Kotlarnice

Report
Kotlarnice
Para
•
•
•
•
•
efikasna i jeftina za proizvodnju
lako i jeftino distribuira do mesta upotrebe
jednostavna za upravljanje
energija se lako predaje procesu
široko upotrebljiva
Para
• Ako pritisak ostaje konstantan dovodjenje toplote
ne uzrokuje dodatno zagrevanje vode vec se
stvara zasicena para.
• Temperatura kljucale vode I zasicene pare u istom
sistemu je ista,ali je energija mnogo veca u pari.
• Pri atmosferskom pritisku temperatura zasicenja
je 100 stepeni. Medjutim ako povecamo pritisak,
to nam dozvoljava dodavanje vise toplote
Principi u radu sa parom i prenos
toplote
Kvalitet pare
• Čistoća
• Suvoća
• Ne sadrži vazduh i gasove koji ne kondezuju
Čistoća
• U sistemu se mogu naći nečistoće koje mogu
oštetiti sistem pa se zato praktikuje stavljanje
prečistača pare
Suvoća
• Bitno je da para bude
suva jer u suprotnom
dolazi do korodiranja
opreme
Ukoliko se kondenzat nakupi moze zatvoriti cev. Voda je gusta i ne moze se
kompresovati, i kada putuje velikom brzinom dobija veliku količinu kinetičke
energije i može oštetiti sistem. Ova pojava se zove vodeni čekić.
Prenos toplote
• Kada god postoji temperaturni gradijent, bilo
u prenosniku, ili izmedju dva prenosnika javiće
se prenos toplote. To se moze javiti na 3
načina: provodjenjem, strujanjem i zračenjem.
Opšta jednačina korišćena za računanje prenosa toplote preko neke površine je:
.
Q= Prenesena toplota u jedinici vremena (W (J/s))
U = Celokupan koeficijent prenosa toplote (W/m² K ili W/m²°C)
A = Površina prenosa toplote (m²)
ΔT = Temperaturna razlika između primarnog i sekundarnog fluida (K ili °C)
Slojevi pri prenosu toplote:
Zavisnost temperature zagrevanog fluida koji prolazi kroz izmenjivač toplote
U početku je najveća razlika između temperature pare i temperature
proizvoda pa se proizvod brže zagreva .
Merenje potrošnje pare
Merenje parnim protokomerom
• Mere se protok i temperatura i procenjuje se
potrošnja pare
Merenje kondenzatskom pumpom
• Svako pražnjenje se registruje, procenjuje se
kapacitet pražnjenja, pa se procenjuje količina
pare
Merenje sakupljanjem kondenzata
• Sakupljanjem kondenzata u posudu i njegovim
merenjem možemo utvrditi potrošnju pare, ali
je mana što u pojedinim procesima ne
mozemo sakupljati kondenzat.
Grejanje kalemima i omotačima
Grejanje ubrizgavanjem
• Rešetkasta cev se stavlja u rezervoar
Ovo rešenje je jeftino, ali proizvodi mnogo buke I vibracija. Efektivnija metoda je da
se uzme običan ubrizgivač pare
Upotreba pare u cevima, vazdušnim
grejačima, razmenjivačima toplote i
industriji
Grejanje vazduha
Izmenjivači toplote
Prateće linije
O kotlu
Parni kotao je posuda pod pritiskom koja sadrži ključalu vodenu paru na temperaturi
višoj od 100°C I njegov dizajn I funkcionisanje su pokriveni od strane složenih standarda I
propisa.
Goriva za kotlove
Tri najcesca goriva korisćena u parnim kotlovima su:
•
•
•
•
•
ugalj,
nafta
gas
industrijski i komercijalni otpad
struja
Ugalj
Vrste uglja:
•
•
•
•
•
treset
lignit
bitumenski
polubitumenski
antracit
Kao gorivo za kotlove se koriste:
• bitumenski ugalj
• antracit
Upotreba uglja za kotlove je u opadanju zbog:
• dostupnosti I cene
• brzine odziva na promene opterecenja – postoji
znacajno kasnjenje izmedju javljanja potrebe za
toplotom, smestanja uglja u kotao, paljenje uglja I
proizvodnje pare kako bi zadovoljili potrebe.
