opgeloste vragen stoom 2013
TRANSCRIPT
1. Leg uit waarom een on-off regeling niet kan toegepast worden voor een nauwkeurige regeling.
2. Teken een feedforward regeling om het waterniveau in de stoomtrommel op peil te
houden en leg uit waarom een feedback regeling hiervoor niet meer volstaat.
- Een stoomtrommel is klein, dus wil het waterniveau hevig fluctueren.
- Een drukverandering in de trommel verandert het voedingsdebiet. Dit zonder dat het
niveau is gewijzigd.
- Indien een verbruiker in werking treedt zal het stoomdebiet onmiddellijk volgen. De
wijziging van het stoomdebiet is de drukwijziging voor. Dit hele proces vergt wat tijd
alvorens het niveau zal veranderen en alvorens dus de regelaar in werking treedt.
3. verklaar sootblowing, waar vinden we deze installatie, hoe werkt ze en waarom
gebruiken we ze.
De uitlaatgassenketel moet regelmatig gereinigd worden door een lucht-aangedreven
roetblaasinstallatie. Dit is nodig om de volledige capaciteit van de turbo-generator te kunnen
gebruiken.
4. Leg het uitlaatgassen-circuit van deze figuur uit.
5. Leg de olie gestookte ketel circuit van deze figuur uit.
6. Verklaar de werking van een open regelkring op een watercircuit. Leg tevens de reden voor de balancing valve.
Open regelkring: Sensor die buiten hangt en die de buitentemperatuur meet en aan de hand daarvan zich aanpast op de te stoken hoeveelheid.
Balancing valve: Deze dient om de pomp te beschermen, want de pomp mag nooit in zijn eigen sop draaien omdat het dan oververhit raakt.
7. Verklaar deze figuur. Leg uit waarom aftapstroom het rendement kan verrhogen.
Aftapstoom: We gebruiken dan nog de warmte van de stoom en niet meer de druk, want stoom levert op het einde van de circuit geen arbeid.
8. Bespreek de overeenkomsten en de verschillen tussen de inwendige en uitwendige positie van de niveauregeling en alarmen. Geef voor en nadelen van beide systemen.
9. Bespreek de werking van een capacitieve niveausensor en waarin verschillen deze met de conductieve sensoren.
10.Maak een schets van een typische systeem voor stoompropulsie en geef uitleg.
De stoomketel
Turbine
Brandstof En lucht
Hoge druk stoom
CondensorLage druk stoom
Alternator
Condensaat
Koelwater koeltoren
11.Geef de redenen voor een slecht vacuum in de condensor en hoe kunnen we de
oorzaak herkenen?
Pcondensor=Plucht+Pstoom
Plucht is te hoog:
De afgelezen druk is hoger dan het tabel (druk / temperatuur)
Te veel lucht in condensor →Vacuumpomp(ejector) nakijken
Pstoom te hoog:
De afgelezen druk is het zoals tabel (druk / temperatuur) dit wilt dan zeggen dat het
temperatuur van het condensaat te hoog is.
- Te weinig koelwatercirculatie
- Warm zeewater
- Condensor volgelopen → extractiepomp starten
- Vet op pijpen
- Vuil in de pijpen
- Je meet in de condensor 2 dingen: druk en temperatuur. Bij 45°C =0.1bar als het nu 0.2 bar is
bij 45°C dan is er lucht aanwezig in het condensator. Temperatuur die oploopt wijst op slechte
vacuum.
12.Leg uit hoe we lekken in condensors herkennen, en tijdelijk en definitief herstellen.
Warm zout water is zeer corrosief, hierdoor krijgt men regelmatig lekken in de condensor.
Het koelwater wordt dan vacuum gezogen in de condensor. Een conductiviteitsmeting (pH)
of een TDS meting in de condensaatleiding na de condensor kan het lek dan detecteren.
Tijdelijke herstelling: zagemeel wordt geïnjecteerd in het koelwater. Het vacuum van de
condensor zorgt dan er voor dat het zagemeel blijft vastplakken tegen de lek.
Definitieve herstelling:
Met 2 condensors (1 in bedrijf, ander in herstelling)
Met 2 koelbuisgroepen in 1 mantel (mantel blijft steeds onder vacuum)
Men kan de lekken detecteren met schuim of helium
13.Wat is een veel voorkomend probleem bij een condensaatpomp en wat doen we om dit probleem op te lossen.
