pytania na gospodarkę:

1. Naszkicować schemat, opisać i scharakteryzować dowolny kocioł parowy

płomiennorurowy.

2. Naszkicować schemat, opisać i scharakteryzować kocioł parowy

opłomkowy.

Woda unosi się z walczaka dolnego do górnego pękiem opłomek przednich, bardzo ogrzanego pęku pionowego, natomiast opada opłomkami tylnymi pęku pionowego. Para wodna nasycona, wilgotna z walczaka trafia do przegrzewacza (para przegrzana). Opłomki –wyrównywanie wody (przelewanie z walczaka do walczaka).

Kotły te charakteryzują się:

-dużą wydajnością,

-małą pojemnością wodną,

-opłomki –rurki o małej średnicy (oddzielanie pary od wody w walczakach a odparowanie w opłomkach,

-wysokie ciśnienie robocze,

-wysoka sprawność, często stosowane w przemyśle spożywczym tam gdzie duża zdolność produkcyjna. Wymiana ciepła na zasadzie opromieniowania i konwekcji.

Najpopularniejszy OKR-5; O- opromieniowanie, K –konwekcja, R –rusztowy, 5 –wydajność 5t pary/h. OKR-10. Wykorzystywane głównie w przemyśle owocowo- warzywnym.

3. Wpływ ilości i sposobu doprowadzania powietrza na efekt energetyczny

spalania węgla w palenisku kotła parowego.

Sposoby doprowadzania powietrza do paleniska: za odpowiednie i właściwe doprowadzenie powietrza i odprowadzenie spalin w zakładzie przemysłowym odpowiada komin (wysunięcie na zewnątrz produktów spalania i wytworzenie odpowiedniej siły ciągu)

Siła Ciągu zależy od:

-oporów hydraulicznych, jakie stawia ruszt i paląca się warstwa węgla. Jest ona różna dla różnej konstrukcji urządzenia kotłowego i spalanego węgla – dla kotłów parowych siła ciągu 40mmH2O= 0,4 hPa.

-jest ona wytworzona na skutek różnic gęstości na zewnątrz i gazów spalinowych (obie gęstości zależą od temp), czyli jest ona spowodowana różnicą ciśnień słupów gazu o wysokości równej wysokości komina (słupa powietrza i słupa gazów spalinowych)

Δp = (ρ_p – ρ_g) · g · h

Gdzie:

Δp – siła ciągu [N/m²]

ρ_p – gęstość powietrza [kg/m³]

ρ_g – gęstość gazów spalinowych [kg/m³]

g – przyspieszenie ziemskie [m./s²]

h – wysokość komina [m]

Im mniejszy komin, tym wyższa siła ciągu.

Im wyższa temp spalin i niższa temp powietrza na zewnątrz komina tym większa siła ciągu.

Doprowadzenie odpowiedniej ilości powietrza do spalania jest stosunkowo trudne, ponieważ występują straty niezupełnego spalenia, lub straty ogrzewania niewykorzystanego powietrza. Trzeba, więc regulować dopływ powietrza.

Warunkiem dobrego spalania jest dostatecznie wysoka temp i doprowadzenie odpowiedniej ilości tlenu (powietrza).

Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza byłoby wystarczające gdyby można było zapewnić każdej cząsteczce palnej kontakt z cząsteczką tlenu. W praktyce jest to niemożliwe i rzeczywiste zapotrzebowanie tlenu jest większe. Zbyt duży nadmiar powietrza jest nieekonomiczny, następują straty energii ze względu na zbędne ogrzewanie mas powietrza przepływającego przez palenisko. Niedobór powoduje niepełne spalanie, przez co są straty.

4. Wykorzystanie energetyczne paliwa przy spalaniu zupełnym i

niezupełnym na przykładzie spalania węgla.

Spalanie zupełne to spalanie, którego produktem jest najtrwalszy z możliwych do uzyskania w danej reakcji związek chemiczny (składniki palne zostaną w całości utlenione)

C + O2 CO2 + 33900 kJ/kg węgla pierwiastkowego

H2 + ½ O2 H2O + 144100 kJ/kg wodoru

S + O2 SO2 +10500 kJ/kg siarki

Spalanie niezupełne zachodzi w sytuacji gdy substancja nie może z jakichś powodów utlenić się do końca (przy niedostatecznej ilości tlenu)

C + 1/2O2 CO + 10200 kJ/kg węgla

Przebieg tego procesu jest nieekonomiczny, ponieważ traci się 70% energii.

5. Wyjaśnić, co to jest współczynnik nadmiaru powietrza oraz podać jego

wpływ na efekt energetyczny spalania paliw.

Współczynnik nadmiaru powietrza: λ = Lrz/Lt

Gdzie:

Lrz – ilość powietrza rzeczywiście doprowadzanego do paleniska

Lt – ilość powietrza teoretycznie potrzebnego.

λ – zależy od konstrukcji paleniska, spalanego paliwa. Współczynnik można określić dla danego paleniska. Gdy duży współczynnik nadmiaru → straty bo E tracona na nagrzewanie powietrza i ciepło ucieka wraz cząsteczkami powietrza do atmosfery. Gdy współczynnik nadmiaru za mały → straty wynikające z niecałkowitego spalania traci się 70% energii. Do teoretycznego minimum ilości powietrza potrzebnego do spalenia cząsteczek wprowadzonych do paleniska w praktyce trzeba dodać pewien nadmiar powietrza. Rzeczywiste zapotrzebowanie powietrza jest większe od teoretycznego. Po to właśnie stosuje się współczynnik nadmiaru powietrza.