Loše osobine uglja:
• Pepeo
• Emisija štetnih gasova
Priblizno 8 kg pare moze biti proizvedeno sagorevanjem 1 kg uglja.
Naftni derivati
Postoje klase za nafte koje se koriste za razlicite kotlove:
•
•
•
•
Klasa A – Dizel ulje ili gas
Klasa B – Loz ulje
Klasa C – Srednji mazut
Klasa D – Mazut
Prednosti nafte u odnosu na ugalj:
• krace vreme odziva izmedju zahteva i proizvodnje zahtevane kolicine pare
• zbog toga mora manje energije biti zadrzano u kotlu, stoga kotao moze biti
manji i predavati manje energije okolini, dakle efikasniji
• nema mehaničkih ložača
• ulje sadrži samo tragove pepela
• nema potrebe za skladištenjem I rukovanjem ugljem
Priblizno 15 kg pare moze biti proizvedeno od 1 kg nafte.
Gas
Gas predstavlja gorivo za kotao koje lako sagoreva uz malo
vazduha.
Gas je dostupan u dva oblika:
• prirodni gas, to je podzemni gas, koristi se u svom prirodnom stanju I
sadrzi visok procenat metana.
• LPG, tečni naftni gasovi, su gasovi koji se dobijaju preradom nafte I
zatim se pod pritiskom cuvaju u tecnom stanju. Najcesci oblici su
propan I butan.
Prednosti sagorevanja gasa u odnosu na sagorevanje nafte:
• ne postoji skladištenje, gas se prosleđuje direktno u kotlarnice
• ne sadrže sumpor (jako malo), pa je količina sumporne kiseline u
dimnim gasovima praktično 0
CHP postrojenja
Danas postaju popularna CHP(Combined Heat and Power) postrojenja:
•
•
gasna turbina pokrece alternator za proizvodnju elektricne energije
izduvni gasovi( 500°C) su usmereni u kotao za proizvodnju pare
Odabir kotlova
Bitne stavke o kojima treba voditi racuna su:
• sigurnost snabdevanja gorivom
• skladistenje goriva
U zavisnosti od potreba, u skladu sa karakteristikama goriva
(temperatura plamena i karakteristike sagorevanja) koristi se
kotao sa odgovarajućim gorivom. Postoje I kotlovi koji rade na
gas, ali se mogu prebaciti u slucaju nedostatka gasa tako da
sagorevaju neki od naftnih derivata.
Dizajn kotlova
Razlikujemo:
• Vatrocevne kotlove
• Vodocevne kotlove
“Shell” kotlovi – vatrocevni kotlovi
• Kod njih je cela povrsina za prenos toplote unutar
celicne skoljke. Produkt sagorevanja prolazi kroz
kotlovske cevi, koje predaju toplotu kotlovskoj vodi
koja ih okruzuje.
• Postoji nekoliko razlicitih kombinacija rasporeda cevi
koji se koristi u ovim kotlovima, kao I razlicit broj
korisnih prolazaka cevi sa toplotom pre nego sto se
isprazne.
Primer dve tipicne dvoprolazne
kotlovske konfiguracije
Lancashire kotao
Economic boiler (two-pass, dry back)
Economic boiler (wet back)
Packaged boiler – upakovani kotao
Poređenje različitih izvedbi 5 000 kg / h kotlova
Cetvoroprolazni kotlovi su toplotno najefikasniji, ali tip goriva kao i radni uslovi
sprečavaju njihovu češću upotrebu.
Thimble (karika) kotao
Ograničenja vatrocevnih kotlova
Kod vatrocevnih kotlova toplota se prenosi provođenjem.
Postoje ograničenja u naprezanju kotla, najveće naprezanje je na
obimu cilindra.
Vatrocevni kotlovi ne proizvode vece kolicine pare od 27 000 kg / h
pa ako je potrebna veca količina koriste se posrtojenja sa vise
kotlova.Takodje zbog velikih prečnika cilindara pritisak ne moze biti
veci od 27 bar, za vece pritiske koriste se vodocevni kotlovi.
