U D K 621.181
Izbira parnega kotla na prašno kurjavo za bloke 300 MW*
L E O P O L D A N D R É E1. UVOD
V poročilu so dane značilne razlike, ki vplivajo n a izbiro m ed p a rn im i kotli za bloke 300 MW. P ri m e rja n i k o tli im ajo vsi enako visoke podkritične tla k e (187 bar), so v stolpni izvedbi te r s kurišči, ki so izdelana iz m em b ran sk ih cevnih sten. Č eprav k u rja v a izrazito ne v p liv a n a izbiro sistem a kotla, so tu m išljene predvsem k u rja v e na prem ogov p rah.
Za bloke 300 MW te r za n akazane razm ere p ri h a ja jo v poštev v sre d n ji E vropi skoraj izključno p a rn i kotli n a p risiln i p re to k sistem ov BENSON ali SULZER. P odobna težn ja se je u v eljav ila tu d i v n e k a te rih vzhodnoevropskih deželah npr. NDR, SR P oljski. Posebno v e lja to za sistem SULZER.
P ri stolpni izvedbi p a rn ih kotlov (sl. 1) visijo ra zen u p a rja ln ik a vsi d ru g i tlačn i deli ko tla v n a v pičnem konvektivnem k a n a lu (3) n ad kuriščem (1) n a v ešalnih ceveh (2). P rednostno je prerez kon- v ek tiv n eg a k a n a la en ak p re rez u kurišča. P ri tak em k o tlu visijo prosto vsi tlačn i deli ko tla n a nosilcih (4), k i slone n a ustrezno visokih (okrog 100 m) je k len ih steb rih (5) sk eletn e k o n stru k cije te r se ra z
tezajo prosto navzdol. T em p e ratu rn i raztezek
ja šk a k u rišča od m rzlega do obratovalnega sta n ja znaša n ad 400 mm. P red n o st stolpne izvedbe kotlov izh aja iz razm erom a m ajh n eg a po treb n eg a tlorisa, n a d ru g i stra n i pa tu d i iz p rep reč ev an ja erozijskih pojavov n a ceveh ko tla p ri prem ogih z razm erom a trd im pepelom .
* T o p o r o č ilo j e b ilo p o d a n o n a zn a n stv e n o stro k o v n em p o s v e to v a n ju »ENERGETSKO M A ŠIN ST V O 1977« n a F a k u l t e ti za s tr o jn iš tv o (M ašin sk i fa k u lte t) U n iv e r z e v B eo g ra d u ,
k i j e b ilo v d n e h o d 8. do 10. d ec e m b r a 1977.
Z a bloke 300 MW so p o treb n i p a rn i kotli z zm ogljivostm i okrog 1000 t/h. Za gradnjo kurišča in konvektivnega k an ala tako velikih p arn ih kotlov p rih a ja jo dandanes v poštev edino za plin tesne m em branske cevne stene, tj. hladilne cevi v kurišču so m edsebojno zv arjen e z vm esnim i lam elam i (sl. 2). Tako zgrajen i kotli ne potrebujejo nobene obzidave tem več samo ustrezno debelo p last izola cije. To p a pom eni sk ra jša n je m ontaže kotla te r tudi zm anjšanje toplotne k apacitete k a r ugodno vpliva p ri sprem em bah obrem enitve.
2. PRENOS TOPLOTE V KURIŠČIH VELIKIH PA R N IH KOTLOV
P ri p ro je k tira n ju velikih p a rn ih kotlov se po jav ljajo težave p ri prenosu toplote v kurišču. Po zakonih n arašča n ja se nam reč povečuje toplotna moč k u rja v e približno s tre tjo potenco lin earn ih di m enzij; za prehod sevalne toplote razpoložljive po v ršin e sten k urišča pa se večajo le z drugo potenco lin e a rn ih dim enzij. Toplotna obrem enitev sten k u rišča se zato zelo poveča.
