PARNÍ KOTEL NA SPALOVÁNÍ TŘÍDĚNÉHO ODPADU 40T/H

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGY INSTITUTE PARNÍ KOTEL NA SPALOVÁNÍ TŘÍDĚNÉHO ODPADU 40T/H STEAM BOILER FOR WASTE BURNING 40T/H DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Bc. MARTIN FEJFUŠA doc. Ing. ZDENĚK SKÁLA, CSc. BRNO 04

2

3

4

5 ABSTRAKT Tato dilomová ráce se zbývá návrhem arního otle na alování tříděného odadu. S ohledem na ožadované výstuní arametry áry a zadané alivo byla ostuně očtena stechiometrie alování, teelné ztráty a účinnost otle, teelné výony na jednotlivé výhřevné lochy. Tyto telosměnné lochy byly následně detailněji očteny a navrženy. KLÍČOVÁ SLOVA - arní otel - řehřívá - alovací omora - výarní - eonomizér - účinnost otle ABSTRACT This thesis deals with a roject of steam boiler to combustion of refused-derived fuel. With reect of required fuel and outut arameters of the steam was wored out stoichiometry, energy loss and boiler efficiency, heat flows was allocate to individual heat exchange surfaces. The heat exchange surfaces was calculate and roject in detail. KEY WORDS - steam boiler - suerheater - combustion chamber - evaorator - economizer - boiler efficiency

6 BIBLIOGRFICKÁ CITACE FEJFUŠA, M. Parní otel na alování tříděného odadu 40t/h. Brno: Vysoé učení technicé v Brně, Faulta strojního inženýrství, s. Vedoucí dilomové ráce doc. Ing. Zdeně Sála, CSc

7 ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem tuto dilomovou ráci vyracoval samostatně na záladě onzultací s vedoucím dilomové ráce doc. Ing. Zdeňem Sálou, CSc. a Ing. Pavlem Křeminsým. Byla využita i odborná literatura, uvedená v seznamu oužité literatury. V Brně Bc. Martin Fejfuša

8 PODĚKOVÁNÍ Touto cestou bych chtěl oděovat mému vedoucímu dilomové ráce doc. Ing. Zdeňu Sálovi, CSc. a anu Ing. Pavlu Křeminsému za vedení mé dilomové ráce a za čas, terý mi věnovali, děuji za trělivost a za osytnutí odborných onzultací, včetně odladových materiálů ro vyracování dilomové ráce. Děuji rodině, řátelům a všem, teří mně odorovali.

9 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Obsah. Úvod..... Tříděný odad (RDF)..... Produce RDF..... Charateristiy otlů ro alování RDF Stechiometricé výočty Minimální objem vzduchu a alin Entalie vzduchu a rodutů alování Teelná bilance otle..... Telo řivedené do otle..... Ztráty otle a teelná účinnost Ztráta hořlavinou ve alinách Ztráta hořlavinou v tuhých zbytcích Ztráta fyzicým telem tuhých zbytů Ztráta sdílením tela do oolí sáláním a vedením Ztráta citelným telem alin Teelná účinnost otle..... Výrobní telo áry a množství aliva Výrobní telo áry Množství aliva Výočet alovací omory a mříže Konstruční návrh ohniště a mříže Návrh veliosti ohniště Návrh mříže Teelný výočet ohniště Telota alin na onci ohniště Součinitel M Boltzmannovo číslo Užitečné telo uvolněné v ohništi Stueň černosti ohniště Telo odevzdané ohništi odevzdané ohništi... 9

10 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 5. Návrh onvečních loch Tlaové ztráty v jednotlivých výhřevných lochách Rozvržení teelného výonu Přehřívá P Přehřívá P Přehřívá P Závěsné truby Výarní Ohřívá vody (Eonomizér/EKO) Celové otřebné telo Pilový diagram Teelný výočet mříže Součinitel řestuu tela sáláním Součinitel řestuu tela onvecí Součinitel rostuu tela Telo odebrané mříží Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Výočet II. tahu Kontrolní výočet rychlosti alin v II. tahu: Součinitel řestuu tela sáláním Součinitel řestuu tela onvecí Součinitel rostuu tela Telo odebrané II.tahem Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Výočet III. Tahu Vratná omora Kontrolní výočet rychlosti alin ve vratné omoře: Součinitel řestuu tela sáláním Součinitel řestuu tela onvecí Součinitel rostuu tela Telo ve vratné omoře Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Oblast řehříváu P... 47

11 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8... Membránová stěna Přehřívá P Závěsné truby Oblast řehříváu P Membránová stěna Přehřívá P Závěsné truby Oblast řehříváu P Membránová stěna Přehřívá P Závěsné truby Výočet IV. a V. tahu Ohřívá vody (EKO) Kontrola teelné bilance otle Závěr... 8

12 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h

13 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h. Úvod Cílem, této dilomové ráce je návrh roštového otle na alování tříděného odadu, neboli RDF (refuse derived fuel). Navrhnout roštový otel znamená najít řešení a uořádání, terá lňují zadání. Vstuním arametrem je alivo, to znamená jeho množství, výhřevnost a chemicé složení. Výstuními arametry jsou arní výon, telota a tla vznilé áry. Výočet zahrnuje stechiometricé výočty, terými se stanoví množství vzduchu, terý je otřebný hoření, množství vznilých alin, jejich teloty a entalie. Výočet telené bilance otle stanoví ztráty a teelnou účinnost... Tříděný odad (RDF) Neexistuje žádná obecně závazná definice významu Refuse derived fuel (RDF) a tento název je v různých státech světa interretován odlišně. Vše je dáno tím, že v aždém státě jsou jiné legislativní definice tříděného odadu nehledě na jeho samotnou sladbu. Refuse je běžný název ro omunální odad v anglicých zemích a RDF je obvyle vztaženo tříděné, vysoovýhřevné fraci omunálního a růmyslového odadu. Toto alivo je řevážně alováno ve alovnách KO (omunálního odadu). Ve alovnách v ČR se řevážně aluje SKO (směsný omunální odad) tento odad se vša vyznačuje oroti RDF nižší výhřevností a vyšší oelnatostí. Srovnání vlastností netříděného odadu a RDF aliva je ro ředstavu uvedeno v tab.. Parametr/Palivo SKO RDF Výhřevnost [MJ/g] Vlhost [%] Poelnatost [%] Obsah síry [%] 0,-0,5 0,-0,5 0 Obsah chloru [%] 0,- 0, Tab.. Porovnání vlastností SKO a RDF (hodnoty jsou - ouze orientační) [,] Nevýhodou RDF aloven jsou vša vyšší nálady vynaložené na úravu aliva... Produce RDF RDF může být roduováno ze SKO omocí různých druhů zracovatelsých oerací, není vždy nutná řítomnost všech následujících roů: - Sběr SKO - Třídění a mechanicá searace - Reduce veliosti (drcení, seání, mletí) - Searace a sítování - Promíchání - Sušení a eletizace (zhutňování) - Balení - Sladování

