ZAKRES EGZAMINU
DYPLOMPWEGO

Zagadnienia konstrukcyjno –
technologiczne
(Zakres 2.5 – 2.6)

2.5 Sposoby zabezpieczania kotłów małej
mocy przed zbyt niską temperaturą wody
powrotnej

•

2.5.1 Klasyfikacja kotłów pod względem mocy cieplnej

•

2.5.2 Kotły wodne niskotemperaturowe

•

2.5.3 Zabezpieczenia przed zbyt niską temperaturą wody powrotnej

2.5.1 Klasyfikacja instalacji pod względem mocy
cieplnej

•

1) Podział ze względu na emisję gazów i pyłów do powietrza

•

A) poniżej 1

•

Brak konieczności posiadania pozwolenia dla instalacji wytwarzających wyłącznie
energię o łącznej nominalnej mocy cieplnej na terenie jednego zakładu bez względu
na rodzaj spalanego paliwa.

•

B) 1 – 15

•

Wymagane jest zgłoszenie ale nie potrzeba pozwolenia oraz dochodzi do
rozróżnienia paliwa. Do 5 - węgiel kamienny, 1 – 10 (koks, drewno, słoma, olej,
benzyna oraz w połączeniu z węglem kamiennym ale jego mocy cieplna ograniczona
do 5 ) oraz 1 – 15 (samo paliwo gazowe albo w połączeniu z koksem, słomą,
drewnem, benzyną, olejem i węglem o maksymalnym udziale 5 a w przypadku
pozostałych wymienionych paliw do 10 )

•

C) do 20

•

Instalacje zobowiązane do uczestnictwa w systemie handlu uprawnieniami do emisji
oprócz instalacji spalania odpadów niebezpiecznych i komunalnych

•

D) > 50

•

Wymagane pozwolenie zintegrowane.

•

E) > 100

•

Obowiązkowe pomiary emisji, ewidencjonowania wyników i przechowywania ich
przez okres 5 lat dla instalacji energetycznego spalania paliwa,

•

 

2.5.2 Kotły wodne niskotemperaturowe

•

Podstawowym wyposażeniem siłowni małych mocy jest kocioł
wodny niskotemperaturowy przeznaczony do zaspokojenia
lokalnych potrzeb grzewczych.

•

Podział kotłów:

•

1) materiał konstrukcyjny

•

- stalowe i żeliwne

•

2) zastosowane palniki

•

- inżektorowe, nadmuchowe, wentylatorowe

•

3) Usytuowanie kotła

•

- stojące i wiszące

•

4) obieg wodny i wyprowadzanie spalin

•

- naturalny i wymuszony

•

5) regulacja mocy

•

- palniki stopniowe i palniki modułowe

2.5.3 Zabezpieczenia przed zbyt niską
temperaturą wody powrotnej

•

1) Praca palników

•

Regulację pracy palników dokonuje się poprzez odpowiednie
stopniowanie paliwa dostarczanego do spalania w zależności od
obciążenia kotła.

•

2) Układ mieszania

•

Specjalny system pozwalający na wymieszanie wody powrotnej z
wodą kotła.

•

3) Akumulatory ciepła

•

Specjalne urządzenia wypełnione czynnikiem o dużej pojemności
cieplnej oraz bardzo powolnym tempie wychładzania umiejscowione
między kotłem, a siecią ciepłownią.

•

6) Moc

•

- 4 – 65 kW: palniki 1 – stopniowe z nominalnym obciążeniem oraz
palniki modulowane w kotłach kondensacyjnych i przepływowych

•

- 72 – 1750 kW – palniki 2 – stopniowe oraz palniki modulowane

•

- 1860 – 15000 kW – palniki modulowane

•

Temperatura wody

•

1) woda wylotowa

•

Kotły wodne można rozróżnić na podstawie temperatury wody
wylotowej: do 100 i > 110 Maksymalną temperaturę wody
wyznacza ogranicznik STB, kontrolujący pracę palników.

•

2) woda powrotna

•

Ochrona kotła przed zbyt niską temperaturą wody powrotnej
dotyczy samego urządzenia. W kotłach małej mocy ochronę
zapewnia odpowiednio ustawiona praca palników. Natomiast przy
większych mocach stosuje się dodatkowe zabezpieczenie.
Ostatecznie o wartości temperatury decydują: typ kotła i rodzaj
spalanego paliwa

•

 

2.6 Wymienniki ciepła w procesach
przemysłowych

•

2.6.1 Podstawowe informacje

•

2.6.2 Wymiennik mieszankowy

•

2.6.3 Wymiennik powierzchniowy

•

2.6.3.1 Wymienniki przeponowy

•

2.6.3.2 Wymiennik akumulatorowy

•

2.6.4 Wymienniki w elektrowniach jądrowych i konwencjonalnych

2.6.1 Podstawowe informacje

•

Wymienniki ciepła

•

Urządzenie służące do wymiany energii (podgrzewanie,
ochładzanie, zmiany stanu skupienia czynnika) pomiędzy dwoma
nośnikami energii będącymi w ciekłym lub gazowym stanie
skupienia

•

Podział ogólny wymienników

•

1) Mieszankowe – bezpośrednie

•

2) Powierzchniowe – pośrednie

•

A) Przeponowe

•

- kompaktowe, rurka w rurce, płaszczowo- rurowe, płytowe

•

B) Akumulatorowe – regeneratory

2.6.2 Wymiennik mieszankowy

•

Wymiana ciepła odbywa się bezpośrednio między czynnikiem
gazowym i ciekłym podczas mieszania się. Dodatkowo dochodzi do
wymiany masy i energii. Nie występuje przegroda, a klasycznym
przykładem jest chłodnia kominowa.

