Proiectarea Unei Centrale Termice Pentru Producerea de Abur
Proiectarea unei centrale termice pentru producerea de abur
Noțiuni introductive
Noțiuni teoretice
Energia termică
Căldura este o formă de energie. Mai sugestiv, căldura este cea care face să varieze temperatura atmosferei și a corpurilor care ne înconjoară și ne dă senzația de cald și frig. Energia termică, alături de energia electrică, este cea mai răspândită formă de energie.
Căldura se poate obține pe mai multe căi, și anume:
prin arderea combustibililor în foc deschis, în sobe sau în focarul cazanelor;
prin transformarea energiei electrice în încălzitoare folosind rezistențele electrice;
prin transformarea energiei solare;
prin transformarea energiei geometrice;
prin transformarea energiei mecanice captate din mediul înconjurător.
Caloria
Căldura, fiind o formă de energie, se măsoară cantitativ în unități de energie cu aparate numite calorimetre. Cantitatea de căldură se măsoară în calorii (cal). O calorie este cantitatea de căldură necesară unui gram de apă pentru ai ridica temperatura cu 1oC la presiunea atmosferică. În practică se folosesc multipli ai caloriei: kilocaloria (kcal) și gigacaloria (Gcal).
1 kcal= 1.000 cal
1 Gcal= 1.000.000.000 cal= 1.000.000 kcal
În sistemul de măsurare internațional (SI), unitatea de măsură pentru cantitatea de căldură este joule (J) și multiplul kJ (1kJ= 1.000 J)
Temperatura
Temperatura este o mărime care indică gradul de încălzire al unui corp. Se măsoară în grade Celsius (oC), Kelvin (K) sau Fahrenheit (F).
Scara Celsius are ca 0oC temperatura la care îngheață apa și 100oC temperatura la care aceasta fierbe, la presiunea atmosferică. Distanța dintre 0-100 s-a împărțit în 100 părți egale fiind 1oC. temperaturile de la 0o în sus sunt temperaturi pozitive, iar cele de la 0o în jos negative.
Scara Kelvin are ca 0o temperatura de -273,15oC (temperatura cea mai scăzută posibil 0 absolut). Se mai numește și scara absolută. Se notează cu K.
Scara Fahrenheit are ca puncte fixe 32o și 212o corespunzătoare temperaturii de solidificare și fierbere a apei, distanța dintre ele împărțindu-se în 180 părți egale, reprezentând 1oF. se notează cu oF.
Scările termometrice de mai sus au fost propuse de:
Fahrenheit, producător de instrumente în Olanda, în anul 1714;
Celsius, profesor de astronomie la Uppsala – Suedia, în anul 1742;
Kelvin, om de știință englez, în anul 1848.
Căldura specifică
Căldura specifică este cantitatea de căldură necesară unui kilogram dintr-un corp pentru a-și ridica temperatura cu 1oC. se cotează cu ”c” și se măsoară în kcal/kg*grad (pentru apă c=1kcal/kg*grad, pentru oțel c=0,115 kcal/kg*grad, pentru cupru c=0,094 kcal/kg*grad.
Căldura specifică a corpurilor depinde de natura lor și de temperatura la care se măsoară. Dintre corpurile uzuale, apa are căldura specifică cea mai mare. Rezultă că la același volum sau la aceeași greutate, apa poate înmagazina sau ceda cea mai mare cantitate de căldură, ceea ce o impune ca fluid de lucru pentru cazane. Apa se încălzește și se răcește de 5 ori mai încet ca nisipul. Pentru a calcula cantitatea de căldură necesară încălzirii unui corp, se înmulțește masa acelui corp m (în kg) cu căldura specifică c (în Kcal/kg*grad) și cu diferența dintre temperatura finală (t2oC) și temperatura inițială (t1oC).
,[3]
Apa caldă, aburul și proprietățile lor
Acestea sunt fluide încălzitoare.
După cantitatea de căldură pe care o primește, apa se poate transforma în unul din următoarele fluide încălzitoare:
Apa caldă
Apa caldă este apa care are temperatura maximă de 90oC și este produsă de cazanele de apă caldă sau în schimbătoarele de căldură (boilere sau aparate contra curent).
Apa caldă servește la încălzirea clădirilor, a apei calde menajere, în scopuri tehnologice, etc.
Apa fierbinte
Apa fierbinte este apa care are temperatura de 110o-115oC. este produsă de cazanele de apă fierbinte (C5D, CAF, etc.) și se folosește la termoficare sau în scopuri tehnologice.
Aburul saturat umed
Aburul saturat umed este aburul care mai este încă în contact cu apa din care a provenit (aburul din cazan) și care mai conține picături de apă.
Titlul aburului este cantitatea de abur uscat în kg conținut într-un kg de abur umed, se notează cu x.
Umiditatea aburului este cantitatea de apă în kg conținută într-un kg de abur umed și este egală cu 1-x.
Aburul saturat uscat
Aburul saturat uscat este aburul care nu mai conține picături de apă. Aburul saturat umed este trecut printr-un separator de picături aflat în partea superioară a cazanului și devine abur saturat uscat.
Aburul saturat uscat are titlul x=1 și umiditatea egală cu 0.
Aburul supraîncălzit
Aburul supraîncălzit este aburul care provine din aburul saturat umed care este trecut printr-un separator de picături și apoi printr-un supraîncălzitor unde i se ridică temperatura, de la temperatura pe care o are în cazan, la 250-600oC, presiunea rămânând aceeași.
Aburul supraîncălzit prezintă următoarele avantaje:
posedă, la aceeași presiune, o temperatură mai mare;
un kg de abur supraîncălzit cântărește mai puțin decât un g de abur saturat la aceeași presiune;
un m3 de abur supraîncălzit cântărește mai puțin decât un m3 de abur saturat la aceeași presiune;
procedura de lucru mecanic în mașini sau turbine cu abur este mai ieftină decât cu abur saturat;
conține mai multă căldură și se poate transporta la distanțe mai mari, fără riscul de a se condensa ușor.
Se folosește ca abur tehnologic, dar mai ales ca abur energetic, la turbinele ce produc curent electric.
Condensatul
Condensatul este apa provenită prin răcirea aburului. Condensatul trebuie recuperat și folosit integral deoarece este cea mai bună apă pentru alimentarea cazanului întrucât:
are temperatura ridicată, care ridică temperatura apei de adaos și micșorează consumul de combustibil (mărește randamentul);
micșorează consumul de apă de adaos tratată;
nu conține săruri minerale, deci nu depune piatră.
Transmiterea căldurii
Transmiterea căldurii se face prin:
conducție;
convecție;
radiație.
Noțiuni despre cazane
Generatorul de abur reprezintă un corp complex de instalații care realizează transformarea energiei chimice a combustibililor sau alte forme de energie (electrică sau nucleară) în căldură, sub formă de apă caldă, apă fierbinte, abur saturat sau abur supraîncălzit pe care o furnizează unor consumatori: consumatori casnici (încălzirea locuințelor și a apei calde menajere), consumatori industriali (producerea de abur, apă fierbinte și energie electrică), marile centrale electrice (producătoare de energie electrică sau de energie electrică și căldură, furnizată în marile sisteme de termoficare urbană industrială).
Generatoarele de abur care transformă energia chimică a combustibililor în căldură, poartă numele de cazane de abur.
În România au fost construite cazane de abur de diverse debite (de la 200kg/h la 1.035 t/h) și presiune (de la presiunea atmosferică până la 19,6 MPa).
Până în anii 1960 majoritatea cazanelor de abur proveneau din import. La noi în țară s-au fabricat doar cazane pentru debite și presiuni reduse, care funcționează pe gaze naturale și combustibil lichid.
S-a stabilit că până în anul 1990 România să devină o țară independentă d.p.d.v. energetic. Pentru aceasta s-a pus problema folosirii cu prioritate a combustibililor solizi. S-a ajuns astfel ca în anul 1980 din puterea instalată de circa 17.000 MW, 7.200 MW să reprezinte centrale pe cărbune, 6.000 MW centrale cu hidrocarburi și 3.800 MW centrale hidroelectrice, care a ajuns centralele care funcționează pe cărbune la 10.000 MW în 1985 și la 12.000 MW în 1990.
Cel mai mare cazan din lume are debitul nominal de 4.225 t/h și furnizează abur la presiunea nominală Pn=24,6 MPa și la temperatura nominală tn=5.380oC.
La noi în țară cel mai mare cazan de abur are debitul nominal Dn=1035 t/h, la presiunea nominală Pn=19,2 MPa și tn= 5.350oC cu o supraîncălzire intermediară. Cazanul alimentează cu abur o turbină de 330 MW. Cazanul este fabricat de întreprinderea Vulcan București. O altă întreprindere care produce cazane este combinatul de utilaj greu din Cluj-Napoca. Debitele de căldură a acestor cazane acoperă gama de la 1,163 până la 116,3 MW.
Instalația de cazan se compune din întreg complexul care cuprinde:
cazanul propriu-zis;
instalațiile anexe de alimentare cu combustibil, aer, apă de evacuare, a produselor de ardere;
instalații de reglaj;
instalații de automatizare.
Importanța aparatelor și generatoarelor termice
Importanța instalațiilor termice, și implicit a aparatelor și generatoarelor termice, care sunt componentele lor de funcționare de bază, rezultă imediat dacă ne gândim că circa 70-80% din consumul actual de energie îl reprezintă energia termică. Contribuția energiei termice la producția energiei electrice este esențială, fie că este vorba de combustibilii folosiți sau de filiera nucleară pe bază de fisiune.
Ca și componente funcționale principale, aparatele termice trebuie să realizeze parametrii tehnico-economici și de fiabilitate ridicată în condițiile unor solicitări deosebit de severe. Aceasta impune o bună cunoaștere a aparatelor termice de către cei care le proiectează sau construiesc, dar nu mai puțin de cei care le utilizează.
Nu trebuie uitat faptul că efectele proceselor de ardere din instalațiile termice de încălzire, energetice, ca și din transporturi, atârnă foarte greu în balanța poluării actuale a mediului.
Memoriu tehnic
Tipuri de cazane
Cazanul reprezintă o investiție importantă pentru orice firmă care are o centrală termică proprie. Există o mulțime de elemente care se schimbă continuu în domeniul cazanelor:
normele de protecție a mediului;
nivelul de automatizare;
randamentul;
structura personalului de exploatare.
Acestea sunt numai câteva aspecte care cresc complexitatea centralelor termice.
Cazanele ignitubulare și acvatubulare monobloc
Ca principiu un cazan transformă căldura rezultată în urma arderii unui combustibil către un fluid, de obicei apă sau apă și abur. Majoritatea cazanelor sunt fabricate din oțel sau fontă. Combustibilii folosiți sunt: gazul metan, combustibil lichid, cărbunele, lemnul, peleții, curentul electric sau combustibili convenționali.
Există și cazane care folosesc căldura gazelor fierbinți rezultate în diverse procese, așa-numitele cazane recuperatoare.
D.p.d.v. al construcției părții sub presiune, cele mai cunoscute tipuri de cazane industriale sunt cele ignitubulare și cele acvatubulare, care în majoritatea cazurilor folosesc combustibil lichid sau gazos.
Cazanele ignitubulare de abur cuprinse între 0,2-20 t/h și presiune între 0-25 bar, gazele de ardere circulă în interiorul țevilor care sunt înconjurate de apă. Datorită volumului mare de apă pe care îl conține, aceste cazane au capacități semnificative ale presiunii, apa jucând rolul de ”volant termic”.
Majoritatea cazanelor ignitubulare produc abur saturat, dar există și construcții speciale care au supraîncălzitor montat în camera de întoarcere a gazelor.
La cazanele acvatubulare, apa circulă în interiorul țevilor și primește căldura de la gazele de ardere aflate la exteriorul acestora. Aceste cazane conțin aproximativ 75% mai puțină apă decât cele ignitubulare de aceeași capacitate. Aceste cazane au capacități de abur cuprinse orientativ între 0,5-200 t/h și presiune de la 0-100 bar și chiar mai ridicate. Datorită volumului mic de apă, calitatea acesteia trebuie să fie foarte bună, din acest punct de vedere cazanele acvatubulare fiind mai pretențioase. Cazanele acvatubulare pot produce atât abur saturat cât și supraîncălzit (cele prevăzute cu supraîncălzitor). În general cazanele acvatubulare pot produce abur sau apă caldă, apă fierbinte la parametrii mai ridicați decât cele ignitubulare. Cazanele din fontă sunt formate din elemente îmbinate care formează un vas sub presiune care conține apa, iar gazele de ardere circulă la exteriorul acestuia. Aceste cazane au în general capacități mici și funcționează la presiuni scăzute. centrală termică proprie. Există o mulțime de elemente care se schimbă continuu în domeniul cazanelor:
normele de protecție a mediului;
nivelul de automatizare;
randamentul;
structura personalului de exploatare.
Acestea sunt numai câteva aspecte care cresc complexitatea centralelor termice.
