Opracowanie zagadnień
WYKA
AD: Urządzenia kotłowe
1. Co to jest kocioł i do czego służy?
Kotłem nazywamy urządzenie służące do przemiany energii chemicznej, zawartej w
paliwie, do energii cieplnej transportowanej dalej przez czynnik roboczy (gorąca woda,
para wodna sucha oraz przegrzana, olej). Kocioł złożony jest z paleniska oraz
wymienników ciepła. W palenisku następuje spalanie paliwa, z czego uzyskujemy energię
cieplną, która jest pobierana od płomienia i spalin przez wymienniki ciepła. Zawarta w
czynniku nośnym energia cieplna jest wykorzystywana do napędu turbin parowych (para
przegrzana), parowych maszyn tłokowych (para nasycona sucha lub przegrzana) lub
bezpośrednio w procesach technologicznych. Po wykorzystaniu energii cieplnej czynnik
jest zawracany z powrotem do kotła (układ zamknięty) lub tracony (układ otwarty).
Różnica pomiędzy kotłem, a piecem ? Piec przekazuje energię cieplną bezpośrednio z
powierzchni ogrzewalnej (np. płyty, ścianki pieca) do otoczenia. W kotłach energia
cieplna jest zawsze przekazywana poprzez czynnik pośredniczący (np. wodę), który
umożliwia transport na większą odległość (np. kocioł może być zainstalowany w innym
miejscu niż pomieszczenie ogrzewane).
Jeszcze jedna dygresja: Nie ma czegoś takiego jak piec centralnego ogrzewania !
2. Różnice w budowie pomiędzy kotłem wodnym i parowym
Kocioł parowy tym się różni od kotła wodnego, że ma dwie przestrzenie: wodną i parową,
rozdzielone wspólnym lustrem wody. Od wielkości powierzchni rozdziału faz zależy
wydajność parowa kotła, na którą podstawowy wpływ wywiera ciśnienie panujące w kotle 
z reguły ciśnienie nasycenia  ps. W skład kotła parowego wchodzą następujące główne
elementy:
- Parownik, zbudowany w postaci jednego lub kilku cylindrycznych naczyń stalowych,
zwanych walczakami, albo z układu rur.
- Palenisko.Z paleniskiem związane są: urządzenie zasilające je paliwem; ruszt, na którym
leży spalane paliwo stałe; palniki do spalania paliwa ciekłego, guzowego lub pyłowego;
urządzenie doprowadzające powietrze potrzebne do spalania: komora paleniskowa;
wewnątrz której następuje spalanie części lotnych oraz paliw ciekłych, gazowych i pyłowych;
urządzenie do usuwania popiołu i żużla; urządzenie do obsługi i czyszczenia paleniska;
obmurze tworzące obudowę paleniska kotła i kanałów spalinowych; izolacja cieplna.
- Przegrzewacze pary i podgrzewacze wody .
W urządzenia kotłowego wchodzą również inne urządzenia pomocnicze potrzebne do pracy
1
kotła, jak urządzenie do wytwarzania ciągu, do zasilania kotła wodą i paliwem, do usuwania
popiołu i żużla, do oczyszczania wody zasilającej i spalin, osprzęt, armatura, aparatura
kontrolno-pomiarowa : automatyka.
3. Rola i zadanie kotła w energetyce przemysłowej i zawodowej
Podstawową częścią każdej siłowni parowej jest urządzenie kotłowe, zwykle nazywane
wprost kotłem parowym. Kocioł parowy jest to naczynie ciśnieniowe, którego zadaniem jest
wytwarzanie pary wodnej o ciśnieniu wyższym od atmosferycznego. Para ta jest użytkowana
na zewnątrz kotła jako czynnik roboczy w turbinach parowych oraz dla celów grzewczych w
wielu procesach technologicznych (np. w przemyśle chemicznym, włókienniczym,
spożywczym, papierniczym) i w gospodarce komunalnej (ogrzewanie pomieszczeń).
Energetyka zawodowa obejmuje wytwarzanie energii w elektrowniach i elektrociepłowniach.
Zadaniem kotła jest wytworzenie pary, która po przegrzaniu trafia na turbinę gdzie rozpręża
się by zamienić energię cieplną na energię prędkości a następnie mechaniczną, która w
generatorze zamieniana jest na elektryczną, która jest produktem bloku energetycznego i
celem. W elektrociepłowniach para wykorzystywana jest do ogrzania w wymiennikach ciepła
wody sieciowej, która wykorzystywana jest w celach komunalnych, możliwe jest również
wytworzenie pary technologicznej wykorzystywanej w przemyśle.
W energetyce przemysłowej kotły wykorzystywane są w przemysłach takich jak chemiczny
czy spożywczy. Duże przedsiębiorstwa i zakłady wymagające dużej ilości energii posiadają
własną elektrociepłownię (dużo mniejszą niż w energetyce zawodowej), która zasila w wodę,
energię oraz parę w zależności od zapotrzebowań danego zakładu. Celem istnienia kotła i
urządzeń maszynowni jest więc spełnienie wymagań dużego obiektu. Przykłady:
Elektrociepłownia Cukrowni "ZDUNY" Zduny
Elektrociepłownia Zakładów Chemicznych "ORGANIKA-SARZYNA", Nowa Sarzyna
Elektrociepłownia Fabryki A
ożysk Tocznych KRAŚNIK Kraśnik
4. Budowa kotła wodnego i parowego płomienicowo-płomieniówkowego:
�� Palenisko (płomienicy: podgrzewacza wody lub parownika)
Płomienica zakończona jest ścianą sitową, w którą wstawiono płomieniówki. Dla
zwiększenia powierzchni ogrzewalnej płomienica ma długość paleniska i przedłużona jest
pękiem cienkich rur- płomieniówek.
�� Płomieniówki (powierzchnia ogrzewalna wykonana z rury o średnicy 30-70 mm, w której
spaliny omywają powierzchnię wewnętrzną)
�� Rzadko występuje podgrzewacz pary i podgrzewacz wody
�� Płaszcz
Spaliny z komory spalania wypływają przez tylną komorę nawrotną do
płomieniówek drugiego ciągu i do przodu kotła. Następnie zawracają w przedniej komorze
2
nawrotnej do tyłu i płyną w płomieniówkach trzeciego ciągu do skrzyni spalinowej, czopucha
i komina.
Kotły tego typu buduje się o powierzchni ogrzewalnej do 150 m2 i średnicy do 3 m; ciśnienie
pary do 20 at, natężenie powierzchni ogrzewalnej 2030 kg/(m2�h), sprawność 60=75%.
Zajmują stosunków mało miejsca. Ich wadą jest sztywność konstrukcji i skłonność do
zanieczyszczania płomieniówek lotnym popiołem.
Urządzenia pomocnicze:
�� Wodowskazy
�� Palnik
�� Zawór bezpieczeństwa
�� Pompa z rurociągiem zasilającym
3
5.
