1.Spalanie paliw
Parametry paliw, będące jednocześnie kryterium ich wyboru:
-wartość cieplna wyraża ilość energii cieplnej jaką uzyskuje się po całkowitym i zupełnym spaleniu określonej masy paliwa; miarą tej cechy jest ciepło spalania lub wartość opałowa;
-zawartość części palnych (węgla,wodoru,siarki);
-zawartość części niepalnych, w tym zawartość popiołu i wilgoci;
-stan skupienia i dostępność

Korzyści stosowania paliw ciekłych w przem.spożywczym: wysoki stan higieniczny; podwyższenie sprawności kotła; łatwość regulacji zużycia paliwa, co daje dużą elastyczność w doprowadzaniu ciepła do przestrzeni parowej kotła przez wyłączanie lub uruchamianie nowych palników; obniżenie kosztów transportu i składowania jednostki cieplnej w paliwie, które wynika z większej wartości opałowej paliw ciekłych; ułatwienie w prowadzeniu pomiarów ruchu kotła

Podstawowe nośniki energii w przem.spoż: para wodna, woda gorąca i powietrze. Kryteria wyboru:
-możliwość wzajemnego zastępowania; - zdolność zapewniania wymaganych parametrów technicznych(temp.ciś.) niezbędnych do prawidłowego przebiegu proc.technolog.; - możliwość uzyskania dużej zmienności parametrów w czasie i możliwość uzyskania odpowiednich warunków bhp; - nie są toksyczne i nie zagrażają zdrowiu ludzkiemu w przypadku przedostania się do produktu; - umożliwiają bezprzeponową wymianę ciepła; -są chemicznie obojętne; - nie zmieniają swoich właściwości fizycznych i składu chemicznego w war.pracy; - w czasie transportu rurociągami nie wydzielają nadmiaru osadów na ścianach; - mają dobre właściwości hydrodynamiczne, co sprzyja małym stratom energii w czasie transportu; -odznaczają się dobrą dyspozycyjnością temperaturową w zakresie stosunkowo niskich ciśnień; - są łatwo dostępne i nie kłopotliwe w produkcji.

Para wodna jest produktem odparowania wody w instalacji kotłowej i wśród nośników energetycznych odznaca się największą pojemnością cieplną .W technice cieplnej występują rodzaje pary wodnej różniące się właściwościami:
* para nasycona mokra, znajdująca się w stanie równowagi z wodą, z której powstała przy danej temperaturze i ciśnieniu, zawierająca w swej masie kropelki nie odparowanej wody;
*para nasycona sucha w temp.nasycenia tj. temperaturze wrzenia wody, z której postała, nie zawierająca fazy ciekłej;
*para przegrzana, tj.para sucha ogrzana powyżej temp.nasycenia

2) Sprawność wytwarzania pary wodnej w kotłach parowych
Pojęcie sprawności kotła oraz strat jakie występują w czasie jego pracy odnosi się zasadniczo do tzw. ustalonego ruchu kotła, tj. sytuacji gdy przepływ ciepła w każdym z punktów kotła jest ustalony, co oznacza, że temperatura w każdej części kotła ani nie wzrasta, ani nie maleje. Mówimy wówczas, ze kocioł znajduje się w stanie równowagi cieplnej. Jednak w pracy kotła występują często okresy postojów i przestojów z którymi związana jest konieczność ponownego uruchamiania urządzeń powortu do warunków pracy ustalonej. Również zmniejszenie obciążenia cieplnego związane jest z powstawaniem określonych strat. Na skutek tych okoliczności wprowadza się pojęcie średniej sprawności oraz średniej charakterystyki kotła. Parametry te charakteryzują przydatność eksploatacyjną kotła do zadanych warunków pracy. Jeżeli wszelkie straty wynikłe z nieustalonej pracy kotła oznaczy się symbolem So to wartość średniej sprawności nśr można wyznaczyć z równania: nśr=Q-(sumaS+So)/Q; Q-ilość energii dostarczonej do kotła wraz z paliwem,wodą,powietrzem ; sumaS-suma pozostałych strat