Cazanele ignitubulare și acvatubulare monobloc
Ca principiu un cazan transformă căldura rezultată în urma arderii unui combustibil către un fluid, de obicei apă sau apă și abur. Majoritatea cazanelor sunt fabricate din oțel sau fontă. Combustibilii folosiți sunt: gazul metan, combustibil lichid, cărbunele, lemnul, peleții, curentul electric sau combustibili convenționali.
Există și cazane care folosesc căldura gazelor fierbinți rezultate în diverse procese, așa-numitele cazane recuperatoare.
D.p.d.v. al construcției părții sub presiune, cele mai cunoscute tipuri de cazane industriale sunt cele ignitubulare și cele acvatubulare, care în majoritatea cazurilor folosesc combustibil lichid sau gazos.
Cazanele ignitubulare de abur cuprinse între 0,2-20 t/h și presiune între 0-25 bar, gazele de ardere circulă în interiorul țevilor care sunt înconjurate de apă. Datorită volumului mare de apă pe care îl conține, aceste cazane au capacități semnificative ale presiunii, apa jucând rolul de ”volant termic”.
Majoritatea cazanelor ignitubulare produc abur saturat, dar există și construcții speciale care au supraîncălzitor montat în camera de întoarcere a gazelor.
La cazanele acvatubulare, apa circulă în interiorul țevilor și primește căldura de la gazele de ardere aflate la exteriorul acestora. Aceste cazane conțin aproximativ 75% mai puțină apă decât cele ignitubulare de aceeași capacitate. Aceste cazane au capacități de abur cuprinse orientativ între 0,5-200 t/h și presiune de la 0-100 bar și chiar mai ridicate. Datorită volumului mic de apă, calitatea acesteia trebuie să fie foarte bună, din acest punct de vedere cazanele acvatubulare fiind mai pretențioase. Cazanele acvatubulare pot produce atât abur saturat cât și supraîncălzit (cele prevăzute cu supraîncălzitor). În general cazanele acvatubulare pot produce abur sau apă caldă, apă fierbinte la parametrii mai ridicați decât cele ignitubulare. Cazanele din fontă sunt formate din elemente îmbinate care formează un vas sub presiune care conține apa, iar gazele de ardere circulă la exteriorul acestuia. Aceste cazane au în general capacități mici și funcționează la presiuni scăzute.
Cazanele ”rapide” cu serpentină sunt de tip acvatubular, dar ca dimensiuni se apropie de cele ignitubulare. Sunt formate dintr-o serpentină așezată fie orizontal, fie vertical și este înconjurată de gaze de ardere, iar apa este pompată sub presiune la interiorul acestuia.
Arzătorul este amplasat la partea inferioară a cazanului și este înconjurat de refractor. Conțin volume de apă de circa 10 ori mai mici decât cele ignitubulare de capacități similare și răspund rapid la variațiile de sarcină, cu promptitudinea tipică a cazanelor acvatubulare. Aceste cazane sunt în general mai scumpe decât cele obișnuite și sunt utilizate în aplicațiile industriale și de încălzire unde se cere.
În general cazanele industriale, atât cele de abur cât și cele de apă caldă sau apă fierbinte nu au suferit modificări esențiale de-a lungul timpului. Randamentul acestora a crescut prin modificarea modului de dispunere a țevilor, adăugarea de nervuri, îmbunătățirea transferului de căldură prinfolosirea unor materiale superioare. Arzătoarele moderne folosesc nivele scăzute ale excesului de aer și astfel au un randament al arderii mai bun, ca urmare a faptului că se cedează mai puțină căldură aerului de ardere.
În zilele noastre, dezvoltarea cazanelor este marcată de costul combustibililor și echipamentului de limitare a emisiilor poluante. În privința combustibililor, gazul metan câștigă din ce în ce mai mult teren în defavoarea combustibililor lichizi, care se folosesc tot mai puțin datorită prețului mai mare și a nivelului mai ridicat de emisii poluante pe care generează. În prezent există numeroase sisteme de limitare a poluării produse de cazane.
Nivelul de NOx de exemplu, poate fi limitat pe mai multe căi îmbunătățirea performanțelor arzătorului, montarea echipamentelor de denoxare în aval de cazan sau folosirea unor combustibili mai puțin poluanți.
În prezent una din cele mai răspândite metode pentru limitarea nivelului de NOx este recircularea gazelor arse. Principiul acestei metode este acela de a scădea temperatura flăcării prin aportul de gaze arse recirculate de la ieșirea din cazan.
Desigur, există limite ale gazului de recirculare a gazelor arse, creșterea debitului acestora putând determina instabilitatea flăcării. Uzual în cazul cazanelor pe gaz natural se poate recircula până la 20% din debitul de gaze la coș și 10-15% pentru cazanele pe combustibil lichid. Cei mai poluanți combustibili sunt cărbunii și păcura, cu conținut ridicat de azot și care în combinație cu oxigenul din aer formează NOx.
Fără îndoială, tendința de orientare spre cazanele pe gaz natural, care a început să se manifeste, se va dezvolta și în continuare. Cu toate acestea, nu se poate spune deocamdată că vremea combustibililor lichizi sau solizi a apus.
Clasificarea cazanelor
Cazanele se clasifică după următoarele criterii:
După combustibilul utilizat:
cazane cu combustibil solid;
cazane cu combustibil lichid;
cazane cu combustibil gazos.
După forma focarului avem:
cazane cu focar tubular:
Străpuns;
cu întoarcere.
cazane cu focar tip cameră:
din elemente;
perete membrană.
După sistemul convectiv avem:
cazane convective ignitubulare, la care gazele de ardere circulă în interiorul țevilor, iar agentul termic secundar în exteriorul loc, cazanele ignitubulare fiind cu volum mare de apă;
cazane convective acvatubulare, la care agentul termic secundar circulă în interiorul țevilor, iar gazele de ardere în exterior. Cazanele acvatubulare fiind cu volum mic de apă.
După materialul din care sunt fabricate avem:
cazane din oțel;
cazane din fontă;
cazane din cupru;
cazane din inox.
După agentul termic produs avem:
cazane pentru apă caldă;
cazane pentru apă fierbinte;
cazane pentru abur:
saturat;
supraîncălzit.
După circulația agentului secundar în cazan avem:
Cazane cu circulație naturală;
Cazane cu circulație forțată (cu pompe):
Cu străbatere;
Cu recirculare.
Instalațiile de cazane se divizează în funcție de destinația lor în:
Cazane energetice- produc abur pentru turbinele cu abur (de presiuni mai mari de 100 de bar și temperaturi de peste 500oC) și sunt folosite la centralele termoelectrice. Aceste instalații sunt de obicei de putere mare de 50 t/h. cazanele energetice pot fi cazane de abur sau cazane de apă fierbinte de vârf;
Cazane tehnologice – produc abur atât pentru necesități tehnologice, cât și pentru încălzire, ventilarea și prepararea apei calde menajere. De regulă aceste cazane sunt de medie și mică presiune;
Cazane de încălzire – sunt destinate pentru deservirea sistemelor de încălzire și alimentare cu apă caldă menajeră. De regulă sunt cazane de apă fierbinte de puteri ce variază între 0,01 și 5 MW.
Agenți termodinamici utilizați
2.3.1 Combustibilii sunt acele substanțe, în general de natură organică, care prin ardere, în prezența oxigenului degajă o importantă cantitate de căldură, și pot fi folosiți în mod economic ca sursă de energie termică.
Orice combustibil este format din trei părți componente:
masa combustibilă;
masa necombustibilă;
umiditatea.
2.3.2 Compoziția combustibililor
În compoziția combustibililor intră o serie de:
elemente chimice combustibile, sau combinații ale acestora: Carbonul (C), Hidrogenul (H), Sulful (S), Hidrocarburi (CmHn), Hidrogen sulfurat (H2S).
Elemente chimice necombustibile:azotul (N), oxigenul (O), cenușa (A), apa (H2O).
Sub denumirea de cenușă sunt cuprinse toate materialele minerale solide, care se mai află în compoziția combustibililor la temperaturi de 800 – 900oC. aceste substanțe minerale micșorează cantitatea de energie cedată de unitatea de combustibil, scumpesc și îngreunează transportul.
Suma participațiilor masice evidențiate prin analiza elementară, trebuie să satisfacă relația:
2.3.3 Clasificarea generală a combustibililor
Clasificarea generală a combustibililor se face după starea lor de agregare și avem:
combustibili solizi;
combustibili lichizi;
combustibili gazoși.
La rândul lor aceștia pot fi:
naturali;
artificiali;
sintetici.
3.3.4 Clasificarea combustibililor în funcție de modul de obținere
Combustibili solizi [1] Tabel 2.3.1
Combustibili lichizi [1] Tabel 2.3.2
Combustibili gazoși [1] Tabel 2.3.3
În funcție de proveniență [1] Tabel 2.3.4
[1] Tabel 2.3.5
[1] Tabel 2.3.6
Combustibilii fosili sunt rezultatul unui proces îndelung de acumulare și descompunere a acestora.
În funcție de scopul utilizării:
combustibili tehnologici (folosiți în diverse procese tehnologice, în scopul producerii de materii prime pentru industrie petrochimică, cocsochimică, etc.);
2.3.5 Puterea calorifică a combustibililor
Puterea calorifică se notează cu H și reprezintă cantitatea de căldură ce rezultă prin arderea completă a unității de cantitate de combustibil (kg, kmol, m3N) și prin răcirea gazelor de ardere până la temperatura standard de 25oC.
Puterea calorifică poate fi:
Puterea calorifică superioară (Hs) care include și căldura de vaporizare a vaporilor de apă formați în urma procesului de ardere;
Puterea calorifică inferioară (Hi) la care se consideră că vaporii de apă nu condensează și în consecință nu cedează căldură de vaporizare.
2.3.6 Combustibilii gazoși
Gazele naturale și gazele de sondă formează principalele categorii de combustibili utilizați în țara noastră.
Gazele naturale, formate în cea mai mare parte din metan sunt un amestec de gaze extrase din zăcămintele de gaze. Gazele naturale conțin 98-99% metan și foarte puțin etan și azot.
Gazele de sondă sunt gaze dizolvate în hidrocarburi lichide sau asociate zăcământului de țiței care se expulzează concomitent sau la sfârșitul exploatării zăcământului. Gazele de sondă au 75-80% metan, fracții de etan și propan, butan și alte hidrocarburi saturate mai grele.
În țările Uniunii Europene se utilizează, și mai recent și în România, gaze petroliere lichefiate GPL ce corespund gazelor de sondă de la noi.
2.3.7 Proprietățile combustibililor gazoși
Proprietățile fizice mai importante d.p.d.v. al arderii combustibililor gazoși sunt:
Temperatura de aprindere este temperatura la care are loc aprinderea combustibilului de la o sursă incandescentă de aprindere. Temperatura de aprindere este întotdeauna mai mare decât cea de autoaprindere.
Temperatura de aprindere a următoarelor elemente:metan CH4 – 800-850oC, etan C2H4 – 550oC, acetilenă C2Hc – 335oC, oxidul de carbon CO – 650oC.
Temperatura de autoaprindere este temperatura la care are loc autoaprinderea instantanee și explozia, fără a exista o sursă incandescentă de aprindere, aceasta depinde de compoziție și de condițiile de desfășurare a procesului de ardere.
Limita de amestec, dacă gazele combustibile se găsesc în aer în proporții prea mari sau prea reduse, arderea nu poate avea loc. există deci o limită minimă și maximă de ardere a amestecului de gaze și aer. Aceste limite vor fi definite dacă arderea se face numai în oxigen. Nivelul celor două limite de amestec variază cu temperatura și presiunea.
Viteza de propagare a flăcării (viteza de ardere) constituie viteza de propagare a flăcării în amestecul de gaz-aer. Ea depinde de temperatură, presiune și mai ales de concentrația gazului în amestec.
Cunoașterea vitezelor de propagare este importantă pentru:
realizarea unor arderi stabile;
evitarea pericolului de rupere și retur a flăcării în instalația de ardere.
Densitatea se simbolizează cu și se măsoară în Kg/m3N, având pentru gazul natural, în condiții normale, valoarea de 0,716 [kg/m3N].
Densitatea relativă reprezintă raportul dintre densitatea unui volum de gaze și densitatea aceluiași volum de aer în aceleași condiții de presiune și temperatură.
Vâscozitatea este proprietatea unui fluid de a se opune mișcării relative a particulelor constituente. În cazul lichidelor vâscozitatea scade cu creșterea temperaturii, în cazul gazelor va crește datorită agitației termice moleculare.
Compoziția volumetrică arată participația volumetrică a fiecărui component în parte. Aceasta este dată în procente %.
Umiditatea ne arată cantitatea de apă existentă în combustibil, este exprimată în grame de vapori de apă raportate la 1 m3N de gaz uscat (g/m3N).