14 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Názorné schéma úravy SKO na RDF na obr. č... Závoz odadu do haly (). Udržován odtla vůli nežádoucím achům. Jeřábem () je SKO dávováno do rimárního drtiče (), de je směs rozdrcena na veliost vhodnou ro sušení v sušičce (4). Odlučované lyny jsou vedeny řes cylon (5) a dezodorizační zařízení (6) do omína (7). Vysušené alivo oračuje řes searátory (8) a třídiče (9), de je z ůvodní hmoty zísáno řibližně 5% ovů, 50% RDF a 0% výmětu. RDF se sládá zejména z aíru a lastů. Výmět obsahuje zejména slo, eramiu a rach a je uládán na sládách omunálního odadu. Dále RDF oračuje do seundárního drtiče (0), de se směs drtí na veliost otřebnou formování do elet. K odrcenému alivu jsou řidána aditiva () roti hnití. Na onci rocesu je RDF zevňováno ve zhutňovacím zařízení (), čímž zísá vysoou měrnou hmotnost a evnost otřebnou ro řeravu, sladování (), a alování. Výsledný rodut je na obr. č.... obr... Názorné schéma úravy SKO na RDF () (5) (7) () () (6) (4) (8) (9) (4) () () (0) () () 4

15 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Obr.... Výsledný rodut, RDF ve formě elet [].. Charateristiy otlů ro alování RDF RDF alivo má velé rozmezí výhřevnosti, obsahu vody a oela. Lze vša ředoládat chlorovou orozi zejména v oblasti ohniště a řehříváů. Vyšší obsah chlóru vyžaduje ochranu ohrožených částí a to buď zazdívou nebo oovením orozivzdorným materiálem (INKONEL). Rozdílná výhřevnost, ohybuje se v rozmezí 5 MJ/g, zůsobuje značné rozdíly v telotě alování a množství alin rocházejících řes výhřevné lochy otle. Nejvhodnější ro alování RDF je ohazovací rotiběžný rošt na obr. č... Obr... Pohazovací rotiběžný rošt [4] Výhodou těchto roštů je vyšší teelný výon na m, tato vlastnost umožňuje menší rozměry alovací omory ří zachování ožadovaného výonu. To má za následe, vzhledem charateristicým vlastnostem RDF aliva (obsah různých materiálů), že většina aliva shoří ve vznosu a na roštu ouze jen vetší usy. Tento rošt je chlazený rimárním vzduchem, terý řes něj roudí. To je ve shodě s tyicým rozsahem vlhosti aliva, teré není ani říliš suché, což by znamenalo řehřívání roštu, ale není ani říliš vlhé, aby otřebovalo rimární vzduch o vysoých telotách. Výarní musí onstruován ta aby byl dostatečně odolný roti orozi. Za alovací omoru je roto zařazován rázdný tah, terý zabezečuje oles teloty alin od 750 C než řijdou do ontatu s rvním řehříváem. Důležitým fatorem u těchto otlů je dlouhé setrvání alin v oblasti vysoých telot. V této oblasti dochází termicému znešodnění něterých šodlivin. Jedná se o alování odadů, je toto roto obzvláště důležité. 5

16 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h. Stechiometricé výočty Souhrn zadaných arametrů Parametry otle: - výon otle 40 t/h - tla řehřáté áry 4, MPa - telota řehřáté áry 40 C - telota naájecí vody 05 C Složení aliva: = 6,6 MJ/g C = 6,06 % N = 0,66 % S = 0,86 % A = 5,6 % H = 5,7 % O = 6,44 % W = 5,08 % Cl = 0,0 %.. Minimální objem vzduchu a alin Minimální objem yslíu otřebný ro doonalé álení g aliva:,9 r r r r C H S rch O O O min 00,0 4,0,06 O O min,9 00 6,06,0 5,7 4,0 0,86,06 0,4 0,8559 m g (..) Minimální množství suchého vzduchu ro doonalé álení g aliva: OVS min OO min 0,8559 4,0756 m g (..) Součinitel, reetující odíl vodní áry řiadající na m suchého vzduchu: V (..) 00 c ,00 V, ,00 0,.0,

17 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Minimální objem vlhého vzduchu otřebný ro doonalé álení g aliva: OVV O,06 4,0756 4,4 m g (..4) min VS min Objem vodní áry ve vzduchu otřebném ro doonalé álení g aliva: OH OVV min OVSmin 4,4 4,0756,04 m g (..5) O V reálných odmínách by alování s minimálním množstvím vzduchu vedlo vysoým nedoalům aliva. Musí se tedy alovat s řebytem. Toto se uvádí rostřednictvím součinitele řebytu vzduchu. Na dooručení onzultanta jsem zvolil řebyte vzduchu α=,. Sutečný objem vlhého vzduchu otřebného ro doonalé álení g aliva: OVV O, 4,4 5,4679 m g (..6) VV min Objemy jednotlivých slože alin: Objem CO ve alinách: r,6 C OCO 0,000 O VSmin,0 00,6 6,06 OCO 0,000 4,0756,0 00 0,6696 m g (..7) Objem SO ve alinách: O O SO SO,89,06,89,06 S r rch,06 0,86,06 0,0059 m g (..8) Objem N ve alinách: r,4 N O N 0,7805 O 8,06 00 O N,4 8,06 0,66 00 VS min 0,7805 4,0756,86 m g (..9) Objem Ar ve alinách: O Ar 0,009 O VS min (..0) O 0,009 4,0756 0,075 m g Ar Minimální množství suchých alin: O O O O O O SS min SS min CO SO N 0,6696 0,0059,86 0,075,899 m Ar 7 g (..)

18 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Objem vodní áry v minimálním objemu vlhých alin: r r S 44,8 H,4 Wt V O H O min OH O 00 4,0 00 8,06 S 44,8 5,7,4 8,05 O H O min 0,0667 0,964 m 00 4,0 00 8,06 g (..) Minimální objem vlhých alin: S OSV O O H O min,899 0,964 4,86 m g (..) min SS min Objem alin z g aliva ři alování s řebytem vzduchu : OSV OSV min OVV min 4,86,,4 6, 889 m g (..4) Objemové části tříatomových lynů: OSO O 0,0059 0,6696 CO r RO 0,09 (..5) O 4,658 SV OH 0,9890 O r H 0,07 O (..6) OSV,889 de S OH O O H O V OVSmin (..7) O 0,964,064, 4,86 0,9890 m g H O Součet objemových částí tříatomových lynů: r r r 0,09 0,07 0,689 (..8) SP RO H O Koncentrace oílu ve alinách: r 0 A x 0 5,6 5-8,879 g m (..9) O 00 6, SV 8

19 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h.. Entalie vzduchu a rodutů alování Vzorový výočet stanoven ro telotu t=400 C a řebyte vzduchu α =,. Pro výočty byla rovedeny s využitím hodnot měrných entalií z tab.... Zbylé hodnoty byly sestaveny do tabuly tab.... Výsledný I-t diagram je znázorněn na obr.... Entalie minimálního množství alin: I O i O i O i I SPmin a SPmin 0,075 7,7 0,5 0,56 6,6 I u SPmin A r CO i o CO 664 J g - SO SO N N O H O min H O min O 0, ,9 0, ,5,86 576,7 0,964 65,9 i Ar i Ar (..) Entalie minimálního množství vzduchu: I I I V min V min V min O VSmin i VS O 4,86 54,7 0, ,9 676, J g - H O i H O (..) Entalie alin o telotě 400 C, teré vzninou álením g aliva s řebytem vzduchu I SP I SPmin IVZ min (..) - I 664, J g SP 9

