Wydział Mechaniczny
Politechniki Białostockiej
Zakład Techniki Cieplnej i Chłodnictwa
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu:
…… KOTŁY I WYTWORNICE PARY …….
Ćwiczenie nr: 3
Badanie pracy elektrycznej wytwornicy pary
Kod przedmiotu:
MHBM2N32002
Instrukcję opracował: Jerzy Gagan
Białystok 2016
1
1. Wprowadzenie
Elektryczne wytwornice pary CERTUSS zostały zaprojektowane w taki sposób aby
zapewnić krótki czas nagrzewania, małe wymiary oraz całkowicie automatyczne działanie.
Elektryczne wytwornice mają zastosowanie tam, gdzie jest zapotrzebowanie na dużą ilość pary a
ze względów ekologicznych unika się spalania węgla lub brak jest komina. Również w takich
miejscach, gdzie nie ma źródła gazu lub oleju opałowego. Elektryczne wytwornice pary stosuje się
również jako tymczasowe źródło pary podczas remontu kotłowni w procesach technologicznych
wymagających ciągłej dostawy pary.
Dzięki automatyzacji produkcja pary odbywa się zawsze racjonalnie. System sam
dostosowuje się do poziomu zapotrzebowania na parę.
2. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z konstrukcją, zasadą działania wytwornicy pary typu
CERTUSS E27 i urządzeń towarzyszących oraz ich obsługą.
3. Opis stanowiska
Instalacja parowa (rys.1.) składa się z następujących podstawowych urządzeń
zapewniających prawidłową i niezawodną pracę układu:
wytwornica pary (1),
układ spustowy z wytwornicy (2),
stacja zmiękczania wody (3),
układ rurociągów doprowadzających parę do odbiorników i odprowadzających kondensat (5),
spust końcowy (6),
odbiorniki energii cieplnej (7).
Rys. 1. Schemat instalacji parowej; 1 – wytwornica pary, 2 – zbiornik spustowy, 3 – linia zmiękczania wody, 5 – rury
doprowadzające parę do odbiornika i odbierające kondensat, 6 - spust końcowy, 7 – odbiornik pary.
2
Ważniejsze dane techniczne wytwornicy pary CERTUSS E 27:
1. Napięcie zasilania – 3 x 400V,
2. Moc elektryczna - 27kW,
3. Maksymalny wydatek pary – 35 kg/h,
4. Ciśnienie robocze – 6 bar.
Schemat funkcjonalny wytwornicy pary CERTUSS E27 przedstawiono na rysunku 2 a na
rysunku 3 przedstawiono jej konstrukcję. Na rysunku 4 zaprezentowano budowę zbiornika
spustowego.
Rys. 2. Schemat funkcjonalny wytwornicy pary; A – zasilanie miękką wodą, B – powrót kondensatu, C – rura
parowa, D – odprowadzenie do atmosfery, E – wyjście do kanału, 4 – wskaźnik ciśnienia, 12 – pompa wodna, 13 –
pływak, 14 – regulator poziomu wody, 15 – zbiornik ciśnieniowy, 21 – regulator ciśnienia, 24 – zawór
elektromagnetyczny, 25 – filtr, 26 – zawór bezpieczeństwa, 28 – zawór parowy, 29 – zawór do klarowania obudowy
regulatora poziomu wody, 30 – zawór do klarowania zbiornika ciśnieniowego, 31 – zawór do spustu wody, 32 –
zawór odcinający zasilanie pompy wodnej, 33 – termometr, 35 – grzałki, 37 – odprowadzenie pary do atmosfery, 39 –
przepustnica.
3
Rys. 3. Budowa wytwornicy pary; 1 – czerwona lampka kontrolna, 2 – biała lampka kontrolna, 3 – wskaźnik cyfrowy,
4 – wskaźnik ciśnienia, 5 – przełącznik, 6 – wyprowadzenie pary, 7 – bezpieczniki, 8, 9, 10 – przekaźniki, 11 – listwy
przyłączeniowe, 12 – pompa wodna, 13 – regulator poziomu wody w zbiorniku (19), 14 - regulator poziomu wody w
zbiorniku ciśnieniowym (15), 15 – zbiornik ciśnieniowy, 16 – obudowa regulatora, 17 – wyłącznik zasilania po
otwarciu drzwi urządzenia, 18 – wskaźnik poziomu wody, 19 – zbiornik wody, 20 – zawór spustowy, 21 – regulator
ciśnienia, 22 – skrzynka elektryczna, 23 – doprowadzenie wody do pompy, 24 – zawór elektromagnetyczny, 25 – filtr,
26 – zawór bezpieczeństwa, 27 – zaślepiony króciec, 28 – zawór parowy, 29, 30 - spust z regulatora i zbiornika
ciśnieniowego, 31 – spust i przelew zbiornika zasilającego, 32 – zawór doprowadzenia wody do pompy, 33 –
termometr, 35 – grzałki, 36 – doprowadzenie miękkiej wody, 37 – odprowadzenie pary do atmosfery, 38 – linia
powrotna kondensatu, 39 – przepustnica.
4
Rys. 4. Zbiornik spustowy (rozprężacz); C – usuwanie osadów, D – doprowadzenie
wody, F – wyprowadzenie klarowania zbiornika ciśnieniowego, H – wejście do
kanalizacji, I – żwir, K – dysza parowa, L – elektromagnetyczny zawór wodny, M –
termostat, N - zbiornik
4. Uruchamianie i wyłączanie wytwornicy
Przed uruchomieniem wytwornicy należy sprawdzić czy instalacja elektryczna jest sprawna
oraz układ do zmiękczania wody zasilającej działa poprawnie (włączone zasilanie i otwarte
zawory kulowe). Włączyć zasilanie elektryczne w głównej skrzynce rozdzielczej. Załączyć
zasilanie przyrządów pomiarowych.