Multe dintre aceste gaze nu au miros, iar monoxidul de carbon (CO) este toxic, de aceea se obișnuiește să se adauge compuși ai sulfului peste gaz, pentru odorizarea sa, acești compuși au un miros neplăcut și servesc la semnalarea unei scurgeri din conductele de aprovizionare cu gaze. De regulă se adaugă metil-mercaptan CH3SH sau etil-mercaptan CH2SH.
Schema instalației
Fig. 2.4.1. Schema instalației
1. Filtru mecanic cu cuarț 12. Manometru
2. Filtru impurități 13. Presostate
3. Instalația de dedurizare 14. Panou electric
4.Nivela degazorului (Sticla de nivel a degazorului) 15. Sticle de nivel
5. Degazorul 16. Nivostat (butoiaș cu sonde)
6. Aerisire 17. Robinet pentru apă
7. Scurgerea degazorului 18. Pompe de alimentare a cazanului
8. Robinet termosensibil 19. Clapeta de reținere
9. Utilizatorul (proces tehnologic) 20. Racord pentru cos de fum
10. Supape de siguranța 21. Arzător
11 .Robinet pentru abur 22. Scurgere cazan
23. Generatorul de abur
În centrala termică sunt amplasate următoarele: un filtru mecanic, stație de dedurizare a apei, degazor, cazanul centralei, instalație de tratare a apei de cazan, un laborator chimic.
Filtru mecanic
Filtrul se aplică la apele de suprafață cu un conținut mare de nămol. Nămolul depus pe fundul rezervorului se evacuează prin metode de afinare și spălare a filtrului.
Dacă conținutul de impurități este mare filtrarea se produce în două trepte:
brută: cu dimensiunile particulelor umpluturii
fină – cu
Stratul de la fund care acoperă diuzele are o granulație mai mare – până la 10 mm. La umplerea filtrelor o atenție deosebită se atrage uniformității granulelor, astfel pentru filtrele fine ponderea granulelor cu , nu trebuie să depășească 10%, iar a celor cu .
Caracteristica tehnologică a filtrelor este capacitatea specifică a stratului filtrant de a reține impurități . La noi se consideră .
În faza de filtrare apa se deplasează prin strat descendent, impuritățile reținându-se în aceasta. Sfârșitul fazei se stabilește după creșterea rezistenței hidraulice a filtrului . Pentru stratul filtrant curat , pentru stratul înfundat cu impurități ,
Fig. 2.4.2. Schema filtrului mecanic sub presiune:
1 – corp metalic, 2 – strat filtrant, 3 – fund permeabil,
Hf – înaltimea filtrului, Hsf – înaltimea stratului filtrant,[10]
Stația de dedurizare a apei
Generalități
Apa dură este apa cu conținut ridicat de săruri minerale (calciu, magneziu), această apă nu este în general dăunătoare sănătății, dar creează probleme deosebite în funcționarea optimă a centralelor termice.
Apa dură este un factor important de creștere a costurilor de exploatare ale centralelor termice. În cazul instalațiilor de încălzire și preparare apă caldă sau abur, depunerea de calcite (C2CO3), de pe elementele încălzite se comportă ca izolator termic, împiedicând trecerea căldurii de la elementul de încălzire la agentul termic (apa sau orice alt agent termic). Efectul direct este scăderea randamentului transportului termic (randamentul centralei termice) și în consecință creșterea consumului de combustibil între 20 și 28% pe an.
Dedurizarea apei de alimentare a centralei termice
Pentru eliminarea neplăcerilor cauzate de apa dură, soluția cea mai simplă și eficientă este dedurizarea apei brute cu ajutorul stației de dedurizare (dedurizator).
Dedurizatoarele conțin una sau două coloane cu rășini schimbătoare de ioni care atrag din apă ionii pozitivi (în principal ionii de Ca și Mg și eliberează în același timp sodiul Na).
Când capacitatea de reținere a rășinilor se epuizează, mai precis spus ajunge la o valoare prestabilită, valva de comandă declanșează procedura de regenerare, adică eliminarea cationilor reținuți și reîncărcarea coloanei cu sodiu. Acest proces se realizează prin spălarea rășinii cu o soluție salină (saramură). În funcție de cantitatea de rășină procedura poate dura 120 de minute.
Soluția salină se obține prin introducerea unor tablete de sare în recipientul pentru saramură. Concentrația de saramură se poate măsura cu ajutorul unui densimetru care este necesar pentru menținerea salinității în parametrii optimi în cazul în care pornește regenerarea.
Aceste stații de dedurizat sunt comandate de către valve electrice, cu afișaj pe display LCD, fabricate în SUA. Sunt cele mai moderne și cele mai fiabile valve de comandă existente pe plan mondial.
Microprocesorul monitorizează și comandă toate funcțiile stației inclusiv comutarea de pe o coloană pe alta. Calculează automat cantitatea de apă introdusă pentru prepararea saramurii. Calculează automat volumul de apă consumat pe coloană în lucru și comută automat pe coloana de rezervor.
Degazorul
Scopul degazorului
Gazele care se pot găsi dizolvate în apele naturale sunt bioxidul de carbon, oxigenul, azotul, hidrogenul sulfurat și gazul metan.
Cu excepția azotului, care prin inerția sa chimică nu provoacă inconveniente de nici un fel, toate gazele citate sunt de nedorit în apa destinată industriei, în special:
CO2 determină scăderea pH-ului, face ca apa să fie agresivă față de materialele din ciment și materialele metalice;
O2 cauzează coroziunea în cea mai mare parte a materialelor metalice cu care apa vine în context.
Eliminarea acestor gaze se poate efectua prin:
metode pe cale fizică, tind să reducă solubilitatea gazelor și să se îndepărteze;
metode pe cale chimică, cu substanțe capabile să reacționeze cu gazele din apă.
Degazorul reprezintă o metodă de eliminare a gazelor pe cale fizică, care exploatează influența temperaturii asupra solubilității gazelor într-o anumită substanță.
Graficul de mai jos arată solubilitatea oxigenului în apă în funcție de temperatură și de variația presiunii.
Teoretic la presiunea absolută de 1 bar (deci la presiunea atmosferică) și la temperatura de 90oC conținutul de oxigen din apă este inferior valorii de 0,2 mg/l, valoarea admisă pentru funcționarea normală a generatoarelor de abur.
Un degazor atmosferic, în măsură să aducă apa la o temperatură maximă de 90-95oC, îndeplinește așadar o bună degazare. Degazorul are un sistem care să creeze turbulențe în masa de apă cu ajutorul unor pompe, cu scopul de a favoriza eliberarea moleculelor de gaz, dar trebuie să fie adecvat dimensionat și întotdeauna însoțit de o degazare chimică.
Este bine de menționat că corectorii chimici pot fi gata introduși în interiorul degazorului pentru a extinde avantajele folosirii lor nu doar pentru cazan și tubulatura de abur dar și pentru degazor făcând să devină astfel inutilă folosirea rezervoarelor din oțel zincat folosite în egală măsură.
Degazoarele sunt aparate cu presiune atmosferică pentru degazarea termofizică a apei de alimentare a generatorului de abur. Degazarea are loc cu ajutorul unei injecții controlate de abur în interiorul rezervorului de acumulare cu scopul de a mării temperatura apei. Această valoare, corelată la conținutul de gaze dizolvate în apă, trebuie să fie menținută între valorile imitelor specificate de constructorul generatorului de abur.
Degazoarele sunt dotate cu următoarele elemente de automatizare:
grupul de alimentare cu abur, este o valvă automată care reglează debitul de abur în intrarea degazorului cu scopul de a menține temperatura apei la valoarea presetată;
regulatorul automat de nivel este alcătuit din 2 sonde conectate la un releu electronic cu conductibilitate, situat în tabloul electric al degazorului, acționând pompa de alimentare cu scopul de a menține nivelul apei în limitele fixate anterior;
indicatoarele de nivel de siguranță, cuprind 2 sonde conectate la 2 relee electronice cu conductibilitate independentă între ele. Sonda scurtă (nivelul maxim) are un contact pentru închiderea valvei de apă sau pentru oprirea pompei de încărcare. Sonda lungă (nivelul minim) are un contact pentru oprirea pompei de încărcare a cazanului.
Volumul degazorului este de 12 m3, este un degazor orizontal.
Poziția degazorului
Apa este alimentată în generatorul de abur cu o electropompă centrifugă. Pe gura de închidere a pompei nu trebuie să se exercite vreo aspirație, ci să se afle în funcție de nivelul alimentării sub presiunea unei coloane de apă datorită diferenței de nivel dintre cota de apă din rezervorul de colectare condens și pompă. În timp ce o pompă poate aspira de la un rezervor de apă rece (5-6 m), când apa este caldă pompa nu o poate aspira și este nevoie ca aceasta să curgă cu o anumită presiune. Înălțimea la care va fi montat rezervorul se schimbă în funcție de variația temperaturii așa cum este arătat în tabelul de mai jos.
[12] Tabel 2.4.1
Deoarece apa din degazor ajunge la 90oC, degazorul trebuie amplasat pe un plan înalt de 3,5-4 m față de axele pompelor de alimentare ale generatorului de abur.
Fig.2.4.5 Degazor atmosferic,[12]
Cazanul centralei
Acest cazan face parte din categoria cazanelor ignitubulare construit pe orizontală cu următoarele caracteristici:
debitul nominal 5.100 Kg abur/h;
puterea termică 3.385 kW;
presiunea nominală 12 bar;
temperatura aburului saturat 190oC;
temperatura apei de alimentare 90oC;
combustibil utilizat – gazul metan.
Generatorul de abur reprezintă partea principală a instalației de cazan și are ca scop producerea aburului în centrală la parametrii ceruți de consumator.
Instalația de cazane de abur este formată din următoarele părți componente:focarul, arzătorul, tamburul, ecrane de radiație, economizor, sistem fierbător, vaporizator, ventilatorul de aer.
Focarul – reprezintă partea instalației de cazan în care are loc arderea combustibilului. În focar se reunesc circuitul de combustibil și circuitul de aer → gaze arse.
Există:
focare plan paralel;
focare turbionare.
Focarele plan paralel sunt de secțiune dreptunghiulară, iar arzătoarele pot fi dispuse pe o singură latură sau pe două laturi opuse ale focarului.
Focarele turbionare au forma unui poligon regulat cu arzătoarele dispuse pe colțuri, acestea sunt orientate astfel încât jetul de combustibil să fie tangent la un cerc imaginar, rezultă o mișcare de rotație (turbionară) care contribuie la realizarea unui amestec cât mai uniform cu aerul de ardere, astfel încât să se realizeze o ardere completă.
Arzătorul – reprezintă componenta instalației de cazan prin care se introduce combustibilul și aerul necesar arderii în focar.
O cerință principală este necesitatea de a asigura amestecul de aer-combustibil, astfel încât să se realizeze o ardere cât mai completă.
Construcția arzătoarelor diferă în funcție de tipul de combustibil utilizat.
Arzătoarele pentru combustibil gazos (gazul metan) sunt arzătoare cu construcție simplă, la care este introdus printr-un canal central, prevăzut la capăt cu o piesă cu orificii, ce desface jetul de combustibil în jeturi fine.
Aerul necesar arderii se introduce printr-un canal inelar ce este concentric cu canalul de combustibil. Cele două debite pot fi reglate prin clapetele amplasate pe cele două canale (aer, gaz).
Principalele funcții ale arzătorului sunt:
pregătește combustibilul în vederea amestecării cu aerul;
asigurarea direcției și vitezei necesare jetului de aer și combustibil în vederea amestecului;
reglează debitul de aer și combustibil pentru asigurarea unei anumite sarcini termice;
crearea condițiilor de stabilizare a flăcării;
realizarea turbulenței inițiale necesare obținerii unei anumite viteze de ardere;
dirijarea jetului astfel ca flacăra să realizeze o anumită umplere a focarului.
Tamburul are rolul:
acumulării apei în vaporizator;
separării aburului rezultat din vaporizare.
Corpul tamburului este format dintr-un cilindru cu funduri plate și este prevăzută cu guri de vizitare necesare reviziei interioare, curățirii și reparațiilor.
Tamburul este echipat cu:instalație interioară de separare a aburului din apă, robinet principal de abur, supape de siguranță, manometru, robinet de aerisire, racorduri pentru țevile fierbătoare, racorduri pentru țevile coborâtoare, robinet de purjare, robinet de golire. robinet de preluare a probelor de apă, racord de alimentare cu apă, presostat de funcționare, presostat de bloc, cap de alimentare, dispozitiv de distribuție și liniștire a apei.
Ecranele de radiație
Ecranele de radiație sunt realizate din pereți membrană (țevi de ecran unite între ele prin benzi de tablă) care asigură o elasticitate perfectă a focarului și în plus determină înlocuirea zidăriei refractare cu o izolație ușoară.
Economizorul
Prezența economizorului are ca efect mărirea randamentului (μc) al cazanului cu 6-10% și o economie de combustibil.