K er uporabljam o m em branske cevne stene k u rišča kot u p a rja ln ik p arn eg a kotla, se lahko po ja v lja film sko u p a rja n je zaradi velike toplotne obrem enitve kurišča. To pa pomeni, da n astan e na n o tra n ji površini cevi u p a rja ln ik a p last pare, ki zelo ovira prestop toplote. Zato se razlika m ed tem p eratu ro n o tra n je stran i stene cevi in tem p eratu ro vode u p a rja ln ik a poveča od 6 . . . 12 K na 50 . . . 100 K.
Posledica takšn eg a povišanja tem p eratu re stene cevi u p arja ln ik o v je seveda zm anjšanje trd n o sti m ateria la stene do stopnje, ko bi se lahko pojavila porušitev. Da bi se tem u izognili, je tre b a na vsak način preprečiti pojav film skega u p arja n ja.
T reba je ugotoviti, na kakšen način lahko p re prečim o pojav ozirom a zm anjšam o film sko u p a r ja n je p ri danih okoliščinah, in sicer:
— p ri danem tla k u u p a rja n ja (p bar),
— p ri danem n o tran je m p rem eru cevi (d mm) in — p ri dani toplotni obrem enitvi u p arja ln ik a (q W /m 2).
P reizkusi so pokazali, da je mogoče preprečiti n astan e k film skega u p a rja n ja z ustreznim pove čanjem m asnega p reto k a vode skozi cevi u p a rja l n ik a n ad m asni preto k proizvedene pare, tj. s po večanjem obtočnega števila (sl. 3).
S lika 3
M t > M2 > M3 > M4
(rh kg/s) povečamo specifični m asni p re to k vode
tako, da damo u p a rja ln ik u na voljo m anjši p re točni prerez (Su m 2) :
771
M = — (kg/m 2 s) SU
Toplotna obrem enitev u p a rja ln ik a je d an a iz gospodarskih ozirov p ri neki velikosti kotla z ono velikostjo kurišča, k i že zagotavlja optim alno zgo
re v an je dovedenega goriva.
P ri danem obsegu kurišča, p ri dani geom etriji m em branskih cevnih sten in navpično p o stavljenih ceveh je pretočni prerez cevi u p a rja ln ik a že podan. V tem p rim eru je mogoče povečati specifični m asni preto k vode skozi u p a rja ln ik le z dodatnim obto kom vode.
Ce pa hočemo povečati specifični m asni preto k vode skozi u p a rja ln ik brez dodatnega obtoka vode, je to mogoče le tako, da položimo cevi v m em bransko cevno steno poševno v obliki vijačnega navitja. V tem p rim eru lahko razvrstim o po danem obsegu kurišča zaradi poševne lege le m anjše šte vilo cevi. To pomeni, da smo s tem zm anjšali p re točni prerez vseh cevi u p arja ln ik a . S eveda je v tem p rim eru posam ezna cevna v eja u p a rja ln ik a toliko daljša od višine kurišča, kolikor bolj poševno so vložene cevi v m em branske cevne stene.
Za preprečev an je film skega u p a rja n ja im am o torej na voljo dva načina:
— zm anjšanje pretočnega prereza vseh cevi u p a rja ln ik a (Su m 2) tako, da jih vložimo poševno v m em branske cevne stene v obliki vijačnega n a v itja ali
— povečanje m asnega p re to k a vode skozi u p a r ja ln ik (m kg/s), ki im a navpično postavljene cevi, z dodatnim obtokom vode.
3. PROBLEM ATIKA M EM BRANSKIH CEVNIH STEN
U poraba m em branskih cevnih sten zahteva po sebne u k re p e p ri k o n stru k ciji in izvedbi tako glede te m p e ra tu rn ih k ak o r tu d i trd n o stn ih razm er.
3.1. Temperaturne razmere v membranskih cevnih stenah
Pogoj za uporabo m em b ran sk ih cevnih sten je čim m an jša razlik a te m p e ra tu r cevi, ki naj b i bile zvarjen e skupaj z vm esno lamelo. Zato m ora b iti v te h ceveh tolikšen m asni p re to k h lad iln eg a m e dija, k i zagotavlja zadostno h la je n je m em branskih cevnih sten p ri ogrevanju.
