přednáška č. 7 Elektrárny B1M15ENY Okruh pára - voda: Turbíny Kotle Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Podobné dokumenty
Elektrárny A1M15ENY. přednáška č. 8. Jan Špetlík. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, Praha 6

Elektroenergetika 1. Technologické okruhy parních elektráren

Technologie výroby elektrárnách. Základní schémata výroby

Parní turbíny Rovnotlaký stupeň

Parní turbíny Rovnotlaký stupe

TYPY KOTLŮ, JEJICH DĚLENÍ PODLE VYBRANÝCH HLEDISEK. Kotel horkovodní. Typy kotlů dělení z hlediska:

Popis výukového materiálu

Stavba kotlů. Stav u parních oběhů. Zvyšování účinnosti parního oběhu. Vliv účinnosti uhelného bloku na produkci CO 2

DODÁVKY A ČINNOSTI BEST Brněnská energetická společnost Brno s.r.o. Křenová 60 / 52, BRNO best@brn.inecnet.cz, T/F :

LOPATKOVÉ STROJE LOPATKOVÉ STROJE

Parní turbíny a kondenzátory

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Elektroenergetika 1. Termodynamika

1/79 Teplárenské zdroje

Zapojení špičkových kotlů. Obecné doporučení Typy turbín pro parní teplárny. Schémata tepláren s protitlakými turbínami

Proudění Sborník článků z on-line pokračujícího zdroje Transformační technologie.

DOPRAVNÍ A ZDVIHACÍ STROJE

Parní turbíny a kondenzátory

Pokročilé technologie spalování tuhých paliv

Popis výukového materiálu

Popis výukového materiálu

Projection, completation and realisation. MHH Horizontální odstředivá kondenzátní článková čerpadla

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY KONDENZAČNÍ PARNÍ TURBÍNA CONDENSING STEAM TURBINE

FLUIDNÍ KOTLE. Fluidní kotel na biomasu(parní) parní výkon t/h tlak páry 1,4 10 MPa teplota páry C. Fluidní kotel

PARNÍ TURBÍNY EKOL PRO VYUŽITÍ PŘI KOMBINOVANÉ VÝROBĚ ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEPLA

Projection, completation and realisation. MVH Vertikální odstředivá kondenzátní článková čerpadla

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

Schéma výtopny. Kotel, jeho funkce a začlenění v oběhu výtopny. Hořáky na spalování plynu. Skupinový atmosférický hořák teplovodního kotle

Posouzení vlivu teploty napájecí vody na konstrukci kotle

Digitální učební materiál

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

STREN turbína typu NTR je náporová točivá parní redukce určena k redukci tlaku páry a následné výrobě elektrické energie.

přednáška č. 6 Elektrárny B1M15ENY Tepelné oběhy: Stavové změny Typy oběhů Možnosti zvýšení účinnosti Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Točivé redukce. redukce.indd :15:33

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PARNÍ TURBINA DIPLOMOVÁ PRÁCE FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ENERGETICKÝ ÚSTAV BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

THS - P TH, s.r.o. Tepelná technika Teplo-Hospodárnost 2-3/THS-P-1

Komponenta Vzorce a popis symbol propojení Hydraulický válec jednočinný. d: A: F s: p provoz.: v: Q přítok: s: t: zjednodušeně:

Elektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta

přednáška č. 9 Elektrárny B1M15ENY Chladící okruh Čerpadla, ventilátory Dynamický model parní elektráry Ing. Jan Špetlík, Ph.D.