6.
7.
8. Rodzaje komór paleniskowych do spalania pyłu(opis, schematy).
Zadaniem palenisk jest zapewnienie właściwych warunków spalania, do których zalicza się:
doprowadzenie paliwa, nagrzanie go, utrzymanie w temperaturze powyżej punktu zapłonu,
doprowadzenie odpowiedniej ilości powietrza, wymieszanie powietrza z paliwem, usunięcie
spalin i popiołu.
Rysunek 1 Palniki naścienne na dwóch ścianach komory
Rysunek 2 Palniki naścienne na jednej ścianie komory
Rysunek 3 Palenisko tangencjonalne - palniki w narożach komory
4
Rysunek 4 Palenisko typu "turbo" (do "trudnych" paliw)
Do "trudnych" paliw  VM <20% - antracyt, koks ponaftowy itd. Wydłużają czas
przebywania paliwa w strefie wysokich temperatur = mniejszy niedopał.
Rysunek 5 Palenisko cyklonowe
Rysunek 6 Palenisko "łukowe"
Rysunek 7 Palenisko stropowe
5
�� Spalanie zmikronizowanego paliwa (zmielonego w młynach do wielkości maksymalnie 200-
300 źm) w strumieniu powietrza gorącego (250-350�C) w postaci żagwi.
�� Suszenie paliwa: Węgiel brunatny  rurosuszarki; węgiel kamienny  suszenie gorącym
powietrzem w młynie.
�� Palniki  szczelinowe lub wirowe, montowane najczęściej w narożach (układ tangencjalny)
lub na ścianach (układ naścienny, frontowy).
�� Do uruchomienia kotła z paleniskiem pyłowym służą rozruchowe palniki olejowe lub gazowe.
�� Wartości charakterystyczne: objętościowe obciążenie cieplne kW/m3, obciążenie cieplne
pasa palnikowego kW/m2ściany, obciążenie cieplne przekroju komory paleniskowej
kW/m2przekroju, temperatura spalin na wylocie z paleniska  poniżej temperatury mięknięcia
popiołu (dla węgla kamiennego <1200�C, dla węgla brunatnego <1000�C), nadmiar powietrza
w palenisku  1,15-1,20
�� Ważny parametr  zawartość części lotnych w paliwie i podatność przemiałowa
�� Maksymalna temperatura w palenisku  do 1700�C
�� Paleniska pyłowe stosuje się do kotłów o średnich i dużych mocach cieplnych (od ok. 50 do
ponad 2000 MWt)
6
9. Charakterystyka spalania paliwa w postaci pyłu (przygotowanie i
podawanie paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia, wartości
charakterystyczne, wady i zalety itd.)
Realizacja procesu spalania przebiega odpowiednio do rodzaju paliwa i jego wcześniejszego
przygotowania w komorze paleniskowej kotła. Na tej podstawie komory paleniskowe dzielimy na:
- rusztowe  węgiel kamienny spala się w postaci miału
-pyłowe- wykorzystujące transport pneumatyczny pyłu w objętości komory paleniskowej kotła
- gazowe- z palnikami gazowymi o konstrukcji umożliwiającej ekologiczne spalanie gazu
- olejowe  z palnikami olejowymi
Proces spalania pyłu w palenisku kotła powinien przebiegać efektywnie ( spalanie całkowite i
zupełne), bez pulsacji , z możliwie mała emisją zanieczyszczeń gazowych. Do kotła należy
doprowadzić pył węglowy o gwarantowanej wartości opałowej i właściwym przemiale i wilgotności..
Należy zapewnić intensywne wstępne mieszanie pyłu węglowego z niewielką ilością powietrza, długi
okres przebywania w pierwotnej części płomienia charakteryzującej się małą zawartością tlenu i
wysoką temperaturą oraz optymalny nadmiar powietrza doprowadzonego do komory paleniskowej
z właściwym podziałem na powietrze pierwotne, wtórne i do dysz OFA. Technologia niskoemisyjnego
spalania wymaga precyzyjnego dozowania powietrza wzdłuż drogi spalania pyłu węglowego w taki
sposób, aby nadmiar powietrza w palenisku na wysokości palników był mniejszy od jedności n<1,.
Prędkość wypływu powietrza wtórnego powinna być znacznie większa od prędkości wypływu
mieszanki .
Duże stężenie pyłu na wypływie z palnika wpływa bardzo korzystnie na zapłon , temperaturę
płomienia, stabilność spalania oraz wpływa też ma ograniczenia ilości NOx powstających w
płomieniu.
Przyjmuje się , że minimalna koncentracja pyłu ( dla każdej wydajności ), nie powodująca pulsacji
płomienia i zapewniająca poprawny zapłon nie powinna być mniejsza od 0,25 kg/m3.
" spalanie zmikronizowanego paliwa (zmielonego w młynach do wielkości maksymalnie 200-300źm)
w strumieniu
powietrza gorącego (250-350oC) w postaci żagwi
" suszenie paliwa:
" węgiel brunatny - rurosuszarki (pobór przez okna do poboru, z górnej części paleniska, spalin i
dodanie we
współprądzie surowego węgla)
" węgiel kamienny  suszenie gorącym powietrzem w młynie
" palniki  szczelinowe lub wirowe, montowane najczęściej w narożach (układ tangencjalny) lub na
ścianach (układ naścienny, frontowy)
" do uruchomienia kotła z paleniskiem pyłowym służą rozruchowe palniki olejowe lub gazowe
wartości charakterystyczne paleniska pyłowego :
- objętościowe obciążenie cieplne kW/m3,
- obciążenie cieplne pasa palnikowego kW/m2
- obciążenie cieplne przekroju komory paleniskowej kW/m2
- temperatura spalin na wylocie z paleniska  poniżej temperatury mięknięcia popiołu (dla węgla
kamiennego <1200oC, dla węgla brunatnego <1000oC), nadmiar powietrza w palenisku  1,15-1,20
" ważny parametr  zawartość części lotnych w paliwie i podatność przemiałowa
" maksymalna temperatura w palenisku:
" kotły rusztowe i pyłowe - do 1700oC
" paleniska pyłowe stosuje się do kotłów o średnich i dużych mocach cieplnych (od ok. 50 do ponad
2000 MWt)
7
Ważne parametry to :
- drobność przemiału węgla
- wilgotność pyłu
Węgiel w postaci pyłu uzyskuje się młynach ( różnej konstrukcji , konstrukcja ta zależy od rodzaju
mielonego węgla oraz podatności przemiałowej wyrażanej najczęściej w postaci Hardgrove a)
Jakość pyłu węglowego otrzymanego z młynów oraz warunki w jakich on jest dostarczany do
komory paleniskowej wpływają na proces spalania i sprawności paleniska. Stosowanie drobnego
pyłu ma pośredni wpływ na tworzenie się związków azotu . Drobniejszy pył, większa powierzchnia
cząsteczek pyłu , a tym samym łatwiejszy dostęp tlenu zwiększają prędkość spalania. Umożliwia to
spalanie z mniejszym nadmiarem powietrza i jednocześnie sprzyja ograniczonemu tworzeniu się
związków azotu.