20 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Telota t [ C] Měrná entalie jednotlivých slože alin it [J/m] CO SO N Ar HO oíle [J/g] Tab... Měrná entalie slože alin Tab... I-t tabula alin 0 suchý vzduch ,6 46,8,5, 9, 0,, , 9,5 9,07 50,6 80,4, 00 57,5 94, 59, , , ,8 60,4 9, 78,8 46,8 64,6 40, ,9 86,5 56,7 7,7 65,9 6,6 54, , ,7 794,5 459,5 684, , 557, 968, , , 650, , 978, , 5 760, , , , 7 98, Telota t [ C] ItSmin [J/g] ItVmin [J/g] alfa[j/g] [-] alfa[j/g],[-] alfa,5[-] alfa4[j/g],7[-] alfa5[j/g] [-] 0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5 7,7 6,0 7,7 69, 98, 0,4 78, ,5 65,5 864,5 07,6 9,,9 58, ,4 4,9 768,4 89, 45,9 688,9 08, 00 70, 988,4 70, 9,6 697,5 4095, 469, ,0 676, 664,0 450,4 500, 557,4 640, , 80,0 4647, 578,7 67, 70, 807, , 4099, 565, 696,9 770,7 85,6 975, ,0 48,5 6680,0 86,7 9096,7 006,4 5, , 5579,7 77, 956,7 05,0 67,0 0, , 64,4 8809, 088,4 979,9 48, 550, , 7, 99, 97, 477,7 4900,4 704, , 7895, 064, 590,6 50,8 6590,8 8959, 00 46,0 868, 46,0 504, 6587, 8,6 098, , 9474,5 465, 6497, 80,5 0097,4 99, , 07,8 478, 8005, 9854, 908,6 4990, ,5 079, 600,5 9548,9 54, 759,0 708, ,5 886,8 77,5 57, 676,9 6054, 960, ,8 57, 00,8 469, 706,4 9765,9 8, ,9 567,9 46,9 780,7 000,9 044,5 7594, , 95,0 6, 7456,0 099,6 480, 4066,

21 Entalie alin [J/g] Bc. Martin Fejfuša Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h I-t diagram alin ItSmin alfa5 α= alfa4 α=,7 alfa α=,5 alfa α=, alfa α= Telota alin [ C] Obr... I-t diagram alin. Teelná bilance otle.. Telo řivedené do otle Telo řivedené do otle na g aliva: r Q Q i (..) i v Fyzicé telo aliva je očítáno ouze v říadě, jestliže alivo lňuje odmínu: r r Qi 696 W t 5,08 5,87 (..) 4,9 50 4,9 50 Protože nerovnost není lněna, fyzicé telo aliva se ro výočet tela řivedeného do otle neuvažuje. Q Q r i 6,6MJ g.. Ztráty otle a teelná účinnost Teelná účinnost otle je ovlivněna teelnými ztrátami. Tyto ztráty snižují účinnost zařízení a je nutno s nimi v návrhu očítat.

22 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h U otle se uvažuje s těmito ztrátami: - Ztráta hořlavinou ve alinách (ztráta chemicým nedoalem) - Ztráta hořlavinou v tuhých zbytcích (ztráta mechanicým nedoalem) - Ztráta fyzicým telem tuhých zbytů - Ztráta sdílením tela do oolí - Ztráta citelným telem alin (omínová ztráta)... Ztráta hořlavinou ve alinách Ztráta hořlavinou ve alinách je dána chemicou nedoonalostí alování. Z onzultace volím. z 0,05% c o... Ztráta hořlavinou v tuhých zbytcích Ztráta hořlavinou v tuhých zbytcích je zůsobena obsahem uhlíu těchto zbytů. z z z,98,6506 4,9489 % (...) c cs cú Ztráta ve šváře: r Cs xs A ,6 z cs Qcs 600,98 % (...) 00 C 00 Q s Ztráta v úletu: Cú zcú 00 C ú xú A 00 Q r Q cú , ,6506 % (...)... Ztráta fyzicým telem tuhých zbytů Tato ztráta očívá v nevyužitém tele odcházejících tuhých zbytů. z z z 0,7 0,0686 0,497 % (...) f fs fú Ztráta fyzicým telem ve šváře: r xs A 65 5,6 z fs cs t s, ,7 % (...) 00 C Q s Ztráta fyzicým v úletu: r xú A 5 5,6 z fú cú tú, ,0686 % (...) 00 C Q ú..4. Ztráta sdílením tela do oolí sáláním a vedením Ztráta sdílením tela do oolí sáláním a vedením je závislá na veliosti otle a druhu alovaného aliva.

23 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Dle onzultace oužiji vztah: 0,7 0,05 Q v 0,05 047,7 z sv,464% (..4.) Ztráta citelným telem alin Ztráta fyzicým telem alin, telo odcházející z otle v ouřových lynech. Je nejvýznamnější ztrátou ovlivňující účinnost otle. I SOUT ro výstuní telotu alin 40 C, I VZIN ro řiváděný vzduch o telotě 5 C. I 55 7, SOUT IVZIN z 00 zc 00 4,9489 7,48 % (..5.) Q Teelná účinnost otle 00 z 00 4,777 85,764 % (..6.) z zco zc z f zsv z z 0,05 4,9889 0,498,464 7,48 4,777 % (..6.).. Výrobní telo áry a množství aliva... Výrobní telo áry Q M i i, v M i c 4,6 440, 047,7777 J s -,0478 MW nv - množství řehřáté áry - entalie řehřáté áry ři (4, Ma ; 40 C) inv- entalie naájecí vody (05 C) (...)... Množství aliva Množství aliva řivedeného do otle: Qv 047,777 M al,60 g s 85,764 Q (...) Množství aliva sutečně áleného: z 4, c M v M al,60,59 g s (...) 00 00

24 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 4. Výočet alovací omory a mříže 4.. Konstruční návrh ohniště a mříže 4... Návrh veliosti ohniště Průřezové zatížení ohniště q r Volím MW/m q S r r r M al Qi (4...) S M al q r Q r r i Rozměry roštu: šířa roštu: ar =,4 m déla roštu: br = 5 m,60 66 Rozměry alovací omory: šířa ohniště: aoh =,5 m déla ohniště: boh = 5, m výša ohniště: h = m 8,00 m Obr Řez I. tahem otle Kontrolní výočet rychlosti alin v I. tahu: w O t stř 7 M 7 a b v 040,5 7 6,889,60 7,5 5,,540 m s (4...) t stř a , 5C 4

25 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Doba setrvání alin na ožadované telotě: V odmínách rovozu aloven odadu je vyžadováno, aby telota alin setrvala na minimální telotě 850 C o dobu aleoň seundy. t h w,540 6,048 s Zde doba setrvání dané odmínce vyhovuje Návrh mříže Mříž je tvořena rozvolněnými trubami výarníu v řechodové části otle mezi I. a II. tahem. Konstručně je řešena viz. Obr.č.4... Průto v mříží musí být asi 8 ms - [5] Obr Konstruční řešení mříže Průtočný růřez alin v mříži: F v š v n D,44,5,44 60, 6,776 m (4...) m m m m Střední telota alin rocházejících mříží: tin tout tstř 85 C (4...) Objem alin rotéající mříží za jednotu času: t O O 7 stř 7 85 m M v 6,889,59 5,878 m / s (4...) 7 7 Kontrola rychlosti alin ři růchodu mříží Om 5,878 w 7,7m s (4...4) F 6,776 Tato hodnota dle onzultace vyhovuje. 5