Całkowite spalanie:

Λ = CO₂max/CO₂ zmieszane w spalinach, CO₂max –uzyskane w wyniku całkowitego spalania.

Λ = 21/21-O₂ ; O –znane stężenie.

Λ = 21/21-[79(O₂-0,5 CO)/N] pełna analiza spalin.

Współczynnik λ wynosi 1,1:2. Największy współczynnik przy węglu kamiennym zasilany ręcznie, najmniejszy przy gazach i olejach opałowych.

6. Wyjaśnić jaką rolę spełnia komin w kotłowni przemysłowej.

7. W wymienniku płytowym o wydajności 100 000 kg/dobę pasteryzuje się

ciecz o cieple właściwym 4 kJ/kgK przy zastosowaniu pary jako nośnika

ciepła. Temperatura pasteryzacji wynosi 95°C, temperatura wejściowa cieczy

5oC. Współczynnik regeneracji R=50%. Ile kg paliwa o wartości opałowej 20000

kJ/kg zaoszczędzi się w kotle parowym o sprawności 60% w ciągu doby, jeżeli

współczynnik regeneracji zwiększy się do 80%

8. Zasobniki pary (ciepła) - budowa (schemat), działanie, zastosowanie.

Ciśnieniowy zbiornik o dużej pojemności wodnej; są instalowane zbiorniki pracujące przy zmiennych ciśnieniach. Stosowane głównie, gdy produkcja jest zmienna pod względem obciążeń. Aby cały proces nie przynosił strat energetycznych korzystamy z zasobników ciepła. Pozwalają one utrzymać stałość obciążeń, a kocioł parowy może stale pracować, przez co unikamy konieczności zainstalowania drugiego kotła.

Jest to izolowany walczak, wypełniony w 90% wodą, doprowadzana jest para za pomocą specjalnych dysz, co powoduje intensywne mieszanie, krążenie wody w zasobniku.

W okresie zbyt dużej produkcji pary w stosunku do zapotrzebowania nadmiar pary wtłaczany jest do przestrzeni wodnej zasobnika. Para skraplając się oddaje ciepło skraplania wodzie w zasobniku. Entalpia wody wzrasta do wartości odpowiadającej ciśnieniu pary p1 pary zasilającej; jest to ładowanie zasobnika.

Gdy działy potrzebują więcej pary obniża się ciśnienie w zasobniku do ciśnienia p2, wtedy zaczyna wrzeć i powstaje para. Rozładowanie zasobnika następuje, gdy zwiększa się zapotrzebowanie na parę przez odbiorniki ciepła. W zasobniku spada ciśnienie i woda wrze, co powoduje wytwarzanie pary wodnej, która następnie odprowadzana jest do działu produkcji jako para nasycona wilgotna. Zasobnik pracuje przy różnicy ciśnień ładowania (p1) i rozładowania (p2).

Zastosowanie: pozwala zwiększyć akumulację układu wytwarzania pary i umożliwia pracę kotłów przy prawie stałym obciążeniu, sprawność wytwarzania pary jest zbliżona do optymalnej.

Korzyści z zastosowania zasobników: równomierność w obciążeniu kotłów, mniejsze zużycie paliwa, ochrona środowiska, większa elastyczność pracy układu wytwarzającego pary, zmniejszenie ilości czynnych kotłów parowych, możliwość pracy kotła przy wyższym ciśnieniu; brak okresowych obciążeń, korzyści ekonomiczne, lepsze wykorzystanie urządzeń technologicznych. + rysunek

9. Opisać jak przebiega w praktyce i przedstawić na wykresie i-s proces

zmiany parametrów pary wodnej w celu dostosowania ich do danych warunków

pracy.

Zmiana parametrów pary do odpowiedniej pracy wymiennika za pomocą: urządzenia nawilżająco- schładzającego: zmienia parę przegrzaną w wilgotną, działa automatycznie bez obsługi, bez względu na wahania ciśnienia p i temp pary, od strumienia otrzymuje się stałe parametry. Zawór redukcyjny: przegrzana para przepływając przez zawór redukcyjny obniża swoje ciśnienie i maleje temp nasycenia, rośnie stopień przegrzania pary, trafia do urządzenia nawilżającego gdzie jest natrysk skroplinami, następuje nawilżenie, odebranie ciepła przegrzania, para nasycona wilgotna trafia odkraplacza gdzie usuwane są kropelki wody by para nie porywała za dużo nie odparowanej wody. Dzięki zastosowaniu takich urządzeń para ma określone parametry.

WYKRES !!!

10. Wyjaśnić zasadę pracy odwadniacza zwężkowego, termodynamicznego,

termostatycznego, pływakowego.

Odwadniacz zwężkowy

Zasada działania: skropliny przepływają przez zwężkę. Wykorzystuje zależność: M = α₀ A √ 2 ρ Δp

Gdzie:

M – strumień cieczy lub pary

α₀ – teoretyczna liczba przepływu

A – pole przekroju otworu zwężki

ρ –gęstość płynu

Δp –różnica ciśnień przed i za odwadniaczem.

