Gospodarka energetyczna -racjonalne wykorzystanie zasobów energetycznych i wody jako tego czynnika wytwarzania, przesyłania, rozdzielania E, użytkowanie i prawidłowa exploatacja urządzeń energet.

Środowisko -powietrze, gleba, woda w naturalnym stanie czystości, a

w/g ustawy- ogół elementów przyrodniczych, powierzchnia ziemi łącznie z glebą , kopaliny, wody, powietrze atmosferycznego, świat roślinny i zwierzęcy jaki i krajobraz w stanie naturalnym i przetworzony przez człowieka.

Ochrona środowiska - kiedyś środowisko było w stanie równowagi fiz-chem, ale na skutek przemysłu itp. została zburzona.

Co można zrobić? *ograniczać zaśmiecanie gazami, pyłami, odpadami, *zahamować wypuszczanie ścieków do mórz, rzek itp.

Nośniki energii dzielimy na: *pierwotne -paliwa naturalne :stałe, ciekłe i gazowe np.węgiel brunatny, kamienny, torf, ropa naftowa, drewno, gaz ziemny, naturalne związki uranu i toru *wtórne - paliwa stałe, ciekłe i gazowe, paliwo jądrowe uzyskane z przetwarzania pierwotnych nośników E, koks, olej opałowy i napędowy, benzyny, para wodna, gorąca woda, E elektr.

ENERGIA: **pierwotna - zawarta w pierwotnych nośnikach E, czyli w paliwach i liczona w/g ich wartości opałowej, ->energia z naturalnych spadków rzek, powietrza, wiatrów **wtórna - zawarta we wtórnych nośnikach E, liczona dla paliw w/g wart. opałowej a dla innych w entalpii, a dla E elektr. w kW/h.

Paliwo umowne - wprowadzone, aby można było porównywać różne rrodzaje paliw. Jego wart. opałowa 7000kcal/kg = 29300 kJ/kg.

Pn=Prz x Qrz / Qu, gdzie Pn- masa lub strumień paliwa umownego, Prz - masa lub strumień paliwa rzeczywistego, Qu - wart. opałowa paliwa umownego, Qrz - wart. opałowa paliwa rzeczywistego

WSKAŹNIKI JEDNOSTKOWE ENERGOCHŁONNOŚCI: określa technicznie uzasadnioną wielkość zużycia paliwa lub E przez urządzenie lub instalację energet.na wytworzenie jednostki wyrobu w okr.warunkach exploatacyjno-technolog. η=E2/E1 <1 ->sprawność, gdzie E1 - energia doprowadzona E2- energia oddana.

Urządzenie energetyczne-każde urządzenie techniczne, które służy do przetwarzania paliw lub E innego rodzaju np. kocioł parowy lub Eo zmienionych parametrach, służy do przesyłania E lub paliw, albo także które zużywają E lub paliwo.

Instalacja elektryczna- zespoły urządzeń technicznych wraz z układami połączeń , które służą do przetwarzania, przesyłania paliw lub E albo zużywające E.

WSKAŹNIKI ENERGOCHŁONNOŚCI: *technologiczny: Wt= Et/P, gdzie Et-ilość E faktycznie zużytej w procesie technolog., P-wytwarzana produkcja *produkcyjny: Wpr= Epr/P, gdzie Epr-zużycie E w procesie technologicznym i w urządzeniach pomocniczych, ale związanych bezpośrednio z procesem technolog. *zakładowy: Wz=Ez/P, gdzie Ez-E zawiera Er i Epr oraz dodatkowe zużycie energii przez urządzenia, które nie biorą udziału w produkcji. Najlepiej oznacza wskaźnik technologiczny

Bez wzgl.na wartość i rodzaj stosowanych wskaźników wartości powinny być ustalone w okr.jednostkach energii: *dla paliw stałych, ciekłych i gazowych [J] *energia cieplna w postaci pary, gorącej wody [J] *energia elektr. [kWh]

Zużycie energii cieplnej i elektr.=>podaje się wskaźnik sumaryczny zużycia E, który musi być podany w paliwie pierwotnym przy uwzgl.sprawności przemian energet.

Przy dostarczaniu z zew.E przyjmuje się wartość średnią : *przy przeliczaniu E cieplnej wskaźnik η_c=0,7 *przy przeliczaniu E elektr. wskaźnik η_e=0,3, Ep= Ec/η_c Ep=Ee/η_e . w niektórych procesach występuje zjawisko odzysku E. Ta część E zostaje wykorzystana w inny procesie

Metody ustalania jednostkowej energochłonności: 1)analityczno-obliczeniowa, 2)doświadczalnooprodukcyjna, 3)statyczna-na podstawie danych statystycznych z poprzednich lat

Znajomość wskaźnika może prowadzić do: *polepszenia gospodarki energet. *mniejszego zanieczyszczenia środowiska *zmusza do stosowania odpowiednich nośników E i kontroli *do kontroli przy użyciu aparatury kontrolno-pomiarowej. Wskaźniki dają pogląd na zużycie E bezpośredniej. Nie obejmują całej E zużytej w procesie prod.

ENERGOCHŁONNOŚĆ CIĄGNIONA(skumulowana)= zużycie E obejmujące całkowitą ilość E, która jest niezbędna do wytworzenia danego produktu=>ciągnione zużycie E np.energia zużyta na budowę maszyn, budynków itp. Może ta E dotyczyć:*procesu, *zakładu, *całej branży

ZUŻYCIE E NA PROD.ŻYWN. NA TLE CAŁKOWITEGO ZUŻYCIA E.* bezpośrednie zużycie E:maszyny rolnicze, transport, przemysł spoż, przechowalnictwo, handel, przygotowanie posiłków *pośrednie zużycie E:wytwarzanie nawozów, środków ochrony roślin, budowa maszyn, materiały budowlane, wyposażenie sklepów

ŁANCUCH PRODUKCJI DZIELI SIĘ NA 5 CZĘŚĆI:1)przemysł spoż.(1/3 energii zużywanej przez łańcuch produkcji żywności) 2)gospodarstwo domowe 3)rolnictwo 4)transport 5)handel

NA WYSOKĄ ENERGOCHŁONNOŚĆ MA WPŁYW: *niedostosowanie gospodarki do prawidłowo działającego prawa ekonomicznego *bardzo niekorzystna struktura *przestarzałe energochłonne technologie *dekapitalizacja majątku trwałego *niekorzystna struktura energii pierwotnej

ZAKŁAD P.SPOŻYWCZEGO JAKO ODBIORCA ENERGII: Zużycie główne= zużycie E przy bezpośredniej realizacji procesu produkcyjnego, np.zużycie energii pary: *procesie pasteryzacji i sterylizacji *proc.rozdrobnienia *pracy działów pomocniczych *ogrzewaniu budynków *exploatacja urządzen i straty. Zużycie E zależy od: 1)zdolności produkcyjnych i wielkości produkcji. Zdolność produkcyjna : rzeczywista i nominalna(zaprojektowana- korzystna sytuacja, gdy zdolność nominalna pokrywa się z rzeczywistą). Często zakład ma większy przerób niż wartość nominalna. Występują straty mocy w silnikach elektr.na skutek niedociążenia. Przekroczenie nominalnej wartośći nie jest pożądane, może wystąpić na skutek przeciążenia 2)profil prod. Zużycie energii jest różne. Do najbardziej energochłonnych procesów należą te gdzie występuje przemiana fazowa np.suszeni, zamrażanie 3)ciągłość pracy- większość zakładów charakteryzuje się sezonowością produkcji. Zakłady te planowane są z uwzględnieniem max.intensywnej exploatacji. Przy wykorzystaniu tych możliwośći po sezonie następuje brak wartości optymalnych. Obserwacja pracy maszyn wykonana w postaci zapisu graficznego nosi nazwę harmonogramu pracy maszyn - na jego podstawie możemy sporządzac, wykres zużycia E a na jego podstawie można sporządzić tzw. kalendarzowy wykres obciążenia. Kalendarzowy wykres obciążenia określa przebieg w rozpatrywanym okresie czasu w chronolicznym odstępie ich występowania. Może być wykres dobowy. Możemy z tego wykresu odczytać obciążenie max i min (tzw.dolina), ile E zostało zużyte od τ1 do τz. Określamy też zastępcze obciążenie średnie od τ1 do τz (nie zmieniające się w czasdie, przy którym w danym odcinku czasu zostałaby zużyta taka sama ilość E jak przy obciążeniu zmiennym w czasie) 4)stopień mechanizacji-wraz ze wzrostem stopnia mechanizacji następuje wzrost stopnia usprawnienia pracy, zmniejszenie ubocznego zużycia E !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Wykres uporządkowany=obrazuje obciążenia uszeregowane od wartości największej do najmniejszej z uwzgl.czasu utrwalania. Powstaje przekształcenie wykresów kalendarzowych.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

5)dobór maszyn i urządzeń. Urządzenia powinny być rozpatrywane pod kątem odzysku E 6)jakość surowca. Grubość powstającego osadu może być różna - to powoduje wzrost zużycia E.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Niewłaściwe temp.w chłodniach powodują duże straty energii. 7)konserwacja maszyn i urządzeń

GOSPODARKA NOŚNIKAMI ENERGII: Węgiel kamienny: aby właściwie nim gospodarować należy poznać jego właściwości, prowadzić prawidłowe spalanie (kontrolować) oraz magazynować i przechowywać. Charakterystyka: paliwo stałe, pochodzenia organicznego, o różnym składzie chemicznym(skutek różnego stopnia zwęglenia), zasadniczy skład mieszaniny węglowej=zawartość częśći palnych, zawart.części niepalnych, zawart.wilgoci (te dwa osttatnie stanowią balast). Część palna=substancja org.która ulega utlenieniu w procesie spalania. Część niepalna=nieorganiczna, mineralna, po spaleniu popiół i żużel. Wilgotność: *przemijająca=utrzymywana na poziomie z wilgotnośćią powietrza *higroskopijna. W wyniku procesu spalania wilgoć musi być odparowana=powoduje to zużycie E. Duża wilgotność początkowa (chwilowa)może powodować obniżenie temp. podstawą podziału węgla kamiennego na typy są cechy naturalne, określane w/g szeregu składników: *zawartości części lotnych=subst.które są wydzielane w czasie spalania węgla (suchej destylacji) w temp.od 100÷400 do 500 C. Po odgazowaniu masa węgla przechodzi w stan półpłynny plastyczny, w którym ziarna węgla mogą ulegać zlepianiu. *zdolności spiekania, *ciepła spalania.

Podział węgla kamiennego przeznaczonego na cele energet. na klasy ze wzgl. Na *wartość opałową - 23 klasy, *w/g zawartości popiołu

Oznaczenie węgla stanowią duże liczby przedzielone kreską: I- składają się z dwóch cyfr początkowych o najniższej wart.opałowej w danej klasie, II- wskazuje najwyższą zawart.popiołu.

Cechy węgla, które bierzemy pod uwagę *asortyment, *wartość opałowa *zawart.wilgoci *zawart.części lotnych *zawart.popiołu *skład chem. PRZYDATNOŚĆ PALENISKA= współczynnik przydatnośći paleniska do zawart.poszczególnych asortymentów węgla. Wart.opałowa=cecha węgla, która decyduje o wartości energet. Jest to współczynnik spalania pomniejszony o tę część ciepła, jaką zużywa się na odparowanie wody, powstałej w trakcie spalania. Ciepło spalania=całkowita ilość uzyskana ze spalenia jednakowej masy węgla po ostudzeniu spalin do temp.otoczenia ZAWARTOŚĆ WODY W WĘGLU: nadmierne zawilgocenie utrudnia użytkowanie węgla , wilgotność nie powinna być większa niż 27%, wilgotność przemijająca 10-15% przy spalaniu miału węgla jest korzystna. Paleniska są rusztowe. Para ma właściwośći katalityczne przy spalaniu części lotnych wpływa spulchniająco, mniejsze opory hydrauliczne = łatwy dostęp tlenu. Przy dużej wilgotności - duże zużycie E. Wilgotność węgla powoduje, że w spalinach pojawia się duża ilość pary wodnej, która w połączeniu z siarką powoduje powstawanie środowiska agresywnego. ZAWART.CZĘŚCI LOTNYCH wpływa na:temp.zapłonu, wysokość płomienia, szybkość spalania. Obniżenie temp.zapłonu=wzrasta szybkość spalania i wysokość płomienia. ZAWART. POPIOŁU= balast, obniża wart.opałową węgla, pogarsza warunki spalania, ze względu na zanieczyszczenia występujące na powierzchni. Popiół pochodzi ze wzsystkich części organicznych pozostałych po spaleniu. Jego zawart.wynosi: 2÷40%. Wyróżnia się: *popiół w stanie sypkim=popiół lotny, który b.niekorzystnie wpływa na eksploatację urządzeń. Jest unoszony przez gazy spalinowe. Ze wzgl.na znaczną prędkość niszczy głównie urządzenia odpylające *w stanie zlanym=żużel - utrudnia wymianę ciepła. Powstałe osady są trudno usuwalne. Im większa zawart.popiołu tym szybsze zanieczyszczenia kotła. SKŁAD CHEMICZNY: spośród składników palnych i odgrywających rolę istotną w procesie spalania: *węgiel- im więcej tym wyższa wart.opałowa 40÷70%-zawart.węgla pierwiastkowego w węglu energet. *wodór= 3÷4% najwyższe ciepło spalania *tlen - może wpływać na obniżenie wart.opałowej przez wiązanie części wodoru, zawartość może dochodzi do 40% *siarka zawart.w węglu może być ok. 0,5÷1,5%, a max 4,5% powyżej 2% siarki w paliwie = podwyższona temp.punktu rosy spalin (punkt rosy - temp.w której prężność pary wodnej zawartej w gazie = prężnośći pary nasyconej) przy dużej zawart.siarki temp.punktu rosy spalin może być bliska temp.ścian kotła lub może znajdować się powyżej tej temp.może zajść zjawisko wykraplania pary wodnej ze spalin na ściankach urządzenia kotłowego. To zjawisko może wystąpić przy zbyt niskim współczynniku nadmiaru powietrza. W procesie spalania siarki:powstają tlenki siarki, które w połączeniu z parą wodną dają kwas siarkowy, a więc środowisko bardzo agresywne niszczące części metalowe kotła.