Apa se încălzește până aproape de temperatura de fierbere, recuperându-se astfel o parte din căldură în economizor, conținută de gazele de ardere, înainte de evacuarea acestora în atmosferă.
Fierbătorul (vaporizatorul)
Din economizor apa intră în fierbător, unde se încălzește până la temperatura de fierbere și fierbe. La ieșirea acesteia obținându-se de regulă:
emulsie de apă-abur;
abur saturat uscat.
Sistemul fierbător se realizează sub formă de ecrane de țevi paralele, care căptușesc focarul și sunt încălzite prin radiație.
Sistemul fierbător este locul unde are loc încălzirea și vaporizarea apei din cazan și este compus din:
tambur;
tub de flacără;
țevi fierbătoare.
Țevile fierbătoare preiau căldura în cea mai mare parte prin radiație, și printr-un fascicul de țevi amplasate în drumul gazelor de ardere, la ieșirea din focar, de unde preiau căldura prin convecție.
Toate aceste țevi sunt sudate la partea superioară de racordurile tamburului, iar la partea inferioară de colectoare sau de un tambur înecat (plin de apă).
Ventilatorul de aer
Ventilatorul de aer reprezintă o componentă a instalației de cazan care asigură aerul necesar arderii în amestec cu combustibilul.
Ventilatorul este format dintr-un motor electric cu rolul de a învârti un cilindru cu palete. Cilindrul cu palete are rolul de a absorbi aerul din exterior și să-l trimită spre focar printr-o tubulatură.
2.6 Funcționarea cazanului
Cazanul este alimentat cu gaz metan de la rețeaua de gaz printr-o conductă la capătul căreia este situat arzătorul.
Aerul de amestec este introdus în focar cu ajutorul unui ventilator prin tabulatura acestuia. După ce se obține o concentrație optimă aer-combustibil, în focar are loc arderea. Din focar fumurile de combustibil traversează tuburile care formează sistemul de convecție și care sunt la rândul lor cufundate în apa din cazan.
Capacitatea cazanului fiind mare, reușește să-și mențină prestațiile stabile, chiar în cazul unor variații de încărcătură.
Cazanul funcționează în regim de circulație naturală, admisia apei se face prin intermediul unui sistem de tuburi de distribuție și se amestecă cu apa saturată din interiorul cazanului. Procesul de evaporare are loc odată ce apa atinge pereții calzi ai focarului și tuburilor de convecție. Aburul se adună în camera de abur, situată deasupra suprafeței apei. De aici aburul trece printr-un separator de umiditate cu diafragme multiple ca apoi, aburul saturat și uscat, să fie disponibil pentru folosire.
Generatorul a fost construit din materiale de calitate, îmbinările sunt executate prin sudarea subacvatică cu arc și reluate în interiorul cazanului după pregătirea marginilor. Tuburile de fum sunt sudate și mandrinate pentru a spori siguranța utilajului. Pentru a evita coroziunea sau supraîncălzirea locală a suprafețelor de schimb de căldură, calitatea apei de admisie, a apei de cazan trebuie să fie optimă. Dacă apa nu corespunde parametrilor recomandați poate provoca apariția unor fenomene chimice (oxigen dizolvat, pH necorespunzător) sau formarea unor depozite izolante de calcar care împiedică răcirea suprafețelor.
Pentru a îmbunătăți calitatea apei de cazan, la nivelul tamburului, ca și la nivelul colectorilor inferiori, se practică operațiunea de purjare.
Purjarea reprezintă operațiunea de extragere a unei părți din debitul de apă din cazan, din acele zone unde concentrația de săruri este mai ridicată. Purjarea se face la tamburul cazanului cu circulație de la suprafața de separație dintre apă și tambur. Purja va fi la saturație și va avea un mare conținut de căldură.
Debitul de purjare este de 2-4% din debitul nominal al cazanului în funcție de locul din care are loc prelevarea apei din cazan. Purjarea poate fi:
purjarea continuă (care se face la tambur);
purjarea intermitentă (care se face la colectorii inferiori).
Breviar de calcul
Fig, 3.1. Schema convențională a cazanului de abur,[5]
Arzător 8 – Coș
Tub de flacără 9 – Tambur
Șamotare 10 – Supapă de siguranță
Cutie întoarcere spate 11 – Indicator de nivel
Fierbător convectiv I 12 – Conductă de abur
Cutie întoarcere față 13 – Alimentare cu apă
Fierbător convectiv II
Calculul termic al cazanului de abur
Tema de proiectare
Prin tema de proiectare se dau:
Dh – debitul de abur saturat produs ,5100t/h
P – presiunea aburului, 12bari
ti – temperatura apei la intrarea in cazan,90 o C
Compoziția combustibilului:
CH4 = 87%
C3H8= 11,5%
H2= 1,5%
Arderea are loc în condiții normale.
P0= 1,013 bar
T0= 273,15 K
Calculul arderii combustibilului gazos
Calculul arderii combustibilului gazos se referă la arderea unității de volum ( 1m3N) de gaz în condiții normale fizice.
Volumul teoretic de aer necesar arderii stoichiometrice (V0) (teoretice fără exces de aer).
b). Componentele gazelor de ardere pentru arderea stoichiometrică
Volumul de bioxid de carbon:
Volumul de bioxid de sulf din gazele de ardere:
Volumul gazelor triatomice CO2 și SO2 din gazele de ardere se notează cu :
Volumul de azot din gazele de ardere:
Volumul de vapori de apă din gazele de ardere:
Volumul teoretic de gaze de ardere fără exces de aer
Pentru focare cu ardere normală se dă
Calculul arderii cu exces de aer
Volumul real de aer necesar arderii:
Volumul real al gazelor de ardere:
c).Densitatea gazelor de ardere la starea normală
unde este masa specifică a combustibilului.
Presiunea parțială a gazelor triatomice (RO2) din gazele de ardere:
Presiunea parțială a vaporilor de apă:
d). Puterea calorifică a combustibilului gazos se determină cu relația:
Diagrama I-t a gazelor de ardere
Fig. 3.2 Diagrama I-t a gazelor de ardere,[5]
Valoarea entalpiei (I) a gazelor de ardere obținute din arderea unității de combustibil este dată de ralația:
,[kJ/kg]
Unde reprezintă entalpiile specifice ale gazelor componente și sunt funcție de temperatura gazelor de ardere (t).
Calculul randamentului termic al cazanului și a debitului de combustibil
Pierderea specifică de căldură prin etalpia gazelor de ardere la coș
Din diagrama I-t se află valoarea entalpiei gazelor de ardere la coș:
Entalpia aerului teoretic de ardere se calculează pentru temperatura ambiantă:
Din anexa nr. 7, din îndrumător,
Rezultă pierderea specifică la coș
Pierderea specifică de căldură prin arderea incompletă de natură chimică
În proiectare se admite o pierdere prin ardere incompletă
Pierderi specifice de căldură prin suprafața exterioară a cazanului
Randamentul cazanului
Se calculează cu relația:
Consumul de combustibil
Se admite debitul de purje al cazanului, în condițiile apei bine tratate de 3% din debitul cazanului.
Din tabelul de proprietăți termodinamice ale aburului (Anexa nr. 4) se determină, pentru presiunea aburului P, următoarele mărimi:
Temperatura de saturație
Entalpia aburului saturat uscat
Entalpia apei la saturație
Entalpia apei la intrare, corespunzătoare temperaturii
Deoarece aburul are un titlu X entalpia finală a aburului este:
În cazul combustibilului gazos se iau valorile
Rezultă debitul de combustibil consumat de cazan:
3.1.4 Bilanțul de ansamblu al cazanului
Fluxul de căldură util al cazanului este:
Fluxul de căldură adus combustibilului:
[kW]
Fluxul de căldură adus de aerul de ardere și de neetanșeități:
Fluxul de căldură pierdut la coș:
[kW]
Fluxul de căldură pierdut prin arderea incompletă:
[kW]
Fluxul de căldură pierdut spre exterior:
[kW]
Rezultă bilanțul de ansamblu al cazanului:
Fig.3.3 Bilantul cazanului
Se definește eroarea relativă:
Dacă eroarea este mai mică de 1% calculul este corect.
Fig. 3.4. Diagrama SANKEY a bilanțului termic a unui cazan de abur,[5]
Calculul temperaturilor și entalpiilor gazelor de ardere pe traseu
Entalpia teoretică de ardere se calculează cu relația:
Se determină din diagrama I-t entalpia gazelor la capătul focarului:
kJ/kg
Fluxul de căldură preluat prin radiație în focar va fi:
Fluxul de căldură care se preia in sistemul convectiv (C1 și C2) este:
Acest flux convectiv se împarte în cele două fascicole astfel:
Entalpia gazelor de ardere la sfârșitul primului drum convectiv este:
Din diagrama I-t rezultă temperatura:
Entalpia gazelor de ardere la sfârșitul celui de-al doilea drum convectiv:
Din diagrama I-t rezultă
Închiderea bilanțului
Se admit erorile:
Se întocmește următorul tabel,cu rezultatele obtinute:
Tabel 3.1
Calculul termic al focarului
Se dau:
– pentru combustibil gazos;
– temperatura peretelui țevii
Fig. 3.5. Valori de inițializare pentru temperatura de ieșire a gazelor de ardere din focare,[10]
Se alege diametrul tubului de flacără după mărimea cazanului, din îndrumătorul de proiectare
Se calculează suprafața de radiație în focar cu relația de aproximare:
Se determină lungimea activă (de transfer de căldură) a focarului
Se consideră că suprafața corespunzătoare focarului preia căldura prin radiație, deoarece la cazanul de abur, cutia de întoarcere spate este răcită cu țevi cu apă.
Volumul focarului ținând seama de o lungime de șamotare și de o grosime de șamotare
Suprafața pereților focarului este:
Grosimea stratului radiant de gaze este:
Se calculează caracteristica radiantă a gazelor la ardere din focar:
Presiunile parțiale ale gazelor triatomice se determină cu relația:
Coeficientul de absorbție al gazelor de ardere din focar:
Se calculează caracteristica radiantă a flăcării cu relația:
Coeficientul de absorbție al flăcării:
Coeficientul de absorbție al flăcării și gazelor de ardere:
Coeficientul de luminozitate pentru combustibilul gazos este .
Gradul de ecranare al focarului este:
Murdărirea suprafețelor pentru combustibilul gazos este dată în îndrumător
Cu aceste valori se calculează caracteristica radiantă a focarului:
Factorul de poziție al flăcării în focar pentru combustibilul gazos este:
cu
pentru focare orizontale
Rezultă lungimea totală a focarului:
Fig. 3.6. Focar tip tub de flacără cu pereții ondulați,[5]
Calcul tehnic al drumului convectiv I
Drumul convectiv I este determinat din calculele anterioare prin următorii parametrii:
Debitul de căldură cedat de gazele de ardere:
Temperatura gazelor de ardere la intrarea în țevi:
Temperatura apei la saturație:
Temperatura gazelor de ardere la ieșirea din țevi:
Pentru stabilirea secțiunii de trecere a gazelor de ardere se alege diametrul țevilor din gama de țevi uzuale
Aleg diametrul țevilor.
Viteza de circulație a gazelor de ardere în limite economice:
Aleg
Secțiunea de trecere a gazelor de ardere va fi:
unde Vg se calculează cu relația:
tm – este temperatura medie a gazelor de ardere
Numărul de țevi al drumului convectiv I se determină cu relația:
pentru drumul convectiv I
Pentru temperatura medie a gazelor de ardere tm=697,5 se determină din Anexa nr. 9, din îndrumător, următoarele valori:
vâscozitatea cinematică
conductivitatea termică
criteriul Prandtl
Se determină criteriul hidrodinamic:
pentru
Se calculează coeficientul de schimb de căldură prin convecție:
Coeficientul de schimb de căldură prin radiație este determinat de mărimile:
temperatura medie a gazelor de ardere
grosimea stratului radiant
presiunile parțiale ale gazelor triatomice în gazele de ardere
Coeficientul de schimb de căldură prin radiație se calculează cu relația:
Pentru coeficientul de absorbție al peretelui se ia valoarea și pentru temperatura absolută a peretelui țevii:
Coeficientul de transfer de căldură pe partea gazelor de ardere va fi:
Coeficientul global de transfer de căldură K este dat de relația:
Se ia din îndrumător coeficientul de murdărire pentru gazele de ardere provenite din combustibilul gazos, și anume
Diferența medie de temperatură se determină cu relația:
Fig. 3.7.a Diferența medie de temperatură,[5]
Suprafața de schimb de căldură a drumului convectiv I se determină cu relația:
Lungimea țevilor se calculează astfel:
Calculul termic al drumului convectiv II
Se ia din calculele anterioare:
fluxul de căldură
temperatura gazelor la intrare
temperatura gazelor la ieșire
temperatura fluidului la saturație
Diametrul țevilor
Numărul de țevi al drumului convectiv II este dat de relația:
de țevi la drumul convectiv II
Pentru temperatura medie a gazelor de ardere se determină din Anexa 9 valorile următorilor parametrii:
vâscozitatea cinematică
conductivitatea termică
criteriul Prandtl
Apoi se determină criteriul Re
Se calculează coeficientul de schimb de căldură prin convecție:
Dacă efectul radiației se neglijează și
Coeficientul de transfer de căldură este:
Coeficientul global de schimb de căldură este:
Diferența medie de temperatură se determină cu relația:
Fig. 3.7.b Diferența medie a temperaturilor,[5]
Suprafața de schimb de căldură a drumului convectiv II se determină cu relația:
Rezultă lungimea drumului convectiv II:
Din primul calcul această condiție nu este îndeplinită și se trece la o metodă de echilibrare a suprafețelor.