Wymagana jakość przemiału dla danego kotła zależy zarówno od zawartości części lotnych w paliwie,
typu komory paleniskowej, rodzaju palników oraz rozdziału powietrza doprowadzonego do komory
paleniskowej.
Im mniej jest części lotnych w węglu , tym drobniejszy powinien być pył. A
atwiej jest spalić mniejsze ,
spylone cząstki węgla.
Drobniejszy pył zapewnia lepsze spalanie w komorze kotła, większą sprawność kotla , ale również
powoduje wzrost kosztów eksploatacji związany ze wzrostem zużycia energii i elementów mielących.
W młynie zachodzą jednocześnie procesy przemiału i suszenia. Podczas mielenia pwostają nowe
wilgotne powierzchnie ziaren węgla, które są omywane czynnikiem suszącym , co przyśpiesza
wydatnie proces suszenia. Intensywne suszenie nowych ziaren węgla uniemożliwia ich wzajemne
zlepianie się, co ułatwia i przyśpiesza dalszy przemiał i transport. Warunkiem uzyskania
prawidłowego przemiału i wysuszenia węgla jest więc zapewnienie wentylacji odpowiedniej dla
danego typu młyna . Proces suszenia nie powinien kończyć się przesuszeniem lub niedosuszeniem ,
gdyż w pierwszym przypadku może wystąpić częściowe odgazowanie węgla ( możliwy wybuch), a w
drugim  zmniejszeni wydajności młyna.
Układ przygotowania paliwa stanowi zespół urządzeń, których celem jest wysuszenie oraz
rozdrobnienie cząstek węgla do rozmiarów zapewniających właściwy transport pyłu i jego
prawidłowe spalanie w komorze paleniskowej Kotla ( wielkość ziaren 0-250 mikrometra). Graniczny
rozmiar ziaren i prawidłowe spalanie zależą w znacznym stopniu od rodzaju komory paleniskowej i
właściwości samego węgla .
Jeśli za kryterium podziału młynów przyjmiemy prędkość obrotową to młyny dzielimy na :
wolnobieżne , średni bieżne i szybkobieżne
Efektywność ekologiczna i sam proces spalania w kotle w znacznym stopniu zależy od jakości
przemiału pyłu węglowego.
W paleniskach pyłowych spala się paliwa stałe po uprzednim ich zmieleniu w młynach na pył, który
potem wdmuchiwany jest razem z powietrzem potrzebnym do spalania do komory paleniskowej .
Pył musi być odpowiednio przygotowany.
Odsiewacze  służą do regulacji drobności przemiału , odwirowane grubsze ziarna wracają do młyna
Cyklon  służy do rozdzielenia mieszaniny pyłu i powietrza
Zasobniki pyłu  przechowywanie pyłu ?
Podajnik Pyłu  służy do dawkowania pyłu z zasobnika do dyszy przed palnikiem
8
Dysza pyłu  transport pyłu z podajnika do palnika
Pompa pyłu  do pneumatycznego transportu pyłu z zasobnika pyłu
10.Charakterystyka spalania paliwa na ruszcie taśmowym i schodkowym
(przygotowanie i podawanie paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia,
wartości charakterystyczne, wady i zalety, itd.)
Paleniska z mechanicznym rusztem taśmowym odznaczają się one łatwą i dogodną obsługą,
łatwościa płynnej regulacji oraz możliwością przystosowania do różnych paliw. Sposób podawania
paliwa :
Węgiel z kosza zsypowego dostaje się pod własnym ciężarem na ruszt taśmowy przemieszczając się
od ściany przedniej(frontowej) do ściany tylnej komory kotła. Ruszt jest napędzany silnikiem
elektrycznym za pośrednictwem bezstopniowej przekładni, co umożliwia plynną prędkość przesuwu
rusztu. Ilość spalanego węgla na ruszcie jest regulowana zarówno prędkością rusztu jak i grubością
warstwy węgla ustalona przez warstwownicę. Jednym z głownych podzespołów jest kosz węglowy ,
wewnątrz niego znajduje się warstwownica oraz zasuwa do odcinania dopływu paliwa. W dnie
każdego leja znajduje się zasuwa do przesypu z pokladu rusztowego.
Podawane paliwa :
Podstawą jest miał, węgiel płomienny, węgiel gazowo- płomienny, wegiel gazowy, wegiel gazowo-
koksowy, wegiel ortokoksowy, mieszaniny mułu
Palenisko z rusztem mechanicznym nie może spalac młodych węgli płomiennym oraz węgla
spiekającego się.
Zalety:
niski koszt inwestycyjny ,
mogą pracować z małym obciążeniem, zatem w szerokim zakresie obciążen
łatwe uruchamianie i odstawianie ;
nie wymagają zbyt wysoko kwalifikowanej obsługi;
mogą być eksploatowane przy niskim stopniu zautomatyzowania .
Wady :
spiekanie się paliw na ruszcie , co powoduje, że powietrze dostarczane pod ruszt nie omywa
wszystkich cząstek węgla, powstaje przeto strata ciepła wskutek niecałkowitego spalania;
warstwa drobnego paliwa na ruszcie ma małą porowatość, co wzmaga ubijające działanie
warstwownicy , utrudnia przepływ powietrza przez warstwę;
ponadto drobne cząsteczki  przesiewają się" przez ruszt i niespalone są usuwane wraz z żużlem,
powodując straty ciepła wskutek niecałkowitego spalania;
mała szybkość zmiany obciążenia paleniska;
stosunkowo małe objętościowe obciążenie cieplne komory w porównaniu z paleniskami
pyłowymi.
Schodkowe
Rodzaj paliwa: Zrębki (suche), płyty MDF, pelety, inna biomasa sucha
Zalety: wysoka sprawność, niska emisja zanieczyszczeń, wieksza trwałość Kotla
Wady: wysoka cena
Proces spalania przebiega w kilku fazach. Najpierw dopływające z górnej części komory paliwowej
podgrzane powietrze suszy drewno i pomaga w częściowym zgazowaniu zawartej w nim celulozy.
Następnie w dolnej komorze na skutek połączenia gazów palnych z powietrzem wtórnym następuje
spalanie zupełne i spalanie całkowite  dopalanie cząstek stałych spadających z rusztu.
Do spalania paliw wilgotnych (40-60%) są przeznaczone kotły z ruchomymi rusztami schodkowymi.
Umożliwiają one w pierwszej fazie odparowanie wody z paliwa, a następnie  w miarę przesuwania
w głąb paleniska  jego całkowite spalenie.
9
11.