Vodocevni kotlovi
Kod ove vrste kotlova voda cirkulise unutar cevi, a izvor toplote ih
okružuje. Zbog cevi manjeg prečnika veći pritisak mogu podneti
cevi, uz isto naprezanje, nego kod vatrocevnih kotlova.
Vodocevni kotlovi se koriste u postrojenjima za proizvodnju
elektricne struje koja zahtevaju:
• Veliku kolicinu izlazne pare (do 500 kg/s)
• Visok pritisak pare (do 160 bar)
• Pregrejanu paru (do 550°C)
Ipak koriste se I umanjim velicinama, I u istu svrhu kao I vatrocevni kotlovi.
Mali vodocevni kotlovi mogu se proizvesti I sastavljeni u jednicu puput upakovanih
vatrocevnih kotlova dok se veci sklapaju na licu mesta .
Mnogi vodocevni kotlovi funkcionisu na principu prirodne cirkulacije vode.
Vodocevni kotao
Prenos toplote zračenjem – peć
Postoji prostor izmedju plamena iz gorionika I vodenih cevi. Zidovi peci su cevi
spojene I dizajnirane tako da apsorbuju zracenje iz plamena.
Provođenje toplote strujanjem i
provođenjem.
Veliki kotlovi mogu imati nekoliko
cevi u redu kako bi primili
maksimalnu toplotnu energiju.
Kotao sa uzdužnim bubnjem
Kotao sa poprečnim bubnjem
Vertikalni upakovani kotao
Economiser – povećava ekonomičnost kotla
Voda koja se dovodi kotao se prethodno zagreva, izduvnim gasovima pre nego što oni
odu u atmosferu.
Superheaters – pregrejač pare, dogreva paru.
Vodocevni kotao sa pregrejačem
Efikasnost kotla
Efiksnost kotla ocenjuje odnos toplotne energije koja je predata pari, I toplotne energije
obezbedjene od srtane goriva.
Ovaj koeficijent se racuna poznavajuci temperaturu vode za snabdevanje, pritisak
proizvedene pare, I protok pare.
Gubici se javljaju zbog:
gubici u izduvnim gasovima. Nastaju ako gorionik prozivodi vise toplote nego sto je
potrebno ili ako nije povrsine za prenos toplote u kotlu ne funkcionisu dobro.
gubici toplote zracenjem, jer je temperetura kotla veca od temperature okoline.
Najneefikasnije je ON/OFF upravljanje gorionicima u kotlu, efikasnije je High / low / off
upravljanje, dok je kontionualno upravljanje najefikasnije, ali I najkompleksnije I
najskuplje.
Voda za kotao
Kvalitet pare
•
•
•
Kontaminacija kontrolnih ventila
Kontaminacija prenosnih površina
Ograničenje otvora parne zamke
Penušanje vode – formira se pena između površine vode i
izlaza pare
Spoljna obrada vode obuhvata:
• Obrnutu osmozu
• Krečno-sodno omekšavanje
• Razmena jona
Spoljni tretman
odrzavanje se primenjuje kao izraz pripremu vode za kotao, obicno se
odnosi na hemijske I mehanicke promene na izvoru vode. Cilj je da se
poboljsa kvalitet ovog izvora pre njegove upotrebe u kotlu. To ukljucuje:
– Analizu
– Filtriranje
– Omeksavanje
– Dealkalizaciji
– Demineralizaciji
– Deaerizacija
– Zagrevanju
Unutrašnji tretman
Cak I posle najboljeg spoljnog tretmana vode, voda koja napaja kotao
ukljucujuci I kondenzate I dalje sadrži nečistoće koje bi mogle negativno da
utiču na rad kotla. Interna obrada kotlovske vode se primenjuje da minimizira
potencijalne probleme I da se izbegne bilo kakva katastrofa.
Deaeratori
• Kiseonik je glavni uzrok korozije u kotlarnicama. Ako je ugljen
dioksid takodje prisutan onda je PH vrednost niska I voda će
težiti da bude kisela, pa ce stopa korozije biti povećana. Voda
izložena vazduhu moze da postane zasićena I koncentracija će
varirati u zavisnosti od temperature:
– viša temperatura, niži sadržaj kiseonika.