MAGAZYNOWANIE: węgiel powinien być tak składowany aby mógł być łatwy transport. Składy otwarty ->na wolnym powietrzu. Warunki magazynowania - teren utwardzony, suchy, w zależności od asortymentu węgla stosuje się odpowiednią wysokość pryzm, ok.8 m. Wysokość max. wynika z wytrzymałości węgla. Dodatkowe rozdrabnianie powoduje zwiększenie powierzchni utleniona - ziększenie wart.opałowej. proces utleniania-powierzchniowy, ciągły, towarzyszy mu wydzielanie ciepła. Właśnie takie wydzielanie ciepła i niewłaściwe magazynowanie może prowadzić do samozapłonu węgla. Szybkość utleniania zależy od:*temp.początkowej, *stopnia rozdrobnienia *zawart.tlenu (stężenia tlenu)-należy przeciwdziałać przedostawaniu się tlenu do pryzmy. Nie można mieszać sortymentów węgla, gdyż sprzyja to postawaniu kanałów, którymi może dostawać się powietrze. Przy magazynowaniu istotna jest temp.krytycznej dla węgla - do 60^OC

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

PRYZMY- utrudnienie dostawania tlenu (korzystne) lecz większe możliwości akumulacyjne (możliwość samozapłonu).

Dodatkowym źródłem wydzielania ciepła podczas jego magazynowania jest absorpcja pary wodnej na jego powierzchni. Strata energet.jest wyższa dla węgla o większej zawart.części lotnych i może dochodzić do 3% w skali roku.

ZUŻYCIE PALIW GAZOWYCH, które mają wiele zalet: *istnieje możliwość pełnej automatyzacji wytwarzanej pary wodnej *spalanie bezdymne *przy spalaniu gazu wyższa sprawność samego procesu otrzymywania pary wodnej -> mniej paliwa spalamy *uzyskanie wysokiej temp.spalania. Kotły są zasilane gazem w dużych miastach, jest ich mało, muszą byc importowane. Naturalne - wszystkie odmiany gazu ziemnego Sztuczne:sporadycznie używany gaz miejski niewielka ilość gazu płynnego propan-butan.

GAZ ZIEMNY - ZAAZOTOWANY. Skład:*metal, *z powietrzem tworzy mieszaninę wybuchową *w zależnośći od tego jaki to jets gaz wartość opałowa 20÷38 tys.kJ/m³. W czasie odgazowywania węgla kamiennego głównym składnikiem jest tlenek węgla.

GAZ PROPAN-BUTAN- wytworzony w operacji technologicznej - przemysł mięsny. Jest to gaz płynny otrzymywany na drodze przerobu ropy naftowej. Węglowodory wchodzące w skład charakteryzują się:*wysoką temp.krytyczną - dlatego mogą istnieć w stanie ciekłym, w temp.otoczenia, jeżeli znajdują się pod wysokim ciśnieniem.

PALIWA CIEKŁE: oleje opałowe (powst.na drodze przerobu ropy naftowej). Podstawą klasyfikacji jest: *lepkość *temp.zapłonu *temp.krzepnięcia *zawart.części mineralnych *zawart.siaraki *wart.opałowa

OLEJE CIĘŻKIE- mozuty - przed wprowadzeniem do palnika muszą być podgrzane

OLEJE LEKKIE: wprowadzone do palnika bezpośrednio

MIARA wartości opałowej oleju opałowego jest stosunek wodoru do węgla H/C 0,115÷0,163 (im wyższy stosunek tym wyższa wart.opałowa).

SPALANIE PALIW: Spalanie to intensywne utlenianie. Spalanie zupełne - zachodzi wówczas, gdy składniki palne zostają w całości utlenione. Spalanie niezupełne-gdy jest niedostateczna ilość tlenu, czyli musimy więcej spalać węgla ,zatruwamy środowisko. 3 etapy spalania: *suszenie **odgazowania ***spalanie wydzielonego koksu. Opis:Ziarna węgla nagrzewają się, pobierają ciepło od paleniska (ścian komory) i od innych ziarn i od przepływającego powietrza w tych warunkach następuje odparowanie wilgoci. Proces kończy się po przekroczeniu 100 C przez masę węglową. W czasie suszenia następuje rozpadanie się ziarn, pochłanianie ciepła czyli obniża się temp.w palenisku (dla tej partii). Po odparowaniu wilgoci następuje wzrost temp. połączony z powst. i wydzielaniem części lotnych: wodoru, CO, H₂, CO₂. Część tych gazów palnych od razu ulega spaleniu (H, CO2). Ciężkie węglowodory ulegają spaleniu po ówczesnym rozkładzie a produkty ulegają spaleniu. Pozostałością po odgazowaniu jest koks (węgiel pierwiatkowy i substancje mineralne). Szybkość spalnia koksu jest znacznie mniejsza niż części lotnych. Ostatnia faza decyduje o długości przebywania węgla w palenisku. Warunkiem dobrego spalania jest odpowiednia ilość O₂ i występująca wysoka temperatura.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!WZORY str 9!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

TEORETYCZNE ZAPOTRZEBOWANIE POWIETRZA:byłoby wystarczające gdybyśmy cząsteczce węgla dostarczyli wystarczającą ilość tlenu (w odpowiednim momencie). Jest to niemożliwe =>rzeczywiste zapotrzebowanie powietrza jest > niż teoretyczne. W przypadku nadmiaru pzrepływu powietrza niepotrzebnie ogrzewane powietrze przechodzi przez palenisko i ulatuje do atmosfery (niepotrzebne ogrzewanie zbyt dużych mmas powietrza). Przy zbyt niskim dostarczaniu powietrza tracimy ∼ 70%energii ->spalanie niezupełne. Stąd powstaje potrzeba właściwego określenia nadmiaru ilości powietrza. Służy temu : współczynnik nadmiaru powietrza λ= Lrz/Lt, gdzie: Lrz-ilość powietrza rzeczywiście doprowadzanego do paleniska, Lt-ilość powietrza teoretycznie potrzeba. λ - zależy od *konstrukcji paleniska i *spalanego paliwa. Jeżeli spalamy z nadmiarem powietrza to obok CO2 pojawia się tlen λ=CO2 max/CO2, λ=21/21- O₂. Czyli współczynnik nadmiaru powietrza możemy określić dla danego paleniska. Jeżeli spalanie z nadmiarem powietrza to % zawartości w spalinach maleje

SPOSOBY DOPROWADZANIA POWIETRZA DO PALENISKA: za odpowiednie i właściwe doprowadzenie powietrza i odprowadzenie spalin w zakładzie przem.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 spalonego węgla - dla kotłów parowych siła ciągu 40mmH2O= 0,4 hPa. *jest ona wytworzona na skutek różnic gęstości na zewnątzr i gazów spalinowych (obie gęstości zależą od temp). czyli jest ona spowodowana różnicą ciśnień słupów gazu o wysokości = wysokości komina (słupa powietrza i słupa gazów spalinowych) !!!! WZÓR str.10!!!!!! im mniejszy komin =>wyższa siła ciągu. Im wyższa temp=wyższa siła ciągu gazów spalinowych. Ciąg sztuczny-wentylatory. Urządzenia do sztucznego ciągu stosuje się gdy wymagany ciąg kominowy jest bardzo duży a wybudowanie komina jest niemożliwe. Urządzenia odpylające mają b.duże opory hydrauliczne przepływu - ciąg sztuczny. Do sztucznego ciągu stosowane są wentylatory wyniesione poza kotłownię. Są to wentylatory wyciągowe i podmuchu (powietrze pod ruszt). Zapotrzebowanie powietrza podczas spalania nie jest jednakowa - największe w procesie odgazowania, później wyraźnie maleje.

!!!!!!!!!! rysunek str 10 !!!!!!!!!

DOPROWADZENIE ODP.ILOŚCI POWIETRZA do spalania jest stosunkowo trudne. W pewnym momencie straty niezupełnego spalenia (I) potem strty ogrzewania niewykorzystanego powietrza (II). Trzeba więc regulować dopływ powietrza. Kocioł parowy z rusztem stałych nie wymagają obsługi ręcznej. Nachylenie linii AB podczas spalania maleją opory hydrauliczne powietrza i przez palenisko przepływa coraz więcej powietrza. Linia AB - jeżeli nie ingerujemy w spalanie. Jeżeli mamy ręczną regulację - należy zmniejszyć ilość powietrza po wprowadzeniu nowej partii węgla.. łatwiejsze jest regulowanie dopływu powietrza, w kotle parowym z rusztem mechanicznym. Występuje tu podmuch.

!!!!!!!!!rys ze str 10,5!!!!!!!

Aby podmuch powietrza był prawidłowy - ilość węgla (warstwa) na ruszcie powinna być równomierna - stosowanie warstwowania.

KONTROLA PROCESU SPALANIA: należy kontrolować: *skład spalin *temperaturę *szybkość przepływu powietrza. Skład spalin - analizatory spalin *w warunkach laboratoryjnych - analizatory chemiczne *w warunkach technicznych - analizatory elektroniczne pracujące na zasadzie pomiaru przewodnictwa cieplnego gazów, które jest wartością stałą dla danego gazu. Podstawowa analiza spalin: CO2, O2, CO

ANALIZATORY CHEMICZNE:- absorpcja składników spalin (CO2, O2, CO) w roztworach chemicznych. Najstarszy analizator chemiczny Orsata, który określa zawart. CO2, O2, CO: pobiera się próbkę 100 cm³ spalin i rozpuszcza przez określone roztwory, które pochłaniają dany gaz. Z różnicy miana można obliczyć ilość okr.gazu *do CO2 stosuje się roztwór KOH * do O2 -roztwór alkaliczny pirogallolu *do CO stosuje się roztwór chlorku miedziowego. Straty niezupełnego spalenia (można określić znając zawart.CO2 w spalinach i odczytiując na podstawie odpowiednich wykresów)

!!!!!!!!!!!! wykres ze str.11 „strata niezupełnego spalenia”!!!!!!!!!!!!

Najtrudniejszym gazem do oznaczenia w spalinach jest CO, bo jest go mało, dlatego wykonano wykresy z których można odczytać jego zawart.na podstawie zawart.CO2 i O2

!!!!!!!!!!!!!!! wykres Buntego !!!!!!!!!!

Gdy punkt znajduje się na prostej AB => spalanie zupełne (bez CO) jeżeli w środku trójkąta OAB =>spalanie niezupełne (obecność CO). Ten punk to Σ CO2 i O2. Trójkąt OAB jest prostokątny, gdy jest spalanie węgla pierwiastkowego. Jeżeli jest to np.węgiel kamienny - zawartość CO2 jest mniejsza i trójką ten ma inny kształt

!!!!!! wykres ze str 11,5 !!!!!!!!!!!!

uzupełnianie spalin o CO można określić współczynnik spalania powietrza oraz jego wart.,aby spalanie było zupełne.

!!!!!!!!! wykres2 ze str 11,5 !!!!!!!!!!

jeżeli punkt przecięcia CO2 i O2 jest na linii AB =>spalanie zupełne; jeżeli wewn.trójkąta OAB =>spalanie niezupełne

!!!!!!!!! wykres uogólniony Ostwalda str 11,5!!!!!!

Jeżeli punkt przecięcia zawartości CO2 i O2 jest wew trójkąta OAB => można określić współczynnik nadmiaru powietrza oraz jaki powinien być, aby spalanie było zupełne.

WYKORZYSTANIE PARY WODNEJ: para wodna- powstająca w kotle parowym z wody, którą podgrzewamy do temp wrzenia pod określonym ciśnieniem:powstaje para wilgotna, potem para nasycona sucha i para przegrzana. Do wytwarzania pary - kotły parowe, które charakteryzują sięokr.wydajnością (w jednostkach masy,jednostkach czasu lub jednostkach ciepła), powierzchnią ogrzewaną (powierzchnia ścianek omywanych z jednej strony przez spaliny, a z drugiej przez wodę, mieszaninę wody i pary lub parę, mierzona po stronie spalin wyrażana w m²) i obciążeniem cieplnym.

PODZIAŁ KOTŁÓW PAROWYCH: I) 1.kotły z obiegiem wody naturalnym (najbardziej popularne) 2.kotły z obiegiem wymuszonym (praktycznie nie stosowane) 3)kotły przepływowe II) w zależności od tego, czy spaliny omywają powierzchnię ogrzewaną od str wew lub zew: 1)kotły płomienno-rurowe -spaliny przepływają wewnątrz rury, na zew jest woda, para *płomienicowe *płomienicowo-płomieniówkowe *płomieniówkowe. Płomienica -rura pofałdowana o ∅ kilkaset mm. Płomieniówka - rura pofałdowana o ∅ kilkadziesiąt mm. We wszystkich tych kotłach spaliny przepływają wew ryry. Rury te są otoczone wodą, miesznina pary i wody, parą. W kotłach opłonkowych jest na odwrót. 2)kotły opłonkowe - spaliny na zew.

