Z Prelec-Brodski Generatori Pare

Dr. ZmagoslavPrelec

|-

I

BRODSKI GENERATORI PARE

I

l' I I

ffi Skolska knjiga, Zagreb l99O

-

. j

l

. ' , . : i | r , . :

, .

PREDGOVOR

ovaj urlZbenikproizasaoje iz potrebe za djelom koje posebno obraduje tematiku o-brodskimgeneratorimapare. je, prije svega,da studentimaomogudiproudavanjetog vaZnog -zadatak mu podrudja brodostrojarstva,pruZajudiim nuZne temiljne spoznajeza ""sp1esn6 rje5avanjebrojnih problema s kojima 6e se susretatiu-prakii. -brodogradnji i pomorstvu - . Djelo moZeposluZitii kao prirudnik strudnjacimau koji se bave problematikombrodskihgeneratorapare. I n" .ul-o nji*u t Korisno ie posluZitii onima koji se bave projektiranjem, da vise doznaju o pogonskim problemima,njihovim uzrocima,mogu6nostima i nadinimarjesavanja,kao-ionima koji rade u proizvodnji i pogonima,da obnoveteorijska znanjanuZnaradi kval! tetne izrade i optimalneeksploatacije. Brodski generatoriparevelika su skupin:rtoplinskihuredaja,s brojnim karakteristikama koje proizlaze iz specifidnihuvjeta prisutnih u Lrodskim reZimima rada, Sto svakakoopravdavaobraianje posebnepaLnjetoj problematici. Praienje obradenoggradiva pretpostavljasolidno prio-znanieiz znanostio toplini, mehanicifluida i dvrsroiimaterijala.Stogaseu razradipolLoininpoglavlja nije ulazilo u detaljnija teorijska izvodenja i dokazivanla,tbli su doitrfuna"u postoje6ojstrudnojliteraturi. SadrZajkoji je obuhva6enu ovomeudzbenikupotpunoje uskladens progra19m gredmetakoji seproudavana Fakultetuza pomorstvoi saobradajSveuiiilsta >vladimir Bakari6< u Rijeci, pod nazivom >Elisploatacijabrodskih generatora pareD( LI.j. GENERATORI PARE >ESD< 11.8. GENERATORI PARE S VERTIKALNIM CIJEVNIM SNOPOMPREGRIJACA PARE

188 L9l I94

11..9. GENERAToRI PARE S MEDUPREcRIIaCBvT

200

11.10.SPECIJALNI GENERATORI PARE 11.10.1.Dvotladnigeneratorpare LI.t0.2. Generator pare tipa >Loffler< 11.10.3.Generatorpare s loZiStempod tlakom (>Veloxnormalnenormalnepregaranje(te propu5tanjecijevi zbog gubitka mehanidkihkvaliteta materiiala.

6.1.PRIRODNA CIRKULACIJA VODE Glavni faktori o kojima ovisi prirodna cirkulacija vode u generatorima pare su radni tlak te dimenzije i oblik isparivadkog dijela. Radni tlak u generatoru pare prvi je faktor ogranidenja primjene prirodne cirkulacije zbog njegovog utjecaja na razliku izmedu gusto6evrele vode bez parnih mjehuri6a (u tzv. silaznim cijevima) te mje5avine vrele vode i mjehuriia pare (u tzv. uzlaznim isparivadkim cijevima). Bududi da se usporedo s porastom tlaka smanjuju razlike izmedu gusto6e vrele vode i suhozasi6enepare, sve dok se kod kritidnog tlaka potpuno ne izjednade, istovremeno se, proporcionalno smanjenju razlike tih gusto6a, smanjuje i sila uzgona koja odrL.avacirkulaciju. Stoga se

97

pri-ro.qnlcirkulacija moZeprimjenjivati samo kod generatorapare niZih i srednjih radnih tlakova, dok se prinudna cirkulacijakoristi kod srednjih i visokih raOnltr tlakova. Uzev5iu obzir i drugi utjecajnifaktor, odnosnohidrostatskuvisinu cirkulacijskog kruga, moZe se postaviti gruba granicatlaka primjene prirodne cirkulacije kod stacionarnih(kopnenih)generatorapare od priblizno 160bara,sto je moguie uz izvedbes vrlo visokim ekraniziranimloZistima.Medutim, kod brodikih generatora pare raspoloLivaje visina konstrukcije znatnomanja, pa se granicailaka s prirodnom cirkulacijomspu5taniZe od 100 bara.

6.1.1.Hidrodinamika prirodnecirkulacije Cirkulacijski krug s prirodnom cirkulacijom dini sistemtzv. silaznih("hladnihBensonSulzer

E

h

i

> o

d >

'o; u-V ; O X

'>- i* a

7

+5; .EO

o * > o trL

F

N

, | i 6 O i

i i o

-,

8 , 5F >^l x N * ; t, .gl. o . :

: h

F P ; * .gd ia 5 > = , N il!J;i

E

o . L x I x

*

6

N V

> 6 F X.o tr

gx q !

O ; A Y

F ' =

d R

tr-\z | " o o E * v !i gm (

ct (a

F

N m

6

(t)

.