Występuje duża różnica między gęstością skroplin i pary. Strumień przepuszcza się przez bardzo mały otwór powoduje to przepuszczenie skroplin (97-98%) i pary w małych ilościach (straty 3-4%).

Zalety: bardzo prosta budowa, wygląd zwężki pomiarowej, łatwość montażu, niski koszt wykonania.

Wady: doświadczalny dobór średnicy.

Zastosowanie: tam gdzie stały przepływ np. stacje wyparne.

Odwadniacz termodynamiczny

Zasada działania: opiera się na paradoksie termodynamicznym: para zamiast unosić płytkę dociska ją do dołu. Skropliny wpływają do komory przez większy wlot z lewej strony urządzenia, powodują uniesienie płytki, wpadają do mniejszego otworu w komorze pod płytką, wypływają z lewej strony. Gdy do komory dostaje się więcej pary niż skroplin, para powoduje spadek ciśnienia statycznego pod płytką (wzrost ciśnienia dynamicznego) wywołując efekt ssania na płytkę, część pary dostaje się nad płytkę gdzie gwałtownie się rozpręża wzrasta ciśnienie statyczne, spada dynamiczne, co powoduje efekt naporu na płytkę. Płytka zamyka wlot do komory. Gdy para schłodzi się i skropli rośnie ciśnienie statyczne przepływających pod płytką, co powoduje jej uniesienie. Skropliny wypływają z odwadniacza proces powtarza się wraz pojawieniem nowej porcji pary.

Zalety: małe wymiary, montowany w każdej pozycji, prosty, znacznie zmniejsza straty E.

Wady: niedokładny, straty pary, wrażliwy na zanieczyszczenia, nie można go oczyścić bez rozmontowania. Zastosowanie: w zakładach gdzie nośnikiem jest para wodna.

Odwadniacz termostatyczny

Zasada działania: opiera się na niewielkim przechłodzeniu kondenstau (kondensat musi mieć temp. niższą od temp. pary). Mogą mieć różną konstrukcję.

Element sterujący:

-kolumna płytek bimetalicznych,

-mieszek, w którym znajduje się para lub mieszanina cieczy i pary.

Odwadniacz z kolumną komórek bimetalicznych - zbudowany z 2 metali o różnej rozszerzalności cieplnej. Metale te są zmontowane nierozłącznie. Płytki luźno ułożone, a na nich leży „płaskownik” i zamontowany grzybek.

Gdy nie ma różnicy temp. między skroplinami a parą to płytki nie są powyginane, gdy temp. skroplin niższa niż pary to są proste i skropliny łatwo wypływają.

Gdy występuje różnica temp. płytki wyginają się, płaskownik się unosi, grzybek też i zamyka się szczelina (różnica temp. skroplonej pary).

Zasada działania: praca opiera się na przechodzeniu kondenatu elementem sterującym, który kieruje częściami ruchomymi odwadniacza. Działanie odwadniacza z kolumna płytek bimetalicznych polega na wykorzystanie różnicy temp. między parą a skroplinami. Jest on zbudowany z wielu płytek leżących jedna nad druga. W skład płytki wchodzą dwa nierozłącznie zmontowane metale o różnej rozszerzalności cieplnej, które pod wpływem wysokiej temp. pary wyginają się w różne strony, płaskownik z grzybkiem unosi się zamykając szczelinę i uniemożliwiając odpływ pary. Gdy wpływają skropliny to nie ma różnicy temp. i płytki nie są powyginane. Odwadniacz termostatyczny posiada śrubę regulacyjną, która służy do odpowiedniego ustawiania grzybka.

Odwadniacz pływakowy

Zasada działania: skropliny dostają się przez wlot do komory, w której jest pływak. Gromadzące się skropliny powodują unoszenie pływaka. Jest on połączony dźwignią z zaworem wylotowym. Pływak unosząc się otwiera wypływ z komory. Gdy do komory dostaje się para pływak opada, dopiero gdy para skropli się i woda podniesie swój poziom w komorze, pływak unosi się i możliwy jest wypływ.

Zalety: prosta budowa, dobrze znosi zmiany przepływu, niezawodny, powszechnie stosowany, niewrażliwy na zanieczyszczenia, można go zaizolować.

Wady: ciężki, duże rozmiary, musi być montowany pionowo, trudno go umieścić w instalacji, duże koszty. Typy i zastosowanie: ze swobodnym układem dźwigniowym (do odprowadzania wody z cieczy lepkich), z ustalonym układem dźwigniowym (nie stosować, gdy zanieczyszczenia i olej), z ustalonym układem dźwigni o działaniu migowym (gdy obecne są zanieczyszczenia), ze sprężyną wspomagającą (do odprowadzania wody z cieczy o dużej gęstości względnej, z gazów o wysokim ciśnieniu).

11. Czy przeponowy wymiennik ciepła ogrzewany parą może pracować bez

odwadniacza, odpowiedź uzasadnij pokazując proces na wykresie i - s.