III) w zależności od sposobu wymiany ciepła między spalinami a powierzchnią mówimy o kotłach: 1.opromieniowane-cała ilość ciepła przyjmowana na drodze promieniowania - powierzchnia kotła tworzy ekran zbudowany z rur 2.konwekcyjne-cała ilość ciepła przejmowana na drodze konwekcji 3.częściowo opromieniowane-oprócz powierzchni opromieniowanych występuje powierzchnia, gdzie ciepło przejmowane jest na drodze konwekcji IV) podział związany z cechami konstrukcyjnymi 1.kotły sekcyjne 2.kotły stromo-rurkowe V)podział związany z typem paleniska: 1.kotły rusztowe 2.k.pyłowe 3.k.cyklonowe. OPISY KOTŁÓW: Kocioł płomienicowy:

!!!!!!!!! schemat ze str 12,5 !!!!!!!!!!

1-doprowadzenie wody do kotła (do przestrzeni wodnej), 2-zawór bezpieczeństwa, 3-kołpak, z którego pobierana jest para wodna, 4-wężownica przegrzewacza pary, 5-palenisko rusztowe, 6- przewód odmulający. ZALETY:długowieczna, prosta budowa, o dużej przestrzeni wodnej (mało wrażliwe na zmienne obciążenie), ze względu na prostą budowę mogą być zasilane w wodę o gorszych parametrach. WADY:długi czad rozmuchu (duże strty ciepła), duże zapotrzebowanie miejsca, palenisko o małych wymiarach i wymaga węgla o dużej wart.opałowej, kotły o niskiej sprawności. Płomienica może być jedna (umieszczona asymetrycznie, aby ułatwić cyrkulację wody) lub dwie umieszczone asymetrycznie. Kocioł płomienicowo-płomieniówkowy:

!!!!! schemat ze str 12,5 !!!!!!!!!

1-walczak kotła, 2- płomienica, 3-płomieniówki pierwszego ciągu, 4-wężownice przegrzewacza pary, 5-komora zwrotna=dymnica, 6-pomieniówki drugiego ciągu, 7-komora zwrotna, 8-płomieniówki trzeciego ciągu. Największą ∅ mają plomienice pierwszego ciągu, do których wprowadzane są wężownice przegrzewacza pary. Para przegrzana - łatwiejszy transport (mniejsze opory hydrauliczne przepływu). Jest to walczak leżący, istnieją również kortły tego typu

pionowe, płomienica, płomieniówki}część dłg kotła.

Kotły płomieniówkowe-kilka ton pary/h charakteryzujące się dużą pojemnością, opalane są olejem opałowym lub gazem.

Kotły opłonkowe- mała pojemność wodna, rurki o małej ∅ (opłonki) oddzielenie pary od wody w walczakach (są to kotły wodno-rurkowe)a odparowywanie w oponkach, wysoka wydajność, ciśnienie robocze wysokie, wysoka sprawność. Szerokie zastosowanie w prz.spoż.-kotły opromieniowane, gdzie wymiana ciepla na zasadzie opromieniowania i konwekcji. Najpopularniejszy : *OKR-5 -> OK-opromieniowanie + konwekcja, R-rusztowy, 5-wydajność 5tpary/h lub *OKR-10 -> opromieniowanie, rusztowy, wydajność 10ton pary/h. Wykorzystywane są głównie w prz.owocowo-warzywnym. Kotły stromo-rurkowe=pochylenie opłonek 75-90° w stosunku do poziomu, opłonki łączą ze sobą kilka walczaków, w których odbywa się rozdzielenie pary od wrzącej wody.

!!!!!!!! schemat kotła stromo-rurkowego str 13!!!!!!!!!!!

ZASAD DZIAŁANIA: woda unosi się z walczaka dolnego do górnego pękiem opłonek przednich i bardzo ogrzanego pęku pionowego a opada opłonkami tylnymi pęku pionowego. Para wodna-z walczaka (nasycona, wilgotna)->przegrzewacz (para przegrzana). Opłonki-wyrównywanie wody (przelewanie z walczaka do walczaka). Kotłu o dużej sprawności, wydajności, ciśnieniu roboczym, wymagają wody uzdatnionej.

Wszystkie te kotły z naturalnym obiegiem wody (Lamonta)-pompa wymusz obieg wody.

Kotły przepływowe są także stosowane - jednokrotny przepływ wody układ ciśnieniowy:podgrzanie tej wody do temp wrzenia, odparowanie, osuszanie i przegrzanie pary - dlatego wymagana bardzo uzdatniona woda. Nie ma krążenia wody ani walczaka- zastosowanie tam, gdzie jest stały pobór.

BILANS. Kocioł parowy - źródło strat ciepła. Przemiana fazowa charakteryzuje się sprawnością: !!!!!!!!!!!!! wzór 1) i 2) ze str13,5 !!!!!!!!!

STRATA WYLOTOWA: spaliny opuszczając kocioł mają wysoką temp. strata ta jest nieunikniona. Jej wielkość zależy od temp gazów wylotowych. Temp gazów spalinowych niższa - większa sprawność. Temp spalin nie może być =temp otoczenia (czyli straty te zawsze występują), bo ochrona przed powstawaniem kwasów siarkowych czyli korozją. Temp spalin zależy od temp powietrza doprowadzanego do komory (zmian temp powietrza o 1°C -> zmian temp spalin o 0,5 °C). Na temp spalin ma wpływ zanieczyszczenie powierzchni kotła - zanieczyszcenie powoduje przenikanie mniejszej ilości ciepła do wody a więc ciepła uchodzi na zewn spalinami. Strata ta zależy również od strumienia masy spalin. Na stratę wpływa współczynnik nadmiaru powietrza - spalanie zupełne:bez gazów palnych w spalinach i przy najmniejszych wartościsch współczynnika nadmiaru powietrza. Więcej CO₂ w spalinach - mniejsza strata. Nie można jednak doprowadzić do niezupełnego spalenia, aby zmniejszyć straty wylotowe bo rośnie S_k.

!!!!!!!!!!! wzory ze str 14 !!!!!!!!!!

STRATA NIEZUPEŁNEGO SPALENIA (S _co) = nieprawidłowe prowadzenie procesu spalania (w spalinach są gazy palne). Może być wyeliminowana przez właściwe doprowadzenie powietrza do paleniska (węgiel - podmuch strefowy, równomierne rozłożenie węgla - warstwownice).

STRATA NIECAŁKOWITEGO SPALENIA (S _n ) = *strata przesypu (dla węgla) - przesypywanie się drobnych części węgla przez szczeliny powietrzne rusztu *strata w żużlu (stopiony popiół) - zatopienie części węgla (niespalonych) *strata w popiele lotnym - unoszenie drobnych ziarn węgla poza komorę paleniskową . aby ograniczyć tę stratę - odpowiednie paliwo do odpowiedniego rusztu . przy stosowaniu miału - korzystna zawart wody w węglu (8-12%), bo lepsze spalanie węgla i mniejsze straty przesypu

STRATA PROMIENIOWANIA I KONWEKCJI (Spr)= powierzchnia o temp wyższej od otoczenia zawsze tracą ciepło. Wlk.strat zależy od konstrukcji kotła, izolacji (procentowo-od wielkości kotła; im kocioł mniejszy tym % straty są większe). Aby zmniejszyć Spr należy unikać niepotrzebnego przepływu powietrza (przeciągów itp.)

DOBÓR KOTŁA PAROWEGO: do normalnej pracy wymaga przestrzegania optymalnych kryterium doboru kotłów parowych: *zdolność przystosowania do zmiennych obciążeń *wydajność *parametry pracy *stosowane paliwo *jakość wody..... η w warunkach nieustalonych jest niższa w warunkach ustalonych -> sprawność średnia i charakterystyka energetyczna kotła:

!!!!!! wzór ze str 14,5 !!!!

gdzie ΣS-suma strat w warunkach ustalonych, Σd-straty w warunkach nieustalonych, Q-ilość doprowadzonego ciepła

STRATY DODATKOWE (Sd) = wygaszanie kotła i rozruch. Przy rozruchu rośnie Sn (wydłuża się czas spalania , bo temp paleniska jest niższa), strata wylotowa, bo większy współczynnik nadmiaru powietrza. Wygaszanie- E pod postacią goącej wody ulega roaproszeniu (nie jest wykorzystana).

!!!!!!!!!!!!! wykres ze str 15 !!!!!!!!!!

η kotła zależy nie tylko od obciążenia kotła, ale także od zmian obciążenia. Zmiana obciążenia - zmniejszenie η (nie można dopasować ilości doprowadzanego powietrza do zmieniających się warunków, np.zwiększenie ilości doprowadzanego paliwa i na odwrót). Na zmiany obciążenia kotły reagują niejednakowo zdolność przystosowania się do zmiennych warunków (obciążeń)-elastyczność pracy. Korzystne, gdy kocioł przy dużej elastyczności pracy wykazuje najmniejszy spadek sprawności: !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! wykres 2 ze str 15 !!!!!!!!!

gdzie b-więksdza sprawność lecz w wąskim przedziale wykazuje η max. Jeżeli w zakładzie zmienne zapotrzebowanie na parę to kocioł b nie nadaje się (stosuje się kocioł a ). Przy stałym obciążeniu η kotłów jest o 10% wyższa w porównaniu ze η uzyskiwaną przy obciążeniu zmiennym. 10tpary wodnej/1h =>oszczędność w ciągu roku na 1000 ton. Charakterystyka energetyczna: wyraża zależność godzinowego zużycia paliwa od mocy cieplnej Qn=Dn (i_p-i_w)

!!!!!!!!!!!!!!! wykres str 15,5 !!!!!!!!!!!!!!

gdzie Bi-jednostkowe zużycie paliwa (na jednostkę wprodukowanej pary); Bh-godzinowe zużycie paliwa ; η-sprawność . I- strefa nierobocza; II-strefa nieekonomicznych obciążeń -najbardziej ekonomiczne warunki pracy kotła-optymalne, η max, najniższe Bi; III-strefa forsowania kotła parowego-większy strumień ciepła kosztem zmniejszonej η i zwiększonej Bi.

ZASOBNIKI PARY (CIEPŁA): Optymalne warunki pracy: kocioł o równomiernym obciążeniu (największa η). Jeżeli obciążenie nierównomierne to stosuje się zasobniki pary. Dzięki nim można w pewnym okresie czasu zmniejszyć ilość pracujących kotłów a przy dobrym zbilansowaniu E cieplnej - zrezygnować z instalacji. Są to zbiorniki wody, pracujące pod stałym lub zmiennym ciśnieniem. Jeżeli zastosujemy ciśnienie stałe - powiększają się przestrzeń wodna kotła zbiornika ciśnieniowego, który nie jest ogrzewany. Woda w tym zbiorniku ogrzewana jest gdy jest nadmiar pary, jeśli niedomiar pary kocioł zasilany jest gorącą wodą ze zbiornika. Częściej stosowane są zasobniki pracujące przy zmiennym ciśnieniu.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! wykres !!!!!!!!!!!!!!! zbiornik leżący, izolowany, wypełniony w 90%, do którego doprowadzana jest para przewodami, na końcu przewodów dysze --intensywne mieszanie wody w zbiorniku. W okresie zbyt dużej produkcji pary w stosunku do zapotrzebowania para jest wtłaczana za pomocą dysz do zbiornika -> temp H2O i p w zbiorniku rosną. W okresie zwiększonego zapotrzebowania na parę -> w zbiorniku obniża się p, woda intensywnie wrze i paruje , a para trafia do działów produkcyjnych. Zasobniki te pracują przy różnicy ciśnień między okresem gromadzenia a oddawania ciepła. Uzyskiwana w zasobnikach para wodna jest nasycana. Zdolności akumulacyjne zależą od pojemności wodnej zbiornika i dopuszczalnego spadku ciśnienia.

!!!!!!!!!!! wykres ze str 16 !!!!!!!!!!, gdzie V-pojemność zasobnika; σ-gęstość hH2O (kg/m3) w średn.temp.; c-pojemność cieplna (ciepło właściwe); t_p1 - temp H2O w zasobniku odpowiadająca ciśnieniu p1; t_p2 - temp.H2O w zasobniku odpowiadająca ciśnieniu p2.; r-ciepło parowania w temp. t₂.