Se ia ca lungime a drumurilor convective media celor două drumuri (raportată la suprafață):
Calculul hidraulic (gazodinamic) și al instalației de evacuare a gazelor de ardere
Calculul gazodinamic al cazanului are ca scop determinarea pierderilor de sarcină pe cele două circuite:
circuitul aerului de ardere;
circuitul gazelor de ardere.
Calculul pierderilor de sarcină liniară
în cazul curgerii unui curent izoterm
în cazul curgerii cu schimbătoare de căldură
unde:
lungimea lineară prin care curge fluidul
diametrul echivalent hidraulic
viteza medie a fluidului pe porțiunea considerată
densitatea fluidului la temperatura și presiunea considerată
T și Tp temperatura medie a fluidului, respectiv a pereților spălați de fluid ,
coeficientul de frecare, dependent de numărul Reynolds și uneori de rugozitatea pereților (coeficientul lui Darcy)
Pentru țevi rugoase, la valori și
Calculul pierderilor de sarcină locală
în care: – coeficientul de rezistență locală care depinde de forma geometrică a neregularității de curgere și uneori de numărul Reynolds.
Din tabel
Calculul pierderilor de sarcină în canale verticale (efecte de tiraj)
Valoarea autotirajului (tiraj natural) oricărei porțiuni verticale din circuit, inclusiv coșul, se calculează cu relația:
unde:
h – înălțimea pe verticală a traseului în (m)
– densitatea aerului exterior (Kg/m3)
– densitatea medie a gazului aflat în conductă (Kg/m3)
Fig. 3.8. Autotirajul cazanului,[5]
3.2.4 Calculul pierderilor de sarcină
unde este presiunea din focar
Calculul parametrilor de bază ai instalației de alimentare cu aer de ardere
Debitul de aer
La unele cazane mici, admisia se face prin efectul instalației de tiraj.
Debitul ventilatorului de aer se determină cu relația:
2/s]
unde:
– B – debitul de combustibil care arde în focar kg/s
– – volumul teoretic de aer umed necesar arderii Nm3/kg sau Nm3/Nm3
– – coeficientul de exces de aer în focar
– – temperatura aerului aspirat de ventilator
– – coeficient de rezervă, egal cu 1,05
Calculul presiunii ventilatorului de aer de ardere
Pierderea de sarcină totală a traseului de aer va fi, ținând seama de existența depresiunii din focar
Presiunea de calcul a ventilatorului de aer se determină cu relația:
unde este un coeficient de rezistență pentru presiune, egal cu 1,1
Puterea motorului electric ce antrenează ventilatorul va fi:
unde este randamentul ventilatorului
Calculul parametrilor de bază a instalației de tiraj
Debitul instalației de tiraj
Se determină cu relația:
unde:
– – volumul gazelor de ardere din cazan la excesul de aer din coș sau
– – coeficientul de rezistență pentru cazane cu debit
– – temperatura gazelor de ardere la exaustor, respectiv la baza coșului
Calculul coșului la instalațiile de tiraj natural
Diametrul coșului se determină în funcție de debitul total de gaze de ardere al cazanelor legate de coș. viteza gazelor de ardere la ieșirea din coș se alege între 4 și 10 m/s cu valorile mici ale vitezei la cazane de debite mici.
În cazul când coșul cazanului este destinat pentru prelucrarea întregului tiraj necesar cazanului:
Tirajul brut al coșului H, se determină fără pierderi proprii pe traseul acestuia ți se calculează cu relația:
unde:
– – înălțimea coșului
– – densitatea aerului exterior
– – densitatea gazelor de ardere la temperatura medie din coș
Densitatea gazelor de ardere la starea normală se calculează cu relația:
Temperatura medie a gazelor în coș este:
Căderea de temperatură în coș se calculează cu relația:
unde
unde – este debitul de abur al cazanului în
Se alege la temperatura aerului – densitatea nominală
Tirajul net al coșului
Calculul de rezistență al cazanului
Calculul de rezistență se efectuează pentru dimensionarea sau verificarea, tamburilor, țevilor, colectoarelor, plăcilor tubulare, fundurilor și tuburilor de flacără.
Temperatura de calcul a pereților (tp) este temperatura care se stabilește valoarea rezistenței admisibilea metalului.
și în general
unde este temperatura fluidului de lucru.
Oțel carbon laminat în table groase pentru cazane de abur și recipiente sub presiune.
OLK2
Rezistența la tracțiune
Limita de curgere la
Alungirea relativă la rupere (%) 26%
Rezistența admisibilă în pentru oțel la diferite temperaturi:
Tabel 3.2, [5]
Calculul grosimii pereților corpurilor cilindrice
Calculul tamburului
Grosimea necesară a tablei este:
unde:
– – diametrul interior al tamburului (cm)
– P – presiunea de lucru (bar)
– – efortul unitar admisibil
– – coeficient de slăbire –
– c – adaos de coroziune
Calculul țevilor
Țevile folosite în construcțiile suprafețelor de încălzire a cazanelor și a conductelor aferente în porțiunile drepte, se calculează cu relația:
Temperatura de calcul a peretelui se ia
Adaosul la grosimea de calcul va fi
Verificare:
în care
Calculul grosimii pereților tuburilor pentru flacără
Tuburile de flacără se execută netede sau ondulate și cu grosimi cuprinse între 6-20 mm.
Grosimea peretelui tubului de flacără se calculează cu relația:
în care:
– – diametrul interior al tubului de flacără
– – rezistența la rupere la în
– l – lungimea cuprinsă între două consolidări
– a –un coeficient egal cu 75
Înălțimea ondulației la tuburile de flacără trebuie să fie cel puțin 35 mm, iar pasul ondulației până la 200 mm.
Înălțimea consolidării trebuie să fie cel puțin 35 mm și să ofere elasticitate suficientă tubului care se dilată mai mult decât mantaua.
Fig. 3.9. Consolidarea tubului de flacără,[5]
Calculul fundurilor
Normele pentru construcția fundurilor: și .
Grosimea tablei necesară este dată de relația:
Adaosul c se ia 0,1 cm la și 0 la
unde:
– d – este diametrul găurii (gaură de vizitare sau inspecție)
– y – se dă în funcție de bombajul relativ al fundului și de prezența găurilor neîntărite sau a găurilor de vizitare cu caracter geometric
Fig.3.10.a Fundul cazanului fața,[5]
Fig.3.10.b Fundul cazanului spate,[5]
Calculul plăcilor tubulare
Plăcile tubulare se consolidează în porțiunea rămasă în afara focarului de țevi, cu mijloacele adecvate, ori de câte ori valoarea presiunii de lucru a cazanului impune aceasta.
Țevile sistemului convectiv sunt sudate și mandrinate de plăcile tubulare pentru a preveni smulgerea acestora.
Fig. 3.11 Așezarea țevilor în placa tubulară,[5]
Aria suprafeței plăcii tubulare dintre patru țevi se calculează cu relația:
unde:
– – diametrul exterior al țevii (cm)
– – diametrul orificiului plăcii
– P – presiunea în
Încărcarea q trebuie să corespundă valorilor:
– pentru țevi mandrinate în orificii netede sau canale inelare
– pentru țevi mandrinate și cu unul din capete răsfrânte
– pentru țevi mandrinate și cu ambele capete răsfrânte
Grosimea plăcii tubulare se calculează cu relația:
K- este un coeficient egal cu
Țevile se mandrinează, iar pentru placa tubulară grosimea minimă va fi:
condiția este îndeplinită
Plăcile tubulare, supuse la încovoiere în interiorul porțiunii hașurate, se verifică cu relația:
în care:
Elemente de automatizare și control
Generatoarele de abur sunt aparate de tip semi-fix orizontale, cu tuburi de fum dotate cu accesorii, pentru a căror funcționare este indicată utilizarea arzătoarelor presurizate pe gaz.
Pentru funcționarea în siguranță aceste generatoare sunt dotate cu următoarele elemente de automatizare și control:manometru, presostatul de funcționare, presostatul de bloc, supape de siguranță, indicatoare de nivel, regulator automatic de nivel și instrument nivel de siguranță.
Manometru este alcătuit dintr-un tub metalic cu secțiunea eliptică mult deformată, îndoit în formă de arc. Una din extremități este deschisă comunicând cu interiorul generatorului, cealaltă extremitate este închisă și liberă de a se mișca și este în legătură cu indicatorul de pe ecranul acestuia printr-un sistem de pârghii în formă de sectoare care se deplasează acționate de un angrenaj. Presiunea din proiect este indicată de manometru cu un semn roșu.
Manometrul este montat pe un robinet cu trei căi care permite efectuarea următoarelor manevre:
– comunicarea între generator și manometru (poziție normală de funcționare);
– comunicarea între manometru și exterior (poziția necesară pentru drenarea sifonului);
– comunicarea între generator, manometru și manometrul campion (poziția necesară pentru verificarea manometrului).
Fig. 4.1. Manometru,[13]
Presostatul de funcționare este instrumentul care controlează presiunea generatorului și o menține între valorile minime și maxime prestabilite.
Instrucțiuni pentru calibrare
Întrerupătorul electric are trei șuruburi (2 – 1 – 3 de la dreapta la stânga). La presiunea stabilită contactul 2 – 1 se comută pe contactul 2 – 3. Calibrarea presostatului: rotiți butonul 1 până când indicatorul scării 2 se poziționează la valoarea presiunii la care se dorește repornirea arzătorului. Demontați capacul presostatului și poziționați tamburul 3 la valoarea aleasă pentru diferențial.
Fig. 4.2. Presostat de funcționare,[12]
Presostatul de bloc este calibrat la o presiune superioară a celei de minim a presostatului de funcționare, dar mereu inferioară a celei de deschidere a valvei de siguranță. presostatul de bloc intervine în cazul de avarie al presostatului de reglare și oprește în mod permanent arzătorul. Reaprinderea arzătorului este posibilă numai dacă presiunea vaporilor (aburului) a scăzut și dacă s-a efectuat rearmarea manuală la panoul electric de comandă.
Calibrarea acestui presostat se face în mod analog ca a presostatului de reglare, cu singura atenție de a poziționa indicele tamburului la valoarea 1 adică cu diferențial practic zero.
Fig. 4.3. Presostat de bloc,[14]
Supape de siguranță (valve de siguranță) au rolul de a descărca vapori (abur) când se ajunge la valoarea presiunii maxime din proiect al generatorului. Valvele utilizate la cazane sunt cu arc.
La valvele de siguranță, supraveghetorul trebuie să fie foarte atent și să coordoneze o bună și meticuloasă întreținere. Valva de siguranță este componentul cel mai important și delicat al generatorului deoarece dă garanția că presiunea internă a cazanului nu depășește presiunea din proiect.
obicei, de a controla, ca aceasta să fie în permanență liberă, adică obturatorul să nu fie lipit de locaș. Pentru aceasta se acționează periodic pe pârghia laterală până când începe să descarce vapori.
Descărcarea valvei de siguranță instalată pe generatoarele de vapori (abur), trebuie să fie în exteriorul camerei cazanului. În construcția tuburilor de descărcare este necesar să se țină cont de anumite considerații citând câteva dintre acestea:
diametrul tuburilor de descărcare, se recomandă să fie cel puțin egal cu diametrul flanșei de ieșire a valvei de siguranță;
raza de curbură a tuburilor trebuie să fie amplă;
toate tuburile de descărcare trebuiesc construite în mod de a evita formarea condensului. Pentru aceasta trebuie montate cu o adecvată înclinație care să permită drenarea lor completă.
Indicatoare de nivel – sunt alcătuite dintr-o pereche de robineți, legați la o cutie de reflexie, care are un geam de sticlă. Acest instrument este legat la generator deasupra și dedesubt la nivelul normal al apei, în timp ce extremitatea inferioară, este dotată cu un robinet de drenaj pentru a evacua periodic depozitele, menținând geamul curat. Prin intermediul acestor robineți periodic este posibil verificarea eficienței sistemului de control al nivelului, făcând următoarele operațiuni:
deschiderea timp de câteva secunde și închiderea robinetului de drenaj. Dacă apa dispare, iar după aceea se restabilește rapid la nivelul de dinainte cu ample oscilații, înseamnă că nivelul funcționează bine. Dacă apa revine încet sau se oprește la un nivel divers de cel precedent, înseamnă că una dintre comunicații este înfundată. Pentru a determina care este dintre cele două și pentru a încerca drenarea ei, se închide robinetul pentru vapori (abur), lăsând deschis cel pentru apă, deci se redeschide robinetul de drenaj, din acesta trebuie să iese apă și eventuale depozite care s-au format în tuburi.