Biflux. Vstřikový chladič páry. Regulace teploty páry chladičem. Regulace teploty páry. Regulace teploty páry. Regulaci teploty páry jde provádět :

Vlhkost 5 20 % Výhřevnost MJ/kg Velikost částic ~ 40 mm Popel ~ 15 % Cl ~ 0,8 % S 0,3 0,5 % Hg ~ 0,2 mg/kg sušiny Cu ~ 100 mg/kg sušiny Cr ~ 50

Teplárenské cykly ZVYŠOVÁNÍ ÚČINNOSTI. Pavel Žitek

DVOUTĚLESOVÁ KONDENZAČNÍ PARNÍ TURBINA

DOOSAN ŠKODA POWER. pro jaderné elektrárny ŠKODA POWER. Jiří Fiala Ředitel Globálního R&D centra Doosan Škoda Power

Energetické využití a technologie spalování uhelného multiprachu v soustavách CZT a průmyslových energetikách

AUTOMATICKÝ KOTEL SE ZÁSOBNÍKEM NA SPALOVÁNÍ BIOMASY O VÝKONU 100 KW Rok vzniku: 2010 Umístěno na: ATOMA tepelná technika, Sladkovského 8, Brno

Příklad 1: Bilance turbíny. Řešení:

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ENERGIE

NA FOSILNÍ PALIVA: pevná, plynná, kapalná NA FYTOMASU: dřevo, rostliny, brikety, peletky. SPALOVÁNÍ: chemická reakce k získání tepla

Zásobování teplem. Cvičení Ing. Martin NEUŽIL, Ph. D Ústav Energetiky ČVUT FS Technická Praha 6

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

pevné, přivádí-li vodu do oběžného kola na celém obvodě, nazývá se rozváděcí kolo,

VY_32_INOVACE_C hřídele na kinetickou a tlakovou energii kapaliny. Poháněny bývají nejčastěji elektromotorem.

Zvyšování vstupních parametrů

ENERGETICKÁ ZAŔÍZENÍ ENERGETICKÁ ZAŔÍZENÍ

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti BIOMASA. doc. Ing. Tomáš Dlouhý, CSc. Obnovitelné palivo

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti. Přírodní a umělá paliva BIOMASA. Doc. Ing. Tomáš Dlouhý, CSc.

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJNICKÁ A STŘEDNÍ ODBORNÁ ŠKOLA PROFESORA ŠVEJCARA, PLZEŇ, KLATOVSKÁ 109. Josef Gruber MECHANIKA VI

Rotační výsledkem je otáčivý pohyb (elektrické nebo spalovací #5, vodní nebo větrné

Produkty a zákaznické služby

PROUDĚNÍ REGULAČNÍ MEZISTĚNOU TURBÍNOVÉHO STUPNĚ PŘI ROTACI OBĚŽNÉHO LOPATKOVÁNÍ. Jaroslav Štěch

11 Plynárenské soustavy

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ. Studijní program: N 2301 Strojní inženýrství Stavba jaderně energetických zařízení DIPLOMOVÁ PRÁCE

Hydrodynamické mechanismy

5.4 Adiabatický děj Polytropický děj Porovnání dějů Základy tepelných cyklů První zákon termodynamiky pro cykly 42 6.

DODAVATELSKÝ PROGRAM

DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ =DISTRICT HEATING, = SZT SYSTÉM ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM = CZT CENTRALIZOVANÉ ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM

MODERNÍ TECHNOLOGIE A DLOUHOLETÁ ZKUŠENOST

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

PARNÍ KOTEL, JEHO FUNKCE A ZAČLENĚNÍ V PROCESU ENERGETICKÉHO VYUŽITÍ PRŮMYSLOVÝCH A KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ

MGM-I AUTOMATICKÉ TEPLOVODNÍ KOTLE

Příloha-výpočet motoru

1/62 Zdroje tepla pro CZT

THM AUTOMATICKÉ PARNÍ STŘEDOTLAKÉ KOTLE

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla

Nový fluidní kotel NK14

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Spalování zemního plynu

PARNÍ TURBÍNA PRO FOSILNÍ ELEKTRÁRNU STEAM TURBINE FOR FOSIL POWER PALANT

Návrh koncepce spalovacího zařízení. Návrh spalovací komory z hlediska potlačení tvorby NO x. Spalování práškového uhlí

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Osnova kurzu. Výroba elektrické energie. Úvodní informace; zopakování nejdůležitějších vztahů Základy teorie elektrických obvodů 3

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

14 Komíny a kouřovody

Elektroenergetika 1. Vodní elektrárny

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Tematické okruhy z předmětu Vytápění a vzduchotechnika obor Technická zařízení budov

Moderní kotelní zařízení

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Popis výukového materiálu

Příklad 1: V tlakové nádobě o objemu 0,23 m 3 jsou 2 kg vodní páry o tlaku 1,6 MPa. Určete, jestli je pára sytá, mokrá nebo přehřátá, teplotu,

PRODUKT POPIS PARAMETRY. Napájecí modul Kondenzátní modul Chemická úprava vody Expandér odluhu a odkalu Parní/ teplovodní rozdělovač/ sběrač atd.