NIE, nosnikiem E jest para wod zatem wyst skropliny. Ilość pary przeplyw przez wymienn jest wieksza od ilości która może się skroplic w danym czasie, mamy do czynienia z mieszanina 2-fazowa wody i pary wod i wyste straty E. Odwadniacz ma sprawic by para wod przy stalym cis oddala max ilość ilość ilość nie przepuszczac pary przy jednocz odprow skrop. Gdy wymiennik prac przy niepelnym skropleniu pary grzej nastąp straty ciepla, entalpia pary jest wyzsza od entalpii kondensatu wrzącego pod tym cis.

12. Zdefiniuj oraz wyjaśnij wybrane pojęcia dotyczące gospodarki wodnej i

energetycznej

Np. Kocioł właściwy – zbiornik ciśnieniowy, w którym następuje zamiana wody w parę kosztem ciepła wytwarzanego w palenisku.

Eksploatacja urządzeń – umiejętna obsługa urządzeń produkcyjnych umożliwia określenie określonych lub wyznaczonych parametrów procesu, niewłaściwa eksploatacja odbiorników energii wynika z braku aparatury kontrolno-pomiarowej, braku automatyki i z niedostatecznych kwalifikacji użytkowników

13. Zdefiniuj oraz wyjaśnij wybrane wskaźniki jednostkowego zużycia

energii.

Wskaźnik sumarycznego zużycia energii w paliwie pierwotnym – w takim przypadku energia cieplna, elektryczna i zużyte paliwo przed sumowaniem powinny być przeliczone na energię pierwotną przy użyciu sprawności przemian energetycznych.Energia cieplna/elektryczna wytworzona na terenie zakładu uwzględniamy sprawność wytworzenia tej energiiPrzy dostarczaniu energii z zewnątrz przyjmuje średnią rejonową lub krajową do obliczeń ( e. elektryczna) , a energia cieplna jest rzadko dostarczana z zewnątrz.

Do obliczeń przybliżonych :

• Dla e. elektrycznej

• Dla e. cieplnej

Energia w paliwie pierwotnym wyniesie :

• Dla energii cieplnej :

E_C- energia cieplna zużyta

η_C- sprawność dla energii cieplnej

• Dla energii elektrycznej-

- energia elektryczna zużyta

-sprawność dla energii elektrycznej

14. Przedstawić schemat przemiany energetycznej, określić sprawność i

zaprezentować poziomy gospodarowania energią oraz wodą.

15. Zdefiniuj oraz wyjaśnij pojęcia: (a) paliwo umowne, (b) para umowna.

Dlaczego je wprowadzono?

Wprowadzono by ujednolicić rozliczenia, gdy dominującym paliwem był węgiel kamienny. Stosowane do przeliczania E tak by można było porównać różne rodzaje E.

Paliwo umowne- Jednostką ta pochodzi z czasów gdy paliwem dominującym był węgiel kamienny. Jego średnia wielkość opałowa wynosiła 7 000 kcal/kg. Stąd obecnie paliwo umowne Q_U to paliwo którego wartość opałowa wynosi:

7 000*4,19 czyli około 29 300 kJ/kg

Do przeliczania paliwa rzeczywistego na paliwo umowne stosowany jest wzór:

-masa (strumień masowy )paliwa umownego

-masa(strumień masowy) paliwa rzeczywistego

-wartość opałowa paliwa rzeczywistego

- wartość opałowa paliwa umownego

Para umowna-oznacza parę suchą o ciśnieniu 1 at. , temperaturze i entalpii 639,4 kcal/kg . Pojęcie to jest równoznaczne z pojęciem pary normalnej , jednostką wagowa jest 1 tona.

16. Wyjaśnij, co to jest energochłonność skumulowana i określ jej

znaczenie.

To całkowita ilość energii zawarta we wszystkich rodzajach paliw i nośnikach energii zużyta na pozyskanie surowców potrzebnych do wytworzenia produktów lub przeprowadzenia procesu technologicznego.

Znaczenie: ???

17. Zdefiniuj oraz wyjaśnij pojęcia dotyczące energii elektrycznej m.in.:

moc czynna, moc bierna, energia elektryczna, współczynnik mocy cos ?,

wskaźnik dostawy tg fi.

Moc czynna: P=U*J*cosɸ; jest miarą efekty użytecznego prądu elektrycznego i może być nazywana mocą rzeczywistą. Zależy od kąta przesunięcia ɸ a zawarty w równaniu współczynnik cosɸ nazywamy współczynnikiem mocy. W układach prądu przemiennego (również prądu zmiennego) część mocy, którą odbiornik pobiera ze źródła i zamienia na pracę lub ciepło. W układach prądu stałego cała moc jest mocą czynną. Jednostką mocy czynnej jest wat. Jedynie moc czynna wykonuje pracę użyteczna natomiast moc bierna wytwarza wyłącznie zmienne pole elektryczne, nie wykonując pracy użytecznej.

Moc bierna: Dla przebiegów sinusoidalnie zmiennych moc bierna jest definiowana jako iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu, oraz sinusa kąta przesunięcia fazowego między napięciem a prądem:P=U*J*sinɸ; w obwodach prądu zmiennego jest wielkością opisującą pulsowanie energii elektrycznej między elementami obwodu elektrycznego. Ta oscylująca energia nie jest zamieniana na użyteczną pracę lub ciepło, niemniej jest ona konieczna do funkcjonowania urządzeń elektrycznych (np. transformatorów, silników).