KORZYŚCI WYPŁYWAJĄCE Z ZASTOSOWANIA ZASOBNIKÓW: *równomierne obciążenie kotłów parowych - najwyższa η kotłów i najbardziej ekonomiczna wydajność *zmniejszenie ilości czynnych kotłów *możliwość pracy kotłów przy niższymy ciśnieniu

PRAWIDŁOWA GOSPODARKA CIEPLNA: *prawidłowe spalanie i kontrola tego procesu *wprowadzanie spalin o prawidłowej temp *zastosowanie odpowiedniego paliwa, przeystosowanego do konstrukcji paleniska *utrzymywanie kotła i urządzeń pomocniczych w należytym stanie technicznym (czystość powierzchni wymiany ciepła) *eksplatacja kotła w warunkach optymalnych, przy ekonomicznym obciążeniu *zasilanie kotła wodą o odpowiedniej jakości

SUBSTANCJE STAŁE (PYŁY): kotły czasami saniewyposażone w urządzenia odpylające. Do atmosfery przedostają się 10-20% pyłu powstającego w palenisku. Pył z kotła*substancje organiczne niespalone (zła organizacja spalania) *substancja nieorganiczna, która w procesie spalania pod wpływem temp ulega przekształceniu ->w pył. Substancja organiczna może byc emitowana przy spalaniu wszystkich rodzajów paliw. Tworzą się ziarenka (drobne) substancji węglowej (lotny koksik) i sadze. Zawartość sadzy zależy od tego czy stosuje się urządzenia odpylające czy nie-waha się od 10-90%. Najtrudniej usunąć ze spalin (najbardziej szkodliwe dla otoczenia)jest frakcje pyłu najdrobniejsze - pył zawiesinowy. W procesie spalania -odparowanie szergu substancji szkodliwych i adsorbowane one są na cząsteczkach pyłu zawiesinowego (pierwiastki promieniotwórcze również) wprowadzenie do atmosfery pyłów jest bardzo kosztowne -istnieją opłaty, zmierzające do emitowania jak najmniejszej ilości pyłów). Ilość emitowanego pyłu zależy od: *rodzaju paliwa (najwięcej przy spalaniu węgla), *zawartości popiołu w oliwie, *składu granulometrycznego (dla paliw stałych), *sposobu spalania..... Najwięcej pyłów spalanie paliw stałych ( 20%popiołu), paliwa ciekłe-znacznie mniej popiołu, gazy-brak popiołu (pojawia się tylko sadza). Urządzenia odpylające są cyklonowe, skuteczne usuwanie pyłu: 80-90% (dotyczy to pyłu nieorganicznego). Jeżeli chodzi o sadzę to skuteczność jets b.mała (stąd % zawart.sadzy w pyle za cyklonami jest znacznie większa niż przed). Eliminacja sadzy z pyłu: 1.zawracanie części apalin do komory paleniskowej (stosowanie powietrza wtórnego) 2.stosowanie substancji zapobiegających powstawaniu sadzy.

GOSPODARKA NOŚNIKAMI ENERGII CIEPLNEJ (głównie parą wodną). energia cieplna dostarczona jets za pomocą nośników E. Przy wyborze takiego nośnika obowiązują zasady:*nietoksyczność nośnika *chemiczna obojętność nośnika *powiniwn charakteryzować się wysoką pojemnością cieplną *dobre właściwości hydrodynamiczne (łatwy do przesyłania) *dostępny i tani. Nośniki energii cieplnej w prz.spoż (wysokotemperaturowe) **para wodna, **skropliny pary wodnej, **powietrze, **gazy spalinowe.

PARA WODNA :występuje w kilu rodzajach: *nasycona, mokra (wilgotna)-w swojej masie zawiera kropelki nieodparowanej wody. Jej podstawowym parametrem jest suchość (ilość fary ciekłej na 1 kg mieszniny) *nasycona sucha -para o temperaturze wrzenia wody, z której powstała, nie zawierająca już fazy ciekłej, *przegrzana -para sucha o temp wyższej od temp nasycenia. Dlaczego stosujemy parę w przemyśle?? ZALETY *można ją przesyłać na znaczne odległości *uzyskuje się wysokie współczynniki wymiany ciepła (współczynniki przenikania pary 10000-12000 W/m2*K *możliwość zmniejszenia powierzchni, bo wysokie współczynnika przenikania ciepła k. Współczynnik przenikania ciepła zależy od tego jaką parę stosujemy. Para wilgotna- ma wysokie współczynniki; para przegrzana - ma małe wartości k - nie powinna być stosowana do ogrzewania, ma niższe opory przepływu (lepsze właściwości hydrodynamiczne), przesyłanie pod postacią pary przegrzanej użytkowana pod postacią pary wilgotnej lub suchej *kondensacji pary wodnej towarzyszy wydzielanie dużych ilości ciepła, stąd też do przekazywania dużych ilości *stała temp kondensacji-łatwo kontrolować proces ;stałe warunki pracy wymiennika. WADY: znaczny wzrost ciśnienia ze wzrostem temp. gdy chcemy uzyskać wysokie temp - trzeba stosować wysokie ciśnienia, a przecież wymiennik musi mieć dużą wytrzymałość mechaniczną, a to pogarsza warunki wymiany ciepła.

GORĄCA WODA (skropliny pary wodnej) ZALETY: podobne jak para *można ją przesyłać na znaczne odległości, stosunkowo duże współczynniki wymiany ciepła (niższe niż para). WADA: pod normalnym ciśnieniem nie można uzyskać temp> 100 C (wyższe pod wyższym ciśnieniem)

POWIETRZE: *niski współczynnik wnikania ciepła *utrudniione przesyłanie na dalekie odległości (gorące powietrze), ale są działy, gdzie nie można zastąpić niczym innym powietrza;suszarnictwo, piekarnictwo.

GAZY SPALINOWE: *wykorzystane w miejscach powstawania (do ogrzewania kotłów parowych) *sporadycznie mogą byc wykorzystywane do produkcji kawy (prażenie surowca w prażarniach) do suszenia zbóż - nie bezpośrednio, ale przez przeponę) *wysokie temp bez stosowania wysokich ciśnień *niskie wspólczynniki wnikania ciepła -powierzchnia musi byc rozbudowana (płomienie i dużo płomieniówek w kotłach) *powierzchnia ogrzewana bezpośrednio spalinami, szybko ulega zniszczeniu (bardzo wysoka temp -> utlenianie korozja)

DOSTOSOWANIE PARAMETRÓW PARY DO OOKR.WARUNKÓW PRACY WYMIENNIKÓW: każdy wymiennik ma okr.parametry, należy dostosowac do tego parametry pary. W kotłowni produkuje się pare przegrzaną lub nasyconą wilgotną. Są kotły produkujące tylko jednego rodzaju. Para ta musi byc dostosowana do warunków pracy. Produkowana jest para przegrzana - stosowana do urządzeń nawilżająco-schładzających (uzyskuje sie parę nasyconą wilgotną lub suchą ). Urządzenia te sa zautomatyzowane-stałe parametry pary na wyjściu (niezależnie od tego jakie były na wejściu). Urzadzenie takie składa się z: zaworu redukcyjnego (1), urządzenia natryskowego (2), odkraplacza (3)

!!!!!!!!!!!!!!!!!!! schemacik urządzenia nawilżająco-skraplającego ze str 21,5 !!!!!!!!!!!!!

DZIAŁANIE: para przegrzana z kotła dopływa do zaworu redukcyjnego, w którym następuje obniżenie ciśnienia pary, ze spadkiem ciśnienia maleje temp nasycenia, stopień przegrzania pary wzrasta. Po wyjściu z zaworu redukcyjnego para kierowana jest do urządzenia natryskowego, gdzie następuje nawilżenie pary -> wtrysk wody lub skroplin, odparowanie tej wody, a tym samym obniżenie temp pary do temp nasycenia. Stosowany jest zwykle nadmiar wody, para zawiera w swej masie kropelki wody, dlatego kierowana jest do odkraplacza, zmienia ona w nim wielokrotnie kierunek przepływu i następuje oddzielenie kropelek od pary.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!BILANS ENERGETYCZNY ze str 21,5 !!!!!!! !!!!!!!!!!!!, gdzie D-strumień pary przed nawilżeniem, W-strumień wody, ϕ-współczynnik, który określa ilość wody odparowanej, r-ciepło parowania przy ciśnieniu zredukowanym , x-wspólcz.suchości pary zredukowanej, i_p1- entalpia pary świeżej (przed nawilżeniem), i_p2 - entalpia pary po nawilżeniu ( o p zredukowanym), i_w1 - entalpia wody do nawilżenia (nawilżającej), i_w2 entalpia wody wrzącej pod ciśnieniem zredukowanym.......... To urządzenie z reguły w zakładzie jest jedno - dostosowuje parametry pary do ciśnienia niezbędnego w urządzeniu pobierającym parę o najwyższym ciśnieniu. Zasilanie urządzeń o innym ciśnieniu - dalsze dostosowanie pary ->dławienie pary (redukuje się p pary za pomocą zaworu dławiącego). Zawory dławiące: 1.z gniazdami pojedynczymi 2.z gniazdami podwójnymi. Gdy do zaworu redukcyjnego wprowadzamy parę nasyconą - po redukcji ciśnienia - para przegrzana, której nie należy wprowadzać do wymiennika ciepła

!!!!!!!!!!!!!rysunek i-s str 22 !!!!!!!!!

do wymiennika ciepła wprowadzilibyśmy parę o temp 121C zamiast 100 C- może wpływać negatywnie na prowadzony proces, dlatego w przemyśle redukcję pary przeprowadza się kilka metrów przed wymiennikiem ciepła, ostatni odcinek rurowy nie jest izolowany, następuje ochłodzenie pary, obniżenie entalpii, staje się ona parą nasyconą.

TRANSPORT PARY Z KOTŁOWNI DO ZAKŁADU: rurociągami stalowymi, rury bez szwu (łatwe do spięcia, bez możliwości powstawania nieszczelności). Sa to rury cienkościenne, przystosowane do pracy przy ciśnieniu 1,6 MPa , wytrzymałość 3,2 MPa. Średnice rur znormalizowane:20,25,32,40...itp. Rurociągi wyposażone w zawory i zasuwy umożliwiające zamknięcie i opróżnienie rurociągu. Zawory są tak zamonowane aby strumień przepływającego ciepła unosił grzybek do góry. Łączenie elementów armatury z rurociągiem - połączenie kolnierzowe lub skręcanie mufowe. Kołnierowe - elementy (oba)zakończone kołnierzem. Między kołnierzami uszczelnienie (płyta azbestowa). Przy układaniu rurociągu - spadek 0,5 % (5 mm na 1 m)umożliwiający całkowite opróżnienie rurociągu. W najniższym miejscu jest zawór spustowy. Do mocowania rurociągu -wieszaki, wsporniki, podpory. Zasad montażu: rurociąg z płynącym czynnikiem musi mieć możliwość ruchu, związaną z rozszerzalnością cieplną. Przewody parowe mogą byc izolowane. Przy montażu dłuższych rurociągów - montowane są kompensatory, które przejmują naprężenie związane z rozszerzalnością cieplną. Mają one kształt pdwójnych kolan. Rurociągi z czynnikami pownny yć znakowane - ułatwienie exploatacji- są pomalowane: barwą zasadnicza lub pomocniczą

czynnik	barwa zasadnicza	barwa pomocnicza
para nasycona	czerwona	-
para przegrzana	czerwona	biała
skropliny	zielona	żółta
woda	zielona	biała

Tam gdzie wprowadzana jest barwa pomocnicza to rurociąg jest w poprzeczne paski. Tam gdzie jest ruch czynnika =>straty energetyczne, związane z przepływem czynnika. PARA: *straty ciepła *strty iśnienia *straty czynnika . strty ciepła związane z promieniowaniem i konwekcją : Q= α*F*∇t, α=9,74 + 0,07*∇t, gdzie: ∇t- różnica temp między ścianą a otoczeniem, α-współcz.wnikania ciepła, F-powierzchnia wymiany ciepła. Niezależnie od strumienia przepływającego czynnika straty są stałe, tzn. %-owe straty ciepła większe tam, gdzie małe strumienie przepływu =>obciążenie rurociągu powinno być duże. Rurociągi parowe powinny być bezwględnie izolowane !!!. odpowiednia izolacja rurociągu parowego zmniejsza straty o 80%, temperatura czynnika powinna byc jak najmniejsza (odpowiednia do potrzeb). Przesyłanie czynnika energetycznego - straty p związane z prędkością przepływu (opory przepływu). Opory te związane są z kwadratem u przepływu. Prędkość zależy od ∅ rurociągu. Im mniejsza u tym mniejsze straty p, lecz większe koszty budowy (bo mniejsze u to większe ∅ ).

STRATY CZYNNIKA: na skutek nieszczelności w instalacji parowej. Te straty nie są brane pod uwagę, bo są niewielkie i podchodzi się do nich obojętnie. Ale rzeczywistość jest inna -to są duże straty. Straty są ∼ do p =>im ↑ p to i straty ↑. Przy stratach tego czynnika są też strty trudne do określenia - nadmierne zawilgocenie powietrza co zwiększa korozję innych urządzeń.

Prawidłowa prowadzona gospodarka to właściwie wykorzystanie pary i z tym związane jest właściwe wykorzystanie skroplin. Każdy wymiennik ciepła powinien być wyposażony w urządzenie odwadniające o odpowiednio dobranych parametrach. Powinno ono umożliwiać odpływ kondensatu w sposób ekonomiczny.

ODWADNIACZ musi spełniać kilka podstawowych warunków: 1) pracować bez strat pary niezależnie od zmiany strumienia kondensatu. Odprowadzić trzeba skropliny w miarę ich powstawania - tak powinno pracować prawidłowe urządzenie i umożliwiać odpływ pary bez skroplenia - to niepotrzebne zużycie E, niewykorzystanie. Powstawanie skroplin też jest niekorzystne - zmieniają się wtedy warunki wymiany ciepła, 2) powinno dostosować się do zmiennych warunków ciśnień 3)Odporne na zanieczyszczenia i korozję, 4)umożliwia systematyczne odpowietrzanie układu.