LAMELOVÁ ČERPADLA V3/25

MĚŘENÍ EMISÍ A VÝPOČET TEPELNÉHO VÝMĚNÍKU

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Základy procesního inženýrství. Stroje na dopravu a stlačování vzdušniny

Transkript:

Elektrárny B1M15ENY přednáška č. 7 Okruh pára - voda: Turbíny Kotle Ing. Jan Špetlík, Ph.D. ČVUT FEL Katedra elektroenergetiky E-mail: spetlij@fel.cvut.cz

První případ bez přihřívání: p 2 T 2 p 2 = 12 MPa T 2 = 530 C -1 i 2 = 3429 kj.kg s 2 = 6,591 kj.k.kg -1-1 Známe s do dalšího děje: s 5 = 6,591 kj.k.kg p 5 = 3,5 kpa T 5 = 27 C -1 i 5 = 1971 kj.kg -1-1 Známe T do dalšího děje: T 1 = 27 C x = 0-1 i 1 = 111,8 kj.kg s 1 = 0,3906 kj.k.kg (kondenzace) -1-1 Celková účinnost bude tedy: η ( ) ( ) i i p p. v 2 5 2 1 = = i i p p. v 2 1 2 1 4 3429 1971 1, 2.10.0, 001 4 3429 111,8 1, 2.10.0, 001 = = 1446 = = 43,7% 3305 p 5

Druhý případ s přihříváním: p 3 = 2,3 MPa s 3 = 6,591 kj.k.kg -1 i 3 = 2959 kj.kg T 3 = 277 C -1-1 Známe p,t do dalšího děje: p 4 = 2,3 MPa T 4 = 480 C -1 i 4 = 3420 kj.kg s 4 = 7,308 kj.k.kg -1-1 Známe s do dalšího děje: s 5' = 7,308 kj.k.kg p 5' = 3,5 kpa -1 i 5' = 2186 kj.kg T 5' = 27 C -1-1 η p 2 T 2 p 3 T 4 Celková účinnost bude tedy: ( ) ( ) i i + i i p p. v 2 5' 4 3 2 1 = = i i + i i p p. v 2 1 4 3 2 1 3429 2186 + 3420 2959 12 = = 3429 111,8 + 3420 2959 12 1701 = = 45,2% 3766 p = p 5' 5

Okruh páry a napájecí vody KOTEL přihřívák buben rychlozávěrný ventil (RZV) TURBÍNA bypass pára napájecí voda topná voda chladící voda vzduch ekonomizéry (EKO) přehříváky várnice dýzový regulační ventil VT ST NT TG vývěva (VY) hořák topný okruh odplyňovák odběr výtlak napáječky napáječka (EN) VTO NTO nádrž napájecí vody (NNV) sběrná nádrž kondenzátu (SNK) chladící okruh kondenzátor kondenzátní čerpadlo (KOČ)

Turbíny základní klasifikace Turbína = rotační lopatkový stroj (tepelný motor), kde pára (plyn) protéká mezilopatkovými kanály, expanduje a předává svou energii rotoru. Při tom se mění entalpický spád páry (plynu) v kinetickou energii, která se odvádí jako točivý moment na hřídeli turbíny. Podle pracovní látky: Plynové (plynná nebo kapalná paliva, vst. teplota 600-1400 C, výst. teplota 450-600 C) Parní (přehřátá pára, vst. teplota 400-650 C, výst. teplota 28-42 C) Parní na mokrou páru (v JE, vst. teplota 300 C, výst. teplota dtto) NT část Spalovací komora Kompresor Turbína VT část ST část Příklad vícetělesové parní turbíny Příklad plynové turbíny Podle tlaku výstupní páry: Protitlaké turbíny (výst. tlak 0,11-0,6MPa) Kondenzační turbíny (výst. tlak 0,11-0,6MPa)