Energia elektryczna: energia układu ładunków elektrycznych - elektrodynamiczna, jeśli się one poruszają, lub elektrostatyczna, jeśli pozostają w spoczynku.
Praktycznie: energia E przepływającego prądu elektrycznego w czasie t: E = Uit = I²Rt, gdzie: I - natężenie prądu, U - napięcie wywołujące jego przepływ, R - opór elektryczny. Energię elektryczną wyraża się najczęściej w kWh = 3,6·10⁶ J.

Współczynnik mocy cosɸ:  jest miarą wykorzystania energii. Współczynnik mocy obwodu elektrycznego charakteryzuje zdolność tego obwodu do odbioru energii elektrycznej w stosunku do wydolności energetycznej źródła zasilania. Inaczej mówiąc, jeśli odbiornik jest w stanie przyjąć całkowitą moc źródła, to współczynnik mocy takiego obwodu jest równy jedności - jest to możliwe wtedy gdy jest spełnione Prawo Ohma. Przyczynami powodującymi, że współczynnik mocy jest mniejszy od jedności, jest występowanie w obwodach zjawisk akumulacji energii oraz odkształcenia przebiegów prądu w stosunku do napięcia zasilania.

18. Scharakteryzuj znaczenie zasilania energią elektryczną dla zakładów

przemysłu spożywczego.

-wysoki stan higieny produkcji energii

-zapewnia poprawną pracę zasilanych urządzeń elektrycznych

-niezawodność działania

- nie zanieczyszcza środowiska

-wysoka sprawność w przetwarzanie się w formy energii użyteczną

19. Opisać uwarunkowania projektowe w dziedzinie energii elektrycznej.

• Złącza instalacji elektrycznej budynku, umożliwiające odłączenie od elektroenergetycznej sieci zasilającej powinny być usytuowane w miejscu dostępnym dla dozoru i obsługi oraz zabezpieczone przed uszkodzeniami, wpływami atmosferycznymi także przed ingerencją osób niepowołanych

• Jako uziomy należy wykorzystywać metalowe konstrukcje budynków, zbrojenia fundamentów oraz inne metalowe elementy umieszczone w niezbrojonych fundamentach stanowiące skuteczny uziom fundamentowy

• Doboru przewodów ze względu na obciążalność prądową długotrwałą należy dokonywać zgodnie z Polska Normą PN-IEC 603364-5-523

• Stosowanie głównych i dodatkowych połączeń wyrównawczych ochronnych ma na celu ograniczenie do wartości dopuszczalnych długotrwale w danych warunkach środowiskowych napięć występujących pomiędzy różnymi częściami przewodzącymi.

• Ochronę przed przepięciami łączeniowymi i pochodzącymi od wyładowań atmosferycznych należy zapewnić przez stosowanie ograniczników przepięć.

• Przewody i kable elektryczne należy prowadzić w sposób umożliwiający ich wymianę bez naruszania konstrukcji budynku w sposób zagrażający jej bezpieczeństwu.

• Trasy przewodów elektrycznych powinny być prowadzone w liniach prostych, równoległych do krawędzi ścian i stropów.

• Należy stosować przewody elektryczne z żyłami wykonanymi wyłącznie z miedzi, jeżeli ich przekrój nie przekracza 10 mm2, natomiast dla przewodów o przekrojach powyżej 10 mm2 należy preferować stosowanie przewodów z żyłami wykonanymi z miedzi.

• Jako elementy zabezpieczeń przed prądem przetężeniowym (przeciążenie i zwarcie) należy stosować w obwodach odbiorczych wyłączniki nadprądowe.

Urządzenia zabezpieczające powinny działać w sposób selektywny (wybiórczy), to znaczyw przypadku uszkodzeń wywołujących przetężenie powinno działać tylko jedno

zabezpieczenie, zainstalowane najbliżej miejsca uszkodzenia w kierunku źródła zasilania.

Działanie zabezpieczenia powinno spowodować wyłączenie uszkodzonego odbiornika lub

obwodu, zachowując ciągłość zasilania odbiorników i obwodów nieuszkodzonych.

Zabezpieczenia przetężeniowe działają selektywnie (wybiórczo), jeżeli ich pasmowe

charakterystyki czasowo-prądowe nie przecinają się ani nie mają wspólnych obszar

20. Opisać sposoby oszczędności energii elektrycznej możliwe do

wprowadzenia w realiach zakładów przemysłu spożywczego.

• zespołowa praca kilku wentylatorów,

• zmniejszenie zewnętrznej średnicy wirnika lub jego wymiana,

• wymiana wentylatora.

Głównymi metodami oszczędzania energii w instalacji sprężonego powietrza są:

-odpowiednia identyfikacja zapotrzebowania w sprężone powietrze i odpowiedni dobór sprężarki,

- odpowiedni dobór ciśnienia roboczego,

- zmiana prędkości obrotowej,

- zapobieganie nieszczelnościom i stratom przesyłu,

zastosowanie urządzeń odbiorczych,

- stosowanie energooszczędnych dysz,

- centralna kontrola i monitorowanie,

- odpowiednia eksploatacja,

- odpowiednio wykwalifikowana kadra

Praktyczne metody oszczędzania w pompach:

- staraj się dokładnie dobrać wydajność i wysokość podnoszenia pompy do układu, w którym ma pracować,

- nie oszczędzaj przy zakupie pompy, wybierz pompę o najwyższej sprawności,

- używając napędów zmienno obrotowych unikniesz strat dławieniowych i upustowych,

- ogranicz zbędna wydajność, zamiast jednej dużej pompy wybierz kilka mniejszych pomp,

- zmniejsz średnicę wirnika,

- dbaj o pompy, unikniesz strat sprawności.