H

F

= q

128

d

=

8.1.2.Komore Komore sluZe sabiranju i razvodenju radnog medija. Izraduju se kovanjem ili iz valjanih be5avnih cijevi. Za niZe tlakove (U< izvedba pregrijada pare Legenda : l-cijevi pregrija Ea, 2-cijevi isparivada, 3-udvrSienje cijevi, 4-komorc pregrijada

)l

st. 8.30. Zmijasta izvedba pregrijadapare Legenda:l-cijevna spirala,2-vodnibubanj, 3-komora pregrijada

135

Cijevni snopovi pregrijada pare najde56e su ovje5eni na isparivadke cijevi posebnim izvedbama nosada, koji moraju biti izradeni od materijala otporna na visoke temperature. Povoljnije su one izvedbe kad je isparivadkim cijevima osigurano bolje hladenje dijelova nosada s pomoiu izravnog provodenja topline na vodu odnosno paru (slika 8.31, 8.32, 8.33).

ooQ

oo@

aQaa @@oo QQOq

@@oo QQQQ oeo@ QAQg

@@@@

eaae @@@@ Sl. 8.31. Cijevna ploda pregrijada pare ovjeiena na nose6u isparivadku cijev

Sl. 8.32. Detalj udvr56enja horizontalnog snopa pregrijada pare

136

I I

DEIAU.A.

DETAL,:.8.

NOSAc

Sl. 8.33. Detalji udvr56enjahorizontalnih cijevnih snopovapregdjadapare

Na_izlaznojkomori pregdjadapare mora biti ugradenodgovarajudisigurnosni ventil. on je podesen^tako da.seotvara prije negoli sigurnoiri ueniili .ru"purrro.r, bubnju (otprilike za 0,3 bara), da bi se u takvim shidajevimauvijek osiguralo strujanje pare kroz njegovecijevi i da bi se time zastitileod pregaranja. 137

VODE 8.3.ZAGRIJACI Zagrijati vode ubrajaju se u tzv. naknadne ogrjevne povr5ine generatora pare u kojima se voda prije ulaza u parni bubanj zagriiava, a katkad i djelomice isparava. Voda se grije obidno do temperature koja je 20-50'C niZa od temperature isparavanja. Ako se u zagrijadu vode i djelomidno isparava, tada se onnaziva predisparivad. Zagrijad vode sastoje se od cijevi koje dine njihove ogrjevne povr5ine i sabirnih (razdjelnih) komora koje mogu biti okruglog ili pravokutnog poprednog presjeka. Za nlLe pogonske tlakove (do 30 bara) ogrjevne povr5ine desto dine rebraste lijevane cijevi, da bi se pove6ala efektivna povr5ina prijelaza topline na strani dimnih plinova, gdje je on znatno manji u odnosu na unutarnju (vodnu) stranu. Za vii,e radne tlakove i novije izvedbe zagrijati vode de56ese rade od delidnih cijevnih snopova, na koje se katkad posebno navlade rebra radi pove6anja ogrjevne povrSine (slika 8.34, 8.35, 8.36).

'-j_,",

l*i '!

.r'-

;; -;'{

.q.!f* 1 4fE--' tf-"*.

Sl. 8.34. Pogled na rebrasti zagrijad vode

138

Sl. 8.35. Detalj rebrastog zagrijada vode

=-:_=-

Sl. t.36. Presjek kroz rebrasti zagrijadvode

cijevi su u cijevnomsnopunosenei medusobnoukruiene cijevnim plodama, lamelamaili trakastim obujmicama,kao Stoje vidljivo na slici 8.37. Gornja komora zagrija(a vode mora imati prikljutak za odzradivanjepri punjenju, odnosnopokretanjugeneratorapare, a na donjoj komori treba da bude predvidenprikljudak za ispu5tanjevode radi prainjenja.

;

t Sl. 8.37. Izvedbe udvr56enja cijevnih snopova zagrijada vode

Kod brodskih se generatora pare oko zagrijada vode postavlja obilazni vod (>by-passULjungstromLjungstrom") zagrijadi zraka sastoje se od rotorskog dijela, kojeg dine paketi tankih valovitih limova preko kojih naizmjenidno struje dimni plinovi

t43

izravniivad totine

veza

seklorska ploda {radijalna brWa)

soktorplinova $f

uredaj za rudno podeSavanie seklorskih Dlo6a

sektor zraka

,o\o, plastkucista

€h

Sl. 8.43. Detalji rotacijskog (>Ljungstrrim>mrtvomSkotskk kotao s tri plamenicc lzvor'.6,llll37

U podetku su bili loZeni kvalitetnim vrstamaugljena, a kasnije su izvedbe prilagodenekori5tenjuteku6eggoriva. Najde56iradni tlak bio je od 10 do 13 bara (najvi5edo 20 bara). Temperaturepregrijanja bile su u granicamaod 250 do 300 "C (najvi3edo 350'C). Pregrijadpare bio je obidno smje5tenu skretnoj dimnoj komori ili u izlaznomdijelu dimnih cijevi (>Schmidtov"pregrijad). Kao naknadnaogrjevnapovr5inanajde56e seugradivaocijevni zagrljat,zraka.

11.2.SEKCIJSKI GENERATORI PARE Prvi i glavni proizvodadovakvih konstrukcija generatorapare bila je engleska firma >Babcock& WilcoxYarrow)YarrowIntegralBabcock& Wilcox< gradi vi5e svjetskihproizvodada, pripadaju vjerojatno najde5iekori5tenimizvedbamaza brodsku propulziju. To su vodocijevnigeneratoripare s dva bubnja i strmo ili koso poloZenim isparivadkimcijevima. Imaju ekraniziranoloZi5te,a kao naknadneogrjevnepovrSineugraduju se zagrijad vode i zagriiat zraka. Pregrijadpare smje5tenje izmeduprvog i drugogsnopakonvektivnogisparivada. 186

11.6. >Integral( generator pare ("Babcock & Wilcox) lmor: 6, Ill23

Izvedba >Integral selectableFoster-Wheelerova< brodskog generatora pare tipa >DIJESD I< (>FosterWheelerFoster WheelerSchmidt-Hartmann>L6ffler