Kotły parowe - budowa i zasada

działania

Dr inż. Paweł
Wiercik

KOTŁY

Kocioł – urządzenie, w którym energia cieplna otrzymywana jest

w wyniku spalania paliwa w palenisku i przekazywana gorącym
spalinom, które płynąc wzdłuż powierzchni ogrzewalnej kotła
oddają ją wodzie w celu jej podgrzania lub wytworzenia pary
wodnej.

Parametry charakterystyki kotła parowego:

• Wydajność kotła (strumień pary, Mg/h);
• Ciśnienie i temperatura wytwarzanej

pary (Pa, K)



(0,05-30 Mpa,do 900 K);

• Powierzchnia ogrzewalna (m

2

);

• Natężenie cieplne powierzchni

ogrzewalnej ( W/m

2

);

• Sprawność kotła (



);

źródło: http://energo-
spaw.pl/images/kotlownie_7_duze.jpg

Wydajność kotła -

strumień pary wyprodukowany w jednostce czasu;

Powierzchnia ogrzewalna -

powierzchnia ścian omywanych

bezpośrednio spalinami z jednej strony, a z drugiej wodą, parą lub
powietrzem, mierzona w m

2

po stronie spalin:

• płomienice, płomieniówki -

powierzchnie ogrzewalne z rur, w

których spaliny omywają powierzchnię wewnętrzną;

• opłomki -

powierzchnie ogrzewalne wykonane z rur, w których spaliny

omywają powierzchnię zewnętrzną.

Natężenie cieplne powierzchni ogrzewalnej

- strumień ciepła

przenikający 1 m

2

powierzchni ogrzewalnej (10-300 kW/ m

2

);

Sprawność kotła

(0,5-0,9)

:

KOTŁY

STRATY CIEPLNE

1) Strata popielnikowa  niespalone paliwo w żużlu (1-8% NCV);
2) Gazy palne w spalinach (CO, CH

4

, H

2

)  0,5% NCV;

3) Strata kominowa – niewykorzystane ciepło unoszone do komina


6-30% NCV;

4) Strata w koksiku i sadzy  0,5% NCV;
5) Strata przewodzenia i promieniowania  0,5-10% NCV.

SPRAWNOŚĆ KOTŁA = 100% – SUMA STRAT CIEPLNYCH

PODZIAŁ KOTŁÓW

PRZEZNACZENI

E

energetyczne

przemysłowe

grzewcze

POWIERZCHNI

A

OGRZEWALNA

płomienicowe

opłomkowe

WYDAJNOŚĆ

mała

średnia

duża

RODZAJ ODBIORNIKA

ogrzewanie

pomieszczeń

zaopatrzenie w c.w.u.

ciepło dla potrzeb

techn.

PALENISKO

WARSTWOW

E

rusztowe

FLUIDALNE

KOMOROWE

pyłowe

olejowe

gazowe

ŻUŻEL

suchy

ciekły

CZYNNIK

wodne

parowe

MATERIAŁ

żeliwne

stalowe

ze stali

stopowej

RODZAJ

PALIWA

stałe

pyłowe

fluidalne

olejowe

gazowe

Elementy kotła parowego:

1)Parownik (walczak, układ rur) – wytwarzanie pary;

2)Palenisko (komora paleniskowa z palnikami lub
ruszt);

3)Wymienniki ciepła (przegrzewacz pary,
podgrzewacz wody i powietrza);

4)Inne urządzenia (zasilające w wodę i powietrze,
do oczyszczania wody i spalin, usuwania żużlu i
popiołu).

KOTŁY

KOCIOŁ PAROWY

Zespół urządzeń, który dzięki przemianie energii
chemicznej paliwa na energię cieplną, wytwarza parę
wodną (głównie kotły ze stali)

Palenisko z rusztem

stałym

Palenisko z rusztem

mechanicznym

źródło:http://konkursben.fpegda.pl/ben
/index.php?biomasa,38

źródło: http://awal.firmy.net/ruszt-z-
pokladem-ruchomym-typ-rtn-rn-
rtsn,Y1FB.html

źródło:
http://www.sludge2energy.eu/pl/feuerung.htm

53-tonowy i 12-metrowy walczak Elektrowni
Jaworzno

(źródło: http://nowa-energia.com.pl/2011/07/06/chrzest-
rafakowskiego-walczaka/)

Walczak parowo-

wodny:

1.Dolna część

wypełniona wodą;

2.Górna część

wypełniona parą;

3.Zawór spustowy –

służy do opróżniania,
płukania i odmulania
kotła

4.Zawór

bezpieczeństwa –
ochrona przed
wybuchem;

5.Linia ogniowa – górna

granica powierzchni
ogrzewalnej kotła;

WALCZAK

OBIEG WODY W KOTLE

1 - pompa wody

zasilającej;

2 - podgrzewacz wody;
3 - walczak;
4 - rury opadowe;
5 - rury wznoszące;
6 - przegrzewacz pary;
7 - pompa wspomagająca;
8 - pompa przewałowa;

a) Naturalny obieg wody w kotle
b) Wspomagany obieg wody w kotle
c) Wymuszony obieg wody w kotle

źródło: Gnutek Z., Kordylewski W. (1994): Maszynoznawstwo
energetyczne

źródło: http://www.grupaiv.ovh.org/tpps/TPPS_w_04.pdf

KOCIOŁ PŁOMIENICOWO-PŁOMIENIÓWKOWY

płomienic

a

płomieniówk

a

płomieniów

ka

źródło: Andrzej Wawszczak – Wytwarzanie energii elektrycznej z paliw
kopalnych

źródło: http://www.babcock-wanson.pl/
produkty_kotly_plomieniowkowe_bwb.a
spx

1-walczak

2-ruszt

paleniska

3-

przegrzewacz

pary

4-

podgrzewacz

wody

5-

podgrzewacz

powietrza

6, 8-

wentylator

7-komin

9-pompa

10-rurociąg

12-zasobnik

węgla

13-wózek na

żużel i popiół

WODNORURKOWY (OPŁOMKOWY) KOCIOŁ
RUSZTOWY

źródło: Gnutek Z., Kordylewski W. (1994): Maszynoznawstwo
energetyczne

1 - palnik,

2 - komora

paleniskowa,

3 - ekrany

parownika,

4 - komory zbiorcze,

5 - walczak,

6 - rury opadowe,

7 - przegrzewacz

pary,

10 - podgrzewacz

wody,

11 - podgrzewacz

powietrza,

14 - odpylacz,

12, 15 - wentylatory

WODNORURKOWY (OPŁOMKOWY)

KOCIOŁ OPROMIENIOWANY

źródło: Gnutek Z., Kordylewski W. (1994): Maszynoznawstwo
energetyczne

1 - przykotłowy zasobnik węgla; 2 - podajnik węgla; 3 -
młyn węglowy; 4 - komora paleniskowa; 5 - wentylator
powietrza;
6 - wentylator młynowy; 7 - podgrzewacz powietrza; 8 -
elektrofiltr; 9 - wentylator spalin; 10 - komin.

KOCIOŁ PYŁOWY

źródło: Andrzej Wawszczak – Wytwarzanie energii elektrycznej z paliw
kopalnych

KOCIOŁ Z CYRKULACYJNYM ZŁOŻEM
FLUIDALNYM

źródło: Gnutek Z., Kordylewski W. (1994): Maszynoznawstwo
energetyczne