Skropliny odprowadzane z komory grzejnej wymiennika ciepła powinny mieć temperaturę niższą o 1-2 C od temp.nasycenia. Ma to zapobiec wrzeniu skroplin w przewodach odprowadzających.

GRUPY ODWADNIACZY: 1.zwężkowe 2.termodynamiczne 3.termostatyczne 4.pływakowe 5.kolumnowe (syfonowe) - w laboratoriach. ZADANIE ODWADNIACZA to m.in.: spowodowanie, aby para wodna przy stałym ciśnieniu oddała maxymalną ilość E i odprowadzenie skroplin przy jednoczesnym uniemożliwieniu wypływu pary.W zależności jak jest zbudowany odwadniacz, to ciśnienie pary przed odwadniaczem jest = jest ciśnieniu pary po wejściu, a za odwadniaczem są równe ciśnienia. Gdy skropliny dochodzą do ostatniego zbiornika może to być ciśnienie atmosferyczne (skrajny przypadek) lub ciśnienie nasycenia pary grzejnej, z której powstały skropliny. ODWADNIACZ TERMODYNAMICZNY: zbudowany z 3 elementów => *płytka (zasadniczy element), *gniazdo, do którego dostają się skropliny i uniemożliwiony jest przepływ pary, *obudowa (korpus). Zasada działania opiera się na paradoksie hudrodynamicznym. Wpływający do odwadniacza strumień mieszaniny pary z wodą uderza w swobodnie umieszczoną płytkę, nie przesuwa jej w kierunku przepływu, lecz dociska ją do gniazda, uniemożliwiając dopływ pary. Dzieje się tak na skutek dużej szybkości pary w szczelinie między gniazdem a płytką, gdzie występuje znaczna przestrzeń, wytraca prędkość, spada ciśnienie dynamiczne i wzrasta statyczne. Duże ciśnienie statyczne dociska płytkę do gniazda uniemożliwiając przepływ pary. Płytka dociskana dotąd, dopóki nad nią jest para (lub gdy do odwadniacza dopływają skropliny). Gdy para się skropli, płytka nie jest już dociskana, więc może nastąpić wypływ skroplin i dopływ nowej porcji pary. ZALETY: *prosta budowa i łatwa obsługa, *niewielka masa i wymiary, *możliwość zainstalowania w dowolnym miejscu i położeniu (poziomo, pionowo)w rurociągu, *straty energii i pary ograniczony do minimum WADY: *wrażliwość na zmiany natężenia przepływu skroplin i ciśnienia pary grzejnej, *wrażliwość na zanieczyszczenia skroplin.

ODWADNIACZ TERMOSTATYCZNY: zasada działania opiera sie 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 cieczi 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, są proste i skropliny łatwo wypływają -> temp.skroplin niższa niż pary. **Gdy występuje różnoca temp=>płytki wyginaja się, płaskownik sie unosi, grzybek też i zmayka 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 wyginaja sie w różne strony, płaskownik z grzybkiem unosi sie zamykąc szczelinę i uniemożliwiając odpływ pary. Gdy wpływają skropliny to nie ma różnicy temp. i płytki nie sa powyginane. Odwadniacz termostatyczny posiada śrubę regulacyjną, która służy do odpowiedniego ustawiania grzybka.

ODWADNIACZ PŁYWAKOWY: głównym elementem sterujacym odwadniacza jest pływak znajdujący się wewnątrz korpusu. Pływak jets połączony mechanizmem dźwigniowym z grzybkiem. Dopływające skropliny gromadzą się wew.garnka kondensacyjnego, ich poziom stopniowo sie podnosi. Pływak unosi sie na powierzchni cieczy. Gdy jej poziom jest odpowiednio wysoki, zawór otwiera sie i następuje wypływ skroplin. Gdy przepływa para to pływak znajduje sie na samym dole, grzybek jest dociśnięty do gniazda i przepływ jest niemożliwy. Odwadniacze tego typu zaopatrzone sa w zawór odpowietrzający i otwór spustowy zamknięty korkiem (na dnie odwadniacza) do odprowadzania zanieczyszczeń. ZALETY: *niewrażliwość na duże zmiany natężenia przepływu, *łatwość usunięcia zanieczyszczeń, duża niezawodność działania WADY:duże wymiary, *duży ciężar, *grzybek narażony jest na zanieczyszczeniai nieszczelność Jedną odmian odwadniacza pływakowego jest ODWADNIACZ DZWONOWY: działa na zasadzie różnicy wyporności dzwonu wypełnionego parą lub kondensatem (skroplinami). Różnica polega na tym, że zawór odprowadzający skropliny znajduje sie na górze i nie ma mowy o zanieczyszczeniu go. Otwieramy i zamykamy za pomocą mechanizmu dźwigniowego. Przy ruchu dzwonu nie dopływa do niego para. Zawór cały czas jest zanurzony w cieczy i do niego nigdy nie dopływa para i nie występuje tu zjawisko erozyjnego niszczenia gniazda. Dzwon (pływak) wykonuje ruch do góry i do dołu i zawsze zanurzony jest w kondensacie i straty wynoszą 0. ZALETA: to otwory do ciągłego odpowietrzania i usuwania innych gazów mogących tam być. Cząstki cięższe osadzone są na dnie i usuwane po odkręceniu korka na dnie odwadniacza (części stałe) lub z kondensatem (części pływające). Działanie: I FAZA -> kondensat wpływa do odwadniacza . dzwon pod wpływem własnego ciężaru opada na dół. Zawór zew.jest otwarty. Kondensta i powietrze wpływają bez przeszkód. II FAZA ->gdy zaczyna dopływać para do odwadniacza, która zbiera się pod dzwonem. Wyporność dzwona wzrasta, podnosi sie on do góry i zamyka zawór wew. Odwadniacz jest zamknięty co uniemożliwia przepływ pary, III FAZA -> w wyniku kondensacji pary wodnej wzrasta poziom kondensatu w dzwonie. Poduszka parowa maleje, ale w dalszym ciągu siła wyporu jest > od ciężaru dzwonu. Zawór wew.jest zamknięty. IV FAZA -> poziom kondensatu w dalszym ciągu wzrasta a poduszka parowa maleje. Ciężar dzwonu przewyższa siłę wyporu. Dzwon opada otwierając zawór wylotowy. Cykl powtarza się.

ODWADNIACZ SYFONOWY: odprowadzenie skroplin przez zamknięcie hydrauliczne o takiej wysokości; żeby nie mogła przez niego przebić się para. Nie może być powszechnie stosowany, ze względu na ciśnienie pary, do wymienników ciepła przy parze o niskim ciśnieniu.

ZAINSTALOWANIE ODWADNIACZY: aby pracował on prawidłowo musi być odpowiednio zainstalowany. Rurociąg między wymiennikiem ciepła a odwadniaczem powinien być prosty, możliwie krótki, jeśli to możliwe to ułożenie pionowe - łatwiejszy odpływ skroplin, a jeżeli już poziomy to najlepiej pochylony (10%).

INSTALACJA ODWADNIACZA PRACUJĄCEGO Z WYMIENNIKIEM CIEPŁA OGRZEWANYM PARĄ -PŁASZCZOWO-RUROWY:

!!!!!!!!!! rys ze str 27 !!!!!!!!, gdzie: 1- wymiennik; 2-odwadniacz; 3-przewód umożliwiający pobranie próbek kondensatu- pomiar entalpii napływających skroplin i pomiar jakości skroplin, gdy mają iść do kotła, ale nie pochodzą tylko z układu, ale też np.ze stacji wyparnej. Przewód ten nie zawsze jest instalowany; 4-zawory; 5-obejście - stosowanie w celu umożliwienia ciągłej pracy wymiennnika podczas kontroli, regulacji. Większe zużycie E, ale cały czas pracuje. W warunkach przemysłowych nie zawsze instalowane. Zawór zwrotny w instalacji, gdy skropliny podawane są na wyższy poziom. Do jednego odwadaniacza mogą być podłączone przewody z kilku wymienników ciepła, ale ciśnienia pary na wszystkich tych odbiornikach są identyczne.

UKŁADY ODPROWADZANIA SKROPLIN: OTWARTY- skropliny rozprężają się do p atmosferycznego. Jest prosty w budowie, ale ma wady:*skropliny się napowietrzają *straty ciepła z samoodparowaniem

!!!!!!!!!!!! duży schemat ze str 27,5 !!!!!!!!, gdzie: 1-wymiennik ciepła ogrzewany parą; 2- otwarty zbiornik pary; 3-odwadniacz; 4-zawór zwrotny; 5-pompa; 6-kocioł parowy; O- dodatkowy wymiennik ciepła, żeby ogrzać wodę, odbieramy ciepło i jets mniejsze ogrzewanie.

PRZYKŁAD WYKORZYSTANIA ENERGII ZAWARTEJ W SKROPLINACH.

!!!!!!! rys ze str 27,5 !!!!!!!

ZAMKNIĘTY= nie ma napowietrzania i para wtóna jest w pełni wykorzystana. Skropliny tu kierowane są do rozprężacza i otrzymuje się parę wtórną, ona może być wykorzystywana bezpośrednio do wymiennika ciepła, który potrzebuje parę o danych parametrach lub parametry pary są podwyższone, aby ją lepiej wykorzystać.

!!!!!!!! schemat ze str.28 !!!!!!!!!!, gdzie 1-wymiennik ciepła ogrzewany parą zkotłowni; 2-wymiennik ciepła ogrzewany parą wtórną; 3-pompa; 4-rozprężacz; 5-odwadniacz; 6-zbiornik skroplin zamknięty. Mogą tu być dodatkowe urządzenia wykorzystywane lepiej parę wtórną. O-sprężarka (najczęściej strumieniowa). Ilość pary wtórnej jak powstaje przez rozprężenie skroplin: Gp=(i1-i2) * Gs/r, gdzie i1,i2-entalpia dopływających skroplin do i zrozprężacza. Skropliny powinny wrócić do kotła by usunąć zysk energetyczny; Gp-masa pary; Gs-strumień skroplin; r-ciepło parowania przy ciśnieniu panującym w rozprężaczu.

WYKORZYSTANIE CIEPŁA ODPADOWEGO: występuje b.często przy obróbce prod.spoż, jest ono zbędne i szkodliwe-musi być szybko odebrane. To ciepło jets możliwe do odzyskania, wtedy mniej E musimy doprowadzić do technologii. Przykładem są pasteryzatory płytowe-wykorzystywane do mleka , soków, moszczów, piwa, wina. Produkt przechodzi przez sekcję wymiany ciepła, kontakt z produktem przed i po pasteryzacji przez płytę. Ogrzany surowiec częściowo przechodzi do sekcji pasteryzacji i ogrzewany wodą lb parą wodną i dalej jest pasteryzowany. Wskaźnik=> wspólczynnik regeneracji R= Q_odz/ Q_odz* 100% (stosunek ciepła odzyskanego do ciepła dostarczonego). Nie można całkowicie odzyskać i wykorzystać ciepła odpadowego. Im więcej ciepła chcemy odzyskać to musimy zastosować większą powierzchnię wymiany ciepła -większe koszty.

URZĄDZENIA WYPARNE WIELODZIAŁOWE:opory wskazane w jednym dziale ogrzewają drugi dział. Zapotrzebowanie teoretyczne na parę jest równe odwrotności liczby działów. Praktycznie - to mniej, bo są straty pary. Powiększanie liczby działów-przez zwiększenie wykorzystania E, ale i większe koszty. Zmniejsza sie użyteczna różnica temperatur. Istotne jest przy jakiej różnicy temperatur może pracować wyparka. Najniższe zużycie pary to 0,09 kg na odparowanie 1 kg H2O. Poniżej tej granicy nie można zejść. Podwyższanie parametrów pary: stosuje się tu urządzenia do sprężania oparów- termosprężarki. To sprężanie pary wtórnej odbywa się kosztem E mechanicznej lub wykorzystana jest E_kin pary przy jej rozprężaniu (o wysokich parametrach).WADA: zawierają nieskraplające się gazy np. powietrze. Termosprężarkę charakteryzuje wspóółczynnik insekcji U=Gz/Gr (stosunek ilości pary zasysanej do pary roboczej o wysokich parametrach). Termosprężarki można podzielić na: *rotacyjne *mechaniczne *strumieniowe(niskie kosztyinwestycyjne i niezawodność działania). ZASADA DZIAŁANIA: na dole zmiany ciśnienia i prędkości pary roboczej i pary zasysanej.

!!!!!! schemacik ze str 30 !!!!!!!1, gdzie 1-dysza (wypłwa para z dużą υ ); 2-komora wlotowa; 3-komora mieszania; 4-dyfuzor; pv-ciśnienie pary roboczej; pz-ciśnienie gazów zasysanych; m-mieszaniny; um-prędkość mieszniny; uz-prędkość pary zasysanej. Zasada działania termosprężarki strumieniowej: część E wewnętrznej pary o wysokim p przy wypływie z dyszy z prędkością 1000 m/s, część tej energii zamienia się w energię kinetyczną stumienia, co przejawia się zasysaniem pary o niższych parametrach (ciśnieniu). W dyfuzorze tej termosprężarki E_k powstałej mieszaniny zamieniana jest częściowo w E_pot ciśnienia. Dzięki takie sprężarce zużycie pary w wyparce 1-działowej może być równe 0,5 kg na kg odparowanej wody. Wynika to ztego, że 1 kg pary o wysokich parametrach zasysa 1 kg oparów z wyparki, są to 2 g i one odparowują 1kg wody. Odzysk energii odpadowej też jest możliwy w suszrniach. Odzysk E jest trudniejszy, bo są gorsze warunki wymiany ciepła. Przed suszeniem trzeba usuwać wodę najpierw innymi metodami, bo samo suszenie jest kosztowne.