Przed włączeniem wytwornicy pary sprawdzić czy zawór parowy (28) oraz zawory (29) i
(30) do klarowania regulatora i zbiornika ciśnieniowego są zamknięte a zawór (32) na rurze
doprowadzającej wodę ze zbiornika do pompy jest otwarty. Po załączeniu wytwornicy pary
przełącznikiem (5) w położenie 1 układ automatyki uzupełni wodę w zbiorniku (19). Po
przełączeniu przełącznika w pozycję 2 zostanie uruchomiona pompa wodna (12) w celu
uzupełnienia wody w zbiorniku ciśnieniowym (15) do właściwego poziomu. Praca pompy będzie
sygnalizowana zapaleniem się czerwonej lampki (1). Po tych zabiegach można już załączyć
grzanie poprzez ustawienie przełącznika (5) w pozycji 3. Kontrola ciśnienia w zbiorniku (15)
odbywa się automatycznie poprzez regulator ciśnienia (21). Częstotliwość załączenia i wyłączenie
grzania jest uzależniona od zapotrzebowania pary przez układ odbiorczy.
W celu wyłączenia wytwornicy pary należy ustawić przełącznik (5) w położeniu 0 i
otworzyć zawory klarowania (29) i (30), które doprowadzają wodę z parą do rozprężacza. Po
opróżnieniu należy natychmiast zamknąć obydwa zawory i ustawić przełącznik w pozycji 2. Gdy
urządzenie napełni się wodą do maksymalnego poziomu (zgaśnie czerwona lampka kontrolna)
przełącznik (5) ustawić w położeniu 0. Wyłączyć zasilanie elektryczne w głównej skrzynce
rozdzielczej.
5
5. Parametry pracy instalacji parowej
W czasie pracy instalacji parowej dokonuje się obserwacji takich wielkości fizycznych jak:
– moc elektryczna pobierana z sieci przez wytwornicę pary,
– masowy (objętościowy) strumień pary wodnej,
– ciśnienie pary wodnej na wyjściu z wytwornicy pary,
– temperatury pary wodnej na wyjściu.
Pomiaru temperatury, ciśnienia i natężenia przepływu pary wodnej dokonuje się przy
pomocy mikroprocesorowego konwertera 50VM1000 z wirowym czujnikiem 10SM1000 oraz
czujnikiem ciśnienia APLISENS PC–28 i czujnikiem temperatury Pt100. Moc elektryczna jest
mierzona za pomocą watomierza trójfazowego HIOKI 3166 z cęgami prądowymi HIOKI 9291. W
czasie pracy instalacji parowej zwrócić uwagę na pracę poszczególnych elementów wytwornicy
pary i całej instalacji parowej.
Na rysunku 5 przedstawiono sposób połączenia mikroprocesorowego przyrządu do
pomiaru objętościowego i masowego natężenia przepływu oraz temperatury i ciśnienia pary
wodnej.
Rys. 5. Schemat położenia punktów pomiarowych; Q
v
– pomiar
wydatku objętościowego, T – czujnik temperatury (Pt100), p –
przetwornik ciśnienia.
6. Przebieg realizacji ćwiczenia
W czasie ćwiczenia należy wykonać następujące czynności:
1. Przygotować instalacją oraz wytwornicę pary do załączenia wg p. 4.
2. Załączyć wytwornicę pary.
3. Po osiągnięciu maksymalnego ciśnienia w zbiorniku wytwornicy skierować parę do
odbiornika energii cieplnej.
4. Przeprowadzić obserwację mierzonych parametrów pracy instalacji oraz zachowanie się jej
elementów przy różnych stopniach obciążenia wytwornicy.
5. Zakończyć pracę wytwornicy pary wg p. 4.
6. Wyłączyć zasilanie urządzeń pomiarowych i wyłącznik główny.
6
7. Sprawozdanie
Sprawozdanie powinno zawierać następujące elementy:
- strona tytułowa,
- opis czynności wykonanych przy rozruchu wytwornicy pary,
- opis fazy rozruchu oraz pracy przy różnym obciążeniu wytwornicy pary,
- parametry pracy instalacji przy różnym obciążeniu wytwornicy,
- opis czynności wykonanych przy zakończeniu pracy wytwornicy pary,
- wnioski końcowe.
8. TABELA POMIAROWA
Czas
pomiar
u
[min]
Moc
pobierana
[kW]
Czas
pracy
[s]
Moc
zastępcza
[kW]
Temp
.
Wody
[
o
C]
Strumień
masy
wody
[kg/s]
Entalpi
a wody
[kJ/kg]
Strumień
masy
pary
[kg/s]
Temp
. pary
[
o
C]
Entalpi
a pary
[kJ/kg]
-
sprawność
konwersji
[%]
5
5
5
5
5
5
5
5
9. Pytania kontrolne
1) Z jakich powodów stosowane są elektryczne wytwornice pary
2) Budowa elektrycznej wytwornicy pary; wymienić najważniejsze elementy, oraz opisać jaką
rolę pełnią w układzie
3) zasady przy uruchamianiu wytwornicy pary
4) Parametry pracy instalacji parowej; wypisać oraz opisać zależności jakie je łączą (opis słowny,
wzór)
Literatura
1. Pudlik W.: Termodynamika. Laboratorium I miernictwa cieplnego. Wydawnictwo
Politechniki Gdańskiej. Gdańsk 1993.
2. Bakinowska K.: Pomiary cieplne. Podstawowe pomiary cieplne. WNT Warszawa 1993.