0,06701 4029 7,489 0,058780 0,06841 50 4024 7 4)1 4078 0,0s973 4073800 0,069 7,470 80 4L26 7,s87 0,060 96 4t2l 7,s16
  • p: 90bar 100barT v , s i soc m3/kg kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJikg K 0 0,000 9958 9,1, 0,0005 0,00( 9953 10,1 0,0005 20 0,0009977 o, 1 0,2944 0,00( 9972 93,2 0,2942 40 0,001 004 175 4 0,5686 0,001 003 176,3 0,5682 60 013 0,001 258,6 0,8262 0,001 013 259,4 0,8257 80 0,001 025 1A) n 1,069 0,001 025 342,8 1,069100 0,001039 425,7 1,300 0,001 039 426,5 t,299t20 0,001 056 509,9 r,520 0,001 055 510,6 r,579t40 0,001 075 544 7 t,730 074 0,001 5q54 1,,729160 096 0,001 680,4 1 q13 0,001 095 681,0 r,932180 0,001121 767,2 ) 1)A 0,001 r20 767,8 t 1)1200 0,001149 855,5 2,3t9 0,001 148 855,9 2,3r8220 0,001182 945,6 2,506 0,001 181 945,9 2,5M240 o,00t220 I 038 2,690 0,001 2r9 I 038 2,688260 0,00t267 tl34 2,874 0,00. 265 Lt34 2,871,280 0,001325 1236 3,060 0,00. zz -) 1235 3,056300 0,001402 1345 ? ,<? 0,00. 398 I J+J 3,249320 0,02269 2834 5,836 0,0r926 2784 5,7t5340 0,02484 2921, 5,979 0,02147 2883 5,880360 0,02669 2995 6,098 0,02331, 2965 6,01r380 0,02837 3061 6,200 0,02493 3 036 6,r21400 0,02993 3LzT A )O) 0,02641, 3 100 6,218420 0,03140 3r78 6 77 0,027 79 3 160 6,306440 0,032 80 3233 6,453 0,029tt 3216 6,386460 0,034 15 3285 6,525 0,030 36 3271 6,46r480 46 0,035 3337 6 544 0,03158 3 JZJ 6,s32500 0,03674 3387 6,660 0,03276 3375 6,599520 0,037 99 3436 6,723 0,033 91 3425 6,664540 0,03922 3485 6,785 0,03s 04 3 475 6,726560 0,04042 3534 6,844 0,03615 3 525 6,786580 0,04r62 3 583 6,901 0,03724 3574 6,845600 0,042 80 363r 6,957 0,03832 3623 6,901620 0,043 96 3 680 7,012 0,03939 3672 6,957640 0,045 t2 3728 7,066 0,04044 3720 7,OII660 0,04627 3776 7,118 0,04148 3769 7,064680 0,047 41, 3825 7,169 0,04252 3 818 7,tts700 0,048 53 3873 7,220 0,04355 3867 7,166720 0,049 66 3922 7,269 0,04457 3976 7,2L6740 0,05077 3970 1 all 0,04558 3965 7,265760 0,05188 4019 7,365 0,04658 4014 7,312780 0,052 98 4 068 7,412 0,04759 4063 7,360800 0.0s4 08 4LI1 7,458 0,M858 4ttz 7,406
  • I p: I20bar 140bar T v T s .C m3/kg v a s kJ/kg kJ/kg K m3/kg kJ/kg kJ/kg K 0 I o,oooee43 t2,l 0,0006 0,0009933 20 | 0,0009963 14,1 0,0007 95,1 0,2937 0,00099s5 97,0 40 I o,oo1oo3 178,0 0,2933 0,5674 0,001002 t79,8 0,5666 60 0,001012 26L,r 0,8246 0,001011 80 0,001024 262,8 0,8236 344,4 r,067 0,001023 346,0 100 7,066 0,001038 428,0 r,298 0,001037 120 0,001 054 51? 