Wartość nśr czterykroć różny się znacznie od sprawności uzyskiwanej w określonym badaniu kotła, odmienny jest również bilans cieplny kotła. Sprawność chwilowa n może być brana pod uwagę jako pewnego rodzaju kryterium oceny jakości kotła, natomiast we wszelkiego rodzaju rachunkach energetycznych należy brać pod uwagę wyłącznie sprawność średnią nśr. Wartość nśr zależy od równości obciążenia cieplnego kotła w cyklu produkcyjnym, a więc od sposobu jego eksploatacji.

3) Straty cieplne urządzenia kotłowego i możliwości ich ograniczenia
Informacji o wielkości strat i wartości ciepła użytecznego dostarcza bilans cieplny kotła. Bilans cieplny kotła w postaci wykresu Sankeya.

Po opuszczeniu przez spaliny ostatniego elementu wymiany ciepła w urządzeniu kotłowym strumień cieplny jest wyraźnie mniejszy, a reprezentowana przezeń ilość ciepła jest bezużytecznie tracona stanowiąc w głównej mierze stratę kominową Sk. Przewodem kominowym uchodzi ciepło straty niezupełnego spalenia Sn i straty w lotnym koksiku, powstałe w komorze paleniskowej. Przedstawiony w postaci wykresu Sankeya bilans cieplny kotła parowego dowodzi, że prawie połowa cieplnej energii zawartej w paliwie (BxQw), doprowadzanym do komory paleniskowej, może być unoszona przez spaliny. Uwaga ta odnosi się zwłaszcza do kotłów starszych typów np. płomienicowych.
* użytkowanie wytwornic pary wodnej
wytwornice przeznaczone są do szybkiego, automatycznego wytwarzania pary. W przypadku przerwy w pobieraniu pary lub gorącej wody następuje automatyczne zamknięcie dopływu paliwa lub energii elektrycznej, wykluczające powstawanie nadciśnienia. Automatyczne zamykanie dopływu paliwa lub energii elektr.zmniejsza koszty eksploatacji. Nie występuje wówczas jałowy bieg agregatu, gdyż z powodu przerwy w pobieraniu pary wodnej przerwana jest praca silników elektr.,pomp, dmuchaw.; mogą być olejowe i elektryczne.
*zmiana parametrów czynnika grzejnego
-zasobniki ciepła: zasada działania polega na doprowadzaniu do zbiornika wody nadwyżek pary podczas jej zmniejszonego pobierania przez odbiorniki. Para doprowadzona do przestrzeni wodnej skrapla się, oddając ciepło skraplania wodzie.
Stosowanie zasobników pary pozwala w dużym stopniu zwiększyć zdolności akumulacyjne układu wytwarzania pary i umożliwia pracę kotłów przy prawie stałym obciążeniu, dzięki czemu sprawność wytwarzania pary może być zbliżona do optymalnej.
-termosprężarki(strumieniowe zwane strumienicami)
-redukowanie ciśnienia: obniżenie ciś pary odbywa się w zaworach redukujących przez dławienie strumienia przepływającej pary. Zawory redukcyjne działają najczęściej samoczynnie i mogą mieć pojedyncze lub podwójne gniazda. Zawory z jednym gniazdem stosuje się tam, gdzie rozporządza się dużą siłą do ich napędu i gdy wymagane jest pełne odcięcie dopływu. Zawory z 2 gniazdami stosuje się gdy wymagana jest szybka regulacja. Istnieją 2 typy regulatorów: ustalające ciśnienie przed lub za zaworem.
-obniżanie temp.pary wodnej: uzyskuje się najczęściej przez mieszanie wody chłodzącej z parą wodną w urządzeniach redukcyjno-schładzających
-transformator pary: są to wymienniki ciepła typu wyparki, w których parę pobieraną z kotłów lub upustów turbin przetwarza się na parę o parametrach użytkowych dostosowanych do konkretnych potrzeb odbiorników. Para powstaje w wyniku odparowania wody wypełniającej komorę wyparki.