12. Charakterystyka spalania paliwa w palenisku fluidalnym (przygotowanie i
podawanie paliwa, stosowane paliwa, ograniczenia, wartości
charakterystyczne, wady i zalety itd.)
1. Ogólna charakterystyka pracy kotła.
Spalanie w kotłach fluidalnych jest metodą przystosowaną do energetyki
głównie ze względu na zwiększające się wymagania dotyczące ochrony środowiska 
paleniska fluidalne zapewniają przede wszystkim możliwość maksymalnego wiązania
dwutlenku węgla oraz ograniczania tworzenia się tlenków azotu.
Paleniska fluidalna bazują na zjawisku ciągłego ruchu cząstek paliwa pod
wpływem uderzającego w nich strumienia powietrza. Wdmuchiwane od spodu powietrze
powoduje unoszenie się materiału złoża i wynoszenie go w górę do komory paleniskowej
(fluidyzację). Wyniesiony materiał jest doprowadzany do cyklonów, gdzie oddzielają się
Większe cząstki i są zawracane do komory paleniskowej, pozostała masa spalin z niewielką
ilością części stałych (ziarna poniżej źm) przedostaje się do drugiego ciągu.
Materiał złoża w kotle fluidalnym składa się z głównie z mniejszych cząstek (ok.
95 %) materiału inertnego (piasku, popiołu i sorbentu wapniowego) oraz
większych cząstek węgla. Dolną, gęstą część warstwy fluidalnej, o charakterze
pęcherzykowym, tworzą frakcję grubszych cząstek, natomiast frakcje drobniejszych cząstek
tworzą górną część złoża, a najdrobniejsze cząstki są wynoszone ze złoża do górnej części
paleniska poza złożę. Zjawisko wywiewania ze złoża cząstek najmniejszych jest ważnym
z
ródłem części palnych w popiele lotnym kotłów fluidalnych.
2. Podział kotłów fluidalnych.
Podziału kotłów fluidalnych dokonano ze względu na prędkość przepływającego
czynnika w komorze spalania, skład frakcyjny materiału stanowiącego warstwę fluidalną oraz
ciśnienia panującego w komorze paleniskowej. Wyróżnia się cztery główne rodzaje kotłów:
- kotły fluidalne ze złożem stacjonarnym (pęcherzykowym) AFBC
- kotły fluidalne z ciśnieniowym złożem stacjonarnym (pęcherzykowym) PFCB
- kotły fluidalne ze złożem cyrkulacyjnym CFBC (najczęściej stosowane w energetyce!)
- kotły fluidalne z ciśnieniowym złożem cyrkulacyjnym PCFB
Schematy:
10
3. Wartości charakterystyczne dla kotła fluidalnego.
Kocioł fluidalny określają następujące parametry:
- prędkość przepływu gazu
- ciśnienie panujące w komorze paleniskowej
- krotność cyrkulacji Kr (dla CFBC)
- temperatura panująca w kotle
4. Wartości charakterystyczne dla kotła fluidalnego.
- paliwa stałe: np. węgiel, biomasa, odpady miejskie
- kotły fluidalne są przydatne to spalania gorszych jakościowo paliw, ze względu na bardzo
efektywne warunki przebiegu samego procesu spalania
- istnieją kotły fluidalne przystosowane do spalania węgla, biomasy, ale także ich
współspalania w dowolnych proporcjach
5. Przygotowanie i podawanie paliwa.
- paliwo jest wstępnie KRUSZONE, a nie mielone
- paliwo podawane z sorbentem
+ podawanie materiału inertnego w celu zapewnienia dobre cyrkulacji
Zalety kotłów fluidalnych:
- ograniczenie ilości powstających tlenków azotu, ze względu na niską temperaturę spalania
(800-850�C) w całej objętości komory spalania ze stopniowaniem powietrza, co ogranicza
ilość powstających tlenków azotu
- duża skuteczność odsiarczania ze względu na wprowadzenie do komory paleniskowej
związków wapnia dobrze mieszających się z paliwem wskutek wielokrotnej cyrkulacji cząstek
paliwa i sorbentu w układzie, długiego czasu pobytu i sprzyjającej temperatury
11
- dla niewielkiego współczynnika nadmiaru powietrza  uzyskuje się dużą wartość
sprawności paleniska (ze względu na dobre wymieszanie paliwa z powietrzem oraz długi
okres przebywania cząstek paliwa w palenisku)
- możliwość spalania w tym rodzaju kotła różnorodnych paliw (nawet mułów i przerostów)
oraz łatwość zmiany jednego paliwa na inne
- istnienie możliwości szybkiej regulacji obciążenia kotła i przejście do minimalnego
obciążenia paleniska ok. 35 % bez dopalania dodatkowego paliwa
- kotły te mogą być ponownie obciążone bez użycia paliwa rozpałowego nawet po
kilkunastu godzinach postoju
- proste doprowadzanie paliwa oraz suche odprowadzanie popiołu z komory paleniskowej
z możliwością jego dalszego wykorzystania
Wady kotłów fluidalnych:
- długi czas rozruchu kotła fluidalnego ze stanu zimnego (6,5-7h) z uwagi na dużą masę
ceramiczną
- konieczność doprowadzania do komory paleniskowej materiału inertnego przy spalaniu
paliw dobrych i o malej zawartości popiołu w celu utrzymania stałej cyrkulacji w komorze
paleniskowej
- w razie remontu długi czas chłodzenia ceramicznej części kotła
- większa w porównaniu do innych kotłów erozja powierzchni ogrzewalnych
13. Krotność cyrkulacji złoża  definicja, skład złoża fluidalnego, zadania.
Def.: Krotność cyrkulacji złoża Kr  stosunek strumienia masy cyrkulującej do strumienia
spalanego paliwa. Kr= Bmc/Bp
Skład: Złoże w kotlach fluidalnych składa się z masy obojętnych, drobnych cząsteczek
zawieszonych w strumieniu gazu. Z węglem kamiennym i brunatnym współspala się różne
rodzaje biomasy rolnej i leśnej, paliw odpadowych (między innymi muły kopalniane, mączka
mięsno-kostna, biomasa leśna, łuski słonecznika, wytłoki rzepakowe, słoma, rośliny
uprawiane jako biomasa, pelety, odpady z produkcji celulozy, produkcji rolnej).
 części lotne - 4 - 40%
 części mineralne - 0 - 75%
 wartość opałowa - > 6 MJ/kg (> 13MJ/kg z odbiorem ciepła)
 zawartość wilgoci - < 55%
12
Zadania :
1. odbior ciepła z dolnej części paleniska (leja) i przeniesienie do gornej w celu utrzymania
wyrownanego profilu temperatur w palenisku na poziomie 8500C,
2. przenoszenie ciepła oraz pośrednictwo w przekazywaniu ciepła do powierzchni
ogrzewalnych zlokalizowanych w komorze paleniskowej,
3. wpływanie na proces mieszania się gazu i ziaren, co prowadzi tak\
e do wzrostu czasu
pobytu obu czynnikow w palenisku.