1 49,5 t,296 r,5t7 0,001053 511< 1,515 140 0,001 073 s96,7 r,727 0,001072 160 0,001 598,0 7,725 094 682,2 1,,929 0,001093 683,4 180 0,001118 768,8 ) 1)< r,927 0,001117 769,9 ,tr) 200 0,001 146 856,8 2,31,5 0,00t1,44 220 0,001 857,7 ) 71) 178 946,6 2,500 0,001176 q47 ) 240 0,00I216 I 039 2,497 2,684 0,00r2I3 1039 2,680 260 0,001,261 1I34 2,866 0,001257 280 0,001317 LI34 2,86r 1234 3,0s0 0,001,3t2 1233 300 0,001 390 L34l 3,044 3,240 0,001 382 1339 320 0,001 494 t46r 3,Ms 0,001 480 | 456 3,433 340 0,01619 2795 5,675 0,012 00 360 0,01811 2676 5,435 2 898 5,841 0,01421 2 818 380 0,01969 2982 5,664 5,97r 0,01s 86 2921. s,824 400 0,02108 3 055 6,081 0,017 420 23 3 006 5,951 0,02236 3I2l 6,178 0,018 44 440 0,02355 3079 6,0s9 3182 6,265 0,019 s5 3146 460 0,02467 6,154 3240 6,345 0,02059 3208 480 0,02575 3296 6,240 6,420 0,02157 3267 6,319 s00 0,02679 3 350 6,49r 0,0225r 520 0,02779 3402 J JZ4 6,394 6,5s8 0,02342 3379 6,464 540 0,02877 3454 6,622 0,02429 560 0,02973 3432 6,53L J )UJ 6,684 0,02s15 3485 6,595 580 0,03068 3 556 6,744 0,02598 3 537 6,656 600 0,03160 3 606 6,802 0,02680 620 0,03252 3 589 6,716 3 656 6,859 0,02761 3 640 640 0,03342 3705 6,774 6,9L4 0,02840 3 690 6,830 660 0,03431 3755 6,968 0,02919 680 0,03519 374L 6,885 3 805 7,020 0,02996 379I 6,938 7W 0,03607 3 854 7,072 0,03072 720 0,036 3842 6,99L 93 3904 7 l)t 0,03148 3892 740 0,03779 3954 7,042 7,172 0,03223 3942 7,092 7ffi 0,03864 4003 7,220 0,03297 780 0,03949 3993 7,141 4 053 7,268 0,0337L 4043 7,I89 800 0,04033 4103 7,31,s 0,03444 4493 7 )41
  • Prilog3.Volumen zrakai dimnihplinova ovisnosti donjojtoplinskoj u o vrijednosti teku6ihgorivai o pretidkuzrakaza izgaranjelzvor:[2,3.2251 P ET6 -Etg o 2 J c )/ rb = o e Y E N z U J o r0 4L 4i 44 ooNJA ToPLTNSKA vnueoNosr[E tksl300
  • Prilog4.Volumen zraka i dimnih plinovate udio co2 i 02 u suhim dimnim plinovima uovisnostio pretidkuzraka kod prosjednogte3kog-loZivoguljilzvor: [2,3.2271 a I En t 10 i,; i
  • $i - R e s E E q E q E E Eg q g E F g A e F t E g E R F g g g E g g f ; E R qf H f i i P N N N a a l ! h h g r @ € 6 o o l JE - - - - - * - - - - - t g art ,lr: $.$.$.3"i"9g.H"$"E"esqqHR s"gfi gRRnRn$fls hR$SE J c H s^E BsEs.s 8.b.Bq {q q q q R v I qq q q q q R 1 s.d.d.$E.8.E$.Es.E8" E sE B .t { F € F A O O h N < h O H O € O O 6 H + d d i 6 € 6 O O t h F € € 6 O i - 6 € N € q H @ h d F d € n F F 6 6 h H N O - F d 9 N O € { H € O O 9 0 € N h O @ r @ d h @ d d N d d N N N d d 6 6 6 0 6 n t h 9 9 F € 6 i H N 6 6 t - h 9 F @ O i O t h 9 ! arq.r aI ar q fi q cr dr di fi ci fI dr dl dr di Fr fI dl q dr i- $- a^ s. r- s- !- r- r. r- r. vi vi vr vr vr ur E H i d d i i d F - d H d i d H - ! c ! F C s"3.EE"s.s"5.s"s.s.$"E3.ggBB.E"s"B"s ,t a i 9 6 d i o h i € 9 t 6 H N r d o 6 9 F € h € d 6 € € t s € n 6 F N € - F O h n 6 6 ! F s s s q dL5 s 8 8 t 8 t 5 8 s 8 t dl dl cl cl cl cl dl dl dl r R K 3 $ S 3 S 8 S 8 8e s F S 9 S R t E ee t R FI Fl dI dI dl fl fi fl q dr Fi fi n" r- n- s- v- s^ r- q- !. *" rr q q vI 61.r.! E i i i i i i i d F d H i i t s F d i i i t s d d i i i i t s i d i i l - F o h € e 9 @ o o i H o h F d 9 0 9 q o F a 9 0 i 9 F 6 : o b 9 F a i @ d F 6 h F ! E EdEd€d€d3dSd3d 3d $ d d d d dEt d FFd€ d€d dFd F dP F F F P F F F$S S E S $ S dd d d d d d d d dd $ b c g d d NdS d d d d $d F$g o ,3 z x .l sgg5$$$qqg3$$e$3BR$$$:n3$$$$ z F q.l J v g g. $" ga g $" $.Ht q *$ g q q q RfiA $ * ss.s.