26 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 4.. Teelný výočet ohniště Teelný výočet ohniště vychází z teorie odobnosti v teelných rocesech ve alovací omoře Telota alin na onci ohniště O Něteré veličiny jsou závislé na telotě a roto musíme nejdříve tuto telotu zvolit. Ze zvolené teloty vyočteme otřebné veličiny a následně oncovou telotu doočítáme. Vyočtená hodnota se nemá od zvolené hodnoty lišit o více než 0 C. a o , C (4...) 0,6 0,6 a 0,994 o M 0,59 B,985 o 4... Součinitel M Součinitel se mění v závislosti na oměrné výšce maximální hodnoty teloty lamene x o. Pro alování aliv v roštových ohništích. U roštových ohnišť s tenou vrstvou x o = 0. M 0,59 (0,5 x ) 0,59 (0,5 0) 0,59 (4...) o 4... Boltzmannovo číslo M v O C Bo 5,7 0 F T st a 0,986,59 8,085,985 5,7 0 0,95 60,656 55,4 M - množství aliva sutečně áleného F st v - celový ovrch stěn ohniště - střední hodnota součinitele teelné efetivnosti stěn O C - střední celové měrné telo alin T a 5,7 - teoreticá telota lamene - součinitel uchování tela 0 - Boltzmannova onstanta absolutně černého tělesa (4...) Součinitel uchování tela: zsv,464 0,986 (4...) z 85,764,464 sv Střední celové měrné telo alin: Iu I o 6,09 689,7 O C 8,085 J g 55,4 86,8 a o - (4...) 6

27 I u I o a o Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h - telo uvolněné ve alovací omoře - entalie alin na výstuu z ohniště ro o - telota alin na výstuu z ohniště - adiabaticá telota lamene ro I u Užitečné telo uvolněné v ohništi Užitečné telo uvolněné v ohništi: 00 zco zc z f I u Q Qvz 00 z I u 00 0,05 4,9489 0, ,0 c 4,994 6,09 J g - (4..4.) Telo řivedené do otle se vzduchem: Q I Q I vz vz VSmin VSmin,,57 4,994 J g - - entalie min. mn. nasávaného studeného vzduchu ro (5 C) (4..4.) Součinitel teelné efetivnosti stěn: x 0,65 0,45 0,9 (4..4.) x 0,65 - úhlový součinitel trubové stěny [5] 0,45 - součinitel zanesení stěn ohniště [5] Celový ovrch stěn ohniště: F a b a h b F st st oh oh oh h 5,,5,5,5 60,656 m oh (4..4.4) Stueň černosti ohniště R a l a l Fst ao R a l Fst 7 0,794 0,794 60,655 0, ,794 0, a - efetivní stueň černosti lamene l R - locha hořící vrstvy na roštu F - celový ovrch stěn ohniště st (4..5.) 7

28 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h - střední hodnota součinitele teelné efetivnosti stěn Stueň černosti lamene: s,708 a l e e 0,794 (4..5.) součinitel zeslabení sálání tla v ohništi [MPa] s účinná tloušťa sálavé vrstvy [m] Účinná tloušťa sálavé vrstvy: VO 4,084 s,6,6,0 m (4..5.) F 60,656 st Objem ohniště V a b h V O O oh oh 5,,5 4,084 m (4..5.4) Součinitel zeslabení sálání: s ( r ) s (4..5.5) - - (,576 0, ,5 0,0) 0,0,0,708 m MPa r - součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny - součinitel zeslabení oílovými částicemi - tla v ohništi s - účinná tloušťa sálavé vrstvy - hodnota závislá na druhu aliva [5] 0,0 - hodnota závislá na zůsobu alování [5] 0 - součinitel zeslabení sálání osovými částicemi [5] Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: r H O To r 7,8 6 0,7 r (4..5.6) s, ,8 6 00, ,5 r 0,7 0,689,576 m,6 0,075,0 000 r - objemová část tříatomových lynů T o - telota na onci ohniště s - účinná tloušťa sálavé vrstvy - celový arciální tla - MPa - 8

29 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Celový arciální tla: r 0,0 0,689 0,075 (4..5.7) - arciální tla ři normálních odmínách Součinitel zeslabení oílovými částicemi: 4 4 T d (85 7,5) 0 o Plocha hořící vrstvy aliva na roštu: R a b V O r r 5,4 7m 8,879 0,4840 m - MPa - (4..5.7) (4..5.8) Telo odevzdané ohništi odevzdané ohništi Q O M I I r v a o , W 0,986,60 (4..5.9) 5. Návrh onvečních loch 5.. Tlaové ztráty v jednotlivých výhřevných lochách 0,5 MPa 5 bar 0,5 MPa 5 bar 0,5 MPa 5 bar zt 0 MPa 0 bar vy 0 MPa 0 bar EKO 0, MPa bar P 4, MPa 4 bar Tab. 5.. Tlaové ztráty na jednotlivých onvečních lochách Tla naájecí vody: nv 4, 0,5 0,5 0, , 6MPa zt vy eo (5..) 5.. Rozvržení teelného výonu 5... Přehřívá P Entalicý ád: i 0 Jg 9

30 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Entalie řehřáté áry: Entalie áry na vstuu: Tla áry na vstuu: Telota áry na vstuu: Teelný výon P: i 4,7Jg i i i 4,4 0 04, 7Jg in 4, 0,5 in 4, 7 t in 6, 9C MPa Q M i, 0 444, 44W (5..) 5... Přehřívá P Za řehříváem P je zaveden regulační vstři naájecí vody. Energeticá bilance znázorněna na obr. č.5... Obr Regulační vstři, bilance Regulační vstři: Entalie naájecí vody: M 0, M 0,0. 0, g s v i nv 444,566Jg Bilanční rovnice vstřiu: ( M M ) i M i i out M v i M out in M M v v v i, 04,7 0, 444,566, 0, nv nv M i in 094,0 Jg (5...) Tla áry na výstuu: Telota áry na výstuu: Entalicý ád: Entalie áry na vstuu: Tla áry na vstuu: Telota áry na vstuu: i t 4, 0,5 out 4, 7 out i 57C 5 Jg in i out i 094, , 0 MPa Jg in 4, 0,5 0,5 5, MPa t 89C in 0

31 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Teelný výon P: Q M M ) i (, 0,) 5 7, W (5...) ( v 5... Přehřívá P Za řehříváem P je zaveden regulační vstři naájecí vody. Energeticá bilance znázorněna na obr. č.5... Obr Regulační vstři, bilance Regulační vstři: Entalie naájecí vody: M v 0,4 M 0,0. 0, 444 g s i nv 444,566Jg Bilanční rovnice vstřiu: ( M M M ) i M i out ( M v M M v out ) i M in v M v M v v i i (, 0,) 0, ,566, 0, 0,444 nv nv M i in 98,95 Jg (5...) Tla áry na výstuu: Telota áry na výstuu: Entalicý ád: out 4, 0,5 0,5 5, MPa C t out i 5, 4 Jg Entalie áry na vstuu: i in i out i 98,95 5,4 80, 45Jg Tla áry na vstuu: 4, 0,5 0,5 0,5 5, MPa in 7 t in 8C Telota áry na vstuu: Teelný výon P: Q ( M M v M v ) i (, 0, 0,444) 5,4 585, 8 W(5...)

