parni kotlovi predavanje 3

1

PARNI KOTLOVI -3 Pitanja - P2

1. Definicija parnog kotla2. Navesti traktove u kotlu3. Vazdušni trakt4. Kakva može biti promaja u kotlu5. Osnovni parametri parnog kotla

2

Klasifikacija kotlovaPregled kotlovskih konstrukcija

Kotlovi se sa obzirom na njihovu konstrukciju, namenu, kapacitet, vid i parametre finalnog produkta, kao i nizu drugih karakteristika mogu

klasifikovati na različite načine.

3

Podela parnih kotlova Prema finalnom produktu kotlovi se

dele na: Parne

za suvozasićenu i pregrejanu vodenu paru

vodogrejne, toplovodni i vrelovodne.

4

Podela parnih kotlova Prema konstrukciji grejne površine:

kotlovi sa plamenom i dimnim cevim i kotlove sa vodogrejnim cevima

Prema mestu instaliranja: pokretni i stabilni

5

Podela parnih kotlova Prema nameni:

energetski, industrijski, toplifikacini, kotlovi utilizatori

Prema zapremini vode: kotlovi sa velikim sadržajem vode (plamena i

dimne cevi), kotlove sa malim sadržajem vode (vodogrejne

cevi)

6

Kotlovske konstrukcije Kao osnov za pregled kotlovskih

konstrukcija može poslužiti podela prema hronološkom razvoju i konstrukciji.

Prema ovome kotlovi se dele na: cilindrične, kotlove sa vodogrejnim cevima, specijalni parni kotlovi

7

Cilindrični kotloviHorizontalni cilindrični kotao bez

plamene cevi Kotao se sastojao od horizontalnog

cilindričnog suda izrađenog od jednog ili više delova spojenih zakivcima.

Ložište je bilo smešteno ispod prednjeg dela cilindra.

8

Horizontalni cilindrični kotao bez plamene cevi

1.Cilindar, 2.Vodeni prostor, 3.Parni prostor, 4.Parni dom, 5.Ložište, 6.Rešetka, 7.Vodokazno staklo, 8.Manometar, 9.Ventil sigurnosti

9

Horizontalni cilindrični kotao bez plamene cevi Koristilo se kvalitetno čvrsto gorivo

koje je sagorevalo na rešetki Kotlovi su proizvodili suvozasićenu

paru niskog pritiska za pogon parnih mašina i grejanje pogona.

Kotlovi su bili termički neefikasni, skupi, ograničenog kapaciteta i parametara pare

10

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi Prva razvojan faza ovih kotlova je izvedena

ugradnjom jedne plamene cevi u vodeni prostor kotla.

Tako je sa istim dimenzijama povećana grejna površina kolta, smanjila se zapremina vode i povečala ozračena grejna površina.

Tipični predstavnici su Kornavalski i Lankaširski kotao.

11

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi

12

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi

a) Kornavalskib) Lankaširski

1.Cilindar2.Plamena cev3.Rešetka4.Parni dom5.Vodokazno staklo6.Manometar7.Ventil sigurnosti

13

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi

jednostavni za opsluživanje i čišćenje

velika akumulaciona moć Ograničenost primene

ograničenje grejne površine, ograničenost kapaciteta i

pritiska pare, slaba cirkulacija i nizak stepen

korisnosti (65-70% za ručno i 80% za mehaničko loženje),

dugo vreme puštanja Kapacitet 0.25 kg/s, do 1MPa Kapacitet do 0.55 kg/s

ugradnjom 2 plam. cevi

14

Horizontalni cilindrični kotao sa dimnim cevima

Sledeća razvojna faza horizontalnih cilindričnih kotlova je bila u

povećanju grejna površine ugradnjom gasnih cevi u vodeni

prostor cilindra.

15

Horizontalni cilindrični kotao sa dimnim cevima

1.Ložište, 2.Rešetka, 3.Dimne cevi,4.Zadnja komora, 5.Prednja komora, I,II,III - promaje

16

Horizontalni cilindrični kotao sa dimnim cevima

Ložište je bilo ispod cilindra a sagorevanje se odvijalo na rešetki.

Strujanje se odvijalo kroz tri gasna kanala. Brzina gasova u cevima je bila velika da bi intenzitet

razmene toplote bio veliki Pritisak ovih kotlova bio je do 1.5 MPa, a grejna

površina 30-150 m2

17

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi i dimnim cevima Dalji razvoj ovih kotlova je bio

kombinovani kotao sa plamenom cevi i gasnim cevima.