Water in de condensator is 45°C en 0.1 bar = kooktemperatuur dus zal je pomp caviteren. Oplossing: de pomp lager dan de condensator zetten zodat je meer druk hebt en dikkere leidingen gebruiken.
14.Hoe ziet het binnenste van een stoomtrommel van een waterpijpketel eruit. Schets
en geef uitleg.
15.Leg uit wat een attemptor is, hoe het werkt. teken een mogelijk regelketen.
Attemptor: Heeft de bedoeling om temperatuur van oververhitte stoom te regelen.
Wanneer de gewenste stoomtemperatuur bereikt is treedt de attemperator in werking.
De oververhitter wordt in twee passages verdeeld respectievelijk (1 en 2). De attemperator 3
bevindt zich tussen de 1ste en de 2de OVO. De stoom wordt gekoeld in de attemperator, die
warmte wordt dan terug gerecupereerd.
16.Leg uit wat een desuperheater is, verklaar hoe de waterinjectiemethode werkt.
Desuperheater: De stoom die aan verzadigings temperatuur wordt afgetapt en dan gebruikt
wordt voor verwarming.
Desuperheating is het proces waarbij oververhitte stoom wordt hersteld in zijn verzadigde
toestand of de oververhitting wordt verlaagd.
Het idee achter desuperheating is dat verzadigde stoom een betere energie-uitwisseling
capaciteit (U-coëfficiënt) heeft dan oververhitte stoom. Want oververhitte stoom moet eerst
afkoelen voordat het condenseerd, dit is dus minder efficiënt dan verzadigde stoom in
apparaten zoals warmtewisselaars.
Ook is oververhitte stoom een thermische isolator zoals lucht.
Bij waterinjectiemethode loopt de oververhitte stoom door een leidinggedeelte dat voorzien van
een of meer sproeiers die een fijne nevel van koelwater in de oververhitte stoom spuit.
17. In de brandertechnologie spreekt men vaak over de Lambda. Wat is lambda, wat is
de doelstellig en waarom is ze belangrijk?
λ=O2added
O2necessary
18.Hoe moet de
brandstof behandeld
worden voor ze naar de
brander kan.
- Olie moet vrij zijn van
onzuiverheden.
- Preheat (viscosity, not overheat, cracking)
- Atomizing (verstuivingslucht)
19.Leg de pressure jet brandstofverstuiving uit. Geef voor en nadelen ervan en hoe we
vermogen regelen.
Bij drukverstuiving wordt de olie zelf onder druk gezet. Via de verstuiverleiding en de hierop geschroefde verstuiverkop.
Vermits de wervelkamer naar de uitvoeropening toe steeds nauwer wordt, zal de rotatiesnelheid in deze zin toenemen. De door een gaatje van het verstuiverplaatje uitgespoten brandstof heeft een roterende beweging en vormt een holle kegel met groot aanrakingsoppervlak. De brandstof wordt in ultra kleine druppeltjes verdeelt, de verstuiving.
Het regelbereik is beperkt omdat de kwaliteit van de verstuiving slechter wordt als de druk aan de ingang kleiner wordt. Verhogen of verlagen van de pompdruk kan slechts een debietvariatie van 10% toelaten.
Men beschikt over verstuiverplaatjes met verschillende opening, voor elk debiet een ander plaatje.
+ Eenvoudig en goedkoop
- 4/1 turndownservice (pressure turndown)
- verstopping
+ Multi jet
- Veranderen mondstuk voor diff / brandstofopbrengst
+ Nozzle geschikt voor boiler
20.Leg de rotary cup branstofverstuiving uit, voor en nadelen, vermogenregeling
- Robuust (brandstof viscositeit)
+ betere turndown 10/1
- Duurder
- ingewikkeld om te regelen
- Niet in het dak van olie gestookte
ketels
- Niet in waterpijpketel
21.Leg stoomverstuiving uit, voor en nadelen en regeling .
Deze oliebrander combineert de actie van de mechanische verstuiving en de actie van de
verstuiving met een hulp-vloeistof.
De olie wordt aangevoerd in de binnenste buis. De olie ver-krijgt een zeer grote
rotatiesnelheid in de verstuiver. Dan komt de olie in de kamer van de emulsor.
De hulpvloeistof wordt aangevoerd in de buitenste buis. De hulpvloeistof gaat door de
verstuiver, het plaatje en komt in de kamer van de emulsor.
De olie en de hulpvloeistof mengen zich zeer goed om uiteinde¬lijk een homogene emulsie
te vormen die ontsnapt door de openingen van de multibuse.