$ $" 8.RR n 3 gqg Ht $ H {J P: x .3 v Q *NHBBESEE9gRNF$$hSFSBs$EghERFH€PER q q n-qqqqq qvlqq vr vrvlqqqvlVle- e-e-e^e^e- r- r^r-r^F-F- €- €- €^ qqo-o_ o- i i d i i i i d d d F * H < d i i r - i i i i i i i i i i N N N c/) sl Agggs$$AgA3535$3s$$gHggsg3 !( 2 rr) x .s u) x 6 Q O r m € Q @ 9 q O 9 0 9 6 F N F t F r r { : o d 6 h n 6 € € € 9 h h H - N d as.s"qqtsags.F"RF.R.H.s.s.5"s{n3.3"s"qqgqRR jj.i.ijjjjjjjjji::ii iTNNNdNNNNN dNNNNNd NdNN lt gg333s$ 5SEgggggSSeEEEtsE g5$3gg ssEeE$$ *HR i d d i i d d t d d i i i i i i (,) . F v $ x 3 g = B g S E E E g S g : E F R H * $ * F g S X g E s:S H F $ gSHSE 8 d N o o o 6 0 0 6 0 0 0 6 0 0 0 0 0 0 6 6 6 6 6 6 6 * a * * + < s € ? + h h h h jjj.i-ijjjjjjjjj.ijjjjjji-iJ,.i,-iJ-i-.i-i--i--a--a--i--a--i-.i-.i-l-t v S GR =S 9 F 3 E= F S 3 F F 8 F R 8 8 N h E E S S S S F S B S 8 D 5 R 6 S F3 e 5 e $ s $ s s s E S E E E S E E t h S t e t 5 S jSj 8j 8j 8 3 3 3 8 8j 88 9 9 j= I j j j j dd ddddd dd ddddddddddddd i -i-i-i-i .j .i .i ! . i v gFFETR$FF$FF$$SnFH$B5g$$$$B$$$$HHH fr $*h$ 6 0 6 0 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 . j j j j j j j j -i j .j *. j j j j j j .i j j i-i-i .i j j j .i .i .i .i j j j .i j i -i i X $ s s t t E t 9 : s R R 3 $ s E F b : 8 e 8 g 8 R F & R R F : A 5 R R= s r $ 8 I 3 3 8 3 3 j3 j8 ji.-i3 3 3 j8 j8 j3 8 3 8 8 8 S S 8 gj =j e == jSj Sj e ej : j: s r e RRR j j 3 j j j .i .j .j .i -i.i -i-i .i -i i-i .j -j i -ii -l -i -i z arlto ctt v e Ha Hg q AH$ n $ I $.$.t 8.e H RR$a Ha q e e $ nH f; As.!. € F $ H H Ho eReEsRsEERss8RqgFgEAnAFgEentEgERHgAEE $s gE 9 i i T d H d i H N N 6o. t s N N N N
  • I $g P R?SSESEsEEERRRsF?qFFEFsEFFSgSgSiSqE iE & t . - -l - o l 5R[$g$d$6$$$5F$$tH$$$$$$sg N -l o -l- $$*$3$n$3grR$$g$$$$F3Fs$$i$ Ssi _ N N N N O O 5 d !l? $*$$;$$$Ft$$*$g$i$$F$*$$$fr ffiffiFffi ru#$F i i i N N N o o o 6 ? -l* R3$sgiFg;; ls$fi grtn$gr*ffi fi F:I F F - F - F : I N N N . q + *$$$ r$$$R$sra$fr gg5ffi $$$ss sf -l * rr) "l* F ,_.,t + aF3*stRxtFrRr$*$s$gi$$$ z l* t! lx z TJ F F H F < < N N N N N N N 6 6 $ + h i . **$$g$R$$$$$$$$F$FR$Fg$ ; F .rl E O rI.] R FiH$ ii $ F$ gugg*$F$*s*u$w sn$sg$*uggFg (h * ll -* - z r! o v) !l? x$;3$$$$tg$rF$*€sFtgg$g$FF uT€Sg ffiS* S tt{ -l{ ffi O .rl E - ll ** - !lt .ll*. z gi 88"+ n$ * € RI RNs h P?i.${q@ olt 6s FESEHNxSx+lisn$xss€HF$i$rg$*sggg$ $E flE O