-zmiana parametrów wody w wymiennikach przeponowych: wymienniki tego typu mają dużą wydajność cieplną ze względu na duże wartości współczynnika przenikania ciepła k. Znajdują one zastosowanie tam gdzie zachodzi konieczność stos. wody o ściśle zachowanej temp.
4) Gospodarka skojarzona
Istota gospodarki skojarzonej polega na równoczesnym wytworzaniu w zakładzie ciepła użytkowego i energii elektrycznej. Typowym przykładem jest elektrociepłownia. Schemat
Skraplacz turbiny Skr równocześnie pełni rolę podgrzewacza wody używanej do zasilania odbiorników ciepła OEC, np. sieć ogrzewacza zakładu. Temp. nośnika energii cieplnej tj. wody sieciowej ( chłodzącej skraplacz) jest w tym układzie wyższa niż w przypadku elektrowni kondensacyjnych. Temp. ta zalezy od wymagań odbiorców energii cieplnej. Woda sieciowa opuszczająca skraplacz ma najczęściej temp. ponad 100 C. Większość budowanych obecnie siłowni w zakładach przemysłowych w przem.spoż. (zakłady ziemniaczane,cukrownicze,piwowarskie) stanowię elektrociepłownie.
Charakterystyczną wielkością w gospodarce skojarzonej jest wskaźnik skojarzenia, który określa ilość energii elektrycznej przypadającej na jednostkę energii cieplnej dostarczonej pod postacią pary technologicznej : wskaźnik skojarzenia=Ac/Qc [kW * h/GJ]
5)Oczyszczanie wody:
Uzdatnianie wody do celów technol-Dozowanie różnego typu chemikaliów-w różnych branż przem i przy róż techn uzdat wody m.in. przy uzdat wody chłodniczej, technol, zasilającej kotły i urządz klima, podczas dezynf oraz w technice basen.
Dekarbonizacja- Zmiękcz wody na wymienniku jon powoduje wymianę związk tworz tward na łatwo rozpuszcz sole obojętne. Wprawdzie woda jest zmiękczona, ale ogólna ilośc soli nie ulega zmianie. Wodorowęglan sodu (który tworzy się przez wymianę na wymieniaczu zasadowym twardości węglanowej) powoduje powstawanie w wodzie kotłowej sody lub wodorotlenku sody, co powoduje jej przealkalizowanie. Równocześnie w kotle uwalniany jest związany dwutlenek węgla, czego wynikiem jest kwaśny, agresywny kondensat i związane z tym szkody spowodowane korozją.
Korekta odczynu pH - Odczyn wody stosowanej do celów spożywczych i technologicznych powinien zawierac się w przedziale od 6,5 do 8,5
Podnoszenie odczynu pH - neutralizacja Najczęściej przeprowadza się to poprzez związanie wolnego dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodzie. Do neutralizacji stosuje się specjalne złoża filtracyjne, które ulegając powolnemu rozpuszczaniu, podnoszą odczyn wody.
Usuwanie azotanów z wody można przeprowadzid dwoma metodami: poprzez odazotowanie biologiczne, za pomocą wymiany jonowej

Usuwanie azotanów za pomocą wymiany jonowej - Usuwanie azotanów za pomocą wymiany jonowej jest stosunkowo prostym procesem nie wymagającym skomplikowanej obsługi. Proces ten zachodzi w wymiennikach jonowych w trakcie przepływania uzdatnionej wody przez specjalną żywicę jonowymienną.
W zależności od zawartości w wodzie azotanów, siarczanów i chlorków oraz ich wzajemnego stosunku stosujemy odpowiednie złoże. Regenerację przeprowadza się roztworem NaCl w układzie przeciwprądowym. Ilośd zużytej soli uzależniona jest od złoża i założonych warunków regeneracji. Szczątkowa zawartość azotanów w wodzie uzdatnionej zależy od: rodzaju zastosowanej żywicy, dawki regeneranta, sposobu regeneracji.