U ovu grupu spadaju kotlovi Tischbein, lokomobilski, lokomotivski i stimblok (steambloc) kotlovi.

18

Horizontalni cilndrični kotao sa plamenom cevi i dimnim cevima

Kotao Tischbeinsastoji od dva cilindra postavljena jedan na drugi. Ložište je u prvom delu plamene cevi

1.Donji cilindar2.Gornji cilindar3.Plamena cev4.Dimna cev5.Rešetka

19

Lokomobilski kotao

1.Pl.cev, 2.Ložište, 3.Rešetka, 4.Dimne cevi, 5.Pregrejač pareSastoji se od plamene cevi smeštene u prednji deo cilindra, gasnih cevi i pregrejača pare, postavljenog na zid gasnih cevi.

20

Lokomotivski kotao

1.Ložište, 2.Rešetka, 3.Parni dom, 4.Pregrejač parePlamena cev je zamenjena ložištem paralelopipednog oblika hlađenim vodom. Gasne cevi i pregrejač pare (Sshmidt)

21

Steambloc kotao-šema

1.Plamena cev-I, 2.Zadnja komora, 3.Dimne cevi-II, 4.Prednja komora, 5. Dimne cevi-III

22

Steambloc kotao

1.Plamena cev, 2.Membranski zid, 3.Dimne cevi-II, 4.Dimne cevi-III, 5.Vodokazno staklo, 6.Gorionik

23

Steambloc kotao Savremena konstrukcija kombinovanog kotla sa

plamenim i gasnim cevima je kotao Steambloc. Sastoji se od cilindričnog suda u kome su smeštene

plamena cev i gasne cevi. U prednjem delu plamene cevi se instalira gorionik za

tečni i/ili gasovito gorivo. Prva promaja je plamena cev u kojoj se toplota predaje

zračenjem. Komora iza plamene cevi koja je od membranskih cevnih

zidova sa povratnim gasnim cevima čini drugu promaju. Cevi od prednje cevne komore do zadnje čine treću

promaju.

24

Steambloc kotao Mali kotlovi se grade sa jednom ravnom plamenom cevi. Veći sa valovitom plamenom cevi a najveći i sa dve

plamene cevi. Prednosti ovih kotlova u odnosu na prethodne su:

kompaktna konstrukcija, velika ozračena površina plamene cevi, intenzivna razmena toplote konvekcijom u gasni

cevima, velika akumulaciona moć, zadovoljavajuća cirkulacija i potpuno automatski rad.

25

Steambloc kotao Kotao radi sa nadpritiskom u gasnom traktu. Standardni kotlovi se rade za pritisak pare do

2MPa. Pregrevanje pare može biti za 50 do 100oC. Kapacitet kotlova sa jednom plamenom cevi je

0.14 do 4.44 kg/s. a sa dve plamene cevi 6.94 kg/s

26

Vertikalni cilindrični kotao

Sastoji se od vertikalnog cilindra sa ložištem i vertikalnim dimnim cevimaU ložištu sagorevaju čvrsta goriva na rešetki, tečna ili gasovita goriva.Kapacitet 0.07-0.45 kg/s suvozasićene pare.Grejna površina je do 25 m2. Prečnik ložišta 0.7-1.5 m, a visina 2-4 m.

27

Vertikalni cilindrični kotao

a.Klasična konstrukcija, b.Savremena sa spiralnim cevima

28

Parni kotlovi sa vodogrejnim cevima U ovim kotlovima radni fluid struji kroz cevi a

gasovi oko cevi. Vodogrejne cevi kao razmenjivačka površina

omogućava: organizovanu cirkulaciju smeše vode i pare, intenzivnija razmena toplote, povećanje specifične grejne površine i kapaciteta

kotla i povećanje parametara pare. Omogućavaju veću slobodu pri konstruisanju ložišta i

kotla u celini.

29

Parni kotlovi sa vodogrejnim cevima U ovim kotlovima radni fluid struji kroz cevi a

gasovi oko cevi. Vodogrejne cevi kao razmenjivačka površina

omogućava: organizovanu cirkulaciju smeše vode i pare, intenzivnija razmena toplote, povećanje specifične grejne površine i kapaciteta

kotla i povećanje parametara pare. Omogućavaju veću slobodu pri konstruisanju ložišta i

kotla u celini.

30

Komorni kotao Ime su dobili po

vodenim komorama koje su spojene sa bubnjem povezane kosim vodogrejnim cevima.

