1.kocioł parowy płomienno rurowy/ Spaliny płyną wewnątrz rury. Kocioł płomienicowy jest zbudowany z zewnętrznego płaszcza (walczaka) zamkniętego dnem, w którym jest zamontowana jedna lub dwie płomienice. Płomienica może być wykonana z rury gładkiej lub pofałdowanej. W przedniej części płomienicy znajduje się palenisko (palnik). Spaliny powstające w wyniku spalania paliwa w palenisku przepływają wzdłuż płomienicy, podgrzewają parę wodną nasyconą, omywając powierzchnię zewnętrzną walczaka i wchodzą przez czopuch do komina. Górna powierzchnia płomienicy znajduje się pod wodą. Poziom wody wskazuje wodowskaz; niedobór uzupełniany jest przez zawór zasilania w wodę. Para wodna nasycona powstaje nad lustrem wody, uchodzi przez kołpak i dalej jest przegrzewana przez spaliny do pary wodnej przegrzanej.
Zalety: duża pojemność wodna, mało wrażliwe na zmiany obciążenia; mała awaryjność; prosta budowa - długi żywot, pewność działania; mogą być zasilane wodą o gorszych parametrach. Wady: mała wydajność (w stosunku do innych typów kotłów); długi czas rozruchu; duże zapotrzebowanie miejsca; niska sprawność 50%, a nawet poniżej; małe wymiary paleniska uniemożliwiające spalanie paliw o niskiej wartości opałowej.2. kocioł parowy opłomkowy / W kotle opłomkowym spaliny płyną na zewnątrz rury. - do zakładów o dużej produkcji, kotły wodno-rurkowe, mała pojemność wodna, opalane węglem (miałem węglowym) Powierzchnia ogrzewana - opłomki - zamontowane obok siebie, komora spalania otoczona opłomkami, a wewnątrz jest palenisko. Zasada działania: Odparowanie wody w opłomkowych kotłach. W walczaku - oddzielenie wody od pary. Duża wydajność (5t pary / h), ciśnienie robocze - 1,6-1,8 MPa, wysoka sprawność. Kotły - zasada promieniowania „0”; ciepło przejmowane na drodze promieniowania i konwekcji „Ok”. R - kocioł rusztowy, cufra - wydajność t / h. 0R10 - promieniowo-rusztowy 10 t/h
3/4-doplyw powietrza na spalanie: Niepełne spalanie powoduje uwalnianie z komina dymu, co jest niekorzystne z punktu widzenia energetyki. Należy prowadzić stałą kontrolę spalania, aby proces ten był jak najbardziej ekonomiczny. Kontrola ta powinna obejmować: skład spalin, temperaturę, szybkość przepływu powietrza.
Całkowite spalanie, całkowite utlenianie:
C + O2 ->CO2 + 33900 kJ/kg 12kg + 32 kg = 44kg
H2 + ½ O2 ->H2O + 144100 kJ/kg 2 + 16 = 18 kg
S + O2 ->SO2 + 10500 kJ/kg 32 + 32 = 64 kg
Niezupełne spalanie:C + ½ O2 -> CO + 10200 kJ/kg
Spalanie takie powoduje, że ponosimy podwójne straty: 70% strat energii, do atmosfery ulatnia się CO./Nadmiar i niedobór powietrza są niekorzystne. Gdy jest go za dużo występują straty, bo ogrzewane jest powietrze i usuwane z nim ciepło trafia do atmosfery. Gdy zbyt mało mamy do czynienia z niepełnym spalaniem.//5.wspołczynnik nadmiaru powietrza/Wielkość nadmiaru powietrza potrzebna do prawidłowego procesu spalania jest określana współłzy. nadmiaru powietrza. Lrz - strumien powietrza rzeczywistego doprowadzony do paleniska ;Lt - strumien powietrza obliczony teoretycznie; λ=Lrz/Lt
W praktyce do całkowitego spalenia wszystkich cząstek paliwa wprowadzonego do paleniska niezbędne jest wprowadzenie większej ilości powietrza niż Lt. Przy spalaniu z nadmiarem powietrza w spalinach obok CO2 występuje tlen, procentowy udział CO2 w spalinach maleje. Znając zawartość CO2 w spalaniu można określić współczynnik nadmiaru powietrza.
