Kaltstart cz 14-5

Odborná informace
Kotlové systémy
Start válcových kotlù ze studeného stavu
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Franz
soudní znalec v oboru výroby páry a zpùsobu zpracování energie
Prùmyslové a obchodní komory Norimberk
1.
Úvod
Studené starty pøedstavují pro válcové
kotle mnohem vìtší mechanické
zatíení, ne které jim zpùsobuje
pravidelný provoz. Studenému startu se
pøi prvním uvedení kotle do provozu
nelze vyhnout. Procesy podobné tìm,
které probíhají pøi studeném startu, se
ovšem mohou objevit i po prvním
uvedení do provozu, napøíklad po
delších odstávkách nebo u zaøízení s
nìkolika kotli se sekvenèním øízením bez
stabilizátoru teploty a tlaku. Vyznaèují se
tím, e voda v kotli nevøe. Tak napøíklad
teplota vody pøi prvním zprovoznìní
kotle èiní asi 20 °C a je tedy o 80 K
studenìjší ne pøi absolutním tlaku vaøící
vody 1 bar.
Dùvodem vyššího mechanického
zatíení pøi studených startech je v
porovnání s pravidelným provozem
podstatnì vyšší teplotní rozdíl mezi
plamencem a pláštìm kotle. Z tohoto
dùvodu se protahuje plamenec relativnì
v porovnání s pláštìm kotle více ne je
tomu v pravidelném reimu. To má za
následek mezi plamencem a pláštìm
kotle resp. plamencem a studenìjšími
kouøovody výraznì vyšší mechanickou
zátì odpovídajících spojovacích a
kotvících prvkù jako napø. spojení
plamenec/dno, kotevní trubky, spojení
plamenec/vratná komora, rohové kotvy
atd.
V následujícím textu budou nejprve
prezentovány výpoèty pro teplotní
rozdíl plamence a pláštì kotle a následnì
souhrnnì vyhodnoceny.
2.
Výpoèet teplotního rozdílu
mezi plamencem pláštìm kotle
pøi studeném startu
Na základì jednoduchého poèetního
modelu byla vypoèítána statická
hodnota teploty plamence. Pøitom byly
pøijaty následující, praxi blízké
pøedpoklady:
! Proces zahøívání probíhá nejprve s
otevøeným ventilem pro odbìr páry
pøi absolutním tlaku ve výši 1 bar.
Teplota vody v kotli vykazuje na
zaèátku procesu 20 °C a roste lineárnì
spolu s dobou ohøevu a do okamiku
dosaení varu (fáze 1).
! Pak probíhá proces ohøevu s
uzavøeným ventilem pro odbìr páry.
Jako základ byl pouit nárùst tlaku
rychlostí 1 bar/min, co odpovídá
obvyklému nárùstu tlaku ve válcovém
vodním kotli pøi plné zátìi hoøáku a
uzavøeném ventilu pro odbìr páry
(fáze 2).
Výpoèty byly provedeny pro rùzné
zátìe hoøáku bìhem první fáze, v druhé
fázi byla pouita vdy 100% zátì
hoøáku.
Pláš válcového kotle dosahuje teploty
pøiblinì stejné jako teplota vody v kotli.
Vykazuje proto výraznì menší
prodlouení, které je podmínìno
teplotou, ne plamenec silnì ohøívaný
plamenem hoøáku. Teplotní rozdíl mezi
statickou teplotou plamence a teplotou
pláštì kotle je tak mìøítkem pro
rozdílnou zmìnu délky plamence a
pláštì kotle. Spojovací prvky se musí
pøizpùsobit rozdílné zmìnì délky, v
odborném slangu oznaèované také jako
„posun plamence“.
Na základì vysokého zatíení hoøáku
uplyne jen asi 500 s, ne dosáhne voda v
kotli bodu varu. Pozoruhodný je prùbìh
teplotního rozdílu. Svého maxima
dosahuje pøi 115 K . To je 2,5 násobek
hodnoty, která je dosahována pøi
pravidelném provozním reimu (46 K).
Jinými slovy: posun plamence je bìhem
studeného startu se 100% zatíením
hoøáku ve fázi 1 a 2,5-krát vìtší ne v
pravidelném provozním reimu. Z toho
musí vyplývat výrazné zvýšení
mechanického zatíení v porovnání s
pravidelným provozním reimem
válcového kotle. Jediné moné ovlivnìní
z hlediska provozovatele kotle je sníení
zatíení hoøáku ve fázi 1.
3.
Shrnutí
Studené starty zpùsobují výraznì vyšší
mechanické zatíení ne pravidelný
provoz. Mìly by být provádìny s co
nejmenším zatíením hoøáku a do
okamiku dosaení varu. Je nutné ovšem
podotknout, e i pøi zatíení hoøáku na
pouhých 25 % èiní maximální tah
plamence ještì témìø dvojnásobek
Teplota plamence
Teplota pláštì
Tlak [bar]
Teplota [°C]
Tlak
Teplotní rozdíl
Èas [s]
Obrázek 1 prezentuje výsledek výpoètu se 100% zatíením hoøáku ve fázi 1.