  • Prilog7.Koeficijentilokalnihotpora strujanjalzvor: [2,4.2431 LUKOVI p a - i l i -R R d a "% bla--ll2 bla:2 b l a: 3 150 30" 0,1 0,11 0,13 0,1 0,09 135" 450 nt5 0,3 0,3 0,25 0,23 t20" 60" 0,5 0,55 0,62 t t 0,48 90" 90" t,3 1,5 1,65 t,4 1,,3 30 30 1 0,1 0,1 0,12 0,1 0,09 J 0 , 0 1 1 0,032 0,04 0,03 0,03 450 A<o l 0,r7 0,15 0,18 0,1,4 0,13 J 0,13 0,05 0,06 0,04 0,04 I n11 0,18 0,22 0,16 o r5 60" 60" 0,05 0,06 0,07 0,05 0.0s I 0,4 nr5 0,3 0,23 0,2 c-p 90 90" 3 0,1 0.08 0,1 0,07 0,07 LUKOVI OD 90 4 2 3 4 5 (KOLJENA) SASTAV- d LJENI OD SEST ELEMENATA o,27 0,2r o ) ) 0,24 0,28 SIRENJE PRESJEKA fSE ODNOSI NA v, L 0 0 , 1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0 , 9 A2 A 1 0,85 0,67 0,51 0,38 0,27 0 , 1 7 0 , 1 0,0450,012 15 0,25 n )) 0 , 1 8 0,16 0,1250 , 1 0,07 0,05 0,02 30" o 5 5 o 5 0,38 0,28 0,2 0 , L 4 0 , 1 0,06 0,03 -L At Y2 45" 0,69 0,65 0,55 0,37 0,24 0 , 1 7 0 , 1 1 0,07 0,03 )Yt 60 0,76 0,72 0,62 0,44 0,27 0 , 1 8 0 , t 2 0,07 0,04 90 0,83 0,70 0,57 0,42 0,29 0.2 0 , 1 30,07 0,04304
  • SUZENJE PRESJEKA f SE ODNOSI NA v, A2 0 0 , 1 0.2 0,3 J,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Ar Y 42, j,42 0,38 0,33 0,28 0,5 0,6 0,23 0,18 0,13 0.08 "l 0,06 0,05s 0,05 0,0450,04 0,0350,0250,02 0,015 0,12 0,110,10 0,09 0,475 0,06 0,05 0,04 0,02 a A2 [ ; fr rll 0,18 0 , 1 6 0,145 v2 0,t25 0,1060,09 0,07 0,0550,02s )" 0,u 0,21 0,1850,1650,L4 0 , 1 2 0,0950,0650,035 0.3350,3 0,26 0,23s0,20 0,17 0,13 0,0950,04 KOEFICIJENT LOKALNOG OTPORA KOJI SE ODNOSINA BRZINU POKAZANUNASKICIULAZUKANALSOSTRIMRUBOVI-MAKOJILEZEURAVTIIMULAZA i= 0,, €: L,oULAZUKANALSAISTURENIMRUBOVIMA o,os.{.0,2 t=0,85 CI 6 PRI ->0,04 t=0,05 PRI r/d: 0,05 KADASURUBOVIRAVIil e:0,25ULAZUKANAL KADASURUBOVIISTURENT f - d,SAZAOBLIENIM PRI r/d = 0,1RUBOVIMA zA OBA SLUCAJA t:0.r2 PRIr/d.:0,2 ZA OBA SLUCAJA I=O
  • KOEFICIJENT LOKALNOG OTPORA NAZIV SKICA KOJI SE ODNOSINABRZINU POKAZANUNASKICI ZA RUBOVE U RAVNINI I ZA ISTURENE RUBOVE t--0,2 d I >-o,3d a:3V €--0,4 €:0,2I]LAZUKANAL a:50" €= 0,2 €= 0,r5 a=90" €--0,2s €:0,25 ZA PRAVOKUTNI KANAL SE UZI- MAJU VECE VRIJEDNOSTI KUTA APRIKLruCAKZA sA zAsuNoM €=0,3DOVOD BEZ ZASUNA :0,2t]LAZUKANALISPODKAPAKA t=0,3 VRIJEDNOSTI VRIJEDE SAMO ZA POKAZANI OBLIK KAPAKAIZLAZTZKAI-IALAPODKAPAK t - 0,65TZLAZIZKANALA c: L,r 4,1 ULAZUKANAL l e Y KROZRESETKU, 1:tzoz;-r) DIJAFRAGMUILI JEDAN (PRVI) BOCNIOTVOR Al L, O,N, PRI BoCNoM ULAZjIJ (OTVORISOST- A RIMKRAJEVIMA) VELICINI trDODAJE SE JEDINICA
  • KOEFICI JENTLOKALNOGOTPORA KO{_sFoDNOStNA BRZTNd POKAZANUNASKICI l I I I IZLAZIZKANALA KROZRESETKU FTI,, ILIDIJAFRAGMU (oTVORr oST_ s RIMKRAJEVIMA) AtY +(f.o,n, i l+ IZLAZIZKAI]ALA KROZJEDAN (POSLJEDNJT) BoCNrorvonnrSptxantDIJAFRAGMAUNUTARKANALA(orvoRrsosr_RIMKRAJEVIMA) !,{+ t=("u,-r*o.ro, l l lPOTPUNOOTVO_ r-if - | lREN SIBER ILILEPTIR (--n )-+) z - I 307