Konstrukcija je kruta, izložena velikim naprezanjima zbog nepravilne dilatacije komora.

Zastarele su konstrukcije i nema ga u eksploataciji.

31

Komorni kotao

1. Vodene komore2. Bubanj3. Isparivački snop4. Pregrejač pare

32

Sekcijski kotao

Velike pljosnate komore su zamenjene većim brojem sekcija, male širine. Grade za max kapacitet do 50 kg/s i radni pritisak do 4 MPa. Zbog problema sa prirodnom cirkulacijom pri višim pritiscima razvijen je

kotao sa strmim cevima. Obično se svi kotlovi sa vodogrejnim cevima koji nemaju komore ili sekcije

nazivaju strmocevni kotlovi.

33

Strmocevni kotlovi Prvi strmocevni kotlovi imali su tri ili veći broj bubnjeva, dok

danas su sa dva ili jednim bubnjem. Prva izvedena konstrukcija ovog kotla je Stirling kotao sa 4

bubnja. U kotlu se sagoreva kvalitetno čvrsto gorivo na nepokretnoj

rešetki, a loženje je bilo ručno. Dalji razvoj je išao ka smanjenju broja bubnjeva Savremeni kotlovi ovog tipa izrađeni su sa dva bubnja,

vertikalno postavljeni jedan iznad drugog. Povezani su isparivačkim cevima, imaju ekranizovano ložište, pregrejač pare i niskotemperaturne grejne površine.

Standardizovani su za širok opseg kapaciteta 25 do 150 kg/s pregrejane pare pritiska do 12 MPa i temperature do 538oC.

34

Strmocevni kotlovi-Stirling

35

Strmocevni kotlovi-Stirling1. Bunker za ugalj2. Vaga3. Mlin4. Ventilator za vazduh5. Gorionik6. Pregrejač pare7. Zagrejač vazduha8. Dovod vazduha9. Izlaz vazduha

36

Ozračeni parni kotlovi Sa primenom visokih pritsaka pare smanjivala

se potrebna toplota za isparavanje. Cela isparivačka površina mogla se izvestikao

ozračena u jednom redu cevi smeštenom na zidove ložišta uključene ukrug prirodne cirkulacije – ložišni ekrani.

Ložišni ekrani kod savremenih kotlova su izvedeni kao membranski zidovi.

37

Ozračeni parni kotlovi Savremeni ozračeni kotlovi sa prirodnom cirkulacijom su

sa jednim bubnjem sa razvijenom ozračenom površinom i niskotemperaturnim grejnim površinama.

U njima sagorevaju sve vrste fosilnih goriva. Kapacitet zavisi od primene, vrste goriva i sistema sagorevanja.

Kotlovi sa sagorevanjem u sloju su kapaciteta do 8.89 kg/s sa radnim pritiskom do 3.7 MPa i temperaturom pregrajanja do 450oC.

Kotlovi sa sagorevanjem goriva u letu su industrijski i energetski sa kapacitetom do 278 kg/s i radnim pritiskom do 16 MPa (granični pritisak za prirodnu cirkulaciju) i temperaturom pregrejanja do 540 oC

38

Ozračeni parni kotlovi za sagorevanje goriva u letu

39

Strmocevni kotlovi-Stirling1. Bunker za ugalj2. Vaga3. Mlin4. Ventilator za vazduh5. Gorionik6. Pregrejač pare7. Zagrejač vazduha8. Dovod vazduha9. Izlaz vazduha

40

Kotlovi sa prinudnom cirkulacijomKod ovih kotlova se cirkulacija vode i pare u isparivačkom sistemu ostvaruje cirkulacionom pumpom. (La Mont – kotao)

41

Protočni parni kotao Benson1. Zagrejač vode2. Predisparivač3. Isparivač4. Prelazna zona5. Ozračeni pregrejač6. Regulator

temperature7. Konvektivni pregrejač8. Separator9. Zagrejač vazduha

42

Protočni parni kotao Sulcer1. Zagrejač vode2. Predisparivač3. Isparivač4. Prelazna zona5. Ozračeni pregrejač6. Regulator

temperature7. Konvektivni pregrejač8. Separator9. Zagrejač vazduha

43

Protočni parni kotao Ramzin1. Zagrejač vode2. Predisparivač3. Isparivač4. Prelazna zona5. Ozračeni pregrejač6. Regulator

temperature7. Konvektivni pregrejač8. Separator9. Zagrejač vazduha

44

Specijalni kotlovi - kotao sa FS