Nad èasem jsou zobrazeny: teplota pláštì kotle, statické hodnoty teploty plamence, jejich rozdíl, absolutní tlak kotle.
Teplota plamence
Teplota pláštì
Tlak [bar]
Teplota [°C]
Tlak
Teplotní rozdíl
Èas [s]
Na obrázku 2 jsou zobrazeny pomìry pøi 25% zatíení hoøáku ve fázi 1. Na základì sníení intenzity ohøevu se dostane voda v kotli do fáze varu a po
uplynutí 2000 s. Maximální hodnota teplotního rozdílu mezi vodou v kotli a plamencem èiní 90 K, co je stále ještì 1,96 násobek hodnoty pøi
pravidelném provozu kotle.
stacionární hodnoty. Z tohoto dùvodu
by mìly být po provedení prvního
nevyhnutelného studeného startu na
minimum omezeny procesy, které jsou
tìmto studeným startùm podobné.
V zájmu bezporuchového provozu
doporuèujeme u zaøízení, která jsou
provozována jen bìhem pøechodného
období a s delšími fázemi odstavení z
provozu (napøíklad klidová fáze o
víkendech nebo nadbyteènì provedená
zaøízení se sekvenèním øízením), aby
byla vybavena stabilizátorem tlaku a
teploty podle stavu techniky.
š Nìmecko
Loos Deutschland GmbH
Nürnberger Straße 73
91710 Gunzenhausen
NÌMECKO
Tel. +49 9831 56253
Fax +49 9831 5692253
eMail: [email protected]
Internet: www.loos.de
š Francie
Loos France SAS
Zone d’activités
12, rue de Guebwiller
BP74 Wattwiller
68702 Cernay Cedex
FRANCIE
Tel. +33 3 89758484
Fax +33 3 89758480
eMail: [email protected]
Internet: www.loos-france.fr
š Èeská republika
KOTLE LOOS spol. s r.o
Bezová 1 èp. 1658
147 14 Praha 4
ÈESKÁ REPUBLIKA
Tel. +420 244112111
Fax +420 244112150
eMail: [email protected]
Internet: www.loos.cz
š Itálie
Loos Italia Srl
Via Badia, 74
25060 Cellatica BS
Italien
Tel. + 39 030 322191
Fax +39 030 3732693
eMail: [email protected]
Internet: www.loositalia.it
LOOS INTERNATIONAL
Internet: www.loos.de
Výrobou tohoto prospektu jsou spotøebovány vzácné suroviny.
Myslete, prosím, na monost opakovaného pouití a pøedejte prospekt dalším zájemcùm..
Kotlové systémy
Zmìny vyhrazeny
š Èína
Loos China Ltd.
Tower A, 22A Floor,
Room 22A02
OCEAN EXPRESS
No. 66 Xiaguan Rd.
Chaoyang District
Beijing 100027
VR CHINA
ÈÍNSKÁ LIDOVÁ
REPUBLIKA
Tel. +86 10 64656979
Fax +86 10 64656975
eMail: [email protected]
Internet: www.looschina.cn
š Jihovýchodní Asie
Loos Deutschland GmbH
Zastoupení pro jihovýchodní Asii
1 Scotts Road, Unit 18-12/13
Shaw Centre
š Ruská federace
228208 Singapur
Loos Deutschland GmbH
SINGAPUR
Zastoupení pro Rusko
Tel. +65 67320113
Proezd Serebryakova 6
Fax +65 67320397
129343 Moskau
eMail: [email protected]
RUSKÁ FEDERACE
Internet: www.loos.sg
Tel. +7 495 7821254
Fax +7 495 7821174
š Polsko
eMail: [email protected]
Loos Centrum Sp.z o.o
Internet: www.loosrussia.ru
ul. Marii Kazimiery 35
01-641 Warschau
š Skandinávie
POLSKO
Loos Scandinavia A/S
Tel. +48 22 5619090
Stenløse Center 18 D, 1.
Fax +48 22 5619099
3660 Stenløse
eMail: [email protected]
DÁNSKO
Internet: www.loos.pl
Tel. +45 47107100
Fax +45 47108011
š Rakousko
eMail: [email protected]
Loos Austria GmbH
Internet: www.loos.dk
Haldenweg 7
5500 Bischofshofen
š Slovenská republika
RAKOUSKO
KOTLE-LOOS SLOVAKIA, s.r.o.
Tel. +43 6462 2527310
Einsteinova 1
Fax +43 6462 252766310
851 01 Bratislava
eMail: [email protected]
SLOVENSKÁ REPUBLIKA
Internet: www.loos.at
Tel. +421 2 67200040
Fax +421 2 62524694
š Øecko
eMail: [email protected]
Loos Hellas EPE
Internet: www.loos.sk
Idipodos 16
16675 Athen, Glyfada
ØECKO
Tel. +30 2103616090
Fax +30 2103618353
Další zastoupení témìø ve všech
eMail: [email protected]
zemích svìta.
Internet: www.loos.gr
Znázornìné ilustrace jsou vzorové a nejsou závazné.
... a budoucnost má kvalitu