SKOJARZONA GOSPODARKA ENERGETYCZNA: para wodna o wysokich parametrach zostaje skierowana najpierw do wykonania pary w turbinie przeciwprądowej, a dalej jako para wylotowa zostaje wylorzystana do celów technologicznych. Istota gospodarki skojarzonej polega na równoczesnym wytworzeniu w zakładzie ciepła użytkowego i energii elektrycznej. Typowym przykładem gosp. skojarzonej jest elektrociepłownia.

!!!!!!!! schemacik ze str 31 !!!!!!!!!!!!!!!!!!

Wytworzona tu E elektryczna ma charakter odpadowy, produkowana „obok”, mimo woli. Zużycie ciepła na wyprodukowanie 1kWh energii elektr jest 3* mniejsze niż w siłowniach, gdzie jedynym celem jest produkcja energii elektr. Rozpylana w turbinach para ma ciśnienie 0,4 MPa i niewielkie przegrzanie i ona służy jako czynnik grzejny w wyparkach.

GOSPODARKA ENERGIĄ ELEKTRYCZNĄ:

!!!!!!!!!!!!! schemacik ze str 31,5 !!!!!!!!!!!!!

Energii elektrycznej nie można magazynować. Musi być wytwarzana w takiej ilości jaka jest potrzebna. Najmniejsze zapotrzebowanie E występuje w godzinach nocnych. Odzwierciedleniem gospodarowania E elektryczną jest przebieg obciążenia dobowego. Powinno ono być równomierne. Można je uzyskać na drodze organizacyjnej oraz technicznej. By wyrównać obciążenie, urządzenia pracują w nocy. Na wyrównanie obciążeń wpływają straty ->wynikają z marnotrawstwa. Jednym z podstawowych wskaźników fizycznych właściwości gospodarki E elektr jest wartość kształtowania się współczynnika mocy „cos ϕ”. Wpływ cos ϕ jest dwojaki: *energetyczny-dopłaty, za niski wspólczynnik mocy ekonomiczny. Skutki gospodarczo-ekonomiczne niskich wartości współczynnika mocy. W sieciach elektrycznych pobieramy jest oprócz prądu czynnego (żarówki, grzejniki)pobierany jest prąd indukcyjny - bierny (zamiana E elektr na E mechaniczną ). W tych urządzeniach potrzebne jest pole magnetyczne, które zużywa indukcyjny prąd magnetyczny. Do urządzeń pobierających E bierną należą: transformatory, piece indukcyjne, silniki elektr, asynchroniczne, linie napowietrzne. Silniki elektr 70%, transformatory 25%, inne 10% ogólnego zużycia energii biernej. NISKIE WART WSPÓŁCZ.MOCY: *zwiększenie przekroju sieci i wszystkich urządzeń rozdzielczych, to podrożenie kosztów instalacji, bo duże zużycie materiałów. Przeniesienie-stała moc czynna przy stałym napięciu =>prądnica musi wytwarzać tym większy prąd im niższy cos ϕ **przy małej wartości cos ϕ moc transformatora musi być znacznie większa niż wynikałoby z transformatorowania mocy czynnej ***przy zmniejszającym się współczynniku mocy cos ϕ, przy niezmienionej mocy czynnej płynie większy prąd, a im większy prąd tym większy spadek napięcia. Chcąc utrzymać taki sam spadek napięcia ->średnice przewodu powinny być większe. Skutki: ♣grzanie się silników elektr; ♣unieruchomienie niektórych odbiorników; ♣zmniejsza się liczba obrotów w silniku ****znaczny wzrost strat mocy energii elektrycznej, zwiększone straty -dodatkowe koszty.

!!!!!!! wykres + wzory ze str 32 i 32,5 !!!!!!!!!!!!!!, gdzie Pcz-straty mocy czynnej spowodowane przesyłaniem mocy czynnej; Pb-strty mocy biernej, spo................... Straty mocy czynnej spowodowane przesyłaniem mocy biernej zaczynają przewyższać straty mocy czynnej powodowane przesyłaniem mocy czynnej przy cos ϕ=0,7.

Przyczyny niskich wartości cos ϕ: *mało obciążone silnki asynchroniczne, jak również transformatory przy rozbudowie, modernizacji zakładu, gdzie nie ma pełnego wykorzystania możliwośći produkcyjnych. !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2 x wykres ze str 32,5 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Częstą przyczyna niedociążeń silników jest to, że silnik ma większą moc niż jest to konieczne. **konstrukcja silnika - silniki o większej liczbie obrotów mają wyższy cos ϕ, silniki o dużej mocy => większy cos ϕ znamionowy, silniki o małej mocy =>niższy cos ϕ znamionowy ***niedociążone transformatory. cos ϕ musi być korygowany, polepszany. Racjonalne polepszanie->wzrost sprawności energetycznej przesyłania, użytkowania i wytwarzania energii elektr. ma to sens przy tej samej E wykorzystywanej maleją straty.

!!!!!!!! wyprowadzenie wzor ze str 33 !!!!!!!!!!!

k_e- wyraża zmniejszenie się strat mocy czynnej od źródła zasilania do punktu odbioru na 1 kvar zmniejszenia pboru mocy biernej. Wartość współczynnika k_e-dla punktu odbioru zasilanych bezpośrednio z elektrowni wynosi 0,02 kW/1kvar zmniejszenia poboru mocy biernej. Bardziej ekonomiczne jest poprawienie cos ϕ w bardziej oddalonych energetycznie od źródła urządzeniach. k_k- pobór mocy czynnej na wytworzenie 1 kvar mocy biernej strty jednostkowe mocy czynnej. k_e=P/Q, k_e> k_k - jeżeli taka proporcja, to więcej E oszczędzamy, od tej którą tracimy, wówczas poprawiamy. Jeżeli k_e< k_k -nie ma sensu Sposoby poprawiania współczynnika mocy: (zmniejszenie poboru mocy biernej) ***naturalne: ♣dobór właściwy silników i transforamtorów ściśle do obciążenia (zamiana silnika, który jest obciążony w 45% na mniejszy jest korzystna; silnik obciążony w 75% nie powinien być wymieniany) ♣skrócenie do minimum czasu biegu jałowego - identyczny pobór mocy biernej jak przy obciążeniu. Są urządzenia do wyłączania silników nieobciążonych ♣stosowanie przełącznika „gwiazda-trójkąt” gdy silnik pracuje przy obciążeniu bliskim znamionowemu ->trójkąt, mniejsze obciążenie ->gwiazda ***sztuczne: stosowanie baterii kondensatorów - wytwarzają moc bierną dla pojedynczych lub grupy odbiorników.

GOSPODARKA CHŁODNICZA. Proces chłodniczy polega na pobieraniu ciepła ze źródła o temp niższej i oddawaniu do źródła o temp wyższej. Proces nie może przebiegać samoczynnie. Uzależniony jest od nakładu pracy. Wzorcowy cykl chłodniczy=> cykl Carnota *izentropowe ogrzewanie *adiabatyczne sprężanie *izotermiczne chłodzenie *adiabatyczne odwracalne rozprężanie do osiągnięcia stanu początkowego.

!!!!!!!!!!!!!!!! wykres + wzór ze str 33,5 !!!!!!!!! W procesach rzeczywistych zużycie pracy będzie większe od teoretycznego. Stosunek Q1 do L jest określeniem współczynnika wydajności chłodniczej; dla maszyn rzeczywistych jest zwykle mniejszy. W procesach rzeczywistych wobec trudności chłodzenia i ogrzewania, izotermiczne przemiany pobierania i oddawania ciepła prowadzone są w sposób izobaryczny. Rzeczywisty obieg chłodniczy: wykorzystuje się ciepło parowania cieczy (duża pojemność cieplna); 1° modyfikacji - czynniki dwufazowe ciecz-para wykorzystuje się ciepło parowania (najczęściej jest to amoniak), 2°modyfikacji-rezygnuje się z urządzeń rozprężającego na rzecz zaworów dławiących kosztem części pracy, którą można odzyskać =>większe zużycie E. Rozprężanie - adiabatyczne, ale nie odwracalne.

SCHEMAT IDEOWY URZ.CHŁODNICZEGO:

!!!!!!!!!!!! schemacik ze str 34 !!!!!!!!!

Pary czynnika są sprężane adiabatycznie, podnosi się temp, pary przechodzą do chłodnicy - skraplacz (chłodzony wodą) gromadzone są w zbiorniku; ciecz jest rozprężana. W zaworze dławiącym, częściowe parowanie, wprowadzona jest do parownika, paruje kosztem ciepła parowania. Powstaje para, która jest zasysana przez sprężarkę.

!!!!!!! wykres ze str 34,5 !!!!!!!!!!!!!!

gdzie CE-adiabata-sprężanie pary nasyconej suchej do odpowiedniego ciśnienia, do stanu pary przegrzanej; EFG-chłodzenie pary i jej skaplanie, G-ciecz jest rozprężana przy stałej entalpii wzdłuż linii dławienia GB, aż do osiągnięcia stanu przed rozprężaniem; BC-miesznina pary i cieczy odparowuje wzdłuż tej linii, w parowniku C izobara pokrywa się z izotermą; ABCD-ciepło pobrane w parowniku. Pole pod linią chłodzenia MDCEFG = ciepłu oddanemu chłodnicy. Pole HNGFECBA - praca doprowadzana do układu. Ponieważ ciepło procesu izobarycznego jest równe, zmiany entalpii i izobary dla cieczy pokrywają się w przybliżeniu z krzywą graniczną stąd entalpia cieczy w punkcie G jest= polu OMKGH. Entalpia stanu B-analogiczny sposób-pod izobarą MKB, czyli = polu OMKBA. Ponieważ punkty G i B mają tę samą entalpię =>pole KGN = polu NBAH. Praca sprężania musi być wyznaczona ABCEFGNH lub KGFECB.

Ujemne skutki można zrekompensować w obiegu chłodniczym z dochładzaniem: !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! wykres ze str 35 !!!!!!!!!!!, gdzie CD-dochładzanie cieczy; DE dławienie cieczy=>ciepło odebrane w parowniku zwiększyło się o GELK. Dławienie stosujemy, gdyż jest prostrza aparatura. Proces sprężania przebiega adiabatycznie, a w warunkach przemysłowych proces ten może przebiegąć politropowo(?).

Obiegi wielostopniowe: przechowywanie żywności wymaga niskich temperatur. W tych warunkach urządzenia jednostopniowe nie mogłyby pracować. Przyczyny nie stosowania urządzeń 1-stopniowych: 1)maleje współczynnik wydajności chłodniczej. Jeżeli założymy, że mamy stałą temp skraplania to zwiększenie różnicy temp między temp skraplania a parowania czynnika chłodniczego wpływa na wzrost strat dławienia

!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2 schematy !!!!!!!!!!!!!!! dławienie do punktu 4'->gdy chcemy uzyskać niższą temp w parowniku. Stosowanie 1-stopniowych jest nieekonomiczne. W warunkach przem.spoż.nie jest przekraczana granica - 45°C. Dla tych warunków wystarczą obiegi 2-stopniowe. Gdy chcemy uzyskać niższe temp -> obiegi 3-stopniowe kaskadowe; 2)ze wzrostem sprężu i obniżeniem temp parowania obniża się wartość współczynnika przetłaczania λ: ν=λ*ν_t, gdzie ν_t- wydajność teoretyczna, λ-miara strat wydajności (zawsze mniejsza od 1); 3)wzrasta końcowa temp tłoczenia, co może być niebezpieczne dla sprężarki, oleju smarującego lub w skrajnym przypadku- rozkład czynnika chłodniczego. Sprężanie 2-stopniowe może być realizowane w sprężarce dwustopniowej lub w dwóch oddzielnych sprężarkach zamiast szeregowo: *wzrost wspólczynnika *obniżenie temp końcowej tłoczenia *wzrost sprężu.

Układ z międzystopniowym chłodzeniem czynnika

!!!!!!!!!!schemat str 35,5 !!!!!!!!!!!!!!!!

5-czynnik chłodniczy wypływa ze skraplacza. Część czynnika chłodniczego dławiona w zd II do stanu pary nasyconej mokrej. Para ta wprowadzana jest do przewodu, którym płynie para przegrzana 2 ze sprężarki. Między parą nasyconą mokrą i parą przegrzaną ->wymiana ciepła ->para nasycona sucha 3 zasysana przez SWP. Druga część czynnika chłodniczego dławiona w ZDI do pkt 6 para nasycona mokra - wprowadzana do parownika. Pobierając ciepło staje się parą nasyconą suchą 1- jest asysana przez sprężarkę, która spręża do punktu 2 -> otrzymujemy parę przegrzaną.

W większości przypadków w obiegach chłodniczych stosujemy chłodnice międzystopniowe. Mogą byc w różny sposób włączone w układ chłodniczy.