Przykładowe działania długookresowe

- systematyczne obniżanie temperatury zasilania sieci,

- wymiana rurociągów na nowe o optymalnej średnicy,

- montowanie nowych węzłów cieplnych na parametry, które zostaną osiągnięte za kilka lat,

- systematyczna wymiana najsłabszych węzłów.

Działania średniookresowe - trzyletnie

- usuwanie najsłabszych punktów w sieci, np. odcinków rur zbyt dławiących przepływ,

-odcinków sieci o bardzo dużych stratach cieplnych,

- modernizacja pompowni (w szczególności układów regulacyjnych),

- wstawienie pompowni na gałęzi sieci,

- zróżnicowanie ciśnień zasilania dla poszczególnych gałęzi sieci,

- modernizacja najsłabszych węzłów.

Działania krótkookresowe - roczne

- określenie aktualnej na sezon optymalnej tabeli regulacyjnej,

- określanie warunków technicznych przyłącza dla nowych odbiorców ciepła,

- regulacja sieci uwzględniająca wykonane remonty i przyłączenia nowych odbiorców,

• regulacja najsłabszych węzłów.

21. Scharakteryzować wybrane ważne wskaźniki jakości wody m.in.

przeznaczonej do picia.

FIZYCZNE:  temperatura, zapach, smak, mętność, przezroczystość, barwa wody.

CHEMICZE: odczyn wody, utlenialność, twardość wody, zasadowość, kwasowość, poziom substancji biogennych (zwłaszcza związków azotu i fosforu), chlorków, siarczanów,żelaza, rozpuszczonego tlenu, ChZT, dwutlenku węgla, metali ciężkich.

MIKROBIOLOGICZNE: rzede wszystkim do określania warunków sanitarnych – np. miano Coli, wskaźnik saprobowości, indeks saprobów,BZT,

W polskim prawie wskaźniki biologiczne wyznaczone do oceny stanu ekologicznego to:

-ilość chlorofilu a (jako miara obfitości fitoplanktonu)

-wskaźniki okrzemkowe IO oraz OIJ (jako miara kondycji fitobentosu)

-Makrofitowy Indeks Rzeczny (MIR) oraz Makrofitowy Indeks Stanu Ekologicznego Jezior (ESMI) (jako miara kondycji makrofitów)

Fizyczne:

Temperatura wód naturalnych zależy w dużym stopniu od ich pochodzenia. Temperatura wód powierzchniowych jest zmienna w ciągu roku od 0C do 25C zależnie od pory roku. Wody podziemne charakteryzują się względnie stałą temperaturą w ciągu roku. Przyjmuje się, że wody podziemne mają temperaturę zbliżoną do średniej rocznej temperatury powietrza danego rejonu. Najczęściej temperatura wód podziemnych wynosi 8-11C. Temperatura wód wodociągowych powinna wynośić od 7 do 12C.

Mętność wód może być wywołana obecnością drobno rozproszonych zawiesin mineralnych bądź organicznych. Mętność wód powierzchniowych zależy od rodzaju koryta rzeki, rodzaju zlewni oraz stanu wody w rzece. Podczas wysokich stanów wody mętność jej jest większa niż podczas stanów niskich. Może ona wynosić od kilku do kilkudziesięciu miligramów na metr sześcienny w okresie niskich stanów wody, dochodząc do 1000, a nawet 10 000 mg/dm3 w czasie wysokich stanów i powodzi. Mętność wód podziemnych jest przeważnie niewielka, jednak po wypompowaniu wody na powierzchnię może wytrącać się wodorotlenek żelaza (II) Fe(OH)2, a następnie wodorotlenek żelaza (III) Fe(OH)3, natomiast w przypadku dużej twardości węglanowej może wytrącać się węglan wapnia. Te związki chemiczne mogą zwiększać mętność wody.

Barwa wody jest najczęściej wywołana związkami humusowymi, wyługowanymi z gleby. Może ona też być wywołana dostającymi się do wody ściekami przemysłowymi, jak i komunalnymi. Barwę wody wyraża się w stopniach skali platynowo-kobaltowej (1 stopień odpowiada barwie, jaką nadaje 1mg Pt w postaci soli rozpuszczonej w 1dm3 wody). Wody podziemne mają niską barwę, tj. 5-20mg Pt/dm3 , natomiast barwa wód, natomiast barwa wód powierzchniowych wynosi 5-250mg Pt/dm3.

Smak wody jest to wskaźnik jakości określany organoleptycznie; rozróżnia się smak: słony, gorzki, alkaliczny (smak „mydlany”) i kwaśny. Wszelkie inne odczucia smakowe nazywają się posmakiem (np. posmak chlorowy, rybi, metaliczny). Wody podziemne mogą mieć czasem smak zepsuty obecnością siarkowodoru, natomiast wody powierzchniowe – produktami procesów biochemicznych.