Turbíny základní klasifikace Podle počtu těles: Jednotělesové (pro menší výkony) Vícetělesové (VT, ST, NT díly) NT díl VT díl ST díl Stupeň turbíny: = dvojice rozváděcí + oběžné kolo Rozváděcí kola jsou tvořena pevnou rozváděcí lopatkovou mříží (součást statoru) = soustava paralelních trysek, které s minimálními ztrátami přeměňují tlakovou energii na energii kinetickou Oběžná kola jsou tvořena soustavou lopatek (součást rotoru), kde se kinetická energie páry přeměňuje na rotační energii turbínového tělesa Pevné mezistěny s rozváděcími lopatkami oběžná lopatková kola v rotoru

Turbíny základní klasifikace Příklady provedení: a) bez mezipřihřátí b) jednoduchý hřídel, jednoduchý přihřívák c) jednoduchý hřídel, dvojitý přihřívák d) dvojitý hřídel, jednoduchý přihřívák e) dvojitý hřídel, dvojitý přihřívák

Podle odběrů páry: Turbíny základní klasifikace Turbína s neregulovanými odběry (pro regeneraci, ucpávková pára atd.) Turbína s regulovanými odběry (kromě výše uvedených odběrů ještě navíc jeden nebo více regulovaných výfuků pro teplárenské odběry) Podle principu přeměny energie: Rovnotlaké (impulsní) entalpický spád stupně se celý přemění na rychlost v rozváděcích lopatkách, tlak páry je na vstupu i výstupu oběžného kola stejný (Lavalova t.) Přetlakové (reakční) část entalpického spádu se přemění na rychlost i v oběžných kolech (Parsonova t.) Pozn. Z konstrukčních důvodů a dosažení optimální účinnosti se volí pro VT části rovnotlaké lopatkování a pro NT části přetlakové lopatkování Zvláštním typem rovnotlakého lopatkování pro vysoké entalipické spády je tzv. Curtisovo kolo

Obecně platí: Princip přeměny energie v turbíně Proudění za rozváděcí tryskou: 1 2 ( 2 ) δq = di + δa + d c Pro adiabatickou expanzi: 1 2 ( 2 ) 0 = di + d c a ( ) c = c + 2. i i 2 1 0 0 1 i p 0 i 0 i id p i 1 1 Ve skutečnosti není děj adiabatický, entropie stoupá např. okrajovou ztrátou, třením v rozváděcích a oběžných kolech, změnou směru proudění apod. i id i 1 s

Princip přeměny energie v turbíně Výtoková rychlost pro c0=0, dosazení ze stavové rovnice: 2 κ T 1 c = 2. ( i i ) = 2. c.( T T) =. rt.. 1 = 1 0 1 P 0 1 0 κ 1 T0 2 = κ κ 1 κ κ p1 p0 v 0 1 1 p 0 Max. rychlost proudění id. plynu je tedy do vakua p1=0: 2 κ 2 κ c = p v =.. rt κ 1 κ 1 p1 β = p 1max 0 0 0 Tlakový poměr: 0-1 -2 Zavedeme-li hustotu hmotnostního toku [kg.s.m ]: m A 1 κ 1 1 2 κ κ κ = ρ. c1 = β p0 v0 1 β v0 κ 1 Saint Vénantova-Wantzelova rovnice

Princip přeměny energie v turbíně Maximum hmotnostního toku nastává pro hodnotu: κ -1 2 β κ k = = κ+ 1 p p Ostatní kritické parametry: 2 Tk = T. 0 κ+ 1 Rychlost zvuku v id. plynu: p a= = κ rt ρ s k 0 kritický tlak Při dalším snižování výstupního tlaku již hustota hmotnostního toku neroste. 2 2 c κ κ k = p v = rt κ+ 1 κ+ 1 a tedy k 0 0 0 Ve zužující se trysce po dosažení kritických parametrů k dalšímu zvyšování rychlosti už nedochází dojde k aerodynamickému zahlcení. Část tlakové energie se ztrácí vířením => pro další navyšování rychlosti je nutné použít Lavalovu trysku. κ 1 κ k 0 0 k k a = κ rt = κ p v β = c T= T Machovo číslo: Ma = c a Ma>1 nadzvukové proudění Ma<1 podzvukové proudění Lavalova tryska