•

Chłodnia kominowa służy do schładzania wody

•

w obiegach przemysłowych i energetycznych.

•

Woda doprowadzana pompami do zraszalnika

•

następnie opada na dno oddając ciepło powietrzu

•

przepływającemu od dołu ku górze dzięki występowaniu
wymuszonego przepływu spowodowanego wysokim kominem.

•

Znaczna część ciepła pobierana podczas parowania pozwalająca na
znaczne obniżenie temperatury poniżej temperatury zewnętrznej.
Woda ochłodzona opada na dno do zbiornika i ponownie zostaje
zassana do obiegu chłodzącego skraplacz. Obieg wody chłodzącej
skraplacz jest zamkniety.

2.6.3 Wymiennik powierzchniowy

2.6.3.1 Wymiennik przeponowy

Rurka w rurce

•

Dwie współosiowe rurki o różnych
średnicach. Jeden czynnik płynie w
rurce najmniejszej, a drugi miedzy
rurką wewnętrzna, a zewnętrzną.
Wymiana ciepła odbywa się
poprzez ścianę rurki wewnętrznej.
Występują dwie odmiany: współ – i
przeciwprądowa.

Płaszczowo - rurowy

•

Pęczek rur umieszczonych w
korpusie. Wymiana ciepła zachodzi
między czynnikiem
przepływającym wewnątrz rur, a
czynnikiem omywającym rury od
zewnątrz. Wymienniki o znacznych
rozmiarach i masie.

Płytowy

•

Wymiennik zbudowany z płyt
płaskich lub tłoczonych o dobrej
przewodności cieplnej o
rurkowatych wytłoczeniach
pomiędzy płytami w postaci
wąskich szczelin umożliwiającymi
przepływ ciepła miedzy czynnikami
przepływającym za pomocą płyty.
Stosunkowo duże straty ciśnienia i
konieczność stosowania czynników o
zbliżonych ciśnieniach.

Kompaktowy

•

Duża powierzchnia wymiany masy
przy małej kubaturze urządzenia.
Stosowane w miejscach o
ograniczonym miejscu,
dopuszczalna waga. Czynnik i
przepływają prostopadle do siebie.

2.6.3.2 Wymiennik powierzchniowy - akumulatorowy

•

Ciepły i zimny strumień przechodzą przez tą samą przestrzeń.
Ciepło lub zimno jest transportowane pomiędzy materiałem
wymiennika, a czynnikiem przez niego przepływającym. Materiał
wymiennika pełni funkcję akumulatora ciepła (lub zimna).

2.6.4 Wymienniki w elektrowniach jądrowych i
konwencjonalnych

•

W elektrowniach występują następujące wymienniki:

•

1) Mieszankowy

•

- odgazowywacz termiczny

•

2) Powierzchniowy

•

A) Podgrzewacze wody

•

- regeneracyjne: nisko i średniociśnieniowe

•

- ciepłownicze: podstawowe i szczytowe

•

B) Wyparki

•

C) Podgrzewacz powietrza

•

D) Pozostałe

•

- skraplacz

•

- parownik

•

- przegrzewacz pary

Podgrzewacz niskoprężny

•

Rury mosiężne lub stalowe
wygięte w literę U zamocowane w
dnie sitowym pionowym lub
pozornie blisko turbiny w celu
zmniejszenia strat pary.

Podgrzewacz wysokoprężny

•

Rury kotłowe dostosowane do
wysokiego ciśnienia wytwarzanego
w pompie wody zasilającej.
Przyjmują kształt litery U lub
poziomych spirali wielokrotnych.

Wyparka

•

Urządzenie służące do
uzupełniania strat wody w obiegu
cieplnym. Mają postać rurek
obmywanych przez drugi czynnik z
zewnątrz.

Podgrzewacz powietrza

•

Regenerator z kształtek
ognioodpornych umożliwia
przepływ kolejno gorących spalin i
zimnego powietrza. Spaliny oddają
ciepło płytom, a po obrocie
podgrzewacza w stronę powietrza
ciepło oddawane jest
przepływającemu zimnemu
powietrzu.

Przetwornica pary

•

Odmiana wyparki wysokoprężnej
służąca do wytwarzania pary
wtórnej technologicznej.

Parownik

•

Rurowy fragment powierzchni
ogrzewanej kotła, w którym
następuje przemiana wody w parę
wodną.

Odgazowywacz

•

Nadbudówka nad zbiornik wody
zasilającej, dzieli układ na część
nisko i wysokoprężną. Panuje w
nim ciśnienie równe ciśnieniu pary
przegrzanej. Para skrapla się
bezpośrednio w podgrzewanej
wodzie, najniższe parametry pary
urządzenia to p = 0,12 MPa i t =
104.

•

 

Skraplacz

•

Urządzenie służące do skroplenia pary wodnej pochodzącej z turbiny. Całkowite
skroplenie pary wodnej jest możliwe dzięki pompie wodnej wymuszającej obieg
czynnika chłodzącego kondensator. Skraplanie czynnika zachodzi izobarycznie przy
ciśnieniu 4 – 15 kPa i stałej temperaturze. Ciśnienie w skraplaczu jest uzależnione od
temperatury wody chłodzącej, a ta od rodzaju przyjętego chłodzenia. Woda chłodząca
poprzez sieć gęsto ułożonych rurek jest omywana parą wodną. Odbiera ciepło od pary
prowadząc do skraplania. Zostaje przetransportowana na zewnątrz oddając ciepło do
otoczenia.

•

Skraplacz chłodzony cieczą Skraplacz chłodzony powietrzem Skraplacz
natryskowy

•