Fig. 4.5. Indicator de nivel,[16]
închidem robinetul de apă apoi deschidem cel de vapori, iar de la drenaj trebuie să iese vapori.
închidem robinetul de drenaj și lăsăm deschiși cei doi robineți pentru vapori (abur) și apă, apa trebuie să revină la punctul de început. Dacă aceasta nu se verifică este necesar curățirea conductelor de legătură dintre indicatorul de nivel și generator.
Regulator automatic de nivel și instrument nivel de siguranță
Principiul de măsurare și controlare al nivelului se bazează pe conductivitatea electrică a apei. Instrumentul este compus dintr-un releu electric, montat în panoul electric de comandă și din sonde cu diverse lungimi, montate în corpul cazanului.
Funcționarea este prevăzută pentru:
pornirea și oprirea automată a pompei, avem două sonde montate în corpul cazanului, dintre care una este mai lungă pentru pornirea pompei, iar cealaltă este mai scurtă pentru a opri pompa. Aceste sonde sunt cablate la același releu de regulă, montat în panoul electric de comandă.
oprirea arzătorului pentru nivel scăzut, avem două sonde de aceeași lungime, montate în corpul cazanului, cablate la două relee de reglare diferită și care sunt montate în panoul electric de comandă. Acestea opresc în mod permanent arzătorul în cazul în care nivelul scade sub limita stabilită.
Sonde în butoiaș:
6 oprește pompa;
7 pornește pompa.
Sonde în cazan:
8 siguranța bloc arzător și activare alarmă;
9 siguranța bloc arzător și activare alarmă.
Recomandăm în afara soneriei de alarmă în camera cazanului, montarea unui semnal acustic sau vizibil într-un loc de obicei frecventat.
Fig. 4.6. Regulator automatic de nivel și instrument nivel de siguranță,[17]
Termometre industriale
Termometrele cu lichid se folosesc în diverse domenii: în industrie, în laboratoare, în medicină, etc. Forma și aspectul lor diferă în funcție de destinația de utilizare, dar toate prezintă anumite elemente constructive comune.
Rezervorul cu lichid, de formă cilindrică sau sferică, ce conține lichidul termometric (mercur toluen, alcool etilic sau alt lichid)
Tubul capilar aflat în continuarea rezervorului, este confecționat din aceeași sticlă ca și acesta
Scala gradată, confecționată din sticlă mată și fixată în dreptul capilarului
Învelișul de sticlă ce protejează atât capilarul cât și scala.
În centrala termică sunt montate la degazorul atmosferic pentru măsurarea temperaturii apei de alimentare a cazanului și la distribuitorul cazanului pentru măsurarea temperaturii aburului saturat.
Fig. 4.7. Termometre industriale,[18]
Tratarea apei
Regimul termo-chimic al cazanelor de abur industriale
Utilizarea apei ca agent termic în instalațiile de cazan industriale termomecanice sau în schimbătoarele de căldură folosite în diferite procese tehnologice, ridică o serie de probleme legate de fenomenul formării depunerilor. Apa fiind cel mai bun dizolvant nu este niciodată pură, ea conținând cantități variabile de substanțe dizolvate sau în suspensie.
Fig. 5.1 Dependența concentrației impurităților mecanice de transparență a apei.[10]
Pentru prevenirea formării depunerilor de săruri sau de oxizi pe suprafețe de transfer de căldură ale cazanelor, trebuie respectat un anumit regim chimic atât pentru apa de alimentare a cazanului cât și pentru cea din generator, indicii de calitate fiind menținuți printr-un regim de purjă adecvat, care elimină sărurile concentrate în zona de evaporare.
Necesitatea eliminării din apă a substanțelor conținute este impusă de consecințele nedorite pe care depunerile formate pe suprafețele de transfer le au asupra funcționării în condiții de siguranță a utilajelor respective;
datorită conductivității termice mai mici a depunerilor decât a metalului țevii, are loc creșterea temperaturii acestuia, putând duce la depășirea rezistenței maxime admise pentru metal la temperatura respectivă;
creșterea consumului de combustibil și scăderea randamentului instalației de cazan;
creșterea intervalului de timp în care se ating parametrii normali de lucru;
impurificarea aburului cu efecte negative asupra consumatorului de abur, apariția coroziunii pe suprafețele metalice;
Condițiile de calitate impuse apei de alimentare pentru generatoare trebuie să răspundă cerințelor de funcționare la parametrii normali și în deplină siguranță. aceste condiții sunt cu atât mai severe cu cât temperatura și presiunea de funcționare sunt mai mari, ele fiind reglementate de prescripțiile tehnice ISCIR.
Fig. 5.2. Variația solubilității substanțelor principale care formează crusta,
funcție de temperatura apei.[10]
Formarea depunerilor de oxizi de fier [FeO, Fe2O3, Fe3O4 și FeO(OH)] este deosebit de gravă pentru că este consecința corodării metalului care se produce în special în spațiul de abur datorită oxigenului și sărurilor (soluții de electroliți). existența CO2 accelerează coroziunea, care poate apărea sub următoarele feluri:
coroziunea uniformă, în medii slab acide și neutre, datorită CO2 dizolvat în apă sub formă de H2CO3;
coroziunea în adâncime datorată prezenței oxigenului dizolvat;
coroziunea selectivă a aliajelor de cupru datorată sărurilor de amoniu sau mediului acid care dizolvă zincul;
coroziunea alcalină (fragilitate caustică);
coroziunea datorată aburului asupra metalului.
Coroziunea se produce ca urmare a formării unor micropile electrochimice în jurul impurităților din interiorul metalului, sau a celor de pe suprafața exterioară a acestuia. În acest caz metalul constituie anodul și se dizolvă, iar impuritățile constituite catodul micropilei unde se degajă hidrogenul.
Fig. 5.3. Variația solubilității sărurilor ușor solubile, funcție de temperatura apei.[10]
Coroziunea fierului se produce în medii apoase în absența oxigenului, între valori ale pH-ului. pH=4,5-12 conform reacției:
În prezența CO2 în mediu neutru, metalul se corodează uniform.
În prezența oxigenului, fierul este corodat în adâncime. Coroziunea este deosebit de periculoasă și duce la scoaterea utilajului din funcțiune.
Evitarea formării depunerilor ca urmare a coroziunii metalului de bază se realizează prin degazarea termică și/sau chimică a apei din circuitele termomecanice. Gradul de degazare este în funcție de presiunea la care funcționează instalația. Pentru cazanele cu presiune joasă conținutul de oxigen admis este de cca 0,5 – 0,2 mg O2/l. Pentru cazanele cu presiune medie, conținutul de oxigen trebuie să fie redus între 0,1 – 0,05 mg O2/l. Pentru cazanele cu presiuni ridicate se cere o degazare până la 0,02 mg O2/l și o eliminare completă de CO2.
Oxigenul (O2) este dizolvat fizic în apă și degazarea lui se face relativ ușor prin fierberea apei la o ușoară presiune sau sub vid, când temperatura de fierbere scade sub 100oC.
Oxigenul se poate elimina și pe cale chimică folosind substanțe reducătoare, printre care cele mai cunoscute sunt sulfitul de sodiu, trifosfatul de sodiu și hidrazina.
Fig. 5.4. Solubilitatea oxigenului în apă, în funcție de presiune și temperatură,[10]
Dioxidul de carbon (CO2) este prezent în apă liber, dizolvat fizic, și sub formă ionică (combinat) HCO3. În urma degazării termice în apă rămâne forma ionică a acestuia care se descompune și se elimină mai bine la presiuni mai ridicate. Eliminarea CO2 se face în rezervorul degazorului prin fierbere unde timpul de staționare este suficient de mare.
Eliminarea CO2 prin degazare termică, este posibilă numai la PH<4,4 când acesta există numai sub formă de H2CO3 (acid carbonic) necombinat chimic cu alți cationi.
La instalațiile de abur fenomenele de coroziune sunt mai intense pe partea de apă, în zonele de separare a fazelor (zonele apă-abur) din cauza aerării diferențiale și la saturație când datorită variațiilor de presiune în abur poate să apară umiditatea.
Trecerea fierului în domeniul pasiv prin controlul de pH
Reducerea sau oprirea fenomenelor de coroziune se poate realiza prin menținerea unei valori a pH-ului fazei lichide în limitele pH=8,5 – 9,5 domeniul de stabilitate electrochimică a fierului. Aceste valori se pot menține prin aditivarea apei din circuit cu substanțe alcaline sau cu săruri ale unui acid slab cu o bază tare, care prin hidroliză să creeze un mediu alcalin.
Printre acestea se numără:
fosfatul trisodic;
carbonatul de sodiu;
hidroxidul de sodiu.
Ionii Ca2+ și Mg2+
Acești ioni nu trebuie să fie prezenți în apa din cazan. În cazul unei dedurizări imperfecte a apei de adaos se formează din aceștia depuneri tari, dacă nu sunt prezenți ionii sau dacă aceștia sunt prezenți într-o cantitate insuficientă. Depunerile se formează prin creșterea și întrepătrunderea cristalelor sărurilor insolubile ale celor doi cationi cu anionii și . Împreună cu Si, O2 ei formează silicații insolubili.
Depunerile tari apar în locurile de schimb de căldură, odată cu formarea de bule de abur în stratul limită concentrat, ca reziduri solide de săruri sub formă de inele concentrice. Prin repetarea și suprapunerea inelelor ia naștere o depunere continuă tare.
Sărurile insolubile de Ca2+ și Mg2+ sunt rele conducătoare de căldură (izolatoare termice).
Conductivitatea termică a oțelului este de cca. 40 – 50 Kcal/m2h0C în funcție de greutatea volumică a depunerilor.
Cel mai bun conducător este CaSO4 iar cel mai rău conducător este depunerea de silicat, în special silicatul de magneziu, care este foarte poros și voluminos.
Fig.5. 5. Dependența grosimii stratului de depuneri timp de un an (8000 h)
de duritatea apei și intensitatea fluxului de căldură,[10]
Depunerea tare înrăutățește transferul termic prin peretele țevii și reduce eficacitatea termică a cazanului cu 2-3%. Din acest punct de vedere ea ar fi un fenomen nedorit, însă pericolul mare constă în faptul că sub stratul de depunere, peretele țevii poate fi supraîncălzit peste limita de curgere a materialului, producându-se deformarea sau ruperea lui. La temperaturi corespunzătoare limitei de curgere, dispare elasticitatea materialului, adică proprietatea lui de revenire, după alungirea termică, la starea inițială.
Depunerile tari nu se mai formează în cazane dacă apa de alimentare este bine testată.
Caracteristicile apei de alimentare în cazanele ignitubulare
PT ISCIR C2: 2003 care reglementează parametrii apei din cazan, prevăd următoarele:
Apa de alimentare:
Duritate reziduală – max. 0,1 mval/l;
Valoare pH=7,0 – 9,5;
Alcalinitatea ”m” – max. 4 mval/l;
Oxigenul dizolvat – max. 0,1 mg/l;
Fier ionic – max. 0,1 mg/l;
Substanțe uleioase – max. 0,1 ppm.
Apa din generator:
Duritatea – 0,1 mval/l;
Conductivitatea – max. 7.000 μs/cm;
Alcalinitatea ”p” – 50 – 100 mval/l;
Exces Na3PO4 – 15 – 20 ppm;
Valoare pH= 9 – 11.
Condensul returnat:
Valoare pH – min. 7;
Conductivitate – max. 1 μs/cm;
Duritate fier, cupru – lipsă.
Fig. 5.6. Schema de principiu a instalației de tratare chimică profundă a apei:
1 – introducerea apei limpezite, 2 – filtru cu ciclul H, treapta I, 3 – filtru cu anioni,
4 – filtru cu ciclul H, treapta II, 5 – Turn de aerisire, 6 – evacuarea CO2, 7 – ventilator,
8 – rezervor, 9 – pompa, 10 – filtru cu anioni, 11 – apa tratată
[10]
Analiza apei de alimentare
Determinarea durității
Duritatea totală, notată cu dT reprezintă conținutul total de ioni de calciu și magneziu corespunzător conținutului de săruri de calciu și de magneziu din apă sau abur.
Duritatea se poate determina complexometric.
Metoda se bazează pe titrarea cu reactiv organic care se formează cu ionii de Ca2+ și Mg2+, combinații complexe, solubile și stabile. Titrarea se face în prezența unui indicator de culoare.
Executarea: se iau 10 ml probă de apă, cu o pipetă de precizie, într-un erlenmayer de 500 ml. Se adaugă 2 ml soluție tampon (clorură de amoniu + hidroxid de amoniu) și un vârf de spatulă eriocrom negru T.