Prvi korak je da se voda zagreva. Ako je tečnost na temperaturi
zasićenja rastovrljivost gasa u njemu je nula.
Distribucija pare
• Para u kontaktu sa hladnim cevima će početi odmah da
se kondenzuje. Pri startovanju sistema, kondenzovanje
ce biti maksimalno jer tada postoji najveća
temperaturna razlika izmedju pare I cevovoda. Kad se
cevi zagreju, temperaturna razlika izmedju pare I cevi je
minimalna, ali neke kondenzacije će nastati tako što će
cevovod I dalje nastavljati da prenosi toplotu u okolini
vazduha.
• Rezultat kondenzacije pada na dno cevi I uz pomoć
gravitacije treba organizovati pa pada u pravcu protoka
pare. Kondenzat će tada morati da se isprazni Iz
različitih strateških tacaka.
• Rezervoar je ključno mesto za sastajanje hladne vode I povratnog
kondenzata. Najbolje je kada kada se kondanzat I hladna voda
zajedno sa blic parom ubrizgaju kroz rupičaste cevi ispod površine
vode u rezervoaru.
• Bitno je da temperatura vode u rezervoaru bude dovoljno visoka da
minimizuje sadržaj kiseonika I ostalih gasova.
• Smanjivanjem kiseonika u vodi se smanjuju troškovi, ali je potreban
dodan utrošak pare, koji je skoro beznačajan.
• U kotlu se moze desiti termalan šok kada hladna voda dodiruje vrele
površine kotla I cevi. Kada je voda toplija manja je razlika u
temperaturi I manji je rizik od termalnog šoka.
• Sto je voda hladnija, potrebno je više energije da bi kotao proizveo
paru. Takodje voda treba da bude sto vrelija da bi se održao
potrebna količina pare.
- Ukoliko vracamo veliku kolicinu kondenzata(preko 80%) temperatura vode moze
biti previsoka I moze izazvati kavitaciju pumpe.
- Ukoliko voda bliska temperaturi kljucanja udje u pumpu, podlozna je formiranju
blic pare u oblasti niskog pritiska na ulazu pumpe. Formiraju se mehurici pare I
kada pritisak poraste mehuri nestaju I voda tece velikom brzinom u nastale
supljine. Ova pojava se naziva kavitacija, bucna je I moze ozbiljno ostetiti pumpu.
Problem se izbegava stavljanjem najkvalitetnije mrezaste usisne glave na pumpu.
Takodje se proablem smanjuje ako je rezervoar postavljen visoko u odnosu na
kotao I ako su cevi koje vode do pumpe vecih dimenzija
Bottom blowdown
• Obavezan na kotlu, na malim kotlovima moze biti dovoljan da
kontroliše kvalitet vode u kotlu. Na srednjim I većim kotlovima
potrebno je da se dodatno kontroliše kvalitet vode pre ulaska
u kotao.
• Materije koje su neutralisane se mogu držati sve dok se voda
u kotlu meša, ali čim mešanje prestane, one ce pasti na dno.
Ako se ne uklone, oni će se vremenom akumulirati I s obzirom
na vreme, sprečiće prenos toplote kroz kotlovske cevi koje
zagrevaju I doći će do pregrevanja I možu da dodje do kolapsa.
• Glavni blowdown ventil se otvara u odredjenom periodu u
redovnim intervalima (npr 20 sekundi svakih 8 sati)
Protok vode u kotlarnici
Osnovna teorija upravljanja
• Predmet upravljanja je ogroman, moze da
obuhvata upravljanje promenljivima kao što su
temperatura, pritisak, protok, nivo i brzina.
• Postoje dva osnovna načina upravljanja:
1. ON/OFF- Ventil je ili potpuno otvoren, ili
potpuo zatvoren, bez srednjeg stanja
2.KONTINUALNO – Ventil moze da zauzme bilo
koji središnji položaj, uključujući i potupno
otvoren i zatvoren
ON/OFF upravljanje
KONTINUALNO upravljanje
• Kontinualno upravljanje znači da ventil može da
se pokreće kontinualno i da menja stepen
otvorenosti ili zatvorenosti ventila I da može da
zauzme bilo koji središnji položaj, a ne samo
potpuno otvoren ili potpuno zatvoren.
