Ellenörző számítások Kazánok és Tüzelőberendezések
Tartalom Ellenőrző számítások: • Hőtechnikai számítások, sugárzásos és konvektív hőátadó felületek számításai már ismertek • Áramlástechnikai számítások füstgáz és víz/gőz oldalra - nyomásveszteség - cirkuláció • Szilárdsági számítások • Vízkémiai számítások
Ellenőrzött üzemállapotok • Az ellenőrző számításokat el kell végezni: - a névleges, maximális teljesítményre - a lehetséges minimális teljesítményre • Ha egyéb kritikus üzemállapot is van, arra is el kell végezni, hogy a károsodások, vagleállásigy balesetek elkerülhetők legyenek • Minden üzemállapotot végig kell gondolni a hideg- és meleg-indulástól az üzemszerű- és vész-leállásig
Ellenőrző számítások • Ellenőrző számítások a konstrukció pontos ismeretében végezhetőek • Tervezés során előzetes számítások végezhetőek a szükséges méretek és kialakítás előzetes meghatározására figyelmbe véve: - tüzelési folyamatoz - hőátadást - füstgáz áramlást - víz- és gőzáramlást - nyomásveszteséget - mechanikai feszültségeket - hőfeszültségeket - pernye-, koksz- és koromlerakódásokat • Ha a konstrukció kialakul, el kell végezni az ellenőrző számításokat. • Ha bármelyik ellenőrző-számítás nem megfelelőséget mutat, módosítani kell a konstrukciót és indulhatnak az ellenőrző számítások újra – iterációs eljárás
Áramlástechnikai számítások • Az áramlástechnikai számításokat célszerűen a hőtechnikai számítások után célszerű végezni, mert szükség van azok redeményeire pld. Sebességek, hőmérsékletek, sűrűségek stb. • A hőtechnikai számításokat bizonyos áramlási formák (lamináris-átmeneti-turbulens) figyelembe vételével történnek, ezek létrejöttét ellenőrizni kell • Fő számítások: • Nyomásveszteségek számítása • Cirkulációs számítások
Áramlási ellenállás számítása Az áramlási ellenállás számítása - mind füstgáz, mind hőhordozó közegoldalon - a Bernoulli egyenleten alapuló áramlási ellenállásszámítás felhasználásával történhet. Adott szakasz nyomásvesztesége:
ahol ρ - a közeg sűrűsége [kg/m3] w - a közeg mértékadó sebessége [m/s] l - a szakasz hossza [m] d - a szakasz egyenértékű átmérője [m] λ - ellenállás tényező [-] (Turbulens áramlás esetén a Blasius formulával:
ahol Reynolds szám
Nagyvízterű kazán
Nagyvízterű kazánban az áramlás
Tipikus erőművi vízcsöves kazán fűtőfelület elrendezése
Kazánok víz/gőzoldali áramlási rendszerei
a. b. c. d.
Természetes cirkuláció Serkentett cirkuláció Kényszerátáramlású (Benson tipus) Kényszerátáramlású leválasztóval (Sulzer tipus)
Tipikus erőművi vízcsöves kazán fűtőfelület elrendezése
Természetes cirkuláció Cirkulációs kör
és
gőz/víz sűrűségváltozása
Víz és gőz keverékének sűrűségváltozása
Különböző forrási formák vízszintes csőben
Elgőzölgés folyamata vízszintes csőben
Különböző forrási formák függőleges csőben
Különböző forrási formák
Forráskrízisek
Hőátadási tényező, gőztartalom és hőfluxus kapcsolata
Cirkulációs szám • A cirkulációs szám a cirkulációs kör tömegáramának és a kilépő gőz tömegáramának aránya: K= mcirk/mgőzki • Kényszerátáramlású kazánoknál: 1:1. • Természetes cirkulációs kazánoknál 3:1 - 20:1, tipikus 5:1. • A cirkulációs körből visszatérő közeg gőztartalma reciproka a cirkulációs számnak: K=5, x = 1/5 = 0.2
Nyomásváltozás a cirkulációs körben
pdc = pdrum + ρwater g H - ∆plossdowncomer = = pdrum + ρmixture g H + ∆plossriser (ρwater - ρmixture) g H = ∆plossriser +∆plossdowncomer ∆pforce = ∆presistance
Hajtóerő és ellenállás egyensúlya
Hajtóerő és ellenállás egyensúly változásai
Kétfázisú szeparált áramlás
Gyorsítási nyomásveszteség
Cirkuláció nagyvízterű kazán dobjában
Összefoglaló Ellenőrző számítások: • Hőtechnikai számítások, sugárzásos és konvektív hőátadó felületek számításai már ismertek • Áramlástechnikai számítások füstgáz és víz/gőz oldalra - nyomásveszteség - cirkuláció • Szilárdsági számítások
Köszönöm a figyelmet!