Zapach wody mogą powodować różne związki (najczęściej pochodzenia organicznego) i gazy. W wodach podziemnych najczęściej przyczyną zapachu jest obecność siarkowodoru. W wodach powierzchniowych zapach wody powstaje w wyniku: zakwitu glonów, mineralizacji osadów dennych i innych procesów biochemicznych oraz odprowadzania ścieków. Zapach wody dzieli się na roślinny (R), gnilny (G) i specyficzny (S), który jest spowodowany związkami niespotykanymi w wodzie, jak: fenol, nafta, chlor.

22. Opisać uwarunkowania projektowe w dziedzinie gospodarki wodą.

1.Efektywne wykorzystanie wody przez urządzenia(nadmierne zużycie powoduje szereg ujemnych skutków dla zakładu i środowiska:wodę trzeba pozyskiwać i uzdatnić,zużyta staje się ściekami,które trzeba oczyszczać, w samym procesie uzdatniania wody także powstają ścieki)

2.Właściwe dobranie maszyn i urządzeń.

3.Odporność na korozję.

4.Odpowiednia eksploatacja.

5.Przewody instalacji wodnej,kanalizacyjnej,parowej i innych instalacji wewnętrznych orza grzejniki powinny być gładkie,szczelne,o konstrukcji zapobiegającej opadaniu ewentualnych skroplin lub zanieczyszczeń na artykuły spożywcze.

6.Instalacje powinny być prowadzone pod tynkiem( w bruzdach) lub zabezpieczone osłonami.Przewody instalacji należy umyć i dezynfekować po podłączeniu do obiegu zamkniętego z uzyciem odpowiednich środków myjących i dezynfekujących wprowadzone pod ciśnieniem i w określonym czasie.W razie potrzeby przewody należy myć również po rozmontowaniu, ze szczególnym uwzględnieniem złączy i kolanek.Zabiegi mycia i dezynfekcji należy przeprowadzać tak aby na artykułach spożywczych nie występowały pozostałości środków myjących i dezynfekujących.

23. Zdefiniuj oraz wyjaśnij pojęcia: woda technologiczna, odżelazianie

wody, filtracja z wykorzystanie mas chemicznie aktywnych, uzdatnianie wody

przemysłowej.

Uzdatnianie oznacza dostosowanie właściwości i składu wody do wymagań wynikających z jej przeznaczenia.

Podczas przygotowania wody do celów technologicznych, pozyskiwanej z ujęć studziennych, woda poddawana jest takim procesom jak:

• odżelazianie (zawsze)

• odmanganianie (zawsze)

• filtracja

• zmiękczanie

• demineralizacja

• dezynfekcja

Odżelazianie wody W wodach głębinowych żelazo zazwyczaj występuje w postaci jonów dwuwartościowych, których związki są rozpuszczalne w wodzie, np. Fe(HCO₃)₂ lub FeSO₄.

W wodach powierzchniowych żelazo często znajduję się na najwyższym stopniu utlenienia i występuję w postaci Fe(OH)_3.

Istota odżelaziania wody polega na utlenianiu jonów Fe(II) do Fe(III), a następnie usunięciu wytrąconych związków Fe(OH)₃ z uzdatnianej wody.

W warunkach przemysłowych w procesie odżelaziania stosowana jest:

• filtracja

• napowietrzanie i filtracja

• napowietrzanie, sedymentacja i filtracja

• alkalizacja, napowietrzanie, sedymentacja i filtracja

• chemiczne utlenianie i filtracja

• koagulacja i filtracja

Napowietrzanie filtracja stosowanie jest do odżelaziania wody zawierającej żelazo dwuwartościowe w postaci Fe(HCO₃)₂.

Sedymentacja filtracja. Stosowanie sedymentacji uzależnione jest od zawartości żelaza w uzdatnianej wodzie i konstrukcji złoża filtracyjnego. Proces ten zalecony jest, gdy stężenie żelaza w uzdatnionej wodzie jest duże i wynosi 5-10g/m³.

W przemyśle spożywczym do filtracji wody w procesie odżelaziania najczęściej stosowane są złoża filtracyjne piaskowe lub piaskowo- antracytowe wpracowane w sposób naturalny.

Odmanganianie

Proces usuwania manganu z wody jest podobny do odżelaziania. Często w praktyce przemysłowej oba te procesy prowadzone są równocześnie. Odmanganianie wody polega na hydrolizie i utlenianiu jonów Mn(II?) do Mn (IV) i wytrąceniu ich w postaci MnO₂ *H₂O

Odmanganianie wody można przeprowadzić stosując:

• alkalizację, napowietrzanie, filtrację

• napowietrzanie i filtrację przez wpracowane złoże filtracyjne

• chemiczne utlenianie i filtrację

• koagulacje i filtrację

• filtrowanie przez kationit manganowy

24. W jaki sposób można klasyfikować kierunki wykorzystania wody i metody

uzdatniania wody?

25. Przedstawić elementy składowe bilansu chłodni. Określić, dla jakich

przedziałów czasowych wykonuje się wariantowo bilanse cieplne chłodni.