Se agită conținutul erlenmayerului până la virajul culorii roșu/nuanță spre violet în albastru.
Exprimarea curentă a durității se face în grade de duritate (od) și în miliechivalenți /dm3, sau milivali/dm3 (mval/dm3).
Determinarea alcalinității (m)
Alcalinitatea față de metiloranj (sau indicator mixt) notată cu m, corespunde conținutului total de hidroxizi și carbonați plus două treimi din conținutul de fosfați (în cazul prezenței acestora), sau corespunde conținutului total de carbonați și bicarbonați, plus două treimi din conținutul fosfaților (în cazul prezenței acestora).
sau
Executarea:
se ia 100 ml probă;
3 – 4 picături metilorange;
Se titrează cu HCl 0,1N până la virajul culorii galbene î portocaliu;
Consumul total (volumul) de HCl 0,1N față de indicator → alcalinitatea m în mvali/l.
Valoarea maximă admisă este de 0,5 mvali/l.
Determinarea pH-ului
Indicele pH este unitatea de măsură care exprimă conținutul de ioni (H+) a unei ape, determinându-i aciditatea, respectiv alcalinitatea.
Pentru determinările în serie sunt recomandabile amestecurile de indicatori universali. Virajul produs cu proba de apă se compară cu o scală colorimetrică care dă direct indicele pH.
Analiza apei de la cazane
Determinarea alcalinității (p)
Alcalinitatea față de fenolftaleină , notată cu ”p”, corespunde conținutului total de hidroxizi plus jumătate din conținutul de carbonați și în cazul prezenței fosfaților, plus o treime din conținutul acestora:
Executarea:
se ia 100 ml probă;
2 – 3 picături indicator fenolftaleină.
Se titrează cu HCl 0,1N până la virajul de la culoarea roz la incolor.
Volumul de HCl 0,1N fosfit → alcalinitatea p, în mvali/l.
Valori admise 7,5 – 12 mvali/l.
Determinarea fosfaților
Fosfații PO4 reprezintă conținutul de fosfat dizolvat din apă din cazan exprimat în PO4.
Determinarea se execută prin calorimetrare vizuală. Metoda se bazează pe formarea compusului complex: fosfo-molibdenic de amoniu.
Se ia 50 ml apă de probă și se introduc în balon cotat de 100 ml. Se adaugă 2 picături fenolftaleină și apoi HCl 0,1N până la decolorarea soluției. Se completează balonul cu apă bidistilată până la semn, și se amestecă. Din balon se pipetează 10 ml soluție într-o eprubetă calorimetrică, se adaugă 1 ml soluție sulfomolibdat de amoniu și se agită. Se introduce o foiță de staniu și 1 ml HClN sau 1 ml SnCl2. Se agită eprubeta timp de 10 minute și se lasă încă 10 minute în repaus. Colorația albastră formată se compară cu aceea a soluțiilor etalon de fosfat.
Analiza condensatului
Determinarea durității
Se realizează similar cu determinarea durității pentru apa de alimentare a cazanelor.
Determinarea pH-ului
Se realizează similar cu determinarea pH-ului la apa de alimentare a cazanelor.
Valoarea pH≥7
Frecvența analizelor chimice reglementată de către PT ISCIR C2, este de mare importanță pentru cazanul din centrala termică, prezentându-se astfel:
Apa de alimentare:
aspect (suspensii) – 8 ore;
duritate totală – 4 ore;
alcalinitatea ”m” – 4 ore;
pH – 8 ore;
oxigen – 8 ore.
Apa din generator(cazan):
alcalinitatea ”p” – 4 ore;
exces fosfat – 8 ore;
conductivitate – 8 ore;
reziduri fixe – 24 ore.
Abur saturat:
conductivitate – 8 ore.
Rezultatele analizelor chimice se consemnează în ”Registrul jurnal” al centralei întocmit conform PT ISCIR C2, iar pe baza analizelor se stabilește cuantumul de purjă continuă a cazanului.
Atenție
Regimul de purjare al cazanului este foarte important, iar fochistul trebuie să consemneze în registrul jurnal de evidență durata, data și ora purjării. Nu se vor purja în același timp două cazane care sunt racordate la o bară comună de purjare.
În cazul în care robinetul de purjare prezintă scurgeri de apă, în cel mai scurt timp acesta va fi înlocuit sau reparat, la prima oprire a cazanului deoarece neasigurarea etanșeității cazan-expandor poate duce la pierderea nivelului de apă din cazan (stare de avarie cazan) și întreruperea funcționării prin protecțiile de ”nivel minim” cu care este dotat cazanul.
Norme de protecție a muncii
Instrucțiuni de securitate în muncă la exploatarea rețelelor termice de abur, aer comprimat și gaze naturale
Exercitarea serviciului de exploatare și întreținere a rețelelor se efectuează în funcție de anotimp și volumul de lucrări. Pentru o bună funcționare a rețelelor trebuie avut în vedere următoarele:
la umplerea rețelelor temperatura fluidului de umplere nu va depăși 60oC temperatura peretelui conductei;
viteza de umplere a conductei nu va depăși 0,14 m/s și se va realiza o bună evacuare a aerului pentru a nu se produce lovituri de berbec;
se vor evita variațiile de presiune pe conducte (opriri de pompe, porniri de pompe, dezamorsări).
Se interzice orice lucrare sau intervenție la schimbătoarele de căldură în timp ce acestea sunt în funcțiune.
Schimbătoarele de căldură vor fi scoase din funcțiune și izolate de restul instalației în următoarele cazuri:
apariția de crăpături, fisuri;
pierderi importante de fluid la îmbinări sau flanșe;
defectarea armăturilor de control și siguranță;
spargerea țevilor însoțite de creșterea nivelului de condens în boiler;
zgomote anormale sau variații ale instalației.
Repararea conductelor, armăturilor, schimbătoarelor de căldură se pot executa după ce temperatura din interior a scăzut sub 45oC, având blindate toate intrările și ieșirile, toate rețelele termice vor fi izolate termic.
Executarea lucrărilor pe instalațiile termice se vor face numai pe bază de permis de lucru și după scoaterea din funcționare, izolare, descărcare de presiune și golire de fluid, toate rețelele termice vor avea pe tur și retur aparate de măsură și control (manometre, termometre).
Pentru rețelele de gaze naturale sunt necesare următoarele:
verificări periodice cu apă și săpun a tuturor îmbinărilor demontabile și armăturilor;
intervenția în cazul unor defecte se face numai după oprirea, suflarea aerului conductelor, blindarea sau separarea de instalația furnizoare.
Personalul de exploatare și intervenție are următoarele obligații:
să participe la toate instructajele;
să nu utilizeze scule și echipamente defecte;
să aplice în activitatea desfășurată prevederile normelor de care a luat cunoștință la instruire precum și orișice alte măsuri de prevenire a incendiilor;
verificarea eventualelor scăpări de gaze se face prin mirosire și cu spumă de săpun;
nu se face verificarea cu flacără deschisă a instalației de gaze naturale deoarece prezintă pericol de explozie și incendiu.
Rețelele de aer comprimat și rezervoarele tampon se vor verifica în fiecare schimb prin:
controlul vizual al rețelelor;
revizia periodică a supapelor de siguranță;
curățirea și vopsirea rezervoarelor tampon.
Personalul care va lucra în recipiente închise va purta centura de siguranță legată cu frânghie din exterior și supravegheat de o persoană din exterior cu care va stabili în prealabil un cod de semnalizare.
La înălțime orice intervenție la rețelele termice și de aer comprimat se va face având în dotare echipamente de protecție corespunzătoare cum sunt:
centură de siguranță;
cască de protecție;
unelte corespunzătoare.
Instrucțiuni de securitate în muncă în exploatarea și repararea cazanelor de abur
Exploatarea, repararea și conservarea organelor trebuie făcută în conformitate cu instrucțiuni elaborate de furnizorul de utilaj și cu instrucțiunile ISCIR în vigoare.
Persoanele care deservesc instalații de cazan trebuie să corespundă d.p.d.v. al stării de sănătate și să fie autorizat de către ISCIR.
Toate instalațiile aferente cazanelor trebuie să fie păstrate în deplină stare de ordine și curățenie.
Instalațiile și recipientele sub presiune defecte, vor fi scoase din funcție și reparate, menținerea lor în funcțiune fiind interzisă.
Toate manevrele în instalații se vor face cu o deosebită atenție, pe baza foilor de manevră, cu excepția cazurilor de avarie.
Se interzice funcționarea cazanelor cu protecțiile scoase sau defecte.
Înainte de pornire se urmărește realizarea ventilației cazanului.
Zilnic se vor controla toate flanșele și armăturile cu spumă de apă cu săpun, pentru depistarea eventualelor scăpări de gaze, de către operatorul de la cazanul aflat în funcțiune.
Toate lucrările la cazan se vor executa pe baza autorizației de lucru, proces verbal de predare și reparație.
Accesul în sala cazaneloreste interzisă persoanelor străine care nu au atribuții de serviciu în centrală.
Se interzice curățirea cu motorină, petrol sau produse lubrefiante a tablelor stricate.
Toate căile de acces vor fi menținute în bună stare și nu se vor bloca cu materiale.
Se va evita staționarea în fața flanșelor, armăturilor, ușilor de ventilare de la cazan, precum și a sticlelor de nivel.
Controlul cazanului se va face cu o deosebită atenție, supravegherea tabloului de comandă fiind preluată de către șeful de tură sau o persoană numită de către șeful de tură.
Controlul supapelor de siguranță se face de către firma autorizată ISCIR.
Este interzisă funcționarea cazanului cu supapele de siguranță blocate sau defecte.
La executarea probei de presiune cu apă, în prezența inspectorului ISCIR controlul în interiorul cazanului este permisă numai după scăderea presiunii la presiune de regim cu condiția întreruperii alimentării cazanului cu apă. Persoanele acre execută controlul la interior vor fi supravegheate de alte două persoane aflate la ușa de vizitare. Se va verifica starea tehnică a armăturii de purjare și poziția lor înainte de a controla cazanul.
Purjarea sticlelor de nivel de la tambur, verificarea lor și înlocuirea se vor face cu deosebită atenție. De asemenea, punerea în funcțiune a sticlelor de nivel se va face cu atenție, ținând cont de pericolul că la o încălzire neuniformă și rapidă, sau la o strângere exagerată și neuniformă a sticlelor de nivel acestea se pot sparge, prezentând pericol pentru cel care lucrează.
Arderea în focarele cazanelor trebuie reglată astfel încât la coșul de gaze să nu existe gaze nearse (CO).
Înainte de executarea lucrărilor în focarele cazanelor, canalele de aer sau gaze arse și la instalațiile de combustibil, se va lua o probă de aer, pentru determinarea concentrației.
La coloana de gaz metan va interveni numai personalul autorizat.
Lucrările de reparație la instalațiile de alimentare cu gaze combustibile se vor executa sub conducerea personalului autorizat.
Personalul de deservire, precum și cel ce execută lucrarea în sala de cazane, va purta în mod obligatoriu echipament de protecție prevăzut de normele de securitate și sănătate în muncă.
Se interzice purjarea cazanului atunci când armăturile cazanului sunt defecte.
Se va respecta cu strictețe ordinea operațiilor de aprindere a focului. În momentul aprinderii focului este interzis a se staționa în dreptul vizoarelor și gurilor de aprindere.
În cazul producerii unor explozii în cazan, focar, canalele de gaze, se întrerupe de urgență alimentarea cu combustibil și se va controla cu atenție cazanul, eliminând cauza.
În cazul de spargere a unei armături sau conducte de gaz, se va izola de urgență porțiunea avariată, trecând la aerisirea forțată a încăperii.
În zona geamurilor de la sala cazanelor se va circula cu deosebită atenție, staționarea personalului în aceste zone fiind interzisă.
Personalul de deservire răspunde de păstrarea în bune condiții a mijloacelor tehnice de stingere a incendiilor, de panouri de avertizare, pe linie de securitate și sănătate în muncă și PSI, de la locul de muncă.
Instrucțiuni de prevenire și stingere a incendiilor la centrala termică
Reguli de stingere a incendiilor
Personalul de serviciu are obligația:
Să anunțe îndată șeful de atelier și formația de pompieri despre existența unor împrejurări de natură să provoace incendii;
Să participe la stingerea sau înlăturarea consecințelor incendiilor, precum și la evacuarea peroanelor și bunurilor materiale;
Să întrețină mijloacele de prevenire și stingere a incendiilor de la locul de muncă în bună stare de funcționare;
Să folosească pentru stingerea incendiului:
Apa pentru lemn, hârtie, textile;
Spumă chimică pentru lichide combustibile;
Praf și bioxid de carbon pentru incendii electrice, motoare cu ardere internă.