!!!!!!!!!!!!!!!!!! ogromny schemat ze str 36 !!!!!!!!!!! Część ciekłego czynnika chłodniczego (mniejsza) dławiona ZD II do pary nasyconej mokrej - pkt 7. W chłodnicy rozdzielana na ciecz i parę suchą 3. Para nasycona sucha zasysana przez SWP->jest sprężona ->para przegrzana pkt4. Para chłodzona i skraplana w skraplaczu. Większa część czynnika chłodniczego dławiona w ZD I do stanu, który charakteryzuje pkt 6 (para nasycona mokra). Mieszanina cieczy i pary do parownika. W paroniku ciecz paruje stając się parą nasyconą suchą 1. Para ta zasysana przez SNP - jest przegrzana 2-wprowadzana do chłodnicy międzystopniowej:oddaje swoje ciepło, ciekły czynnik paruje stając się parą nasyconą suchą 3. Chłodnice międzystopniowe mogą być wykorzystywane do dochładzania czynnika chłodniczego: !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! duży schemat ze str 36,5 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Czynnik ze skraplacza 5 jest kierowany do wymiennika ciepła wielowymiarowego zanurzonego w cieczy w chłodnicy międzystopniowej. Czynnik chłodniczy ma temp Tk2 - wyższą oddaje ciepło, między czynnikami wymiana ciepła, w efekcie czynnik chłodniczy ochłodzony-> wypływa z chłodnicy międzystopniowej jako ciecz dochładzana 6. Dopływa do ZD II. Część jest dławiona do pkt 8 (para nasycona mokra) w T_o2. Para nasycona sucha 3zasysana przz SWP ->pkt 4, następnie jest chłodzonai skraplana w skraplaczu. Dalsz część dławiona w ZD I do pkt 7. Jest to mieszanina cieczy i pary i w tej postaci jest wprowadzana do parownika. W parowniku paruje kosztem ciepła odebranego z otoczenia stając się parąnasyconą suchą. Para ta jest sprężana w SNP. Wchodzi w stan pary przegrzanej 2. W tym stanie wprowadzona do chłodnicy międzystopniowej, następuje wymiana ciepła między tymi czynnikami. Część ciekłego czynnika w chłodnicy paruje stając się parą nasysaną suchą, która jest asysana przez SWP.

Przez to,że zastosowane dochładzanie na drodze 5-6 ->zwiększone ciepło odebrane w parowniku. Obniżenie temp 5-6 ->zwiększenie ciepła odebranego w parowniku przy tej samej pracy sprężarki, 2-3 - zastosowanie dochładzania międzystopniowego zmniejsza pracę sprężarek o wartości l (wykres T-s).

!!!!!!!!!!!!! wzory !!!!!!!!!!!

Korzyści ze sprężania dwustopniowego: *mamy niższą temp końcową czynnika chłodniczego **różnice ciśnień mniejsze niż przy zastosowaniu sprężania jesdnostopniowego (wpływa to korzystnie na obciążenia mechaniczne).

SKŁAD CHEMICZNY WODY:zależy od:*miejsca występowania; *miejsca wydobywania. W wodzie występują związki i zanieczyszczenia: **organiczne; **nieorganiczne(sole: Ca, Mg,Fe,Mn,Na,K); **mechaniczne; **biologiczne. Zawartość tych składnikoów ma wpływ na przydatność wody i sposoby uzdatniania. Związki nieorganiczne=>występije w postaci chlorków, siarczanów, węglanów. Pochodzą ze skał i gruntów, z którymi kontaktuje się woda. Zawartość wszystkich soli określa smak wody i zreguły są one korzystne dla organizmu ludzkiego, dla celów przemysłowych obecność tych związków jest niepożądana. Szczególnie niepożądane są sole Ca i Mg, które powodują twardość wody -określana wartością z niej solach Ca i Mg i jest ona charakterystyczna zdolnością lub niezdolnością tworzeniu piany przez mydła rozpuszczalne w wodzie, zdolnością lub niezdolnością tworzenia osadów. Jednostki twardości:1)miligramorównoważnik (mval) - jonów Ca2+ lub Mg2+ w litrze; 1°n - 10 mg CaO w litrze; 1°n=0,357 mval/l; 1mval=2,8 °n. Rodzaje twardości: *ogólna=>sumaryczna zawartość jonów Ca2+ i Mg2+ w wodzie; *węglanowa=>wywołana obecnością wodorowęglanów, węglanów, lub wodortllenków Ca i Mg; *niewęglanowa =>wynika z zawartości chlorków, siarczanów, krzemianów Ca i Mg; *stała=>w przemyśle, występuje po zagotowaniu; *przemijająca=>w przemyśle, wynika z obecności wodorowęglanów, które podczas gotowania są rozkładane i tworzą osad. Zawartość zw.organicznych świadczy o zanieczyszczeniu wody ściekami. Wody zawsze zawierają pewną ilość mikroorganizmów, mogą też być chorobotwórcze. Oznaczanie przydatności wody określa miano coli-> najmniejsza liczba ml wody, wktórej wykryto Bacterium coli-jej obecność zwiększa możliwość występowania bakterii chorobotwórczych. Miano coli: =100->woda czysta; =10->względnie czysta; =1->brudna. Woda do picia i dla przemysłu spoż.musi mieć miano coli>100. Ze wzgl.na zastosowanie dzielimy wodę na: *techniczną- zasilanie kotłów, mycie urządzeń, woda chłodnicza; *technologiczna-ta, która kontaktuje się z produktem, do blanszowania, mycia surowców; *bezpośrednio podawana do produktu-zalewanie, rozcieńczanie. Zależnie od przeznaczenia stawiane są różne wymagania: **fizyczne; **chemiczne; **mikrobiologiczne. WODA DO ZASILANIA KOTŁÓW PAROWYCH: gospodarka kotłowa powinna wykorzystywać skropliny z pary, zawsze występuje jednak konieczność uzupełniania uzdatniną uprzednio wodę. Obecność w wodzie kotłowej krzemionki, gazów rozpuszczonych, tlenu, CO2, siarkowodoru, soli Ca i Mg powodujących korozję ścian kotłów, wytrącanie kamienia kotłowego, powstanie mułu. Kamień utrudnia wymianę ciepła, powoduje przegrzewanie. Umowną granicą jest obciążenie powierzchni ogrzewalnej graniczną wartość 25 kg pary/h/m2 powierzchni, ponożej tej wartości kotły mogą byc zasilane wodą gorszej jakości nie wyższej niż 2°n. Kotły o obciążeniu> 25 kg/h/m2-zasilanie wodą bardziej uzdatnioną o twardości 0,05°n. WODA DO CELÓW CHŁODNICZYCH:**podstawowy wymóg to temp ->im niższa tym niższe zużycie. Nie powinna zawierać zawiesin, które mogą osiadać na ściankach, mikroorganizmów, które mogą obrastać. Woda powinna charakteryzować się termostabilnością, szczególnie przydatne w obiegu zamkniętym. Woda stabilna:przy ogrzewaniu do 60 C i chłodzeniu do 10 C, nie tworzy osadu węglanu wapnia; zależy od zawartości wodorowęglanów i CO2. Twardość węglanów nie przekracza 2,8 mval/l=7,84 °n; **czasami kontaktuje się z urządzeniem technicznym, np.skraplaczem. powinna odpowiadać pod wzgl mikrobiologicznym wodzie do picia. Wymagania zawarte są w DZ.U. WODA DO CELÓW TECHNOLOGICZNYCH: musi odpowiadać jakością wodzie do picia, musi też soełniać wymagania związane ze specyfiką technologii. Najczęściej używana jest woda średniotwarda np.w piekarniczym-elastyczność glutenu, w piwowarstwie (wyjątek miękka-pilznerskie;twarda-dortmundzkie); przemysł owocowo-warzywny (woda zbyt twarda - powierzchnia twarda, woda miękka-rozluźnienie struktury); cukrowniczy-miękka; drożdżowy-niewielka ilośc azotanówhamuje rozwój drożdży; spirytusowy - do nalewek, wódek gatunkowych, spirytusu rozcieńczonego przed rektyfikacją - H2O destylowana; mleczarski - dodatkowe wymagania co do zawartości Fe, Mn. ZAOPATRZANIE ZAKŁADÓW W WODĘ:=>różne systemy: *otwarty; *zamknięty; *szeregowy; *mieszany. System tworzą: **ujęcia wody; **ruruciągów; ** system uzdatniania; **zbiornika wody uzdatnionej; **przeponowymi; **hydrofornia; **sić rozdzielcza. OTWARTY: nieoszczędna gospodarka wodą, przepływa raz, całkowicte zapotrzebowanie ze źródła zaopatrzenia.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! duży schemat str 39,5 !!!!!!!!!!

ZALETY: *jeżeli woda pobierana jest ze studni głębinowej ma niską temp (10-12 C); *woda czysta (może jedynie zawierać zbyt dużo Fe). WADA: *zużywanie dużej ilości wody, więc urządzenia zasilające muszą mieć dużą wydajność. ZAMKNIĘTY: woda krąży między wymiennikiem a powietrzem atmosferycznym (chłodnicą wody). Chłodzenie wody jest powodowane głównie odprowadzeniem ciepła parowania oraz w małym stopniu przez odprowadzenie ciepła wynikającego z różnicy temp wody i powietrza. Równocześnie część wody odparowuje kosztem energii i cieplnej pobranej od pozostałej masy wody. Ogrzewana woda jest tłoczona do chłodnicy, gdzie spływając w postaci kropel styka się woda w przeciwprądzie z powietrzem. Stopień ochładzania wody w chłodnicy zależy od temp i wilgotności powietrza. Ochłodzona woda w chłodnicy dopływa do skraplacza, w którym ponownie zostaje podgrzana.

!!!!!!!!!!!!! schemat str 40 + wyprowadzenie wzoru !!!!!!!!!!!, gdzie: mp-strumień masy powietrza; mw-strumień masy wody obiegowej; tw2-temp wody ogrzanej; tw1-temp wody ochłodzonej lub uzupełniającej. SZEREGOWY: pośredni między otwartym i zamkniętym, stosowany gdzie woda z jednego działu technologicznego może byc używana w drugim, np.przemysł owocowo-warzywny-woda pochłodnicza do hydrotransportu jabłek. MIESZANY: najczęściej stosowany.

Urządzenia do chłodzenia wody obiegowej: 1)chłodnie atmosferyczne; 2)stawy chłodzące- rodzaj basenu, stawu, w którym woda jest wychładzana; 3)baseny rozpryskowe- betonowe, nad basenem rurociąg doprowadzający wodę do chłodzenia, na zewnątrz dysze do chłodzenia. Lepszy efekt chłodzenia, który wynika z prędkości wody w stosunku do prędkości powietrza. Szybkość kropel do 10m/s w stosunku do powietrza. Straty wody na skutek odparowania i straty wody do gruntu, która musi być uzupełniana;

!!!!!!!!!!!!!!!! rys stanowiska str 40,5 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 4)chłodnie wieżowe-zamknięte urządzenie, spadające krople stykają się w przeciwprądzie z przepływającym powietrzem, ruch powietrza wywołany różnicą temp i gęstości. Efekt chłodzenia nie zależy od kierunku wiatru

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! str 40,5 rysunek !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!; 5)chłodnie wentylatorowe- ruch powietrza wgl.wody może byc współ-lub przeciwprądowy, krzyżowy, wentylator tłoczący lub ssawny (m.in.chłodnie z uzupełnieniem). Prędkość przepływu powietrza ok. 3m/s zużycie powietrza kilkanaście, kilkadziesiąt m3/1MJ. Odprowadzenie powietrza niemożliwe dla otoczenia, może być instalowanyw różnych miejscach.

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! rysunek str 40,5 !!!!!!!!!!, gdzie: 3-doprowadzenie wody; 4-dysze; 5-wenylator; 6-odkraplacz (zapobiega porywaniu kropel, które trafiają na wypełniane i wykraplane wody). Chłodnie z wypełnieniem kapilarnym:wkładki z kartonu wysyconego żywicą (odstępy między ściankami 4-8 mm), uzyskują b.dużą powierzchnię. Chłodnia ta pracuje dobrze pod warunkiem, że mamy czyste powietrze. Zakłady pobierają wodę:* z własnych ujęć np.studni głębinowych-jakość zależy od właściwości hydrologicznych; woda jest tłoczona za pomocą wodnych agregatów pompowych (silnik zpompą zanurzony). Wielostopniowa pompa i silnik elektryczny bezpośrednio sprzężony z pompą. Agregat podwieszony jest w przewodzie tłocznym. Agregaty głębinowe pracują automatycznie. Woda z własnych studni jest zwykle uzdatniana: odżelazianie, odmanganianie, filtracja na złożu żwirowym (często kończy się napowietrzaniem i utlenianiem związków żelaza Fe2+; w odżelaziaczach zamkniętych 2-5 % powietrza w stosunku do wody, przy napowietrzaniu-potem odmanganianie). Woda do kotłów parowych musi być zmiękczona:**chemicznie- najtańsza metoda za pomocą Ca i Na, wapno podaje się w postaci zawiesiny Ca(OH)₂. Jest to metoda prosta, tania, popularna

!!!!!!!!! wzory ze str 41,5 !!!!!!!!!!!!!!