Princip přeměny energie v turbíně Průběhy: Ma>1 β k Ma<1 Hodnoty βk: β k κ Plyn c max ρ.c 0,487 1,667 ideální jednoatomový 0,528 1,4 ideální dvouatomový c c k = a k a 0,540 1,333 ideální víceatomový 0,528 1,4 vzduch 0,546 1,3 přehřátá pára 0,577 1,135 sytá pára dle x 1,035+0,1.x mokrá pára β Ve skutečnosti nastávají při průtoku tryskou ztráty třením a vířením, takže výstupní rychlost je menší než adiabatická, což se vyjadřuje rychlostním součinitelem: a účinností trysky: c ϕ= c 1 id i η=ϕ = i i i 2 0 1 0 id

Rovnotlaká turbína: Princip přeměny energie v turbíně meziprostor Oběžná kola: admisní pára emisní pára rozvodová kola oběžná kola hřídel rovnotlaké lopatkování Reakční turbína: přetlakové lopatkování c 1r p = p 1r 1o p 1r p 1o p 0 c 0 c výst p výst p 0 c 1r c 0 c výst p výst c 1o c 1o

Stupeň reakce: Princip přeměny energie v turbíně U reakčních turbín definujeme stupeň reakce: R i i entalpický spád v rotoru i i celkový entalpický spád stupně 0 1r = = 0 1 Kroutící moment a výkon stupně: Pracovní látka vystupující z trysek rozváděcích lopatek s rychlostí c 1r vstupuje do lopatkové mříže oběžného kola, kde se přeměňuje její kinetická energie na kroutící moment. V oběžných lopatkách vzniká obvodová síla: ( ) F = m. c c o 1r 1o takže výkon stupně je kde a kroutící moment ( ) P = M. ω= m. c.u c.u o o 1r o1 1o o2 u,u o1 o2 jsou příslušné obvodové rychlosti Na poměru u/c závisí celková účinnost stupně ( ) M = F,r = m. c c.r o o 1r 1o

Olej: Dvě funkce: Olej a systém ucpávkové páry turbíny - Mazací olej slouží k mazání ložisek turbosoustrojí - Rozvodový (regulační) olej pracovní olej pro regulaci turbíny řídící veličinou je tlak oleje - Primární olej - otáčky turbíny - Sekundární olej - úhel otevření dýzových ventilů - Rychlozávěrný olej - Ovládací olej - regulace prvků turbíny Ucpávková pára: - Do podtlakové části turbíny vniká netěsnostmi vzduch a z přetlakové části uniká pára - Pro zamezení tohoto efektu je každý díl turbínové části soustrojí vybaven labyrintovými ucpávkami napájenými parou o ST parametrech (tj. ~2 MPa) - Ucpávková pára zahlcuje (nebo naopak je odsávána) ucpávku a tím zatěsní prostor mezi rotorem a statorem Příklady labyrintových ucpávek: odděluje vnější a vnitřní část 1 - břity, 2 - hřídel rotoru odděluje 2 prostory s rozdílným tlakem uvnitř turbíny 1 - mezistěna, 2 - ucpávkový kroužek, 3 - hřídel rotoru

Olej a systém ucpávkové páry turbíny RZV RV pára napájecí voda chladící voda ucpávková pára olej admisní pára ucpávka ložisko VT ST NT TG hřídel olej pro mazání ložisek soustrojí emisní pára (do kondenzátoru) nouzové ss čerpadlo (NOČ) hlavní olejová nádrž (HON) regulační olej reg. teploty kondenzátor ucpávkové páry (KUP) kondenzát z KOČ expandér olejová čerpadla (OČ) olejový chladič (OCH) kondenzát do NTO