  • I POPIS OZNAKA POGLAWJE 1. Axp Ae [-] povrSina isparivada v; vz volumenpare volumenpamog prostora [m] povriina pregrijada [rn3/kgJ specifidni volumenpare na A* B CL [tn] tkc/sl povr5inazagrijadavode kolidina goriva "il,1 rzrazu parnogbubnja lz [kJ/m3K] specifidna toplina zraka na ulazuu loZiSte POGLAVLJE 2. D tkc/sl koliCinaproizvedene Do pare tkc/sl KO|ICtna pare 9.* [kJ/kgK] srednja specifidna toplina Hd "nOrmalne< t: entalpijasuhozasicene IkJlkg] oonJa toplinavriiednost [kJ/kg] pare goriva entalpija vrele vode It*t" t3 IkJ/kg] entalpija napojnevode [kJ/kgj entalpija pare na izlazttn ie [kJ/kgJ parnog bubnja entalpija pare i" rs [kJ/kg] entalpija vode [kJ/kg] entalpijapare na ulazuu it medupregrijad [kJ/kg] entalpija vodena ulazuu parni bubanj il [krfte] entalpijapare na izlazuiz i3, [kJ/kgJ medupregrijada entalpijapare n aizlazuiz parnog bubnja i* [kJrkg] entalpija vode iza Qa lkwl toplinapredana isparivadu zagrijadavode llw Qt lkwl topllnadovedena loZiste u IkJ/kg] entalpija napojnevode iP Qo [kw] toplina predanapregrijadu lkJeel entalpijapare P Q* lkwl roplna predanazagrijadu [kPa] tlak Qiw lkJ&el toplinapredanaisparivadu Qr [kWna] specifidnotoplinsko Q^p lkr&el toplinapredana optere6enje loZi5ta medupregrijadu Qo; [kWm,] specifidno Qw [kJrkg] toplinapredana toplinsko pregrijadu optere6enje 4" [kJ/kg] roptlna zagrijavania isparivada Qo^ [kg/mrs] specifidno maseno Qn [kJ/kg] toplina predanarigri.l"eu optereienje isparivada vode Qop r lkJ/kel toplina isparavania [kWmz] specifidnotoplinsko Ti t"Kl apsolutnat"Inp"ruturu oprer-e6enjepregrijada 4on [kWm,] speclxenotoplinsko rsparavanja opteredenje zagrijadavode ti tg temperatura isparavania 4," [kg/mrs] ili specifidno optereienje tl rcl podetna temperatura [m3/mzs] vooenog ogledala .4 rcl teoretskatemperatura Qw ili [kgim3s] specifidno optereienie pregrijavanja u- lkYkgl unutarnjaenergija [rn3/m3s] volumenaparnogprostora tu rcl temperaturazraka na suhozasi6ene pare u lkJrkel unutarnjaenergija ulazu u loZiite vrete vL lmilkel koliiina_zrakaza izgaranje vooe -rKggonva [m&g] specifidni volumen vl [-] volumenloZiSta suhozasiiene pare v [m,/kg] specifidnivolumenvrele vode 309
  • x ltdkel udio suhozasi6ene pare W14 [tg/tg] maseniudio vodika p unutarnja energija lkJ/kel u gorivu isparavanja WO, lt/kel maseni udio kisika tp [kJ/kg] vanjskaenergija u gorivu isparavanja t?5 ltgltg] . maseniudio sumpora u gorivu ww [t dtg] maseniudio vlage POGLAWJE 3. u gorivu 9a, [m3/m3] volumniudiougljikdioksida cr konstanta 9Hro [m3im3] volumni udio vodenepare c2 konstanta qNz [m3/m3] volumni udio du5ika Cppr [kJ/m3K] specifidnatoplinaplinova Qo, [m3/m3] volumni udio kisika kod konst.tlaka Qso, [m3/m3] volumni udio sumpor- baza prirodnog logaritma -dioksida Hd [kJ/kg] donja toplinska vrijednost 8co, [kg/m,] gusto6augljik-dioksida Hs [kJlkg] gomj a toplinska vrijednost Quro [kg/-t] gusto6a vodenepare Ipr [kJ/kg] entalpija dimnih plinova O!, [kdmt] gustoda du5ika po I kg goriva Qo" [kg/m] gusto6a kisika lco, [kJ/rn] entalpij a ugljik-dioksida Qpr [kdm] gusto6a dimnih plinova iro, [kJ/m3] entalpija sumpor-dioksida Qpt" [kdm] gustoia dimnih plinova i*, [kJ/rn3] entalpija du5ika kod normalnogstanja io, [kJA,I3] entalpija kisika fto, [k/m,] gustoiasumpor-dioksida it o [kJ/m3] entalpija vodene pare Q, [kg/mt] gustoia goriva kod ftro,.