În caz de incendiu se anunță formația de pompieri la numărul de telefon 112, locul exact al incendiului, cine anunță incendiul și de la ce număr de telefon. După anunțarea incendiului nu se părăsește telefonul până se cere confirmarea incendiului de către formația de pompieri:
Se dă semnalul la locul de muncă;
Se întrerupe curentul electric în zona incendiului;
Se acționează pentru stingerea incendiului cu mijloace (stingătoare, hidranți și generatoare de spumă) aflate la îndemână;
Se execută salvări de persoane și evacuări de materiale conform planului de evacuare.
Mijloace utilizate la stingerea incendiilor
Stingător cu bioxid de carbon
Se utilizează la stingerea incendiilor provocate de curentul electric datorate unui scurtcircuit, la stingerea incendiilor în încăperi unde există aparate electrice în funcțiune precum și în stingerea obiectelor de valoare a cărei integritate trebuie păstrată.
Stingătorul se compune dintr-o butelie metalică în care se introduce bioxid de carbon la o presiune de 70 – 75 atm. Butelia este legată prin intermediul unui ventil de o pâlnie metalică utilizată la evacuarea gazului din butelie.
În caz de necesitate se îndreaptă pâlnia la baza focului, se deschide ventilul și jetul de bioxid de carbon se proiectează în direcția focului.
Bioxidul de carbon suferă un fenomen de destindere de la presiunea de 70 atm. la presiunea atmosferică, fenomen care se petrece cu o scădere apreciabilă a temperaturii, aceasta determinând o răcire a obiectului încins contribuind la stingerea acestuia.
Stingător cu spumă
Se compune din două butelii concentrice. Una metalică exterioară prevăzută la partea superioară cu un orificiu de eliminare a spumei și un capăt metalic, și alta interioară din sticlă.
În butelia metalică se găsește o soluție alcalină, bicarbonat de sodiu, iar în cea interioară o soluție acidă, sulfat de aluminiu.
Înainte de întrebuințare se deschide orificiul superior cu ajutorul cuiului atașat la butelie pentru a debloca orificiul de evacuare a supapei. Apoi se răstoarnă de 2 – 3 ori butelia timp în acre cele două soluții reacționează formând bicarbonat de aluminiu. Acest amestec nefiind stabil se descompune în bioxid de carbon și hidroxid de aluminiu, precipitat inert și foarte fin. bioxidul de carbon degajat se înglobează în acest precipitat transformându-l într-o spumă fină și foarte ușoară care plutește la suprafața corpului incendiat. În felul acesta izolează obiectul incendiat de mediul înconjurător și întrerupe focul.
Stingătorul cu spumă se utilizează la stingerea produselor petroliere, a produselor ușor inflamabile. Este interzisă utilizarea lor la stingerea incendiilor, surselor electrice, spuma fiind conducătoare de electricitate și putând produce electrocutare.
Stingerea cu praf și bioxid de carbon
Sunt stingătoare universale putând fi folosite la orice tip de incendiu. Se compune din două butelii legate între ele printr-un ventil. Butelia mai mare conține un praf inert, iar la partea inferioară este prevăzută cu un orificiu de evacuare a prafului. Butelia mai mică conține bioxid de carbon la o presiune de 5 atm.
În momentul utilizării se deblochează orificiul de evacuare a prafului cu ajutorul unui cui, apoi se deschide ventilul ce face legătura între cele două butelii.
Bioxidul de carbon intră în butelia de praf obligându-l să iasă pe la partea superioară.
8. Concluzii
Pentru elaborarea lucrării de licență cu titlul “Proiectarea unei central termice pentru producerea de abur” am avut necoie de următoarele capitole:
Noțiuni introductive
Memoriu tehnic
Breviar de calcul
Elemente de automatizare și control
Tratarea apei
Norme de protecție a muncii
Instrucțiuni de prevenire și știngere a incendiilor la centrala termică.
Capitolul 1. Noțiuni introductive
Acest capitol se împarte în două subcapitole:
noțiuni teoretice
noțiuni despre cazane.
Capitolul 2. Memoriu tehnic
Acest capitol se împarte în șase subcapitole:
tipuri de cazane
clasificarea cazanelor
agenți termodinamici utilizați
schema instalației
cazanul centralei
funcționarea cazanului
Capitolul 3. Breviar de calcul
Acest capitol cuprinde următoarele:
Calculul arderii combustibilului gazos
La acest subcapitol am calculat: volumul teoretic de aer necesar arderii, componentele gazelor de ardere, volumul gazelor de ardere, densitatea gazelor triatomice și din gazele de ardere, densitatea gazelor de ardere, puterea calorifică a combustibilului gazos, după care am întocmit diagrama I-t a gazelor de ardere.
Calculul randamentului termic al cazanului și a debitului de combustibil
La acest subcapitol am calculat: pierderea specifică de căldură prin entalpia gazelor de ardere la coș, pierderea specifică de căldură prin arderea incompletă de natură chimică, pierderi specifice de căldură prin suprafața exterioară a cazanului, randamentul cazanului și consumul de combustibil.
După aceste calcule am constatat că este un cazan economic cu un consum de combustibil de 0,1063 Kg/s și un randament de 88%.
Bilanțul de ansamblu al cazanului
La acest subcapitol am calculat: fluxul de căldură util al cazanului, fluxul de căldură adus de combustibil, fluxul de căldură adus de aerul de ardere și de neetanșeități, fluxul de căldură pierdut prin arderea incompletă și fluxul de căldură pierdut spre exterior.
La bilanțul cazanului suma fluxurilor de intrare trebuie să fie aproximativ egală cu suma fluxurilor de ieșire. După aceste calcule am constatat că această instalație se încadrează în limitele ce se impun la acest bilanț.
Calculul temperaturilor și entalpiilor gazelor de ardere pe traseu
La acest subcapitol am calculat: entalpia teoretică de ardere, fluxul de căldură preluat prin radiație în focar, fluxul de căldură care se preia în sistemul convectiv, entalpia gazelor de ardere la sfârșitul primului drum convectiv, entalpia gazelor de ardere la sfârșitul celui de+al doilea drum convectiv.
După aceste calcule am obținut următoarele rezultate:
Tabel 8.1
Calculul termic al focarului
La acest subcapitol am calculat: suprafața de radiație în focar, se determină lungimea activă a focarului suprafața pereților focarului, grosimea stratului radiant de gaze, presiunile parțiale ale gazelor de ardere, coeficientul de absorbție al flăcării și gazelor de ardere, gradul de ecranare al focarului, murdărirea suprafețelor, factorul de poziție al flăcării în focar.
După aceste calcule rezultă lungimea focarului de 4 m, iar diametrul tubului de flacără se alege în funcție de mărimea cazanului. La cest cazan am ales D=0,900 m.
f. Calculul termic al drumului convectiv I
Drumul convectiv I este determinat de calculele anterioare prin următorii parametrii:
debitul de căldură cedat de gazele de ardere;
temperatura gazelor de ardere la intrarea în țevi;
temperatura apei la saturație;
temperatura gazelor de ardere la ieșirea din țevi.
În continuare am ales din îndrumător diametrul țevilor și viteza de circulație a gazelor de ardere în limitele economice 18 m/s.
Se calculează secțiunea de trecere a gazelor de ardere și numărul de țevi al drumului convectiv I.
După calcule rezultă secțiunea de trecere a gazelor de ardere 0,24 m2, iar drumul convectiv I este alcătuit din 62 de țevi.
Calculul termic al drumului convectiv II
Drumul convectic II este determinat de calculele anterioare prin următorii parametrii:
fluxul de căldură QCII
temperatura gayelor de intrare tCI
temperatura gazelor de ieșire tcoș
temperatura fluidului la saturație tsat
Am ales diametrul țevilor și viteza de circulație a gazelor de ardere în limite economice 12 m/s. Se calculează secțiunea de trecere a gazelor de ardere și numărul de țevi al drumului convectiv II.
După calcule am obținut secțiunea de trecere a gazelor de ardere 0,28 m2, iar drumul convectiv II este alcătuit din 72 de țevi.
Calculul hidraulic și al instalației de evacuare a gazelor de ardere
La acest subcapitol am calculat: pierderile de sarcină liniară, pierderile de sarcină locală, pierderile de sarcină în canale verticale. După acestea am calculat debitul de aer, presiunea ventilatorului de aer de ardere debitul instalației de tiraj, diametrul coșului, densitatea gazelor de ardere, temperatura medie a gazelor din coș.
După calcule au rezultat următoarele valori:
înălțimea coșului: hc=8 m;
densitatea aerului exterior ;
temperatura medie a gazelor în coș
Calculul de rezistență al cazanului
Calculul de rezistență se efectuează pentru dimensionarea sau verificarea tamburilor, țevilor, colectoarelor, plăcilor tubulare, fundurilor și tuburilor de flacără.
La acest subcapitol am calculat: grosimea pereților corpurilor cilindrice, grosimea necesară a tablei. După acestea am efectuat calculul țevilor, calculul grosimii pereților tuburilor de flacără, calculul fundurilor, calculul consolidărilor orificiilor, consolidarea gurii de vizitare, calculul plăcilor tubulare, grosimea plăcii tubulare.
După aceste calcule a rezultat: grosimea tablei tamburului este de 11 mm, grosimea pereților țevilor S= 0,035 mm, grosimea peretelui tubului de flacără S= 6 mm, grosimea tablei din care sunt confecționate fundurile cazanului S= 16 mm.
Materialele folosite la construcția cazanelor sunt oțeluri cu diferite valori ale rezistenței admisibile în funcție de temperatura la care sunt supuse. Țevile sistemului convectiv sunt sudate și mandrinate de plăcile tubulare pentru o bună rezistență a acestora.
Capitolul 4. Elemente de automatizare și control
În acest capitol am prezentat principalele elemente de automatizare care sunt în dotarea cazanului pentru funcționarea în siguranță și în parametrii stabiliți de producător.
În dotarea cazanului avem următoarele elemente de automatizare și control: manometru, presostat de funcționare, presostat de bloc, supape de siguranță, indicatoare de nivel, regulator automatic de nivel și instrument nivel de siguranță, termometre industriale.
Capitolul 5. Tratarea apei
Apa este cel mai bun dizolvant, de aceea nu este niciodată pură, ea conținând cantități variabile de substanțe dizolvante sau în suspensie. Pentru prevenirea formării depunerilor de săruri pe suprafața de transfer de căldură a cazanului trebuie întocmit și respectat un anumit regim chimic atât pentru apa de alimentare a cazanului cât și pentru cea din generator.
Datorită depunerilor formate pe suprafețele de transfer de căldură crește: consumul de combustibil și scade randamentul, crește intervalul de timp în care se ating parametrii normali de lucru.
Capitolul 6. Noțiuni de protecția muncii
În acest capitol sunt menționate normele principale de protecția muncii și anume:
instrucțiuni de securitate și sănătate în muncă;
instrucțiuni de securitate în muncă la exploatarea rețelelor termice de abur, aer comprimat și gaze naturale;
instrucțiuni de securitate în muncă la exploatarea și repararea cazanelor de abur.
Capitolul 7. Instrucțiuni de prevenire și stingere a incendiilor la centrala termică
În acest capitol avem:
reguli de stingere a incendiilor;
mijloace utilizate la stingerea incendiilor.
Exploatarea centralei termice precum și a instalațiilor de cazane aferente se va efectua numai de către personal calificat și instruit în ceea ce privesc prescripțiile tehnice de exploatare și normele de prevenire a incendiilor.
Bibliografie
A. Oprițoiu, I. Pop, Aparate și generatoare termice. Combustibili. Arderea, Echipamente de ardere. Editura U.T – Press, Cluj-Napoca 2001
A. Oprițoiu, I. Pop, Aparate și generatoare termice, Generatoare termice. Construcție și calcul, Editura U.T – Press, Cluj-Napoca 2004
E. Sandu, Termotehnică și aparate termice., Editura Didactică și Pedagogică, București 1982
N. Antonescu, V. Caluianu, Cazane și aparate termice, Editura Didactică și Pedagogică, București 1975
P.D. Stănescu, N.N. Antonescu, Popescu (Olea) Lelia Letiția, Îndrumător de proiectare cazane, Editura Matrix Rom, București 2006
Bibliografie
A. Oprițoiu, I. Pop, Aparate și generatoare termice. Combustibili. Arderea, Echipamente de ardere. Editura U.T – Press, Cluj-Napoca 2001
A. Oprițoiu, I. Pop, Aparate și generatoare termice, Generatoare termice. Construcție și calcul, Editura U.T – Press, Cluj-Napoca 2004
E. Sandu, Termotehnică și aparate termice., Editura Didactică și Pedagogică, București 1982
N. Antonescu, V. Caluianu, Cazane și aparate termice, Editura Didactică și Pedagogică, București 1975
P.D. Stănescu, N.N. Antonescu, Popescu (Olea) Lelia Letiția, Îndrumător de proiectare cazane, Editura Matrix Rom, București 2006
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Proiectarea Unei Centrale Termice Pentru Producerea de Abur (ID: 150267)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.