λ-CO2max/co2; gdy spal.całk.CO=0, λ=(21-O2)/O2; Nadmiar i niedobór powietrza są niekorzystne. Gdy jest go za dużo występują straty, bo ogrzewane jest powietrze i usuwane z nim ciepło trafia do atmosfery. Gdy zbyt mało mamy do czynienia z niepełnym spalaniem.//8.zasobniki pary (ciepła)/ 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 zapotrzeb. 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./ Rozład. 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. 9.Zmiany parametrów pary do odpowiedniej pracy wymiennika za pomocą urządzenia nawilżająco-schładzającego. / Zmienia parę przegrzaną w parę wilgotną; działa automatycznie, bez obsługi, bez względu na wahania ciśnienia i temperatury pary i od strumienia; otrzymane stałe parametry / przegrzana para przepływająca przez zawór redukcyjny obniża swoje ciśnienie i spada temperatura nasycenia, rośnie stopień przegrzania pary, trafia do urządzenia nawilżacza, gdzie jest natrysk skroplinami, nawilżenie i odebranie ciepła przegrzania. Para nasycona wilgotna trafia do odkraplacza, gdzie usuwane są kropelki wody.10. pracy odwadniacza zwężkowego, termo dynam., termostat., pływakowego/Zwężkowy - prosta budowa, wygląd zwężki pomiarowej. Zas. działania:wykorzystuje zależność G=αA*pierw(2Δpρ)(G - strumień cieczy lub pary, d - średnica zwężki, Δp - różnica ciśnień przed i za zwężką, ρ - gęstość skroplin lub pary) Duża różnica ρ pary i cieczy. Przepłynięcie strumienia przez mały otwór powoduje przepuszczenie skroplin (98-97%) i bardzo mało pary (straty 2-3%). Stosowane są tam, gdzie jest stały przepływ, np. stacje wyparne./termodynamiczny Zas. działania: para zamiast unosić płytkę dociska ją do podłoża. Jeżeli maleje ciśnienie dynamiczne to rośnie ciśnienie statyczne. Jeżeli przepływają skropliny to płytka unoszona jest do góry i przepływają do wyjścia, jeśli natomiast płynie para to płytka jest dociskana i nie przepływa dopóki nie ulegnie skropleniu. Para wodna ma dużą prędkość, więc wzrost ciśnienia dynamicznego powoduje spadek ciśnienia statycznego, gdy znajdzie się w gnieździe nad płytką to jej prędkość maleje i spada ciśnienie dynamiczne, a rośnie ciśnienie statyczne dociskając płytkę do podłoża. Zalety: małe wymiary, niskie koszty wykonania, prosta budowa i zasada działania, instalacje w różnych pozycjach
Wady: wrażliwe na zanieczyszczenia, straty pary na małych przepływach.Termostatyczny /Zasada działania: oparta na rozszerzalności cieplnej metalu wchodzących w skład płytek. Jeżeli płyną skropliny to temperatura jest niższa niż temperatura pary i płytki nie wyginają się, a grzybek opuszczony, otworem wylewają się skropliny. Jeżeli przepływa para to wzrost temperatury powoduje wygięcie się płytek (naprzemiennie) i grzybek ściśle dociska, brak przepływu pary.Zalety: małe rozmiary, niepodatny na zanieczyszczenia, gdyż na ogół zawiera filtr. Wady: drogi, przy małych przepływach duże straty, brak możliwości zaizolowania.// Pływakowy Zas. działania: gdy poziom skroplin jest duży to pływak jest unoszony do góry razem z grzybkiem, ma miejsce swobodny przepływ skroplin. Gdy skroplin jest mało wówczas pływak z grzybkiem opadają i rezultatem tego jest brak przepływu.
Zalety: bardzo prosta budowa i zasada działania, niezawodność, niepodatne na zanieczyszczenia, odporne na duże zmiany natężenia przepływu, można go zaizolować.Wady: duże rozmiary, trudność instalacji w układzie, instalacja pionowa// 13. wskaźnik jednostkowego zużycia energii - łączne zużycie energii zawarte we wszystkich nośnikach doprowadzonych bezpośrednio do procesu produkcyjnego. Nie obejmują one całej energii potrzebnej do jego wykonania. Surowce, materiały, nośniki energii zużyte do produkcji wymaganej energii do pozyskiwania, przetworzenia i doprowadzenia do miejsca zużycia. Energia także do budowy maszyn, urządzeń stosowanych w procesie produkcyjnym; każdy proces produkcyjny zużywa energię zarówno na bezpośredni proces wytworzenia, jak i wcześniejsze operacje, bez których nie mógłby być wytworzony.
14. schemat przemiany energetycznej, określić sprawność i zaprezentować poziomy gospodarowania energią oraz wodą.