Regeling: De enige parameter voor de regeling van het debiet is de oliedruk, die mag
variëren van 1 tot 20 bar.
Starten: Gedurende het starten van de ketel heeft men nog geen stoom. Men kan dan:
ofwel de stoom vervangen door perslucht, ofwel een speciale kop gebruiken met
mechanische verstuiving.
+ hoge turndown
- starting comp air or jet nozzle
+ Zeer goede verneveling
+ Geen behoefte aan wervelschoepen
+ Oliedruk 1,4 tot 20 bar
+ Steampressure 1,4-15bar
+ Voor multi-brander systemen
22.Wat zijn de oorzaken van zwarte rook uit de schoorsteen.
- Niet genoeg lucht
- Slechte brandstofverneveling
- lucht te snel toegevoeren= brandstof koelt af
- vlam tegen de wand die slecht afkoelt
- olie te dik
23.Waarom dient de high/low box op een branderinstalatie.
- zuurstof aanpassen om vermogen te leveren
- eerst lucht verhogen dan je brandstof voor meer vermogen
- omgekeerd voor minder vermogen
24.Wat is NOx, vorming en gevaren en hoe kunnen we NOx verlagen.
Stikstofoxiden (NOx) ontstaat bij hoge verbrandingstemperatuur en een lange verblijftijd van
de brandstofmolecule in de vlam. NOx zorgt voor een verzuring van het milieu. Het is
schadelijk voor de luchtwegen.
NO formed above 600°C
NO2 formed under 600°C
• Gebruik van een katalysator.
• Injectie van NH3 in de rookgassen.
• Getrapte verbranding
• Stoom of waterinjectie (verlaagt het verbrandingstemperatuur).
• De rookgassen recirculeren naar de vlamzone (verlaagt de O2 concentratie).
• De vlam korter maken door een betere verdeling van het mengels. Deze verkort de
verblijftijd.
25.Wat is stoomslag en welke maatregelen nemen we om de kans hierop te beperken.
Prop water meevoeren met stoom. Zorgen dat je geen water in de buizen hebt
26.Welke maatrelen nemen we voor de uitzetting van van stoomleidingen op te nemen.
Geef voorbeelden van uitvoerging en waarop te letten bij deze uitvoeringen.
- Buizen een vaste punt en de rest op de rollen.
De halve bol moet naar boven gericht
zijn , indien omgekeerd kan er water blijven staan.
27. Waarom dient een steamtrap, leg het type met bimetaal uit.voor en nadelen
Een steamtrap voert het condensaat dat ontstaat in de stoomleiding af en vermijd ook de
waterslag.
- water before valve (waterlogging)
Needs some tubing before trap
Less flash steam
Use for low temp exchangers
- overhitte stoom kan te grote drukken doen ontstaan in het
thermostatisch element.
+ compact with high capacity
+ airventing at startup
+ waterhammer proof
+ no danger of freezing
27.Waarom dient een steamtrap, leg het type met vlotter uit. Voor en nadelen
Een steamtrap voert het condensaat dat ontstaat in de stoomleiding af en vermijd ook de
waterslag.
+ werkt met kleine en grote belastingen.
+ compact
+ airventing (extra thermostatic element)
- kan niet tegen de waterhammer
- kan vriezen
- Change nozzle for diff steampressures
29.Waarom dient een steamtrap, en leg het type met omgekeerde emmer uit; voor en
nadelen
Een steamtrap voert het condensaat dat ontstaat in de stoomleiding af en vermijd ook de
waterslag.
+ high pressure and superheated steam
+ waterhammer proof
+ failure mode = open (for turbine
drains)
+ kan gemaakt worden uit corrosie en
temperatuur bestendig materiaal.
- kan vriezen
- Steam loss (systeem werkt als een
condensor)
- Change nozzle for different pressures
- Slow air venting
30.Waarom dient een steamtrap en leg het thermodynamische type uit.voor en nadelen
Een steamtrap voert het condensaat dat ontstaat in de stoomleiding af en vermijd ook de
waterslag.
+ compact and cheap
+ easy check (clicking sound)
+ high resistance waterhammer,
corrosion...