14. Zalety i wady separacji zewnętrznej i wewnętrznej złoża fluidalnego.
Separacja materiału złoża:
" separatory cyklonowe zewnętrzne ( gorące - bez odbioru ciepła i chłodzone - z
odbiorem ciepła)
" separatory wewnętrzne (kompaktowe)
" palisadowe
Chłodzenie parą separatorów kompaktowych cząstek złoża - to mniej wymurówek =
zmniejszenie potrzeby napraw; znaczna część wymurówek może być odlewana w fabryce, w
warunkach kontrolowanej jakości, krótszy rozruch kotła
" Prosta konstrukcja ze ścian membranowych - spawana automatycznie w warunkach
zapewniających dobre jakościowo wykonanie oraz niższe koszty ścian płaskich w stosunku
do zakrzywionych separatora
" Zmniejszenie straty promieniowania
" Mniejsza powierzchnia zabudowy dzięki konstrukcji kompaktowej (separator
zintegrowany z komorą paleniskową)
" Dzięki chłodzonej konstrukcji przemieszczenia separatora i komory paleniskowej, związane
z rozszerzalnością cieplną, są zminimalizowane
" Separatory chłodzone parą - rozszerzalność cieplna wynosi jedynie 10 do 15% wartości przy
zastosowaniu rozwiązania nie chłodzonego - prostsze kompensatory oznaczają mniej napraw
i przeglądów
15. Zalety i wady palenisk fluidalnych ze złożem cyrkulującym.
ZALETY ZA
OŻA CYRKULACYJNEGO
1. Spalanie wysokozapopielonych paliw bez konieczności pracy
palników wspomagających.
2. Możliwość zagospodarowania palnych odpadów przemysłowych
i komunalnych do produkcji energii cieplnej.
3. Możliwość uzyskania minimalnego obciążenia paleniska
bez palników wspomagających.
4. Niski nadmiar powietrza w komorze paleniskowej 15-20%.
5. Możliwość szybkich zmian obciążenia kotła - podobnie jak w kotłach
pyłowych
6. Możliwość ponownego wejścia na obciążenie nawet po kilkunastu
godzinach postoju bez użycia paliwa rozpałkowego.
7. Brak młynowni, z uwagi na to, że paliwo jest kruszone, a nie mielone.
8. Suche odprowadzenie popiołu z komory
13
paleniskowej z możliwością jego dalszego stosowania.
WADY ZA
OŻA CYRKULACYJNEGO
1. Z powodu utrzymania  wrzącego złoża fluidalnego konieczne jest
użycie dużej mocy wentylatorów powietrza (duży spręż).
2. Dla węgli wysokozapopielonych rozbudowana instalacja popiołowa
wraz z przynależnymi urządzeniami
3. Długi rozruch kotła za stanu zimnego  6.5 7h
4. W przypadku spalania paliw dobrych i o niskiej zawartości popiołu
wymagane jest doprowadzenie do komory paleniskowej odpowiedniej
ilości materiału inertnego w celu utrzymania krotności cyrkulacji i
właściwej wymiany ciepła.
5. W przypadku odstawiania kotła do remontu konieczny jest długi czas
związany z chłodzeniem wymurowanych części kotła
16. Budowa, zasada działania i cechy charakterystyczne przegrzewacza typu
INTREX
INTREX - wymiennik ciepła umieszczony na końcu kanału nawrotu złoża do komory
paleniskowej. Stanowiący ostatnie stopnie przegrzewaczy pary oraz część podgrzewacza
wody zasilającej kocioł.
ZALETY PRZEGRZEWACZA INTREX:
" Ciągły strumień materiału złoża zapewnia dobry współczynnik wymiany ciepła oraz
zapobiega tworzeniu się złogów popiołu na powierzchniach rur.
" Niskie prędkości przepływu złoża w komorze INTREX zapewniają, że nie ma obawy
wystąpienia erozji rur wymiennika.
" Temperatura pary na wyjściu z wymiennika może być regulowana poprzez zmiany
prędkości fluidyzacji, z dobrą dynamiką procesu.
Przegrzewacz typu INTREX posiada więcej cech, które w pełni można wykorzystać przy
spalaniu paliw o wysokich zawartościach chlorków i fluorków, gdyż INTREX eliminuje
możliwość wystąpienia korozji chlorowej w wysokiej temperaturze ostatniego stopnia
przegrzewu. Niektóre z polskich węgli kamiennych zawierają znaczące ilości chlorków - tak
więc zastosowanie INTREX może być bardzo atrakcyjnym rozwiązaniem, które zabezpiecza
przed awariami końcowego przegrzewacza, oznaczającymi przecież kosztowny postój kotła
i bloku oraz konieczność skomplikowanych napraw.
Przegrzewacz typu INTREX
14
Przegrzewacz typu INTREX
15
Do turbiny
Kocioł Compact - rysunek
Komora paleniskowa i separator - widok z przodu kotła
Ciąg konwekcyjny - widok z boku kotła
Spalin
y
Kocioł ompact
Para wtórna
RH II na turbinę
RH II
Dwa kanały
spalinowe
SH I
SH I
SEPARATOR ZA
OŻA
z separatorów złoża
- rysunek
Para wtórna
RH I
RH I
do ciągu
do kotła
konwekcyjnego
Podgrzewacz
wody
INTREX SH II
Powietrze pierwotne i
wtórne
INTREX SH III
OBROTOWY
PODGRZEWACZ
POWIETRZA
17. Naturalna cyrkulacja czynnika w parowniku kotła parowego  na czym
polega, narysować przykładowy kontur cyrkulacyjny parownika i opisać jego
elementy, wielkości charakterystyczne
Naturalna cyrkulacja czynnika  w kotłach z naturalną cyrkulacją czynnika w parowniku
wykorzystuje się różnicę ciężarów właściwych wody w rurach opadowych i mieszaniny
parowo-wodnej w rurach wznoszących parownika do wytworzenia obiegu (naczynia
połączone) i zapewnienia odpowiedniego chłodzenia rur ekranowych. Ponieważ różnica
ciężarów właściwych wody i pary wodnej nasyconej maleje ze wzrostem ciśnienia,
zastosowanie tego typu kotłów jest ograniczone wartością ciśnienia. Kotły te mogą być
stosowane w przypadku ciśnienia w walczaku nie przekraczającego 16MPa.
 kotły walczakowe (oznaczone O, np. OP-430).