Dostarczanie energii --> Przesyłanie --> Odprowadzanie energii> Transformacja -> Użytkowanie --> Straty energii
Współ.sprawności: n=Qodpr/Qdost <1 /Poziomy użytkowania:
A. Poziom zasilania w nośniki brutto. Na tym poziomie następuje pomiar zużycia nośników energii niezbędny do określenia zakładowego wskaźnika jednostkowego zużycia energii./B. Poziom przemian nośników energii i dalszej transformacji parametrów z poziomu A. Wyszczególnione ogniwa tego poziomu występują w zależności od potrzeb branży oraz lokalnych możliwości. Na tym poziomie występują możliwości skojarzonej gospodarki energetycznej, np. elektrociepłownia występuje w zakładach cukrowniczych, ziemniaczanych i piwowarskich. Nadmiar produkowanej energii elektrycznej można sprzedawać do sieci krajowej. /C. Poziom użytkowania nośników energii. Występują tu urządzenia specyficzne dla poszczególnych branż. Poziom ten obejmuje energię finalną wprowadzoną do procesów i operacji produkcyjnych bez dalszego przetworzenia jej nośników na inne nośniki energii./D. Poziom energii wykorzystanej. Odpowiada użytecznie wykorzystanej energii niezbędnej do uzyskania produktu finalnego w zakładzie. Jest równocześnie teoretycznym poziomem odniesienia dla energii użytecznej.
15. pojęcia: Paliwo umowne jest pojęciem teoretycznym. Jednostka ta pochodzi z czasów, gdy paliwem dominującym był węgiel kamienny. Jego średnia wartość opałowa wynosiła 7000 kcal / kg. Stąd obecne paliwo umowne Qu - to paliwo, którego wartość opałowa wynosi 7000 · 4,19, czyli około 29300 kJ/kg. Służy do obliczania wartości opałowych innych paliw. Paliwo rzeczywiste na umowne Pu=(Prz*Qrz)/Qu
Pu - masa (strumień) paliwa umownego Qu - wartość opałowa paliwa umownego /Prz - masa paliwa rzeczywistego Qrz - wartość opałowa paliwa rzeczywistego //Para wodna umowna. Jest to para o entalpii 2680 kJ/kg (dokładnie 640 · 4,1868=2679,522 kJ/kg). /Przeliczenie masy (strumienia masy) pary rzeczywistej na parę umowną: Du=Drz*(irz/iu) Du - masa (strumień) pary umownej. // 16. Energochłonność skumulowana - całkowita ilość energii zawarta we wszystkich rodzajach paliw i nośników energii zużyta na pozyskanie surowców potrzebnych do wytworzenia produktu lub przeprowadzenia procesu. Dzięki niej możemy zastanowić się nad zmianami w energochłonności; dotyczy : rozlew, transport, magazynowanie produktu, opakowań, transport opakowań, produkcja opakowań.// 17. moc czynna, moc bierna, energia elektryczna, współczynnik mocy cos; Moc czynna - jest miarą efektu użytecznego prądu elektrycznego i może być nazywany mocą rzeczywistą. Zależy od kąta przesunięcia φ. P= U*I *cos φ
moc bierna - wytwarza pole zmienne elektryczne, nie wykonuje pracy użytecznej. Pb=U*I*sinφ /moc pozorna - moc czynna i bierna Pp=U*I, V*A /współczynnik mocy = współczynnik cos φ - wskaźnik prawidłowej gospodarki energią. im bliżej wartości 1 tym lepsze wykorzystanie.// 19. uwarunkowania projektowe w dziedzinie energii elektrycznej. dane w zakresie energetyki zasilania,dane dotyczace instalacji,zapotrzebowanie na moc
charakter obciążeń; // 20.sposoby oszczędności energii elektrycznej: racjonalne podejście do kampanijności produktu (ze względu na okresowość zbioru i produkcji surowca),odzyskiwanie ciepła w okresach chłodzenia w celu podgrzewania ,zmiany w prowadzeniu procesów i przechodzenia od procesów okresowych do ciągłych,ocena opłacalności odzyskiwania energii (aspekt ekologiczny, doskonalenie technik chłodniczych celem obniżenia energochłonności i ochrony środowiska, (wprowadzenie skojarzonej gospodarki cieplno chłodniczej); 21.wskaźniki jakości wody: mętność - Cecha optyczna (organoleptyczna) wody określająca zdolność do pochłaniania i rozpraszania promieni świetlnych. Wywołana jest najczęściej przez cząsteczki koloidalne lub zawiesiny;odczyn wody(pH wody) - stosowanej do celów spożywczych powinien zawierać się w przedziale od 6,5 do 8,5. Twardość wody, właściwość wody wynikająca z obecności w wodzie składników mineralnych, głównie węglanów, wodorowęglanów, chlorków, siarczanów(VI) oraz krzemianów wapnia i magnezu.Miano mikroorganizmów - najmniejsza objętość badanego materiału, w którym znajduje się przynajmniej jedna żywa komórka mikroorganizmu wskaźnikowego. Oznaczenie miana służy do określenia stopnia skażenia badanego materiału mikroorganizmami. Biochemiczne zapotrzebowanie tlenu (BZTn) - umowny wskaźnik określający i ilość tlenu wymaganą do utlenienia związków organicznych przez mikroorganizmy (bakterie aerobowe).