32 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Závěsné truby Na závěsných trubách jsou zavěšeny řehříváy P, P, P. Tla áry na výstuu: 4, 0,5 0,5 0,5 out 5, 7 t ztout 8 C Telota áry na výstuu: Entalie áry na výstuu: Entalie áry na vstuu: Tla áry na vstuu: i ztout i ztn 80,4585 Jg 787,78 Jg MPa ztin zt 5, 7 Telota áry na vstuu: Teelný výon závěsných trube: Q ( M M M ) ( i i v v ztuot t in 4, 0,5 0,5 0,5 0 7C (, 0, 0,444) (80, ,78) 44,545 W ztin ) MPa (5..4.) Výarní Je tvořen membránovými stěnami a mříží. Dochází zde fázové řeměně. Tla i telota je v celém výarníu stejný. Tla áry na výstuu: 4, 0,5 0,5 0,5 5, MPa out 7 t vy 7 C Telota arovodní směsi: Entalie na výstuu: Entalie na vstuu: Tla arovodní směsi: i vyout 787,78,4585 Jg i vyin 96,85Jg ztin zt 5, 7 t in 7C Telota áry na vstuu: Teelný výon závěsných trube: Q ( M M M ) ( i i v v vyuot vyin ) 4, 0,5 0,5 0,5 0 (, 0, 0,444) (787,78 96,85) 886,94W MPa (5..5.) Ohřívá vody (Eonomizér/EKO) Pomocí eonomizéru se ohřívá naájecí voda. Při výstuní telotě alin 40 C jsme schoni ohřát naájecí vodu na 4 C. Vzniá nedohřev vůči mezi sytosti 48 C. Tla áry na výstuu: 4, 0,5 0,5 0, , MPa eoout zt vy 7 t eoout 4 C Telota výstuu: Entalie výstuu: Entalie áry na vstuu: i eoout i eoin 96,854 Jg 440, Jg

33 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Tla vstuu: ztin zt 4, 0,5 0,5 0, , 6MPa Telota vstuu: t eoin 05 C Teelný výon závěsných trube: Q ( M M M ( i i ) eo v v eouot eoin (, 0, 0,444) (96,85 440,) 59,74 W vy eo (5..6.) Celové otřebné telo Qc Q Q Q Qzt Qvy Qeo (5..7.) 444,44 7, 585,8 44, ,74 046,69W

34 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 5.. Pilový diagram Obr. 5.. Pilový diagram 4

35 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 6. Teelný výočet mříže Obr. 6. Telotní růběh alin a racovního média 6.. Součinitel řestuu tela sáláním s 5,7 0 5, a st a 0,8 0,78 T Tz T Tz T ,54 W m (6..) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0,585 a e e 0,78 Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,457 0,689) 0, 0,75 0,585 (6..) (6..) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (6..4),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,75 000,457 m - MPa - 5

36 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Efetivní tloušťa sálavé vrstvy: 4 s s s 0,9 D D 4 0,7 0,5 s 0,9 D 0,75 m D D - vnější růměr truby s - říčná rozteč svazu s - odélná rozteč svazu Střední telota roudu alin T a telota zarášeného ovrchu stěn Tz: tin tout T 7 85 C (6..5) (6..6) Tz syt 7 t K (6..7) ΔT byla zvolena dle dooručení ro mříž z literatury [5]. 6.. Součinitel řestuu tela onvecí 0, C z C s w D s D 95,45 0 0,,46 0,060 0,65 Pr 0, 7,7 0,060, ,65 0,67 0, (6..) 5,008 m K C S - orava na uořádání svazu v závislosti na oměrné říčné rozteči σ a odélné rozteči σ odle vztahu λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] D vnější růměr trube ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu C C s s,4876 4,4776, 978 (6..) Poměrná říčná rozteč: s 70 4,4776 (6..) D 60, Poměrná odélná rozteč: 6

37 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h s 50,4876 (6..4) D 60, Celový součinitel řestuu tela:,54 5,008 85, 490 W m s K (6..5) 6.. Součinitel rostuu tela 84,650 6,8 W m 0, ,650 K (6..) 6.4. Telo odebrané mříží Q S t 0 6,8 6,58 54,9 0 55, 97 W (6.4.) Telosměnná locha mříže: S n D v n 0,060,4 6,5884 m (6.4.) tr m ř Střední telotní logaritmicý ád: t t 55 5 t 54, 9C t 55 ln ln t 5 (6.4.) 6.5. Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Telo alin na výstuu: Q Q Q Q out out In 0908,68 55, W (6.5.) Telo alin na vstuu: Q I O M Q In In 85 v 596,66,889, ,W (6.5.) Entalie výstuních alin: QOut I out O M I out v ,5Jm 6,889,59 (6.5.) Této entalii alin odovídá telota 805, C, což se liší od ředoládané teloty 805 C ouze minimálně. 7

38 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 7. Výočet II. tahu Druhý tah otle je tvořen ouze membránovými stěnami Obr.7. Náres II. tahu otle Obr. 7. Telotní růběh alin a racovního média 8

39 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 7.. Kontrolní výočet rychlosti alin v II. tahu: w O t 7 M 79,9 7 6,889,59 stř v 7 7 8,09m s (7..) a b,5 5, t stř tin tout 805, 674,5 79, 9C (7..) 7.. Součinitel řestuu tela sáláním s 5,7 0 5, a st a T 0,8 0,45 0,9 Tz T Tz T , ,9 4 47,058 W m (7..) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0,49 a e e 0,45 (7..) Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (8,0075 0,689) 0,,947 0,49 (7..) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (7..),6 s 000 7,8 6 0,598 0,9 0,7,6 0,075, ,0075 m - MPa Efetivní tloušťa sálající vrstvy: - 9

40 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h s,6 V F st 70,54 s,6,947 m 0,4 V objem sálající vrstvy F st - celový ovrch stěn sálající vrstvy Objem sálající vrstvy: a b V a b c e,5,7, V,5,70,4 Objem sálající vrstvy: F F st st (,,7 b a b a c b c a e b ( 0,4m,7 b 70,54m,5,7,50,4,70,4,5,,7 e (7..4) (7..5) (7..6) Střední telota roudu alin T a telota zarášeného ovrchu stěn Tz: tin tout 805, 874,5 T 7 7 0, 9C (7..7) Tz syt 7 t K (7..7) ΔT byla zvolena dle dooručení onzultanta. 7.. Součinitel řestuu tela onvecí w d s 0,0 d e 88,5 0 0,0, e 0,65 Pr 0, 8,09, 6 0 0,65 0,66 5,008 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu 0, (7..) 40

41 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Evivalentní růměr: 4 F 4 a b d e O ( a b) 4,5,7,m (,5,7) (7..) Celový součinitel řestuu tela: 47,058 0,678 57, 76 W m s K (7..) 7.4. Součinitel rostuu tela 57,76 48,9485 W m 0,00 57,76 K (7.4.) 7.5. Telo odebrané II.tahem Q S t 0 48,9485, ,9 0 77, W (7.5.) Telosměnná II.tahu: S F v š 0,44,4,5,8976 m (7.5.) st m m Střední telotní logaritmicý ád: t t 5, 40,5 t 464, 9C t 55, ln ln t 40,5 (7.5.) 7.6. Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Telo alin na výstuu: Q Q Q Q out out In 05,60 77, W (7.6.) Telo alin na vstuu: Q I O M Q In In 805 v 554,4,889,59 05,6W (7.6.) 4