^jn lkdkg] minimalna kolidina kisika temperaturet za 1 kg goriva 9tryc) [kg/m] gustoda goriva kod 15C tnr,* ltgltg] minimalna kolidina zraka [mzls] kinematskaviskoznost za 1 kg goriva AVt [mfl/kg] vi5akzrakapo 1 kg goriva 1711, lteltel stvarna kolidina zraka I koeficijent vi5kazraka za 1 kg goriva p lPal tlak t rcl temperatura , tr rcl poaetna temperatura POGLAVLIE 4. tZ rcl konadna temperatura V.o, lmi/kel kolidina ugljik-dioksida u B tkC/sl kolidinagoriva dimnim plinovima po 1 kg cc [kJ/kgK] specifidnatoplinagoriva gonva CL [kJ/m3K] specifidnatoplina V""o lmilkg] kolidina vodene pare u predzagrijanog zraka dimnim plinovima po 1 kg Cf, [kJ/m3K] specifidnatoplinadimnih goriva plinova VL lmi/kel kolidina zraka za izgaranje DMP tkC/sl kolidinamedupregrijane 1 kg goriva pare Vt,^ [m,l/kg] minimalna kolidina zraka D" tkdsl kolidinaodsoljenevode zaizgaranje 1 kg goriva De tkC/E kolidinapregrijanepare V*. [mi/kg] kolidina du5ika u dimnim dc [tdtg] kolidinapare za plinovima po 1 kg goriva rasprskavanje 1 kg goriva t/oz [rni/kg] kolidina kisika u dimnim 8rg" t%] gubitak osjetne topline plinovima po 1 kg goriva dimnih plinova Vpr kolidina dimnih plinova t%l gubitak zradenja u okolinufl vpr,, [m,]/kgl [mfl/kg] po 1 kg goriva kolidina suhih dimnih 8zg") 8zw" t%l gubitak zbog kemijski nepotpunog izgaranja plinova po 1 kg goriva 8qxl t%l gubitak zbog dade V"o, [miikg] kolidina sumpor-dioksida 8s9., I%l gubitak zbog lete6eg koksa u dimnim plinovima po 8qv", I%l gubitak zbog propadanja 1 kg goriva goriva kroz reietku Wg ltgltel maseni udio ugljika 8x t%] gubitak zbog izgorivog u gorivu u troski 310
  • ge<u t%l gubitak zbog osjetne Ct-z [W/m,Kl koeficijent prijelaza toplinetroske Hd topline zradenjem [kJ/kg] donja toptinskawijednosr Cpt lJlTrX] specifiina toplinaptinova goriva 4 l [mJ promjer [kJ/kg] entalpija vrele vode d! t". [-] hidraulidki promjer [kJ/kg] entalpijapare naizlazu f t<orekciiskiiaktor iz medupregrija6a tnr^ f, korekciiski faktor [kJ/kg] entalpijapa;e na ulazu f" korekciiski faktor u medupregrijad iNv y, lHftg] donjatoptinska vrijednost [krtg] entalpij; dp;jne vode 1pr.. ,l [kJ/kg] entalpija pLinova kod lflttg] entalpijaprig.ilun" pu." i, stvarnetemperature IkJ/kel entalpijaiasiien"pui" iu tt [kJ/kg] enralpija zrakanaulaat 5iegenova konstanta u lozste Q, [kJ/kg] toplinadovedena IoZiSte u f [WmrKi koeficijent prol azatop]ine po I kg goriva / [m] debljina sloJa plina koji Qzt- [kJlkg] toplina dovedena zrakom zraei po 1 kg goriva o [mj opseg .Qc [kJ/kg] osjetnatoplina