• Postoje tri osnovna kontrolna postupka koji se
često primenjuju u kontinualnom upravljanju:
-proprcionalno(P)
-integralno(I)
-derivativno(D)
Tipovi upravljanja i njihovi odzivi
Upravljačke petlje
•
•
•
•
•
•
•
•
Upravljanje u otvorenoj sprezi
Upravljanje u zatvorenoj sprezi
Poremećaji
Upravljanje u povratnoj sprezi
Upravljanje unapred
Upravljanje jednom petljom
Upravljanje sa više petlji
Kaskadno upravljanje
Upravljanje u otvorenoj sprezi
Napomena: umesto flow bi trebalo temperaturni sezor
Upravljanje u zatvorenoj sprezi
Poremećaji
• Predstavljaju faktore, koji kada se umešaju u
proces, poremete vrednost kontrolisanog
prenosnika. Npr. Ako u sobu odjednom udje
mnogo ljudi, to bi izazvalo poremećaj, jer to bi
uticalo na temperaturu prostorije i na količinu
toplote koja je potrebna da se postigne željena
temperatura prostora.
Upravljanje u povratnoj sprezi
• Tip upravljanja u zatvorenoj sprezi. Povratna
sprega vrši proračun poremećaja i šalje
informacije regulatoru, kako bi generisao
odredjeno upravljanje na osnovu dobijenih
informacija. Npr. Zbog mnogo ljudi u prostoriji,
regulator smanjuje grejanje u prostoriji.
Upravljanje unapred
• Sa ovom vrstom upravljanja, poremećaji se
predviđaju i uklanjaju pre nego što se dese.
• Primer ovakvoga upravljanja, može da se
objasni na zagrevanju kotla do visoke
temperature , pre nego što se proces
korištenja pare pokrene. Samo kada se
dostigne visoka temperatura u kotlu ventil za
propust pare može kontrolisano da se otvara.
Upravljanje jednom petljom
Upravljanje sa više petlji
Kaskadno upravljanje
• Osnovni sistem se obicno sastoji od:
-kontrolnih ventila
-aktuatora
-kontrolera
-senzora
Ventil
Trokraki ventil
služe za odredjivanje odnosa(npr pri mešanju)
Aktuatori
• -pneumatski
• Električni
imaju 3 stanja
otvaranje
zatvaranje
bez pokreta
indikator pozicije
Senzori
Burdonova cev
• Termorezistvni senzori
• Termistori
Poluprovodnički elementi kojima se menja otpornost u zavisnosti od
temperature. Imaju nelinearnu karakteristiku. Mogu imati pozitivni i negativni
koeficijent. Jeftiniji su i jednostavniji od termootpornika ali su manje tačni i
neponovljivi. Njihova otpornost je velika pa otpornost kablova nema velikog
uticaja.
• Termoparovi
• Merenje nivoa
-Prvi alarm gasi pec, ali
je dozvoljeno paljenje
ukoliko nivo poraste
-Drugi alarm gasi pec,
ali kontrole gorionika
ostaju zakljucane
• Kapacitivni senzor
• Provodni
• Magnetni
Samoaktivna aktuacija
• Samoaktivirajuci elementi su oni elementi za
čije reagovanje nije potrebna električna
energija ili vazduh pod pritiskom
Mehom balansirani ventil
• Sluyi da smanji silu aktuatora potrebnu za
zatvaranje ventila
Ventil za redukovanje pritiska
• Kada je potrebna precizna kontrola pritiska ili
je veliki protok koristi se pilot-redukcioni ventil
Sigurnosni ventili
• Primarna uloga sigurnosnih ventila je da
zaštite živote i opremu. Sigurnosni ventil radi
tako sto oslobadja zapreminu fluida kada je
pritisak iznad granice i tako redukuju višak
pritiska. Pošto su to uredjaji koji sprečavaju
katastrofu, bitno je da rade bez prestanka i
pod svakojakim uslovima.
postavljanje
• Moramo voditi računa da ventil postavljamo
tamo gde se neće skupljati prasina ili
kamenac.