42 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Entalie výstuních alin: QOut I out O M I out v ,5Jm 6,889,59 (7.6.) Této entalii alin odovídá telota 67, C, což se liší od ředoládané teloty 674,5 C ouze minimálně. 8. Výočet III. Tahu Třetí tah tvoří membránové stěny, řehříváy P, P, P a závěsné truby, na terých jsou všechny tyto onveční výhřevné lochy zavěšeny. Obr.8. Náres III. tahu otle 4

43 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8.. Vratná omora Obr. 8.. Telotní růběh alin a racovního média 8... Kontrolní výočet rychlosti alin ve vratné omoře: w O t 7 M 656,9 7 6,889,59 stř v 7 7 5,647 m s (8...) a b,5,5 t stř tin tout 674,5 69,5 656, 9C (8...) 8... Součinitel řestuu tela sáláním s 5,7 0 5, a st a T 0,8 0,408 99,85 Tz T Tz T , , ,588 W m (8...) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: 4

44 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h a e s e 0,58 0,408 (8...) Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (7,466 0,689) 0,,56 0,58 (8...) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...4),6 s 000 7,8 6 0,598 99,85 0,7,6 0,075, ,466 m - MPa - Efetivní tloušťa sálající vrstvy: V s,6 F st,6 s,6,560m 6,5 Objem sálající vrstvy: a c V a b c e c,5,7,,6 V,5,5,6 Objem sálající vrstvy: c e c F st c b e a b a F st,6,6,5 6,5m,,6,6m,,5,5,5 Střední telota roudu alin T a telota zarášeného ovrchu stěn Tz: tin tout 674,5 69, T , 85C (8...5) (8...6) (8...7) (8...8) Tz syt 7 t K (8...9) ΔT byla zvolena dle dooručení onzultanta. 44

45 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8... Součinitel řestuu tela onvecí w d s 0,0 d e 80,95 0 0,0,74 e 0,65 Pr 0, 5,65,74 05, ,65 0,64 0,678 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu Evivalentní růměr: 4 F 4 a b d e O ( a b) 4,5,5,74m (,5,5) 0, (8...) (8...) Celový součinitel řestuu tela: 40,588 7,675 48, 596 W m s K (8...) Součinitel rostuu tela 48,596 4,56 W m 0,00 48,596 K (8..4.) Telo ve vratné omoře Q S t 0 4,56 7,84 84,9 0 6, 685 W (8..5.) Telosměnná ve vratné: S F v š 6,5,4,5 7,84 m (8..5.) st m m Střední telotní logaritmicý ád: t t 40,5 6, t 84, 6C t 40,5 ln ln t 67, (8..5.) 45

46 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy Telo alin na výstuu: Q Q Q Q out out In 678 6, W (8..6.) Telo alin na vstuu: Q I O M Q In In 674 v 8,67,889,59 678,8W (8..6.) Entalie výstuních alin: QOut I out O M I out v ,049Jm 6,889,59 (8..6.) Této entalii alin odovídá telota 69 C, liší od ředoládané teloty 69, C ouze minimálně. 46

47 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8.. Oblast řehříváu P Tato část se sládá z membránové stěny, závěsných trube a řehříváu P. Při teelném výočtu je tento úse tedy rozdělen na zmíněné výhřevné lochy, teré jsou očítány jednotlivě. Celové telo ředávané ze alin áře v daném úseu je a součtem výonů jednotlivých výhřevných loch. Obr. 8.. Telotní růběh alin a racovního média v oblasti P Kontrolní výočet rychlosti alin v P: t stř 7 O M v w 7 d zt a b i d b i zt 4 570, 7 6,889,59 7 0,08,5,5 6 0,08, ,44 m s O sv - objem alin [m. g - ] M v - alivo sutečně álené [ g. s - ] t stř - střední telota [ C] a,b - rozměry růřezu tahu [m] d - vnější růměr trube řehříváu P [m] i - očet trube řehříváu v jedné řadě [-] i zt - očet závěsných trube [-] d zt - růměr závěsných trube [m] (8..) t stř tin tout 69 50, 570, C 47 (8..)

48 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8... Membránová stěna Součinitel řestuu tela sáláním s 5,7 0 5, a st a T 0,8 0,00 84,7 Tz T Tz T , ,7 4 5,79 W m (8...) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0, a e e 0,000 Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,88 0,689) 0, 0,88 0, (8...) (8...) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...4),6 s 000 7,8 6 0,598 84, 0,7,6 0,075 0,88 000,88 m - MPa - Efetivní tloušťa sálavé vrstvy: 4 s s s 0,9 d d 4 0, 0,5 s 0,9 0,08 0,88 m 0,08 D - vnější růměr truby s - říčná rozteč svazu s - odélná rozteč svazu (8...5) 48

49 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Střední telota roudu alin T a telota zarášeného ovrchu stěn Tz: tin tout 69 50, T , C (8...6) Tz syt 7 t K (8...7) ΔT byla zvolena dle dooručení onzultanta. Součinitel řestuu tela onvecí: w d s 0,0 d e 7, 0 0,0 0, e 0,8 Pr 0,4 6, 0, 89, ,8 0,6 0,678 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu Evivalentní růměr: d a b i d b izt 4 F d 4 e O ( a b) 4 d i d zt zt 0,4 b 0,08,5,5 6 0,08,5 4 4 (,5,5) 4 0,08 6 0,08,5 0,m (8...8) (8...9) Celový součinitel řestuu tela: 5,79 4,485 0, 964 W m s K (8...0) Součinitel rostuu tela: 0,964 0,006 0,964,008 W m K (8...) Telo odebrané membránovou stěnou: Q S t 0,008 55,0656 9,7 0 70, 87W (8...) Telosměnná ve vratné: 49

50 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h S ( a v b v ) (,5 4,78,5 4,78) 55,0656 m (8...) Střední telotní logaritmicý ád: t t 9 67 t 9, 7C t 9, ln ln t 67,7 (8...4) 8... Přehřívá P Přehřívá P je řešen jao trojhad. V jedné smyčce je za sebou uořádáno 48 trube o vnějším růměru 8 mm a stěně 4 mm. Do celé šířy tahu je umístěno 6 těchto smyče, s říčnou roztečí 00 mm. Tato rozteč byla volena s ohledem na možné zanášení. Toto uořádání je atrné z obr Obr Náres onstručního řešení řehříváu P - telota áry na vstuu do P: t In 50 C - telota áry na výstuu z P: t Out 40 C - tla áry na vstuu do P: In 4,7 MPa - tla áry na výstuu z P: Out 4, MPa - měrný objem na vstuu do P: v In 0,056m. g - - měrný objem na výstuu z P: v Out 0,070m. g - - střední měrný objem v P: v stř 0,068m. g - - růtočné množství áry: M,g. s - 50

51 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Součinitel řestuu tela onvecí na straně áry: 0,0 d in 97,0405 m w d 7,0 0 0,0 0,0 K in 0,8 Pr 0,4 0,4 0,0 6, ,8 0,4 (8...) w - rychlost roudění áry λ - součinitel teelné vodivosti ro střední telotu áry [W.m -.K - ] d in vnitřní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu áry Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě áry Rychlost roudění áry: M vstř w F w, 0,068 0,459 m s 0,099 Průtočný růřez áry: din F i h 4 0,0 F 6 0,09 m 4 (8...) (8...) Součinitel řestuu tela sáláním: s 5,7 0 5, a st a 0,8 0, T 84 Tz T Tz T ,744 W m (8...4) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0, a e e 0, 5 (8...5)