Dezynfekcja wody-zniszcz lub inaktywacja żywych i przetrwalnych form organizmów. Chemiczne: wprowadzenie silnych utleniaczy: chlor, podchloryny, ClO2. Najczęściej: gazowy chlor, szkodliwy dla zdrowia. ClO2 – substancje w wodzie ulegają utlenienie, a nie chlorowaniu. Właściwości wybuchowe, powstały podchloryn – negatywne. Podchloryn-rzadko stos; ozon- dezynfektant, silny utlen; Fizyczne: obróbka term, naświetlanie prom UV, ultradźwięki, promieniowanie γ, ultrafiltracja.

Obróbka term-duży koszt, rzadko stos. Promienio UV-woda musi byc całkowicie klarowna, w przeciwnym razie nastąpi rozproszenie fal i niedobry efekt. Ultradźwięki, promieniowanie γ-niestos w Pol

Uzdatnianie wody do celow technicznych(kotły)

Powstaj warstwy kamienia kotłowego i mułu powod spadek wymiany ciepła przez ścianki ogrzewalne, co z kolei jest przycz spadku sprawności kotła i nadmier zużycia paliwa. Obecnośc subst gaz rozpuszcz w wodzie zasilającej kotły parowe jest również wysoce szkodliwa. O2 i CO2 w stanie wolnym jako gazy agres przyczyniają się do wywoły wzmożonej korozji.

Uzdatnianie wody zasilającej kotły parowe polega na:

Zmiękcz wody lub demineralizacji, Odgazo termicz,

Dozowaniu inhibitorów korozji, oddzielanie korodentów, Dozowaniu fosforanów korygujących i reduktorów tlenu. Uzdatnianie zapobiega wytrąca osadów i kamienia kotł i Zmniej szybk korozji urządz kotłowego oraz zapobiega pienieniu wody.

Obieg zamkniety-Woda stale powraca do urządz produkc, gdzie spełnia okreś zad produkc(chłodzenie, rozpuszczanie, transportowanie, itp.)Woda zawracana może byc poddawana chłodz lub oczyszcz. Ilośc wody w obiegu ulega zmniejsz na skutek strat pochodz np. z parow lub zużycia w proc produkc. Uzupełniana jest z ujęcia wodnego. Woda krąży w zamkniętym układzie między wymiennikiem E a chłodnicą wody. Pośredniczy w przenosz ciepła między wymiennikiem a powietrz atmosfer. Ogrzana woda odpływająca ze skraplacza jest tłoczona do chłodni, gdzie spływając w postaci kropel styka się w przeciwprądzie z powietrzem. Stopien ochłodzenia wody w chłodnicy zależy od temp i wilgot powietrza. Ochłodzenie wody jest spowodowane gl odprowadz ciepła parowania oraz w małym stopniu przez odprowadz ciepła wynikającego z różnicy temp wody i powiet. Równocześnie częśc wody odparowuje kosztem E ciepl pobranej od pozostałej masy wody. Ochłodzona woda z chłodni dopływa do skraplacza, w którym ponownie zostaje podgrzana. Wady: wysoki koszt eksploa, koniecz bud bardzo skompliko i długich sieci wodno-kanalizacyjnych, droższe, bardzo skomplikow urządz do chłodz wody, koniec dopływu wody; zalety: oszczedn wody, ochr srod, brak napowiet, para wtorna w pelni wykurz

Usuwanie żelaza- Odżelazienie: Fe2+ → Fe3+ i wytrącenie osadu Fe(OH)3, a następ filtra i sedyment;

W warunkach przemysłowych w procesie odżelazienia: filtracja; napowietrzanie i filtracja;

napowietrzanie, sedymentacja i filtracja;

alkalizacja, napowietrzanie, sedymentacja i filtracja;

chemiczne utlenianie i filtracja;

koagulacja i filtracja.