Elementy składowe bilansu:

1.ciepło przenikające z otoczenia(Q1) jest uzależnione od wielu czynników

2. ciepło odprowadzane z produktów(Q2)

3. Ciepło zużyte do odprowadzania wody(Q3)

4.Ciepło wprowadzane do chłodni z opakowaniami i urządzeniami do składowania produktu (Q4)

5. Ciepło wentylacji (Q5)

6.Ciepło urządzenia pracującego w chłodni (Q6)

7. Ciepło oświetlenia (Q7)

8. Ciepło pracy ludzi (Q8)

9.Ciepło oddychania tkanki roślinnej (Q9)

10. Straty dodatkowe (Q10)

Dla jakich przedziałów czasowych wykonuje się wariantowo bilanse cieplne chłodni????

26. Przedstawić założenia (28a) racjonalnego użytkowania sprężonym powietrzem i (28b) środki służące oszczędności energii sprężonego powietrza.

Założenia racjonalnego użytkowania sprężonym powietrzem:

1.własciwy dobór urządzeń sprężarkowych pod względem wydajności i ciśnienia sprężania do zasilanej sieci

2. Zapewnianie szczelności instalacji i zmniejszenie strat powstałych w wyniku nieszczelności

3. Dbałość o właściwy stan filtrów ze względu na szybkie niszczenie sprężarek w przypadku zasysanie zanieczyszczonego powietrza.

Środki służące do oszczędności energii sprężonego powietrza:

1. Śródki oszczędności energii przy wytwarzaniu przygotowaniu sprężonego powietrza

• Zoptymalizowanie regulacji sprężarek

• Zoptymalizowanie ciśnienia powietrza w układach regulacji sprężarek

• Obniżenie temp. Powietrza wilgotnego przez zmianę lokalizacji wylotu powietrza

• Filtrowanie i osuszanie powietrza do minimalnego poziomu wymaganego w systemie

• Zoptymalizowanie procesu wymiany filtrów

• Odzyskiwanie i wytwarzanie ciepła z chłodzenia powietrza

• Wymiana sprężarek na bardziej energooszczędne

2. Śródki oszczędności energii w sieciach sprężonego powietrza

• zredukowanie wycieku poprzez zastosowanie szczelnych złączek wysokiej jakości szybkozłącz

• podzielenie układu na sfery z regulacja ciśnienia, zastosowanie zaworów odcinających

• zastosowanie metod odwadniających do usuwania kondensatu, niepowodujących strat powietrza

• zastosowanie pomocniczych uzupełniających zbiorników blisko odbiorników o zmiennym zapotrzebowaniu powietrza

• ograniczenie strat ciśnienia przez zastosowanie instalacji w formie zamkniętej (pierścienia) oraz zmianie średnic przewodów instalacji pneumatycznej

3. Śródki oszczędności energii w zespołach przygotowania powietrza

• zastosowanie zespołów przygotowania powietrza dostosowanych do instalacji

• naprawa lub wymiana nieszczelnych elementów lub urządzeń przygotowania powietrza

• odłączenie odpływu powietrza w przypadku gdy dane rządzenie nie pracuje

• zweryfikowanie i zoptymalizowanie zespołów przygotowania powietrza np. za pomocą specjalnych regulatorów ciśnienia

4. Środki oszczędności energii w układach sterowania napędów pneumatycznych

• zróżnicowanie ciśnienia w obwodach sterowania układów pneumatycznych

• zastosowanie energooszczędnych metod sterowania z optymalizacją cisnienia roboczego

• zastosowanie energooszczędnych metod sterowania z akumulacja energii sprężonego powietrza

• zastosowanie zaworów szybko przełączających zawór metodą modulacji impulsowej

• zastosowanie systemów mikromechanicznych, mikrozaworów

27. Co to jest skojarzona gospodarka energetyczna, kiedy i z jakim skutkiem

się ją stosuje?

W skojarzonej gospodarce energetycznej wytwarzana w kotle para wodna zostaje najpierw skierowana do wykonania pracy w turbinie przeciwprężnej skojarzonej z pędnią, a następnie jako para wylotowa wykorzystywana jest do celów technologicznych.

Wykorzystywana w cukrowniach. W kotłach parowych kosztem ciepła spalania wytwarzana jest para wodna przegrzana o ciśnieniu 2-8 Mpa i temp. 300-500°C.

Para z turbiny kierowana jest do wymiennika, gdzie oddaje ciepło, w postaci skroplin trafia doza skroplin, skąd dalej trafia do podgrzewacza wody i do kotła (kocioł parowy 8MPa). Para o temp. 300-500°C kierowana jest do turbiny przeciwprężnej (im wyższe ciśnienie i temperatura na wlocie, a mniejsze ciśnienie i temperatura na wylocie z turbiny, tym więcej możemy uzyskad energii). Wypływa para o p = 0,4 MPa i niewielka ilośd skroplin. Służy do instalacji wyparnych, itp. Energia elektryczna w przypadku do energia odpadowa.

Rozprężona para w turbinach ma 0,4Mpa, niewielkie przegrzanie. Służy jako czynnik grzejny w wyparkach. Dzięki skojarzonej gospodarce energetycznej wykorzystanie energii z paliw ok. 90%.

28. Przedstawić czynniki wpływające na zużycie i gospodarkę (30a) energią

elektryczną (30b) energią w zakładach chłodniczych (30c) energią w zakładach

przemysłu spożywczego (globalnie, z uwzględnieniem występujących dziedzin).