52 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,8 0,689) 0, 0,88 0, (8...6) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...7),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,88 000,88 m - MPa - Součinitel řestuu tela onvecí: 0, C z C s w D s D 0,65 7, 0 0,,085 0,994 0,08 Pr 0, 6,4 0, ,7 0 0,65 0,69 0, (8...8) 59,998 m K C S - orava na uořádání svazu v závislosti na oměrné říčné rozteči σ a odélné rozteči σ odle vztahu λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] D vnější růměr trube ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu C C s s,84 5,6 0, 996 (8...9) Poměrná říčná rozteč: s 00 5,6 (8...0) D 8 Poměrná odélná rozteč: s 70,84 (8...) D 8 5

53 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Celový součinitel řestuu tela: 5,744 59, , 44 W m s K (8...) Součinitel rostuu tela: 75,44 50,0655 W m K 97,0405 (8...) Střední telotní logaritmicý ád: t t 74,, t 6, 6C t 74, ln ln t, (8...4) Veliost telosměnné lochy ři navrhovaném výonu P: navrh Q navrh 444,44 S 06,9m (8...5) t 0 50,0655 6,6 0 Počet smyče nad sebou: navrh S 06,9 n 6,008 dout b h i 0,08,5 6 d out - vnější růměr trube řehříváu P [m] b - déla trube řehříváu P [m] h - očet hadů řehříváu P [-] i - očet trojhadů v P (8...6) Sutečná locha řehříváu P: S d b n i 0,08, ,89 m (8...7) out h ř Telo odebrané P: Q S t 0 50, ,8 6,6 0 44, W (8...8) 8... Závěsné truby Uvažuji Δt v tamto úseu závěsných trube C. - telota áry na vstuu do ZT: t In 79 C - telota áry na výstuu z ZT: t Out 8 C - tla áry na vstuu do ZT: In 5,7 MPa - tla áry na výstuu z ZT: Out 5,7 MPa - měrný objem na vstuu do ZT: v In 0,0545m. g - 5

54 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h - měrný objem na výstuu z ZT: v Out 0,0594m. g - - střední měrný objem v ZT: v stř 0,0570m. g - M M (0,4 M 0, M ), (0,4, 0,,) 0, g s - růtočné množství áry: M ZT 0,g. s - ZT Součinitel řestuu tela onvecí na straně áry: 0,0 d zt 646,997 m w d 57,0 0 0,0 0,0 K zt 0,8 Pr 0,4,69 0,0 7 6,7 0 0,8 0,4 (8...) w - rychlost roudění áry λ - součinitel teelné vodivosti ro střední telotu áry [W.m -.K - ] d in vnitřní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu áry Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě áry Součinitel řestuu tela sáláním: s 5,7 0 5, a st a 0,8 0, T 84 4 Tz T Tz T ,969 W m (8...) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0, a e e 0, Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,88 0,689) 0, 0,88 0, (8...) (8...4) 54

55 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...5),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,88 000,88 m - MPa - Součinitel řestuu tela onvecí: w d s 0,0 d e 6,8 0 0,0 0,08 e 0,8 Pr 0,4 6,4 0, ,7 0 0,8 0,64569,569 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu 0,4 (8...6) Celový součinitel řestuu tela: 9,969,569 4, 459 m s K (8...7) Součinitel rostuu tela: 4,459,5408 W m K 0, ,9 (8...8) Telo odebrané závěsnými trubami: Q S t 0,5408 9,40 49, 0,57, 8W Telosměnná ve vratné: S D v i 0,08 4,78 4 9,40m zt (8...9) (8...0) Střední telotní logaritmicý ád: 55

56 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h t t 9 8 t 49, C t 9 ln ln t 8 (8...) Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy: Telo odebrané v rostotu P: Q Q Q Q ms zt Q 70,87 44, 57,8 97,47W Telo alin na výstuu: Q Q Q Q out out In 58,8 97,47 86 W (8...) Telo alin na vstuu: Q I O M Q In In 69 v 09,05,889,59 58,8W (8...) Entalie výstuních alin: QOut I out O M I out v 86 9,5Jm 6,889,59 (8...) Této entalii alin odovídá telota 50 C, což se liší od ředoládané teloty 50, C ouze minimálně. 56

57 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8.. Oblast řehříváu P Tato část se sládá z membránové stěny, závěsných trube a řehříváu P. Při teelném výočtu je tento úse tedy rozdělen na zmíněné výhřevné lochy, teré jsou očítány jednotlivě. Celové telo ředávané ze alin áře v daném úseu je a součtem výonů jednotlivých výhřevných loch. obr. 8.. Telotní růběh alin a racovního média v oblasti P Kontrolní výočet rychlosti alin v P: tstř 7 O M v w 7 d zt a b i d b izt 4 570, 7 6,889,59 7 0,08,5,5 0,08, ,7 m s O sv - objem alin [m. g - ] M v - alivo sutečně álené [ g. s - ] t stř - střední telota [ C] a,b - rozměry růřezu tahu [m] d - vnější růměr trube řehříváu P [m] i - očet trube řehříváu v jedné řadě [-] i zt - očet závěsných trube [-] d zt - růměr závěsných trube [m] (8..) t stř tin tout 50, 85 44, C (8..) 57

58 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8... Membránová stěna Součinitel řestuu tela sáláním s 5,7 0 5, a st a T 0,8 0, Tz T Tz T ,0804 W m (8...) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0,69 a e e 0,557 Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,79 0,689 ) 0, 0,9 0,69 (8...) (8...) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...4),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,9 000,79 m - MPa - Efetivní tloušťa sálavé vrstvy: 4 s s s 0,9 d d 4 0, 0,075 s 0,9 0,08 0,9m 0,08 D - vnější růměr truby s - říčná rozteč svazu s - odélná rozteč svazu (8...5) 58

59 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Střední telota roudu alin T a telota zarášeného ovrchu stěn Tz: tin tout 50, 8 T , C (8...6) Tz syt 7 t K (8...7) ΔT byla zvolena dle dooručení onzultanta. Součinitel řestuu tela onvecí: w d s 0,0 d e 6,8 0 0,0 0,08 e 0,8 Pr 0,4 6, 0,08 67, ,8 0,645 6,5569 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu Evivalentní růměr: d a b i d b izt 4 F d 4 e O ( a b) 4 d i d zt zt 0,4 b 0,08,5,5 6 0,08,5 4 4 (,5,5) 4 0,08 0,08,5 0,08m (8...8) (8...9) Celový součinitel řestuu tela: 9,0804 9,5569 8, 67 W m s K (8...0) Součinitel rostuu tela: 8,67 0,9 0,006 8,67,9944 W m K (8...) Telo odebrané membránovou stěnou: Q S t 0, ,46 64, 0 7, 49W (8...) 59

60 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Telosměnná ve vratné: S ( a v b v ) (,5 4,,5 4,) 47,464 m Střední telotní logaritmicý ád: t t 9, t 64, C t ln ln t 9, (8...) (8...4) 8... Přehřívá P Přehřívá P je řešen jao dvojhad. V jedné smyčce je za sebou uořádáno 6 trube o vnějším růměru 8 mm a stěně 4 mm. Do celé šířy tahu je umístěno těchto smyče, s říčnou roztečí 00 mm. Tato rozteč byla volena s ohledem na možné zanášení. Toto uořádání je atrné z obr Obr Náres onstručního řešení řehříváu P - telota áry na vstuu do P: t In 88,5 C - telota áry na výstuu z P: t Out 57 C - tla áry na vstuu do P: In 4,7 MPa - tla áry na výstuu z P: Out 5, MPa - měrný objem na vstuu do P: v In 0,0455m. g - - měrný objem na výstuu z P: v Out 0,056m. g - - střední měrný objem v P: v stř 0,04709m. g - - růtočné množství áry: M 0,6666g. s - 60