[literka A przypisana jest również kotłom opromieniowanym, ale z cyrkulacją wspomaganą]
Wielkości charakterystyczne
krotność cyrkulacji kc (stosunek masowego natężenia przepływającej w rurze wody do
powstającej w niej pary) wynosi 4  12 (kc= 1 dla kotła przepływowego), czyli: do
wyprodukowania 100 t/h pary w kotle z naturalną/wspomaganą cyrkulacją potrzeba od 400
(kc = 4) do 1200 (kc= 12) rur o średnicy 22.48 mm
1/kc mówi o udziale masowym pary w mieszaninie parowo-wodnej
wpływającej z ekranów parownika do walczaka/wodooddzielacza
16
Przegrzewacz
Parownik
Rysunek 8: Kocioł z naturalną cyrkulacją.
18. Wymienić, narysować i porównać rodzaje parowników.
Parownik jest to element kotła w której następuje odparowanie wody łącznie z jej
ewentualnym odparowaniem. Głównymi elementami parownika są:
�� walczak
�� opłomki
�� komory
�� rury łączące
W nowoczesnych kotłach walczak i komory są za strefą spalin, są to więc elementy
nieogrzewane. Powierzchnie ogrzewalną stanowią tylko opłomki. W komorze paleniskowej
przeważnie ściany pokryte są ekranami. Rury wodne ułożone na ścianach komory
paleniskowej nazywane są ekranami. Ekrany tworzą powierzchnie opromieniowaną
parownika. Przy niskich i średnich ciśnieniach ekrany odbierają ilość ciepła wystarczającą na
niewielkie dogrzanie wody i częściowe jej odparowanie. Aby móc wyprodukować ilość
potrzebnej pary należy budować pęczek konwekcyjny. Niższemu ciśnieniu odpowiada pęczek
konwekcyjny większy. Przy ciśnieniu ponad 40 at powstają już takie warunki wymiany ciepła,
przy których parownik może być wyposażony tylko w powierzchnie opromieniowane bez
pęczka konwekcyjnego.
Wyróżniamy 2 rodzaje konstrukcyjne parowników:
1. parownik kotła nadkrytycznego przepływowego OTU
-mniejsze średnice rur-większe opory przepływu
- krotność cyrkulacji =1
17
-przejście od wody do temperatury pary przegrzanej bez etapu pary mokrej-ciągły wzrost
temperatury czynnika
- różne qpr  prostokątny przekrój komory paleniskowej, odgięcia, asymetryczna moc
palników
- różne współczynniki ą- różne temperatury w sąsiednich rurach- naprężenia termiczne
2. Parownik kotła z cyrkulacją naturalną
- większe średnice rur- mniejsze opory ruchu
-odpowiednia krotność cyrkulacji- brak całkowitego odparownia przy jednym przejściu-
zachowanie warstwy cieczy na powierzchni wewnętrznej rury-pewność chłodzenia
-brak kryzysu chłodzenia
- duży współczynnika ą dzięki wrzeniu pęcherzykowemu
19. Kryterium bezpieczeństwa pracy parowników kotłów:
Wymagania parownika w OTU:
" zapobieganie kryzysowi wrzenia (wymiany ciepła) i całkowitemu odparowaniu
18
czynnika w parowniku (dotyczy nie tylko OTU)
" minimalizacja  pików temperaturowych w materiale
" ograniczanie różnic w temperaturze czynnika pomiędzy sąsiednimi rurami
Kryzys wrzenia w parowniku:
wrzenie pęcherzykowe - szybkie tworzenie się i odrywanie pęcherzy parowych z powierzchni
rury=dobre chłodzenie ścianek rur (wysokie ą); temperatura ścianki ok. 30oC wyższa od
temperatury nasycenia wody przy dużym udziale pary w objętości rury i dużym qpr
występuje przejście
do wrzenia błonowego (DNB)-cienka warstwa pary na powierzchni rury ogranicza ą i
następuje przegrzanie rury; sprzyja to także osadzaniu się kamienia kotłowego.
(wrzenie pęcherzykowe (bezpieczne) i błonowe, DNB (niebezpieczne))
Kryzys wrzenia w rurach parownika-kryteria bezpieczeństwa:
" prędkość wlotowa do rur wznoszących (na wejściu do rur ekranów)  wynika z  szybkości
odparowania i zależy od orientacji rur  pionowe cechuje mniejsza prędkość, niż pochylone;
pochylone cechuje tendencja do akumulacji pęcherzy pary w górnej części rury na skutek
działania siły wyporu, co wymusza większe prędkości czynnika w celu eliminacji stref wrzenia
błonowego i DNB.
" udział pary w przekroju wylotowym rur wznoszących zabezpieczający przed DNB 
związany z krotnością cyrkulacji; zależy od ciśnienia w parowniku (wyższe ppar=większy
udział pary) i qpr
(mniejsze qpr= większy udział pary).
" stabilność cyrkulacji  związane ze stabilnością przepływu w równolegle połączonych
rurach wznoszących i zmianami natężenia przepływu w tych rurach wywołanymi
nierównomiernością rozkładu qpr(odwrócenie kierunku przepływu w rurach i możliwość
zatrzymania cyrkulacji w niektórych z nich) i zmianami ciśnienia w walczaku (przy wahaniach
wydajności kotła)
20. Pewność chłodzenia parownikow kotłow podkrytycznych
i nadkrytycznych.
19
mniejsze średnice rur a co z tym idzie większe opory przepływu (krotność cyrkulacji =1). W takim
przypadku mamy nagły wzrost temperatury i przejście od wody do pary przegrzanej (bez etapu pary
mokrej) mieszanka pary i wody przechodzi przez kolejne odcinki nagrzewając się
Dobieramy tak parametry by uniknąć kryzysu wrzenia - różne qpr (~30%) prostokątny przekrój
komory paleniskowej, odgięcia, asymetryczna moc palników i opory hydrauliczne (odgięcia)
pomiędzy rurami = różne strumienie czynnika i różne współczynniki ą, spotykamy się z różnymi
temperaturami czynnika w sąsiednich rurach (powoduje to naprężenia termiczne)
W tym przypadku zamiast zwiększać prędkość przepływu, zwiększamy średnicę (duża rezerwa wody
do odparowania). Większe średnice rur to mniejsze opory przepływu odpowiednia krotność
cyrkulacji , brak całkowitego odparowania przy jednym  przejściu ,zachowanie warstwy cieczy na
powierzchni wewnętrznej rury, pewność chłodzenia (wrzenie pęcherzykowe) brak kryzysu wrzenia,
dobra wymiana ciepła duży współczynnik ą dzięki wrzeniu pęcherzykowemu, wyrównana
temperatura rur równa temperaturze nasycenia
21. Kryzys wrzenia w parowniku
20
Wrzenie w przepływie jest jednym z najbardziej skutecznych sposobów odbioru ciepła. Bardzo duża
intensyfikacja przekazywania ciepła podczas tego procesu stwarza możliwość redukcji wymiarow
wymiennikow ciepła.