Prostředky regulace výkonu turbíny Rychlozávěrný ventil: - Uzavírá přívod páry do turbíny, bezpečnostní funkce - Pára je odvedena mimo strojovnu, expanze do atmosféry Regulace škrcením (kvalitativní): - Současné otevření všech ventilů ovládajících přívod páry do turbíny p = p p - Zmenšení průřezu, zvýšení hydraulického odporu => - Izoentalpický děj => málo se mění teplota, ztrátová regulace α β i i α i β i 2 Regulace skupinová (kvantitativní): - Regulační ventily se otevírají postupně se změnou zatížení - Nedochází k tlakové ztrátě (částečný ostřik) - Izobarický děj => teplota roste - Celkově se kombinuje s regulací škrcením Regulace klouzavým tlakem: - Tlak páry se mění regulací výkonu kotle - Teplota na vstupu se příliš nemění, dobrá účinnost - Pomalejší regulace (časová konstanta kotle)

Kondenzace a regenerace NTO, VTO pára napájecí voda chladící voda ucpávková pára olej doplňování demineraliz. vody dávkování hydrazinu (odkysličení) emisní pára kondenzátní čerpadlo (KOČ) - kondenzátka vývěva (VY) chladící čerpadlo (CHČ) - chladička kanály chladící/oteplené vody cirkulační/průtočné chlazení Nízkotlaká regenerace OCH KUP podchlazovač Vysokotlaká regenerace chladič plynu alternátoru kotel VTO 2 VTO 1 Odpl. NTO 4 NTO 3 EN NNV SNK NTO 2 NTO 1

Podle druhu paliva: Kotle základní klasifikace - Tuhé (uhlí, koks, biomasa, odpady) - Plynné (zemní plyn) - Kapalné (LTO) Podle tlaku výstupní páry: - Nízkotlaké (výst. tlak do 1,6 MPa) - Středotlaké (výst. tlak 1,6-5 MPa) - Vysokotlaké (výst. tlak 5-13 MPa) - Velmi vysokotlaké (výst. tlak 13-22,5 MPa) - Nadkritické (výst. tlak nad 22,5 MPa) Podle typu výparníku: - Kotle s přirozeným oběhem vody (strmotrubné) - Kotle s vnuceným oběhem vody (La Mont) - Kotle průtočné (Sulzer, Benson) - Kotle plamencové (přestup tepla přes vlnité plechy) - Kotle žárotubné (spaliny proudí trubkami) } kotle s malým obsahem vody } kotle s velkým obsahem vody

Podle typu spalovacího zařízení: - Roštové (pro menší výkony) Kotle roštové - Práškové (granulační várnice na stěnách, výtavné várnice i po dně) - Fluidní (méně citlivý na změnu paliva, odsíření přímo v kotli) Roštové kotle: Základní části: - spalovací prostor vymezený stěnami - rošt s palivovou násypkou, hradítkem, škvárovým jízkem a výsypkou - zařízení pro přívod spalovacího vzduchu Základní části roštu: - nosná konstrukce (roštnice) - hnací ústrojí (u mechanických roštů) Pro elektrárenské aplikace vyhovuje rošt posuvný

Roštové kotle: Kotle roštové délka sušení účinná délka roštu délka dohoření celková délka roštu m Hrubá plocha roštu: m pal Qn Sr = = a L qr -1 [kg.s ] pal -1 Q n [MJ.kg ] -2 q r [MW.m ] a,l [m] 2 [m ] spalované množství paliva výhřevnost paliva střední jmenocitý tepelný výkon roštu 0,7-1,6 MW.m šířka, délka roštu Doba spalování u roštových kotlů: desítky minut -2

Kotle práškové Práškové kotle: Pro spalování hnědého/černého uhlí jsou kotle vybaveny spalovacím zařízením s tlukadlovými mlýny a přímým foukáním prášku Kotle mají velký regulační rozsah bez použití stabilizace (LTO). Práškové kotle se stavějí od cca 50 t/h. Doba spalování u práškových kotlů: 1-3 s

