background image

Definicja  kotła  parowego-jest  to  naczynie  zamknięte  służące  do  wytwarzania  pary  pod  ciśnieniem  wyższym  niż 
atmosferyczne. Wskutek „zamknięcia” pary rośnie jej ciśnienie tym samym temperatura wrzenia. Rośnie w ten sposób 
także zawartość energii powstającej w parze 
W skład nowoczesnego urządzenia kotłowego wchodzą następujące główne elementy: 
1. Parownik, zbudowany w postaci jednego lub kilku cylindrycznych naczyń stalowych, zwanych walczakami, albo z 
układu rur. W parowniku tworzy się para. mokra nasycona o znacznym stopniu suchości. 
2. Palenisko, którego zadaniem jest możliwie zupełne spalanie doprowadzonego paliwa z udziałem powietrza 
jednocześnie doprowadzanego do paleniska. Budowa paleniska zależy od rodzaju paliwa i od budowy kotła. 
Z paleniskiem związane są: urządzenie zasilające je paliwem; ruszt, na którym leży spalane paliwo stałe; palniki do 
spalania paliwa ciekłego, gazowego 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. 
3. Przegrzewacze pary i podgrzewacze wody i  powietrza, których rolę poznamy później. 
Oprócz wymienionych elementów urządzenia kotłowego wchodzą w jego skład również inne urządzenia pomocnicze 
potrzebne do pracy 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. 
Parametry techniczne. Podstawowymi wielkościami, które charakteryzują każdy urządzenie kotłowe, są: wydajność 
kotła, ciśnienie i temperatura pary, natężenie powierzchni ogrzewalnej i sprawność kotła 

Schemat kotła: 

 

 

background image

Sprawność kotła parowego 

Cieplną sprawność kotła nazywamy stosunek ciepła przekazanego czynnikowi w kotle, do strumienia ciepła 
doprowadzonego do kotła: 

 

 

  
  

  

Metoda bezpośrednia: 

 

 

              

      

       

D-strumień masy pary[kg/s] 
B-strumień paliwa[kg/s] 
Metoda pośrednia: 

 

=100-

s [%] 

∑S = Sw + Sco + Sz + Sp + Spr 

1.Sw-strata wylotowa 
 

        

         

  

 

 

 
CO

2

-zawartość w spalinach 

-współczynnik zależny od ilości wilgoci w paliwie 

Ts-temp.spalin 
Tpow-temp.powietrza 
2.Sco-strata spalania niezupełnego

 

         

  

       

 

 

Β-współczynnik przeliczeniowy dla paliwa 
3.Strata przez promieniowanie-odczytujemy z wykresu 
4.
 Sz – strata niecałkowitego spalania w żużlu, %;  

 

 

 

5. Sp – strata niecałkowitego spalania w popiele lotnym, %;  

 

 

 

 

Kotły dzielimy w zależności od:

 

1.Przeznaczenia 
-energetyczne(elektrownie dużej mocy) 
-przemysłowe(ciepłownie, elektrociepłownie przemysłowe) 
-grzewcze(ciepłownie lokalne) 
2.Postaci wyjściowej czynnika roboczego 
-wodne 
-parowe 
3.Rodzaju paleniska 
-warstwowe(z rusztem stałym, ruchomym narzutowe, ze złożem fluidalnym) 
-komorowe(pyłowe, olejowe, gazowe) 
4.Konstrukcje głównej powierzchni ogrzewalnej 
-płomienicowe 
-płomienicowo-płomieniówkowe 

background image

-rurowe 
5.Liczny ciągów (nawrotów) spalin 
-jednociągowe 
-dwuciągowe 
-wielociągowe 
6.Postaci odprowadzanego żużla 
-ze stałym odprowadzeniem żużla 
-z ciekłym odprowadzeniem żużla 
7.Obiegu wody 
-z obiegiem naturalnym 
-z obiegiem wspomaganym 
-z obiegiem wymuszonym 
-przepływowym 

Pod względem ciśnienia pary możemy podzielić .kotły na cztery rodzaje: 
1 - kotły niskoprężne - do 15 at nadciśnienia;  
2 - kotły średnio prężne - do 40 at nadciśnienia;  
3 - kotły wysokoprężne - do 150 at nadciśnienia; 
4 - kotły na najwyższe ciśnienia - ponad 150 at nadciśnienia 