Mamy dwa rodzaje wrzenia:
Wrzenie pęcherzykowe występuje wtedy gdy mamy przepływ głównie cieczy, podrzewana woda
przez gorące ścianki paruje. Powstałe pęcheżyki są od razu porywane przez strumień wody i ścianka
może oddawać ciepło tworząc kolejne cząstki płynu. Jest efektywna wymiana ciepła, mamy
zagwarantowe dobre chłodzenie ścianek (gwarancja stałej temperatury ścianek ok 30o) oraz wysokie
ą.
Jeśli wzrośnie udział pary lub przy większej prędkości ( wzrost qpr) mamy przejście w wrzenie
błonowe.
Wrzenie błonowe polega na zmianie struktury przepływu cieczy, formuje się w środku główny
strumień pary, natomiast na ściance formuje się warstwa cieczy która pogrzewana paruje, zbyt mała
jest ilość wody i powoduje to jej szybkie wyparowanie. Mając przepływ tylko pary powoduje to
spadek ą i naraża ścianki na dużą temperature, a co za tym idzie na możliwość ich uszkodzenia.
Trzeba też zwrócić uwagę na problem soli alkalicznych i krzemionki, które po wyparowaniu wody
osadzają się i niszczą wymiennik.
Oznaczenia do schematów niżej:
subcooled&bubbly flow  przepływ pęcherzykowy wrzącej cieczy
DNB  kryzys wrzenia (Departure from Nucleate Boiling)
dryout  odparowanie zupełne
bubble layer  warstwa pęcherzykowa
liquid core  rdzeń cieczy
vapor core  rdzeń odparowujący
local void fraction  część średnicy rury wypełniona parą
21
22
22.
23. Porównanie parametrów terdmodynamicznych i konstrukcyjnych kotłów
parowych pod- i nadkrytycznych. Dlaczego warto stosować w nowoczesnych
blokach energetycznych technologię nadkrytyczną
Podkrytyczne Nadkrytyczne
Sprawność (HHV) 34-37% 36-44%
Koszt Bazowy Wyższy o 0-9%
Koszt elektrowni Bazowy Wyższy o 1-6%
Koszty pozapaliwowe Bazowy Wyższy o 0-2%
Koszty paliwa Bazowy Niższe
Emisje zanieczyszczeń Bazowy Niższe, dzięki nizszej
sprawności
23
 Ciśnienie Sprawność netto Jednostkowe zużycie
ciepła
Podkrytyczne 16,5 MPa 35% 10300 kJ/kWh
Nadkrytyczne 24,2 Mpa 37% 9820 kJ/kWh
Zaawansowane e"32,5MPa 42% 8580 kJ/kWh
nakdrytyczne
Ultra-nadkrytyczne 38 MPa 44% 8190 kJ/kWh
24. Podział kotłów, oznaczenia kotłów. Co oznacza skrót np.: BB-1150, OR-16,
OP-140, OFz-425?
Podział kotłów
Ze względu na czynnik roboczy:
�� wodne
�� parowe
Ze względu na sposób organizacji procesu spalania
�� kotły pyłowe (kotły komorowe)
�� kotły rusztowe
�� kotły fluidalne
Ze względu na zastosowane ciśnienie robocze:
�� Kotły niskoprężne, w których ciśnienie robocze jest mniejsze od 4MPa
�� Kotły średnioprężne o ciśnieniu roboczym od 4MPa do 8MPa
�� Kotły wysokoprężne o ciśnieniu roboczym powyżej 8MPa
�� Kotły na parametry nadkrytyczne ciśnienie pary przegrzanej powyżej 22,5Mpa
Ze względu na sposób usuwania żużla:
�� z odprowadzaniem żużla w stanie stałym
�� z ciekłym odprowadzaniem żużla
Oznaczenia kotłów
O  (pierwsza litera oznaczenia)  kocioł parowy z opromieniowaną
komorą paleniskową, z obiegiem naturalnym w parowniku, walczakowy
OR  z paleniskiem rusztowym,
OP  pyłowy opalany węglem kamiennym,
OB  pyłowy opalany węglem brunatnym,
OO  opalany olejem,
OG  opalany gazem,
OFz  z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym,
A  (pierwsza litera oznaczenia) kocioł parowy z opromieniowaną
komorą paleniskową, z obiegiem wspomaganym w parowniku,
walczakowy
B  (pierwsza litera oznaczenia)  kocioł parowy z opromieniowaną
komorą paleniskową, z cyrkulacją w parowniku wymuszoną lub
przepływowy,
24
BP  pyłowy opalany węglem kamiennym,
BB  pyłowy opalany węglem brunatnym.
Kotły przewidziane dla dwóch rodzajów paliw mogą mieć oznaczenia
trzyliterowe, np.:
OPG  pyłowo-gazowy,
OPO  pyłowo-olejowy.
Dla kotłów spalających inne rodzaje paliwa przyjęto oznaczenia:
CU  kocioł spalający siarkę (w zakładach chemicznych produkujących kwas
siarkowy),
A
S  kocioł spalający ługi (w celulozowniach  regeneracja ługu),
PJ  inne kotły (wykorzystujące np. ciepło z procesów technologicznych),
OS  kocioł do spalania odpadów,
KS  kocioł sodowy,
OU  kocioł odzysknicowy.
Dla kotłów wodnych stosuje się oznaczenia:
W  (pierwsza litera oznaczenia)  kocioł wodny,
WR  z paleniskiem rusztowym,
WP  z paleniskiem pyłowym,
WO  opalany olejem,
WG  opalany gazem.
Kotły dwupaliwowe wodne mają oznaczenia trzyliterowe, np.:
WPG  kocioł wodny pyłowo-gazowy
25
25. Podgrzewacz wody i podgrzewacz powietrza. Po co je stosujemy, rodzaje,
budowa.
Podgrzewacz wody(ECO)  Podzielony na dwie strony lewą i prawą, zawieszony na rurach
wieszakowych w drugim ciągu kotła. Składa się z rur żeliwnych lub stalowych oraz komór zbiorczych,
wewnątrz których przepływa woda. W podgrzewaczu wody następuje wstępne ogrzanie wody, która
kierowana jest następnie do Walczaka a następnie do dolnych ekranów a potem do komory.
Temperatura wody dopływającej do podgrzewacza jest równa temperaturze wody zasilającej układ
po wypłynięciu z niego temperatura jest o około 40�C niższa od temperatury wody w parowniku albo
też równa.
Podgrzewacz powietrza- służy do podgrzewania powietrza doprowadzanego do komory spalania, a
jednocześnie do obniżenia temperatury spalin opuszczających kocioł. Wysoka temperatura powietrza
podgrzanego wprowadzonego do paleniska przyśpiesza reakcję między składnikami paliwa a tlenem,
a więc ułatwia zapłon i spalanie paliwa. Podgrzewacz powietrza jest zbudowany z rur lub stalowych
wkładów płytowych i przewodów blaszanych.