+ kan niet vriezen
- Steamloss
- minimal 0.6bar
- Correct size (high cycle time quick
wear)
- Slow air venting
31.Leg hardheid van voedingwater uit, wat zijn de problemen hiermee veroorzaakt
Hardheid voedingswater: hoeveel zouten en kalk erin ziet
- Isolatielaag= verlaagt rendemen
- Metaal dat warm wordt met gevolg dat het kan barsten
- verstopping
De waterhardheid geeft de concentratie van metaal-ionen in het water aan. Water met een
hoge waterhardheid houdt voor de mens geen gezondheidsrisico in, maar bemoeilijkt de
werking van zepen en verwarmingselementen doordat er kalksteen onstaat.
• Ketelsteen werkt isolerend. Daardoor
o is de warmteoverdracht naar het water slechter.
o wordt het staal van de pijpen te warm waardoor ze schade kunnen oplopen.
• Ketelsteen zorgt voor verstoppingen.
• Onder de ketelsteen doen zich bepaalde vormen van corrosie voor.
32.Waarom gebruiken we geprepareerd water in de boiler en hoe wordt dit water
behandeld op een schip.
33. Leg omgekeerde osmose uit. Waarom gebruikt ?
Een druk wordt aangebracht op het zoute water om het zuivere water door het membraan te
drukken. De zouten, de vaste stoffen, organische producten en bacteriën kunnen niet door het
membraan en worden dus afgescheiden samen met het concentraat. Het zuivere water is klaar
voor gebruik. Het geproduceerde water
is drinkbaar water en kan o.a. gebruikt
worden als gedemineraliseerd water
voor de stoomketel.
34.Hoe kan de samenstelling van
ketelwater worden gemeten.
35. Geef de verschillende blow-down mogelijkheden en waarom dienen ze.
Bottom blow-down: voor de uitgevlokte stoffen te verwijderen.
scum blow-down: voor het schuim weg te halen.
intermediate blow-down: om samples te nemen.
36.Hoe beperken we de hoeveelheid zuurstof in boilerwater en waarom?
Opwarmen en in een atmosfeer steken met weinig zuurstof (stomen)
Zuurstof in boilerwater geeft corrosie, hiervoor gebruiken we oxygen scavengers
(zuurstofbinders). Dit gebeurt meestal met de stoffen hydrazine en natriumsulfiet.
Hydrazine: N2H 4+O2→2H 2O+N2
Natriumsulfiet: 2NaSO3H 4+O2→2NaSO4
37. Leg functie en werking van een ontgasser uit.
In voedingswater is er O2, N2, CO2
opgelost.
- O2 roest
- CO2 zuur
- N2 minder gevaarlijk
Men zou deze opgeloste stoffen kunnen
verwijderen door het water te koken. Maar
dit zorgt voor serieuze waterverliezen en
energieverlies.
De concentratie van het gas in de vloeistof is
evenredig met de partiele druk van het gas boven
deze vloeistof. Gelijk in het voorbeeld verwijderen
we 12 molecule CO2 uit het gas. Dan komt er
nieuwe evenwicht. Bij de ontgasser doen we dit
door stoom eroverheen te blazen .
Principe ontgasser
1
2 →4
6 2
a) Het te ontgassen voedingswater wordt voorverwarmd, voor het de ontgasser binnen treedt.
b) Stoom wordt door het water geblazen. Deze stoom zal grotendeels condenseren en de
watermassa verder opwarmen. Een stoompluimpje verlaat de ontgasser samen met het te
verwijderen gas.
c) Om een goed contact mogelijk te maken tussen vloeistof en stoom, wordt het voedingswater
over een aantal verdeelplaten gesproeid.
d) Om de laatste sporen O2 te verwijderen volgt er na de ontgasser nog een chemische
behandeling. Natriumsulfiet wordt in het voedingswater geïnjecteerd en bindt de zuurstof tot
natriumsulfaat.
38.Leg automatisch TDS-blowdown uit, maak een schets van de regelkring.
39. Wat zijn problemen met olie in de boiler, en welke maatregelen nemen we
om dit te voorkomen.
Wanneer er teveel olie in het boilerwater zit is er kans dat het begint te schuimen.
Mogelijke problemen met schuim in de boiler:
• Moeilijk om waterniveau te bepalen.
• Mogelijk dat men het laag water niet gedetecteerd heeft, dit zorgt voor
oververhitting.
• Schuim in stoomafname, zouten meevoeren
• Schuimlaag tot in buizen, oververhitten
maatregelen:
• Inspectietank.
• scum valve (schuim kraan).
• Coagulants (stollingsmiddelen).
• Inspectie op olie, indien er olie inziet moet men dat water lozen.