61 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Součinitel řestuu tela onvecí na straně áry: 0,0 d 48,70 m in 5, 0 0,0 0,0 w d K in 0,8 Pr 0,4,9 0,0 6,00 0 0,8 0,4 (8...) w - rychlost roudění áry λ - součinitel teelné vodivosti ro střední telotu áry [W.m -.K - ] d in vnitřní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu áry Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě áry Rychlost roudění áry: M vstř w F w 0,666 0,04709,9m s 0,060 Průtočný růřez áry: din F i h 4 0,0 F 0,060 m 4 (8...) (8...) Součinitel řestuu tela sáláním: s 5,7 0 5, a st a 0,8 0, T 84 Tz T Tz T ,744 W m (8...4) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: 6

62 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h a e s e 0,69 0,557 (8...5) Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,79 0,689 ) 0, 0,9 0,69 (8...6) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 7,8 6 rh O T 0,7 (8...7),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,9 000,79 m - MPa - Součinitel řestuu tela onvecí: 0, C z C 6,8 0 0, 0,08 s w D s D 0,65 Pr 0, 6,7 0, ,68 0 0,65 0, , (8...8) 59,998 m K C S - orava na uořádání svazu v závislosti na oměrné říčné rozteči σ a odélné rozteči σ odle vztahu λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] D vnější růměr trube ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu C C s s,84 5,6 0, 996 (8...9) Poměrná říčná rozteč: s 00,66 (8...0) D 8 Poměrná odélná rozteč: s 75,977 (8...) D 8 6

63 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h Celový součinitel řestuu tela: 9, ,546 68, 60 W m s K (8...) Součinitel rostuu tela: 68, ,0655 W m K 0,006 (8...) Střední telotní logaritmicý ád: t t 09 5,0 t 60 C t 09 ln ln t 5, (8...4) Veliost telosměnné lochy ři navrhovaném výonu P: navrh Q navrh 7, S 08,59m (8...5) t 0 46,89 60, 0 Počet smyče nad sebou: navrh S 08,59 n 8 dout b h i 0,08,5 d out - vnější růměr trube řehříváu P [m] b - déla trube řehříváu P [m] h - očet hadů řehříváu P [-] i - očet dvojhadův P (8...6) Sutečná locha řehříváu P: S d b n i 0,08,5 6 09,4m (8...7) out h ř Telo odebrané P: Q S t 0 46,89 09,4 60, 0, W (8...8) 8... Závěsné truby Uvažuji Δt v tamto úseu závěsných trube C. - telota áry na vstuu do ZT: t In 76 C - telota áry na výstuu z ZT: t Out 76 C - tla áry na vstuu do ZT: In 5,7 MPa - tla áry na výstuu z ZT: Out 5,7 MPa - měrný objem na vstuu do ZT: v In 0,04955m. g - 6

64 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h - měrný objem na výstuu z ZT: v Out 0,05459m. g - - střední měrný objem v ZT: v stř 0,050m. g - M M (0,4 M 0, M ), (0,4, 0,,) 0, g s - růtočné množství áry: M ZT 0,g. s - ZT Součinitel řestuu tela onvecí na straně áry: 0,0 d 7,6 m zt w d 57,6 0 0,0 0,0 K zt 0,8 Pr 0,4 8,64 0,0 7 6,57 0 0,8 0,4 (8...) w - rychlost roudění áry λ - součinitel teelné vodivosti ro střední telotu áry [W.m -.K - ] d in vnitřní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu áry Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě áry Součinitel řestuu tela sáláním: s 5,7 0 5, a st a T 0,8 0, Tz T Tz T ,8W m (8...) Stueň černosti ovrchu stěn αst Dle [5] uvažuji ve výočtu αst = 0,8 Stueň černosti roudu alin ři telotě roudu T: s 0,69 a e e 0,557 Součinitel zeslabení sálání.. s: s ( r ) s s (,79 0,689 ) 0, 0,9 0,69 (8...) (8...4) Součinitel zeslabení sálání nesvítivými tříatomovými lyny: 64

65 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 7,8 6 rh O T 0,7 (8...5),6 s 000 7,8 6 0, ,7,6 0,075 0,88 000,79 m - MPa - Součinitel řestuu tela onvecí: w d s 0,0 d e 6,8 0 0,0 0,08 e 0,8 Pr 0,4 6,7 0, ,7 0 0,8 0,64569,895 m K w - rychlost roudění alin λ- součinitel teelné vodivosti ro střední telotu roudu [W.m -.K - ] d e evivalentní růměr ν - součinitel inematicé vazosti ro střední telotu roudu Pr Prandtlovo číslo ři střední telotě roudu 0,4 (8...6) Celový součinitel řestuu tela: 6,88,895 9, 6779 m s K (8...7) Součinitel rostuu tela: 9,6779,5408W m K 0,006 7, (8...8) Telo odebrané závěsnými trubami stěnou Q S t 0,5408 6,7 78,8 0 7, 90W Telosměnná ve vratné: S D v i zt 0,08 4, 4 6,78 m (8...9) (8...0) Střední telotní logaritmicý ád: 65

66 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h t t t 78, 8C t 06 ln ln t 79 (8...) Kontrola teloty alin na výstuu z telosměnné lochy: Telo odebrané v rostotu P: Q Q Q Q ms zt Q 7,5,50 7,9 568,94 W Telo alin na výstuu: Q Q Q Q out out In 94,6 568, W (8...) Telo alin na vstuu: Q I O M Q In In 50 v 9,5,889,59 94,6W (8...) Entalie výstuních alin: QOut I out O M I out v ,99Jm 6,889,59 (8...) Této entalii alin odovídá telota 85 C, toto je i ředoládaná telota. 66

67 Parní otel na alování tříděného odadu 40 t/h 8.4. Oblast řehříváu P Tato část se sládá z membránové stěny, závěsných trube a řehříváu P. Přehřívá P je rozdělen na části jedna je ve III. tahu a druhá na začátu IV. tahu. Při teelném výočtu je tento úse tedy rozdělen na zmíněné výhřevné lochy, teré jsou očítány jednotlivě. Pb očítá samostatně bez membránové stěny a závěsných trube. Celový teelný součet výonů Pa a Pb musí odovídat návrhovému řehříváu P. obr Telotní růběh alin a racovního média v oblasti P Kontrolní výočet rychlosti alin v P: tstř 7 O M v w 7 d zt a b i d b izt 4 44,5 7 6,889,59 7 0,08,5,5 0,08, ,89m s O sv - objem alin [m. g - ] M v - alivo sutečně álené [ g. s - ] t stř - střední telota [ C] a,b - rozměry růřezu tahu [m] d - vnější růměr trube řehříváu P [m] i - očet trube řehříváu v jedné řadě [-] i zt - očet závěsných trube [-] d zt - růměr závěsných trube [m] (8.4.) t stř tin tout , 5C 67 (8.4.)