Usuwanie manganu- Proces usu Mn z wody jest podobny do usuwania Fe. Często są prowadzone równolegle. Polega to na hydrolizie i utlenieniu Mn2+ do Mn4+ i wytrąceniu w postaci MnO2 · xH2O.

Napowietrz i filtr; Alkaliza, napowietrz i filtra; Napowietrz, filtra przez wpracowane złoże filtracyjne; Chemicz utlenianie i filtracja; Koagulacja i filtracja; Filtrowanie przez kationit manganowy; Utlenianie w warstwie wodonośnej-metoda HYDROX. Mn sa trwalsze nic Fe i gorzej uleg hydrolizie

Zmiekczanie wody-Polega na usu Ca2+ i Mg2+. Ze względu na rodz stos proc: jonitowe, strąceniowe, membranowe.
W metodach strąceniowych:. Metody jonitowe: wykorzysty zdolności jonowymiennych jonitów mających w swej strukt grupy funkc zdolne do wymiany jonów między wymieniaczem a roztw. Podstaw warun efektywnej wymiany jonowej jest zapewnienie dobrych warunków dyfuzji jonów zawartych w wodzie do wnętrza. Przebiega w kilku fazach: zmiękcz wody, płukanie złoża jonitowego, regeneracja złoża, przemyw złoża jonitowego. Płukanie złoża kationitu ma na celu poruszanie wszystkich jego ziaren, rozluźnienie i usunięcie zbrylen. Wypłukane sole CaCl2 i MgCl2 usuwane są do ścieków. Przemyw złoża jonitowego wodą ma na celu usu zawartego w złożu roztworu poregeneracyjn. Prowadzone jest do momentu gdy stężenie chlorków w wycieku ze złoża nie przekracza zawartości ich w wodzie przedreakcyjnej.

Usuwanie gazow- CO2 występuje w wodzie w postaci związ, jako węglany lub wodorowęgl, a także w postaci wolnej, jako tzw. równoważny, zapewniający istnienie wodorowęglanów w wodzie oraz agresywny, mający właściwości korozyjne w stosunku do stali i betonu, utrudniający procesy technolog uzdatniania wody. Celem stosowanych technologii jest usunięcie z wody agresywnego CO2, który pojawia się w wodzie wtedy, gdy jej pH jest zbyt niskie, aby zrównoważyc obecnośc CO2 tworzeniem się wodorowęglanów. Usu agres CO2 w procesie aeracji będzie skutkowało wzrostem pH wody. Dlatego proces ten nosi nazwę odkwaszania wody. Usuwanie z wody polega na kontakcie wody z powietrzem, które uzyskuje się w urządzeniach otwartych bądź ciśnieniowych.

Odtlenianie W celu obniżenia korozyjności wody a zatem i awaryjności kotłów i sieci, stosuje się odtlenianie wody głównie poprzez: termicz odgazowanie wody (odgazowywacz termiczny), próżniowe odgazowanie (odgazowywacz próżniowy), chemiczne związanie tlenu(reduktory, siarczyn sodowy, tanina, niektóre aminy). Metody fizyczne oparte na desorpcji tlenu czy to na drodze termicznej czy też próżniowej są zdecydowanie tansze i bardziej polecane od metod chemicznych, które oprócz tego, że są kosztowne, stanowią pewne potencjalne zagrożenie dla ochrony środowiska podczas awarii oraz powodują wzrost zasolenia wody sieciowej. W przypadku metody termicznej wymagane jest podgrzewanie wody odtlenianej na głowicy odgazowywacza termicznego do temperatury co najmniej 104°C. Aby proces odgazowania przebiegał poprawnie temp wody opuszczającej kocioł powinna byc co najmniej o kilkanaście stopni wyższa od temp wody w kopule odgazowywania termicznego.