Fluidní kotle: Kotle fluidní Využívají vznosu, který vzniká vháněním spalovacího vzduchu ze spodu kotle do vrstvy zrnitého odpadu. Vznikne tak fluidní vrstva s velkým reakčním povrchem a velmi intenzivním průběhem spalování v celé vrstvě. Takto lze spalovat kapalný i pevný odpad (nadrcený nebo rozemletý na stejnou zrnitost). Fluidní spalování je vhodné pro odpady s vyšším obsahem síry, neboť produkty jejího hoření lze s výhodou zachycovat prostřednictvím mletého vápna nebo vápence přidaného do spalovaného odpadu. Nelze naopak použít pro spékavé odpady, které způsobují slinování fluidní vrstvy. Podle technologie fluidní vrstvy dělíme fluidní kotle na: - Kotle s vířícím ložem (Bubbling Fluidized Bed - BFB) - Kotle s cirkulujícím ložem (Circulating Fluidized Bed - CFB) fluidní kotel CFB

Fluidní kotel CFB: Kotle fluidní separátor membránový cyklón spalovací komora fluidní lože dávkování/odběr ložového popela / písku

Tlakové ztráty: Kotle hydraulická část Cílem je určit tlakové poměry v kotli nutných pro správné dimenzování napájecího čerpadla. Celková tlaková ztráta je dána součtem dílcích ztrát: Voda: p = p + p ± p ± p tření v potrubí místní odpory (nátoky, výtoky, kolena...) 2 l c p t =λ... ρ d 2 ekv součinitel tření Pára: p 1 m 4.m ρ= c =. = 2 r.t ρ A π.d. ρ t m h d hydrostatický tlak Spec. pro laminární proudění: 64 λ= Re Re Reynoldsovo č. dynamický tlakový spád c.d = ν 2 16 m r.t pt = p1 p 1. λ...l 2 5 π d ρ kinematická viskozita Trubkový výparník (várnice): Složitější popis, aproximuje se pomocí kubické rovnice: = A Q + 3 3 p t.m B.m C.Q.m A,B,C konstanty

Místní odpory: 2 c p m = ζm.. ρ 2 součinitel místních odporů Přirozený oběh, oběhové číslo: zc t m zc Kotle hydraulická část ( ) p = p + p = f c Hydrostatický tlak: p = h. ρ.g h Dynamický tlak: ρ.c ρ.c pd = 2 2 Tlakové ztráty vyvolané prouděním vody/páry ve várnici jsou funkcí rychlosti Rozdílem hydrostatických tlaků vzniká ve várnici statický přetlak sp 1 2 sp ( ) p = h. ρ.g h. ρ.g = f c Dimenzování přirozeného oběhu se provádí tak, že se najde taková hodnota * rychlosti vody na vstupu do várnice, že Oběhové číslo se definuje jako c f c = f c zc * * ( ) sp ( ) m O = m z v 2 2 1 1 2 2 hmotnostní průtok v zavodňovacích trubkách hmotnostní průtok výparníku Oběhové číslo se mění podle průtoku páry, jmenovité oběhové číslo bývá pro velké kotle 6-8.

Buben: Buben kotle je silnostěnné válcové těleso (tloušťka stěny je kolem 10 cm) o průměru cca 1 m, umístěné v horní partii předního tahu kotle. Do spodní části bubnu jsou zaústěny varné a do horní přehřívákové trubky. Hladina vody v bubnu je rozhraní mezi dvěma stavy vody. Tuto hladinu je potřeba udržovat na stálé výši, cca uprostřed tělesa bubnu. Do varných trubek se nesmí dostat pára a do přehřívákových voda! Kotle hydraulická část F E D C G H cyklon I B max. norm. min. J A K 3 x 50 R L cyklon P M N O A - odvodnění bubnu H - pojišťovací ventily B,R - zavodňovací trubky I,K,L - parovody k PK 1 C,D - várnice pravé strany J - alkalizace E,F - várnice přední stěny M,N - várnice levé strany G - napájení bubnu O,P - várnice zadní stěny