p fbar] tlak , predzagrijanoggoriva parcijalni tlak CO2 Pco, [bar] ep [kJ/kg] osjetnatoplini pare za parcijalni tlak HrO Pu,o [bar] _ rasprskavanje kggoriva 1 r polumjer tL [m] fC] temperatura o predzagrijanogzraka twl toplina - Qt,r, [w] toplina koju plinovi t fC] temperaturaokoline predaju u isparivadu tpr fcl temperaturadimnih Q* twl toplina pregrijavanjapare plinova Qpp,pr twj toplina koju plinovi V.,^^ [mftAg] minimalna kolidina zraka predaju u pregrijadupare _ za izgaranje kg goriva I QzVpr twl toplina zradenja [milkgl kolidinadimnihptinova Q"" po 1 kg goriva twl toplina koju zradicrno tijelo9cor1u"1lY") volumni udio Qzv toplina zagrijavanjavode tWl ugljik_dioksida Qzupr toplina koju plinovi tw]Qco&) t%l volumni udio predaju zagrijaduvode ugljik monoksida Qn toplina zagrijavanja zraka twl4cp stupanjiskoristivosti Q.tpr toplina koju plinovi twl generatorapare predaju zagrijaduzraka.^ koeficijent pretidkazraka 4, [W/mz] toplina zradenja Qu [W/m?] toplina zradenjacrnog tijela POGLAVLIE 5. QzCo, [W/m?] toplina zradenjaCO, Qzo [W/m] toplina zradenjaH2OA [-] povr5ina Qzco,,r [Wm?] toplina zradenjaCO2kodAi [m,J povr5ina isparivada temperaturetAk [mJ konvektivna povrsina Q,t"o,t [W/m?] toplina zradenjaHrO kodAw povrSinapregrijaiapare [.1i temperaturetAz tm1 ozradena povr5ina Qqt,t [Wm,] toplina zradenjaplinovaA.r [rn,] efektivno ozradena kod temperature/ povrSinau loZi5tu T tKl apsolutna remperaturaAzI [m,] povr5inaplamenakoja T. tKl apsolutna temperatura zra€t crnogtijelaA.n povr5inazagrijada vode [-] T" [K] apsolutnatemperaturaAzz povriina zagrijadazraka [.] stijenke! tkgsl potro5njagoriva r [rn] korak izmeduciievib [tn] Sirina ttt fcl temperatura rruiu naC, [WmrKt koeficijentzradenjacrnog ulazuu loZi5te tijela tpt,;o izlaznatempentura plinova fcl 311
  • lpr,r fcl ulaznatemperatura Ap" [Pa] uzgon plinova Apo*o, [Pa] koristan uzgon r" rcl stvarnatemperaturau Lp- [Pa] pad tlaka u udamim loZi6tu cijevima t"r t"cl izlazna tempentuta n loZiita t, fcl teoretskatemperaturau loZiStu POGLAVLIE 7, Vt,,^ [tni,/kg] minimalnakolidina zraka zaizgaranje 1 kg goriva A [n] povrSinapresjekastrujanja w tr/sl brzina d [-] promjer cijevi wo Im/s] brzina svedena na dh [-] hidraulidki promjer normalno stanje I Ids] gravitacija a IWm?K] koeficijent prijelaza h lml visina dimnog kanala toplinekonvekcijom K koeficijent rasporeda cijevi dron [Wm?K] korigirani koeficijent k t-l apsolutnahrapavost prijelazatopline o [-] opseg nastrujavanog % [Wm?K] koeficijent prijelaza topline presjeka konvekcijom kod pare Re Reynoldsovbroj 0^t IWn,K] koeficij ent prijelaza topline sr Jz lml korak izmedu cijevi konvekcijom kod plinova t" rcl temperaturaokoline a^ IWmzK] koeficij ent prij elazatopline til rcl temperaturaplinova konvekcijomkod zraka v, [rn/s] radni