Podział:
Konwekcyjne- przejmowanie ciepła następuje drogą konwekcji poprzez ścianę dzielącą przepływające
czynniki robocze (spaliny - powietrze). Do podgrzewaczy konwekcyjnych zalicza się: podgrzewacze
rurowe, żebrowe, iglicowe, płytowe.
rekuperacyjno  regeneracyjne- wymiana ciepła opiera się na odbieraniu energii ze ścianek uprzednio
nagrzanych przez przepływające spaliny. Z najbardziej rozpowszechnionych podgrzewaczy
rekuperacyjno - regeneracyjnych znane są obrotowe podgrzewacze Ljungstroema o osi pionowej lub
poziomej. Zalety: zwarta budowa, dużą sprawność, długą żywotność. Wady: przenoszenie części
spalin do podgrzewanego powietrza. Wykorzystanie takiego podgrzewacza do innych celów
grzewczych jest ograniczone.
1.Podgrzewacz wody(ECO)
2.Walczak
3.Kocioł
4.Podgrzewacz powietrza
26
5. Przegrzewacz pary
26. Charakterystyka kotłow na olej diatermiczny i odzyskowych.
ZALETY KOTA
ÓW NA OLEJ DIATERMICZNY
" Uzyskanie wysokich temperatur (do 300-350oC) bez stosowania
wysokiego ciśnienia (wzrost objętości 10%/100oC  nie podlegają
pod UDT)
" Własności smarne oleju wpływają na wydłużenie żywotności
osprzętu (zaworów, pomp itd.)
" A
atwa kontrola temperatury, brak zabezpieczeń przed
nadmiernym wzrostem ciśnienia
" Wysoka sprawność cieplna
" Brak korozji i osadów kamienia wapniowego
" Przemysł chemiczny i przetwórczy (np. suszenie, gotowanie)
Kotły odzyskowe:
-duza ilość spalin w stosunku do ilości uzyskanej pary
-niskie spiętrzenie temperaturowe miedzy spalinami i czynnikiem ogrzewanym
-niskie opory przepływu spalin
-duzy udzial powierzchni ogrzewalnych z rur ożebrowanych
-lekka i szczelna konstrukcja obudowy
-budowa modulowa i wysoki stopien zablokowania czesci składowych Kotla
-wysoki stopien niezawodności
27
27. Bilans cieplny kotła parowego, metoda bezpośrednia i pośrednia
określania sprawności, straty cieplne.
Do nauki tego zagadnienia można skorzystać z instrukcji nr 14 laboratorium z Badania
maszyn.
Bilans cieplny
Qd :�=� Qu +� Qs
Qu
Qd - strumień ciepł a doprowadzonego do kotł a,
Qu - strumień ciepł a przekazany w kotle, kW;
Qs - strumień ciepł a strat, kW.
Qs :�=� Qw +� Qn +� Qz +� Qp +� Qr
Qw
Qw - strata wylotowa, kW;
Qn - strata niezupeł nego spalania, kW;
Qz - strata niecalkowitego spalania w ż uż lu, kW;
Qp - srata niecał kowitego spalania w popiele lotnym, kW;
Qr - strata promieniowa, kW;
Qu
h�k :�=�
Qd
Qd
Wyznaczenie sprawnoś ci kotł a metodą bezpoś rednią
D
D�� ip -� iwz
(� )�
h�k :�=� ��100%
r
B��Qw
- strumień masy pary wytwarzanej w kotle (wydajnoś ć kotł a), kg/s;
D
ip - entalpia pary przegrzanej, kJ/kg;
iwz - entalpia wody zasilają cej, kJ/kg;
- strumień masy spalonego paliwa, kg/s;
B
r
Qw - wartoś ć opał owa paliwa, kJ/kg
28
Wyznaczenie sprawności kotła metodą pośrednią
h�k :�=� 100 -� S�S %
S�S
S�S :�=� Sw +� Sn +� Sz +� Sr
Sw
Sw - Strata wylotowa, %;
Sn - Strata niezupeł nego spalania, %;
Sz - Strata niecał kowitego, %;
Sp - Strata niecał kowitego spalania w popiele lotnym, %;
Sr - Strata promieniowa, %;
Wyznaczanie strat cieplnych kotł a
Strata wylotowa
Jest spowodowana tym, ż e temeratura spalin za ostatnią powierzchnią ogrzewalną kotł a
jest wyż sza od temperatury powietrza doprowadzonego do kotł a
Qw :�=� B�� Vss ��cp_sp +� VH2O��cp_H2O �� tsp -� tpow kW
B
(� )� (� )�
- Strumień masy spalanego paliwa,kg/s;
B
Vss - Obję toś ć spalin suchych uzyskanych ze spalenia 1 kg paliwa w warunkach
umownych, um^3/kg;
cp_sp - ś rednie ciepł o wł aś ciwe spalin sychych przy stał ym ciś nieniu w w.u.
kJ/um^3*K
VH2O - obję toś ć pary wodnej powstał ej ze spalenia 1 kg paliwa w w.u.
cp_H2O - ś rednie ciepł o wł aś ciwe pary wodnej przy stał ym ciś nieniu w w.u.
tsp - temperatura spalin za ostatnią powierzchnią ogrzewanią kotł a, `C;
tpow - temperatura powietrza doprowadzonego do kotł a (praktyczne temperatura otoczenia
`C
tsp -� tpow +� 0.59��CO
(� )�
�� ł�
Sw :�=� s���
s�
ę� ś�
CO2 +� CO
�� ��
- współ . Siegerta
s�
29
CO2 - zawartoś ć dwutlenku wę gla w spalinach za kotł em, %;
- zawartoś ć tlenku wę gla w spalinach za kotł em, %;
CO
kW
Ż - strumień masy ż uż la usuwanego z paleniska, kg/s;
Cz  zawartoś ć czę ś ci palnych w ż uż lu, %;
r
 wartoś ć opał owa pierwiastka wę gla, wynosi 33900 kJ/kg.
Qc
r r
0.2��A ��Qc Cz
ć� ��
Sz :�=� ��
�� �� %
r 1009Cz
Ł� ł�
Qw
Qw
Cp r
ć� ��
Qp :�=� P�� ����Qc
P
kW
100
Ł� ł�
P - strumień masy popioł u lotnego unoszonego ze spalinami z paleniska, kg/s;
Cp
- zawartoś ć czę ś ci palnych w popiele lotnym, %;
r
Qc
- wartoś ć opał owa pierwiastka wę gla, wynosi 33900 kJ/kg.
r r
0.8��A ��Qc Cp
ć� ��
Sp :�=� �� %
�� ��
r 100 -� Cp
Ł� ł�
Qw
Qw
Qu :�=� D�� ip -� iwz kW
D
(� )�
- strumień masy pary wytwarzanej w kotle (wydajnoś ci kotł a), kg/s;
D
ip
- entalpia pary przegrzanej, kJ/kg;
iwz - entalpia wody zasilają cej, kJ/kg;
30