**termicznie- polega na wytrącaniu z wody jonów Ca i Mg w podwyższonej temp !!!!!!!!!!!!!! wzory str 41 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! **jonowymiennie. Co ma wpływ na zmiękczanie???- dozowanie chemikaliów (dodatek zbyt mały-efekt nieodpowiedniego stopnia zmiękczania wody; dodatek zbyt duży(?)- chemikalia reagują ze sobą co powoduje wzrost alkaliczności; dodany wapń w nadmiarze-zwiększenie twardości wody). **zmiękczanie z wykorzystaniem jonitów. Jonity-subst.stałe, nierozp.w wodzie, mające w swej strukturze grupy funkcyjne zdolne do wymiany jonów między wymieniaczem a roztworem. Ilość tych grup wyrażana w gramorównoważnikach w stanie powietrznym suchym, podawana jest też na jednostkę złoża napęcznionego mokrego. Ze wzgl.na rodzaj grup fuknkcyjnych jonity dzielą się na:♣kationity-zawierają w swojej strukturze grupy kwasowe; ♣anionity-zawierają w swojej strukturze gr.zasadowe. grupy te w środowisku polarnym dysocjują z odszczepieniem jonu wodorowego albo wodorotlenowego. Ze wzgl.na stopień dysocjacji, charakter grup jonowymiennych może być:♣silnie kwaśny; ♣średnio kwaśny; ♣słabo kwaśny; ♣silnie zasadowy; ♣średnio zasadowy; ♣słabo zasadowy. Ma to znaczenie praktyczne, gdyż wymiana jonowa z udziałem tych grup średnio i słabo zdysocjowanych zależy od pH środowiska; wymiana grup silnie zdysocjowanych przebiega przy każdym pH. W miarę jak obsadzane są grupy jonowymienne jonitu jonami z roztworu zdolność jonowymienna jonitu zmniejsza się. Z chwilą wyczerpania, jeśli wszystkie jonity zostaną wyczerpane konieczny jest proces regeneracji-przywrócenie pierwotnych układów jonowymiennych. Kationity regenerują się za pomocą roztworów kwasów do formy wodorowej, a za pomocą soli do formy kationów. Anionity są regenerowane roztworami zasad do formy wodorotlenowej, a roztworami asad do formy anionów. Wymiana jonowa może być prowadzona w warunkach: ♠statecznych; ♠dynamicznych=>w przemyśle ma miejsce w warunkach przepływu wody przez kolumnę wypełnioną jonitem. Jony zawarte w wodzie wymieniane są początkowo w górnej warstwie złoża jonitowego; po całkowitym obsadzeniu grup jonizacyjnych wymieniacza - te górne jego warstwy tworzą tzw.strefę powymienną. W dół płynie woda z solami i styka się z nowymi warstwami jonitu, gdzie następuje wymiana. Jeżeli przez kolumnę przepływa woda to strefa wymiany przesuwa się w dół. Na pewnej wysokości tworzy się poziom równowagi stęż.jonów w roztworze w fazie jonitu. Jeżeli ta równowaga ustala się przy znacznej przewadze stężonego jonu w roztworze, to pojawia się on w formie wycieku z kolumny i ten moment określany jest jako punkt przebicia, na podstawie którego określana jest robocza zdolność wymienna kolumny jonitowej. Robocza zdolność jonowymienna jest w praktyce mniejsza od całkowitej (teoret.) zdolności. Gdy pojawi się taki moment to przerywamy pracę i kolumnę poddaje się regeneracji. W praktyce najczęściej na kationicie sodowym przeprowadza się zmiękczanie. Metoda jonowymienna: 2Kt - Na + Ca(HCO₃)₂->Kt2Ca + 2Na H CO₃

2 Kt - Na +MgSO4->Kt2Mg + 2NaSO4; ♦ zmiękczanie do 0,05 milivara/l; ♦tak zmiękczana woda jest nadmiernie alkaliczna; ♦zwarty w niej wodorowęglan sodu pod wpływem temp pdlegałyby w kotle rozkładowi z wydzieleniem CO2 - a to niewskazane. **metoda zmiękczania wody na kationicie wodorowym. Otrzymujemy wodę kwaśną o dużej zawartości CO2, przed wejściem do kotła musi być poddana neutralizacji i odgazowaniu. Metoda ta może być stosowana w kombinacji z poprzednią. Część wody przepuszczona przez wymiennik sodowy, a część przez wymiennik wodorowy i po zmieszaniu i zobojętnieniu jest woda uzdatniona. DEMINERALIZACJA: może byc prowadzona różnymi metodami destylacji, dializy, metodą jonowymienną czy metoda odwróconej osmozy. DEZYNFEKCJA(odkażanie)=> ma na celu zniszczenie bakterii chorob. Metody : **fizyczne; **chemiczne-powszechnie stosowana. Polega na wprowadzeniu do wody silnych substancji chem (silnych utleniaczy), które przenikają do wnętrza komórek bakterii i utleniają -wchodzą w skład prptoplazmy-niszcza bakterie: •ozonowanie-> wykorzystanie ozonu, samorzutny rozpad na tlen atomowy i cząsteczkowy, który ma właściwości bakteriobójcze (atomowy); ozon nie pozostawia w wodzie substancji szkodliwych, poprawia smak; •chlorowanienajprostrza i najbardziej rozpowszechniona- usuwa obce posmaki ale sama wprowadza posmak chloru.

GOSPODARKA ŚCIEKOWA: woda doprowadzana do zakładu jest użytkowana i odprowadzana w postaci ścieków. Ścieki takie pochodzą z:*wód pochłodniczych; *wód produkcyjnych; *wód bytowo-gospodarczych. Liczba mieszkańców równważnych:określa ile razy mniej zanieczyszczeń powstaje przy wyprodukowaniu okr.liczby produktów w stosunku do dobowej ilości zanieczyszczeń pochodzących od 1 mieskańca. Klasy wody: I-dla ludności, do picia, do zakładów wymagających wody o jakości takiej, jak ta do picia, do bytowania w warunkach naturalnych ryb łososiowatych; II-nadaja się do bytowania w warunkach naturalnych inne jak łososiowate, chowu i hodowli zwirząt gospodarskich, do celów rekreacyjnych, uprawiania sportów, kąpielisk; III-do zaopatrzenia zakładów innych niż te, które wymagają wody o jakości wody do picia, nawadniania terenów rolniczych wykorzystania do upraw ogrodniczych. Samooczyszczanie-zawarte w ściekach zanieczyszczenia są wprowadzane do zbiornika w warunkach tlenowych, są one rozkładane przez odpowiednie mikroorganizmy. Ostatnim etapem rozkładu są związki proste tj: *CO2; *H2O; *siarczany; *azotany; *fosorany. Związki te są usuwane ze środowiska przez glony, rośliny wyższe, dla których stanowią pokarm. Jest to mineralizacja-a to zachodzi kosztem tlenu zawartego w H2O. Glony asymilują CO2, a wydzielają O2 wykorzystywany dodatkowo przez drobnoustroje do rozkładania zanieczyszc.nieorganicz. BZT-(miara zaniecz.zawartych w ściekach.)-ilość O2 w mg/dm3 potrzebna do całkowitego rozkładu obecnych w ściekach związków organicznych w warunkach tlenowych przy współudziale mikroorganizmów metodą biochemiczną. Sposoby oczyszcania ścieków:** mechaniczne-usunięcie ciał nierozp.,zawiesin, cząstek pływających. Wykorzystuje sie wiele urządzeń, gdzie ścieki poddaje się:cedzeniu, filtracji, sedymentacji. Wykorzystujemy wtedy:kraty, sita, piaskowniki, osadniki, odtłuszczacze. W zależności od ilości i jakości ścieków mamy kraty: •mechaniczne-przy dużych zanieczyszczeniach; •nieruchome-mało ścieków. Piaskowniki: usuwają zanieczyszcenia mineralne, ziarniste. Zatrzymują tylko zawiesinę mineralną a organiczna musi przepływac dalej. Osadniki:główną rolę odgrywają w oczyszcz.mech. Działają na zasadzie zmiany prędkości przepływających ścieków. Następuje zmniejszenie prędkości przepływu i opadanie zawiesiny. Pracuja przed biologicznym oczyszczaniem-osadniki pierwotne, a po biologicznym oczysz.-wtórne(wkopywane w ziemię tak, aby ścieki ze złóż biologicznych przepływały do osadników grawitacyjnie). Ścieki dopływają centralną rurą, dostają sią na talerz rozdzielczy, są rozprowadzane równomiernie na powierzchni osadnika. Cząstki cięższe opadają na dno, a klarowana ciecz do góry i do koryt. Osad usuwany jest po otwarciu zasuwy pod wpł.cisnienia ścieków i odprowadzany do dalszego oczyszczania. Mechaniczne oczyszcanie to etap kolejny: **fizykochemiczne-traktowanie ścieków subst.chem. Może wystąpic neutralizacja i wydzielenie subst. Koloidalnych, które w przemyśle polga na nawapnianiu-gdy ścieki szybko zagniwają; **biologiczne=>prowadzone w sposób naturalny:nawadnianie szerokoprzestrzenne, wykorzystanie: pól irygowanych (zakładane na gruntach przepuszczalnych, dodatkowo zdrenowanych. Ich zadaniem-oczyszcanie ścieków, cele rolnicze rola drugorzędna); filtracyjnych(tylko do oczyszczania. Są zalewane ściekami, które przepuszczając przez glebę oczyszczają się, musi być odpowiedni grunt) i stawów biologicznych (zbiorniki wykorzystywane wyłącznie do oczyszczania). Nawadnianie polega na wykorzystaniu ścieków do nawożenia pól uprawnych.

Oczyszcanie w warunkach sztucznych: *poprzez mikroorganizmy osiadłe w złożach biolog.; *poprzez mikroorg.zawieszone w ściekach-osad czynny, najbardziej popularna metoda. Złoża biologiczne(Różnią się: budową, ilością podawanych ścieków m2/złoże, ładunkiem zanieczyszczeń wprowadzonych do złoża): **zraszane- niskie obciążenie. Poniewaz jest to mały strumień , to nie jest w stanie oderwać błony biologicznej, dlatego następuje proces samooksydacji-błona częściowo obumiera w złożu; **spłukiwane- coraz częściej stosowane, duży przepływ ścieków-następuje spłukiwanie części nadmiernie rozrośniętej błony biolog. Na dole występuje ruszt, na którym jest wypełnienie w postaci np.tłucznia granitowego. Muszą byc spełnione odp.warunki, aby był przepływ powietrza i żeby mikroorga.mogły tworzyć błonę. Powietrze wprowadzane od dołu, ścieki od góry. Jeśli złoże jest spłukiwane, za złożem musza być osadniki, które oddzielają spłukaną błonę. **wieżowe-znaczna wysokość, mniejsza średnica, duże obciążenie, wysokość nawet do 20 m, nie jest to złoże wypełnine w całości wypełnieniem- jest podzielone na części rusztami, pomiędzy częściami jest kilkadziesiąt cm przerwy. Pomiędzy rusztami specjalne zastawki-okopym, które uniemożliwiają przepływ ścieków tylko po wew.stronie, ale kierują je równomiernie do środka. Zużywaja więcej E-ścieki pompowane na wyższą wysokość.

OSAD CZYNNY:bakterie, pierwotniaki-tworzące skupiska, są zawieszone w ściekach. Metoda podobna do tej, która przebiega w rzekach-jets to jednak proces bardziej intensywny-lepsze napowietrzanie. Rozwiązania techniczne: **komora-tam-napowietrzanie ścieków przez specjalny układ urządzeń z otworkami, przez które przepływa powietrze od dołu. Powietrze wywołuje ruch-osad zawieszony w ściekach. W miarę jak ilość zanieczyszczeń się zmniejsza zwiększa się ilośc osadu czynnego-część usuwana, część zawracana do obiegu by było wysokie stężenie osadu czynnego. **wykorzystanie rowów cyrkulacyjnych - mogą mieć różną budowę-ścieki krążą, kształt może być dowolny. Różne metody napowietrzania - mieszadło turbinowe, które zasysa sprężone powietrze. **zastosowanie szczotek Kessenera-walec, na którym są zamontowane przesypywane kształtki stalowe, najczęściej ceownik (dłg.kilkadziesiąt cm). Szczotka częściowo zanurzona, duża liczba obrotów powoduje wtłaczanie powietrza.

OCZYSZCZANIE BEZTLENOWE-do oczyszczania osadów, które zawsze powstają w oczyszczalni ścieków lub do ciężkich zanieczysczeń. Jest to fermenatcja beztlenowa: I-uwadnianie związków org.zawartych w ściekach; II-przemiana gazowa, gdzie końowym etapem jest wydzielanie CO2 i metan.

W czasie fermentacji kwasowej ścieki zawierają subst.organiczne na skutek działania drobnoustr.i enzymów są rozkładane do zw.prostrzych. I etap: rozkładane tłuszcze do kwasów tłuszczowych: intensywne wydzielanie kwasu i spadek pH ≈ 5.(wydzielają się przykre zapachy); II etap -cofanie fermentacji kwasowej, zaczynają się wydzielać niewielkie ilości gazów CO2, H2, H2S; pH wzrasta, niekorzystne zapachy-wydzielanie : siarkowodoru, indolu, markaptanu. Osad staje się szary, lepki, wydzielające się gazy powodują pienienie. Po fazie kwasowej - faza zasadowa-wydzielanie znacznych ilości gazu, końcowy rozkład produktów, pH wzrasta i staje sie zasadowe. Faza kwasowa jest prawie niezauważalna (jeśli wszystko przebiega prawidłowo). Wydzielany metan może byc oczyszczony i wykorzystany do ogrzewania komór. Cały proces prowadzi się w zbiornikach żelbetowych o pojemności ponad 700 m3. BIOGAZ - wydzielany z komór fermentacyjnych w normalnych warunkach powinien byc wykorzystany, oczyszczony i przeznaczony do ogrzewania komór fermentacji metanowej.

---