• Moramo voditi računa i o tome da se ne
skuplja kondenzat, pa ventil stavljamo uvek sa
gornje strane cevi
Takodje moramo obezbediti da je izlazni cevovod dobro isušen
Nezatvarajući uredjaji
• Membrane koje pucaju
• Uglavnom se koriste sa sigurnosnim ventilima
tako sto se stavljaju pre njih i sprecavaju
korozivne materije da dodju u kontakt sa
ventilom. Takodje poseduju i indikator pucanja
mambrane i moraju se menjati posle svakog
proboja.
• Topljivi element
Sadrze cep koji ima nizu tacku topljenja od maksimalne
temperature u sistemu koji stite.
Parne zamke
• Parna zamka je jedan od ključnih delova
parnih sistema. Njen zadatak je da zadrzi paru
u sistemu, a da izbaci kondenzat i gasove koji
se ne mogu kondenzovati.
Termostatičke zamke
• sa uljem
Idealan element za odvajanje vazduha i hladnog vazduha pri pustanju u rad
Pritiskom balansirana parna zamka
• Operativni element je kapsula koja sadrzi
mesavinu specijalne tecnosti i vode. Kada je
hladno ventil je otvoren i kondenzat izlazi
napolje, tokom prolaska kondenzata kapsula
se zagreva i mešavina isparava, kapsula se širi i
zatvara odvod pre nego što para stigne.
Bimetalne zamke
Mehanicke zamke
• sa plutajućom loptom
sa inverznom kofom
Termodinamičke zamke
Frekvencija rada zavisi od temperature pare i uslova u okolini. Većina ostaje
zatvorena 20 do 40 sekundi. Ako se zamka otvara previse često zbog spoljnih
uslova, problem se rešava pokrivanjem vrha izolatorom.
• Lavirint zamka
Vruc kondenzat prolazi izmedju prvog tanjira i tela zamke i pri padu pritiska deo se
pretvara u paru. Prostor oko sledećeg tanjira mora da se nosi sa povećanom
količinom kondenzata i sprečava bekstvo pare.
Razmatranje zamki
Vazduh u sistemu
Ostali ventili
• Izolacioni ventili
– Linearni
- Rotacioni
• Jednosmerni ventili
– Sa zamahom
– Sa diskom
Upravljanje parnim kotlom
• Cilj većine pogona sa parnim kotlovima koji se koriste u procesnoj
industriji je da proizvedu paru u svrhu grejanja; proizvodnja struje
se uglavnom uzima u obzir na drugom mestu.
• Normalna praksa je da se proizvodi i distribuira para kroz
postrojenja na određenim pritiscima, smanjujući ih lokalno po
potrebi. Glavni pritisci su tipično dizajnirani kao visoki (> 20 bara),
srednji (oko 10 bara) i niski (< 5 bara).
• Upravljanje parnim kotlom se uglavnom svodi na pet glavnih akcija:
– Upravljanje pritiskom pare za snabdevanje tako što se rukuje protokom
goriva
– Održavanje tačnog odnosa između goriva i vazduha
– Održavanje nivoa vode u rezervoaru kotla
– Zadovoljavanje raznih sigurnosnih i ekoloških kriterijuma
– Maksimizovanje efikasnosti sagorevanja
Upravljanje parnim kotlom
• Najčešća strategija je da se dovodi para do potrošača na konstantnom
pritisku.
• Petlja sa povratnom spregom može da se iskoristi da se rukuje sa
protokom gasa/nafte.
• Da bi se odbili poremedaji u sistemu dovoda gasa/ulja normalno je da se
koristi pomoćna petlja u kaskadnoj strategiji.
• U sagorevačke svrhe, neophodno je da se održi protok vazduha
proporcionalno protoku goriva. Ovo se može direktno uraditi sa
regulatorom odnosa.