kapacitetventilatora dy IWm?K] koeficijent prijelaza z broj redova cijevi topline s vanjskestrane rk stupanj iskoristivosti A2 [WmzK] koeficijent prijelaza ventilatora topline s unutamje strane ) koeficijent trenja kod t stupanjiskoriStenja strujanja loZi5ta Qpr [kdm] gustocaplinova 4o stupanj izoliranosti &&" [kd-] gustoCaplinovakod povr5ina normalnogstanja € stupanjcrno6e 8o [kd-l gustodazraka o [WmzKa] Stefan-Boltzmannova &" [kd-,] gusto6a zraka kod konstanta normalnogstanja T faktor ozradenosti koeficijent lokalnog otpora rt koeficijent ekraniziranja koeficijent lokalnog otpora 5z faktor zaprljanja cijevi za 1 red cijevi I koeficijent vi5kazraka LP* lP"l potlak na idazu iz loZiita l [W/mK] vodljivostmaterijala APrpr [Pa] pad tlaka u dimnom kanalu Lt fcl razlika temperatura zboglokalnih otpora A /rg fcl logaritamskarazlika LP" lPul padtlakauzradnomkanalu temperatura zboglokalnihotpora Lpa [Pa] razlikatlakaudimnom prolazu POGLAVLIE 6. Lp, lPal radni napor ventilatora LPt lPal pad tlaka zbog otpora C cirkulacijski broj trenja D tkc/sl kolidina proizvedenepare AP,pt lPal pad tlaka u dimnom D" tkc/sl kolidina medija u cirkulaciji prolazu zbog otpora trenja I Irr/s] gravitacija LPo tP4 pad tlakazbogotpora Q^ lkdm] srednjagustoda trenja u zradnomprolazu 9o [kdrnl gustodau silaznimcijevima Ap, [Pa] uzgon o- [kdm] gustocau zagrijadkom Ap,pr [Pu] uzgonplinskog prolazaI,,1 dijelu cirkulacijskogkruga Lp- uzgonzradnogprolaza tPd APt tPal pad tlaka u silaznim Lp, [Pa] razlikatlaka u zradnom cijevima prolazu 312
  • POGLAVLIE 10. POGLAVLIE 13. d promjer destica goriva [-J Vr,-io [mfr/kgj minimalna koli tina zr aka d^u [m] maksimalni promjer zaizgaranje desticagoriva vt..^ minimalnakolidina dimnih [mi/ke] Pr [Pa] unutarnji tlak destica goriva plinova Pz [Pu] vanjski tlak desticasoriva Vrt., kolidina suhihdimnih [mftikg] tm/rl brzinaiestice plinova o [N/m] povr5inska napetost Vpr,",-ro [mfr/kg] minimalna kolidina suhih loZivogulja dimnih plinova o [kg/m] gusto6a t{g [tg*g] maseniudio ugljika I koeficijent strujanja kroz wH2 [kgltg] maseniudio vodika sapnicu wN, [kg/kg] maseniudio duiika v koeficijent otpora gibanja ws lkdkg] maseniudio sumpora desticegoriva ww ttdtel maseniudio vlage Li U/kgl adijabatskitoplinskipad ). koeficijent viSkazraka L.p [Pa] padtlaka volumni udio CO, u suhim 9cq.a6 [Y"] dimnim plinovima POGLAWJE 12. Qa"rlxwof/") maksimalnivolumni udio CO2u suhim dimnim D^ unutamjipromjer pla5ta [-l plinovima d tml promjer rupa za.cijevi eco,"1u"y l/o,l volumni udio CO u suhim I faktoroslabljenla - dimnim plinovima p [bar] radunskitlak gN2,s(%)l t%l volumni udio N, u suhim s [*m] debtjina stijenke dimnim plinovima [-] korak izmeduo volumni udio O, u suhim 9o4x1 t%l O6 [N/mmr] dozvoljenonap.lft"- "ii*i dimnim plinovima[ ;rl * I 373 I