23. woda technologiczna, odżelazianie wody, filtracja z wykorzystanie mas chemicznie aktywnych, uzdatnianie wody przemysłowej. woda technologiczna - woda uzywana w procesach technologicznych, uzywana do przerobu surowca w produkt. słuzy jako rozpuszczalnik; stanowi składnik produktu finalnego. odżelazianie - polega na utlenieniu jonów Fe (II) do Fe(III) , a nastepnie usuniecie wytraconych związków Fe(oh)3 z uzdatnianej wody. filtracja z wykorzysta.mcha - jest to filtracja z uzyciem mas utleniających i filtrujących na bazie naturalnych i syntetycznych glaukonitow.uzdatnianie wody przemysłowej - jest to dostosowanie właściwości i składu wody do wymagań zgodnych z jej przeznaczeniem; polega na odżelazieniu, odmanganianiu oraz filtracji,; należy wodę poddac zmiękczeniu demineralizacji, zneutralizować, dekarbonizować, oraz zdezynfekować.// 25. elementy składowe bilansu chłodni. przedziały czasowych bilansu. : ciepło przenikające z otoczenia Q1,ciepło odprowadzane z produktu Q2,ciepło zużyte na do odprowadzenia wody z produktu Q3,ciepło wprowadzane do chłodni z opakowaniami oraz urządzeniami do składowania produktu Q4,ciepło wentylacji Q5,ciepło urządzeń pracujacyh w chłodni Q6,ciepło oświetlenia Q7,ciepło pracy ludzi Q8,ciepło oddychania tkanki roślinnej Q9,straty dodatkowe; Można wykonywać bilanse dobowe (gdy wahania nie są duże i są równomiernie rozłożone) oraz gdy są duże wahania wykonuje się bilans dla krótszych odstępów czasu.// 26. założenia racjonalnego użytkowania sprężonym powietrzem i środki służące oszczędności energii sprężonego powietrza.
Załozenia racjonalnego użytkowania sprężonego powietrza:
właściwy dobór urządzeń sprężarkowych pod względem wydajności i ciśnienia sprężania do zasilanej sieci,zapewnienie szczelności instalacji i zmniejszania strat powstałych w wyniku nieszczelności, dbanie o właściwy stan filtrów ze względu na szybkie niszczenie sprężarek w przypadku zasysania zanieczyszczonego powietrza/środki oszcz. energii w sieciach spreż.powietrza: redukcja wycieku przez zastos. złączek,podział układy na strefy z regulacją ciśnienia z zastos. zaworów odcinających,zastos. metod odwadniających do usuwania kondensatu , zastos. uzupełniających zbiorników,ograniczenie strat cisnienia przez zastos.pierścienia /srodki oszcz. energii przy wytwarzaniu i przygot. sprez.pow : zopt.regulacji sprężarek, zopt. cisnienia powietrza w ukl.regulacji sprężarek, obniżenie temp. pow wlotowego (zmiana lokalizacji wlotu),wymiana sprezarek na bardziej energooszczędne /śr.oszcz.energii w zespołach przygotowania powietrza -zastos. zespołów przygot. powietrze dostosowanych do instalacji.,naprawa nieszczelnych urzadzeń;odłaczenie dopływu powietrza gdy maszyna nie pracuje,zweryfikowanie i opt. zespołów przyg. powietrza,ograniczenie strat ciśnienia.
27. skojarzona gospodarka energetyczna, kiedy i z jakim skutkiem
się ją stosuje? Wniosek: Jeżeli jedynym celem jest pozyskanie energii elektrycznej to ponosimy bardzo duże straty. Tam gdzie potrzebna jest energia elektryczna i para technologiczna istnieją możliwości bardziej racjonalnej gospodarowania energią - można stosowac skojarzoną gospodarkę energetyczną. 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.
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 temp. wlocie, a mniejsze ciśnienie i temp.na wylocie z turbiny, tym więcej możemy uzyskac energii). Wypływa para o p = 0,4 MPa i niewielka ilośc skroplin. Służy do instalacji wyparnych Dzięki skojarzonej gospodarce energetycznej wykorzystanie energii z paliw ok. 90%.