•
Postoje važna zdravstvena i sigurnosna ograničenja pri rukovanju pogonom sa
parnim kotlom. Nepotpuno sagorevanje nafte i sitnog uglja dovodi do emisije
dima, koji se u suštini sastoji od čestica i taloga čađi. Čestice su štetne za zdravlje, a
talog čađi je zapaljiv. Takođe, nepotpuno sagorevanje gasa, nafte, ili uglja stvara
ugljen-monoksid (CO) koji je otrovan, za razliku od ugljen-dioksida (CO2). CO može
da prouzrokuje eksplozije kad topli dimni gasovi dođu u kontakt sa svežim
vazduhom u dimnjaku.
•
Ove posledice se najbolje sprečavaju tako što se obezbeđuje da uvek postoji višak
vazduha koji je prisutan u odnosu na stihiometrijske zahteve sagorevanja. Ovo je
naročito važno kad se upravlja protokom goriva tako da se zadovolje promene u
zahtevu pare.
•
Efikasnost parnih kotlova i njihov ekološki uticaj su blisko povezani. Visoke
temperature su značajne za efikasnost sagorevanja. Kao što je već rečeno,
neophodno je da postoji višak kiseonika da bi se sprečilo nepotpuno sagorevanje.
Niske temperature su poželjne sa ekološkog aspekta. Što je niža temperatura to se
manje proizvodi Nox gasova (NO, N202 i N02).
Stoga, postoji “sporazum” između velike efikasnosi i male emisije oksida. U praksi,
postrojenje sa parnim kotlom normalno radi sa 1.0-1.5% viška vazduha u odnosu
na stihiometrijske zahteve za potpuno sagorevanje.
Količina viška vazduha se obično nadzire tako što se meri količina kiseonika u
dimnom gasu.
•
•
•
• Kotlarnice su okvirno u kategoriji MIMO sistema (više ulaza i više izlaza)
• Na levoj strani su prolazi ulaznih promenljivih (promenljive kojima može
biti upravljano direktno sa najžešće korišćenim aktuatorima)
• Na desnoj strani merljive izlazne promenljive pod kojima se mogu razviti
kontrolne upraljvačke petlje.
• Dc – protok pare turbine na izlazu bubnja
• B – protok goriva
• A – protok vazduha
• Xvg – kontrola gasnog ventilatora
• Wing – protok ubrizgavanja pare
• We – protok vode
• P – pritisak pare u bubnju
• L – nivo vode u bubnju
• Pf – pritisak u peći
• VG – gasni ventilator
• Dp – protok pare u bubnju
• Gp – protok gasa pri sagorevanju
• Ge – protok gasa koji se izbacuje
• Bitno je izabrati adekvatne ulazno-izlazne sprege, kako bi obezbedili
efikasnu kontrolu izlaznih promenljivih preko ulaznih promenljivih sa
maksimalnim efektom i bez poremećaja za ostale izlazne promenljive.
Zavisnost izmedju ulazno-izlaznih promenljivih:
• pritisak pare u bubnju P je promenljiva koja zavisi od protoka pare u
bubnju Dp i protoka pare u turbini Dc
• pritisak u peci Pf zavisi od protoka gasa pri sagorevanju Gp i protoka gasa
koji se izbacuje Ge
• protok goriva B je nezavisna promenljiva jer nije upravljana od strane
drugih promenljivih
• protok vazduha A od procesa sagorevanja mora imati vrednost koja
odgovara protoku goriva B jer su linearno zavisne.
• kiseonik, oksid i ugljen-dioksid pri sagorevanju gasova zavise od odnosa
vazduh/gorivo.
• protok pare bubnja Dp zavisi od količine toplote razvijene u peći što znači
da zavisi od protoka goriva i protoka vazduha zato što količina razvijene
toplote zavisi i od jednog i drugog.
• protok pare u turbini Dc u relaciji prema kotlu je slučajna varijacija
promenljive koja zavisi od zahteva energetskog dela postrojenja
• Protok vode za snadbevanje bubnja upravlja nivoom vode u bubnju
• Protok goriva upravlja pritiskom u peći
• Koeficijent prenosa toplote Kre i koeficijent sagorevanja Kcomb upravlja
pritiskom pare u bubnju

similar documents