 
Oznaczenia kotłów przyjęte przez producentów kotłów w Polsce: 
Pierwsza litera symbolu: 
O
-kotły opromieniowane parowe wodnorurowe z obiegiem naturalnym 
B- kotły opromieniowane parowe wodnorurowe, przepływowe 
A-kotły opromieniowane parowe wodnorurowe, ze wspomaganą cyrkulacją 
W-kotły wodne wodnorurowe 
Druga litera symbolu: 
R-
węgiel kamienny, palenisko rusztowe 
P- węgiel kamienny, palenisko pyłowe 
M- węgiel brunatny, palenisko rusztowe 
B- węgiel brunatny, palenisko pyłowe 
O-kotły opalane olejem 
G-kotły opalane gazem 
F-kotły ze stacjonarnym złożem fluidalnym 
Fz-kotły z cyrkulującym złożem fluidalnym 
U-kocioł odzyskowy 
Cyfra za symbolem literowym, w przypadku kotłów parowych, określa wydajność kotła w Mg/h, w przypadku kotłów 
wodnych moc cieplną kotła w Gcal/h 
KOCIOŁ FLUIDALNY 
Fluidyzację 
nazywa się metodę zetknięcia fazy stałej  z fazą gazową lub ciekłą w procesach technologicznych. Metoda 
ta polega na zawieszeniu rozdrobionego ciała stałego w płynącym do góry strumieniu pyłu. 

W energetyce  do  produkcji  pary  lub  gorącej wody budowane  są  tzw. kotły  fluidalne z paleniskiem wykorzystującym 
zjawisko fluidyzacji (np. w 

Elektrociepłowni Żerań). 

Spalanie w kotłach fluidalnych przebiega w zakresie temperatur 750-950 °C (niższej niż w kotłach pyłowych) 

-

Współczynnik przenikania ciepła od warstwy fluidalnej do powierzchni w niej zamkniętej wynosi 280-570 W/(m²·K} 

-

Poniżej temperatury 750 °C pogarszają się warunki utleniania węgla i powstaje CO

 

-

Powyżej 950 °C następuje spiekanie i mięknięcie popiołu, czyli złoże

 

traci charakter sypki i drobnoziarnistą strukturę 

-

Powierzchnia zanurzona w złożu przejmuje 50-70% całego strumienia ciepła wydzielonego w kotle 

-

Wysokość złoża wynosi 0,8-1,5m w kotłach atmosferycznych oraz 3.5m-4,5m w kotłach ciśnieniowych 

-

Stopniowanie powietrza do spalania wysokości komory paleniskowej 

-

Krotność cyrkulacji: 

    

 

 

 

 

 

Kr=30-

80 oznacza, że strumień paliwa wynosi ok 1-3% strumienia materiału cyrkulującego 

 
Zalety kotła fluidalnego
-O

graniczenie  tworzenia  się  tlenków  azotu-  spalanie  fluidalne  jest  technologią  czystego  spalania,  w  której 

bezpośrednio w palenisku uzyskuje się równoczesne zmniejszenie emisji wszystkich podstawowych zanieczyszczeń 

background image

.Intensywność  spalania  w  warstwie,  pozwala  na  zmniejszenie  wymiarów  komory  paleniskowej,  oraz  na  obniżenie 
temperatury spalania do 800-900 stopni. 
-

Spalanie paliw gorszej jakości nie nadających się do tradycyjnych palenisk kotłów- dzięki idealnemu wymieszaniu 

ziaren  węgla  z  powietrzem  w  warstwie  fluidalnej  oraz  faktowi,  że  temperatura  warstwy  fluidalnej  jest  niższa  niż 
temperatura  topnienia  popiołu  zawartego  w    węglu,  możliwe  jest  spalanie  węgla  niskokalorycznego,  zawierającego 
bardzo dużo popiołu.  
W palenisku fluidyzacyjnym możliwe jest spalanie węgla o wartości opałowej od około 6300KJ/Kg bez odbioru ciepła z 
warstwy fluidalnej. 
Od około 13 000 KJ/Kg przy odbiorze ciepła z warstwy fluidalnej. 
-Uzyskanie  niskiego  nadmiaru  powietrza-

idealne  wymieszanie  ziaren  węgla  z  powietrzem  w  warstwie  fluidalnej, 

wysoka  sprawność  spalania,  ze  względu  na  mieszanie  turbulentne  i  długi  czas  przebywania  cząstek  w  złożu 
cyrkulującym oraz bardzo dobry współczynnik wymiany ciepła w komorze paleniskowej. 
-

Możliwość  pracy  kotłów  w  szerokim  zakresie  bez  użycia  paliwa  pomocniczego-  fluidalne  spalanie  węgla 

zapopielonego jest jedynym bezpośrednim sposobem jego spalania, które może być wykorzystywane dla wytwarzania 
gazów wysokotemperaturowych dla turbiny gazowej.

 

BUDOWA KOTŁA: 

 

background image

 

 

+

 

background image