Osnovno izenačenje te m p e ra tu r dobimo tako, da uporabim o m em branske cevne stene ko t u p a r ja l nike. U p a rja n je je zanje zelo zanesljiv te m p e ra tu rn i stabilizator. Dobimo zanesljivo enake te m p e ra tu re vode v ceveh u p arja ln ik a , če je le v n jih enak tlak. T em p e ratu ra na n o tra n ji s tra n i stene cevi m em branske cevne stene pa je norm alno le nekaj v išja (6 . . . 12 K) k ak o r te m p e ra tu ra vode v ceveh, seveda v odvisnosti od toplotne obrem enitve.
P roblem so le te m p e ra tu re vm esnih lam el m em b ra n sk ih cevnih sten. Z ustrezno delitvijo t cevi s prem erom d in debelino lam el s m em b ran sk ih cev n ih sten dosežemo, da naj v išja te m p e ra tu ra v sre dini lam ele ni višja od n ajv išje te m p e ra tu re cevi, tj. na tem enu. Za razn a goriva so ugotovili naj večje v rednosti za razm erje t/d, in sicer:
za m azut t/d = 1,4
za lig n it t/d = 1,6
Z uporabo m em branskih cevnih sten za u p a r jaln ik e te r z upoštevanjem ugotovljenega ra zm erja
t/d smo dosegli, da razlike tem p e ra tu r v m em b ran skih cevnih sten ah niso p revelike.
D a p a absolutno vzeto sploh ne bi dobili p re
viso kih te m p e ra tu r v m em b ran sk ih cevnih stenah, m oram o p re p reč iti film sko u p arja n je.
3.2. Trdnostne razmere v membranskih cevnih stenah glede na lego cevi
V p rašan je je, kako v pliva vzdolžni zv ar m ed cevjo in lam elo p ri izdelavi m em branske cevne ste n e n a trd n o stn e razm ere v n je n i cevi. V ponazori tev in inform acijo, kako zelo se zm anjša trd n o st cevi zaradi vzdolžnega z v a ra cevi in lam ele, n a v a jam o re z u lta te preizkusov z jek len im k aljen im stož častim trn o m s kotom 30° ob v rh u (sl. 4).
S lika 4
p rv e m preizkusu. Do po ru šitv e je prišlo že p ri sili 69 kN. Cev je ra z trg a lo n a enem od štirih zvarov.
M ehanično o b rem enitev cevi p ri te h preizkusih lahko brez v ečjih n a p a k ocenjujem o z natezno obrem enitvijo za rad i n o tra n je g a tla k a v prečni sm eri glede n a os cevi. Po re z u lta tih opisanih p re izkusov ugotavljam o, da je cev z vzdolžnim i zvari n a vm esne lam ele v prečni sm eri skoraj trik ra t
m anj nosilna, k a k o r pa cev brez zvarov (190 : 69 = = 2,75). Ta u gotovitev dopušča celo sklep, da im a mo lahko cevi z vzdolžnim i zv ari za poškodovane cevi. Zato ne sm em o brez pom isleka obrem enje v a ti m em b ra n sk ih cevnih sten v prečni sm eri na os cevi.
T lak v re le vode ozirom a dvofaznega to k a vode in p a re znotraj cevi v m em b ran sk ih cevnih stenah povzroča p rim a rn e n o rm aln e n ap e to sti (oi) v osten- kih cevi v p rečni sm eri, seveda brez ozira n a lego cevi.
M em branske cevne stene nosijo p ri stolpni iz v edbi k o tla tu d i celotno težo spodaj ležečega dela k o tla z vodo in pepelom vred. T a obrem enitev pa im a za m em b ran sk e cevne stene različne posledice glede n a to ali so v n jih cevi poševne ali p a n av pične. V obeh p rim e rih so za togost m em branske cevne stene seveda p o treb n e vodoravne bandaže.
P ri razm erom a m ajh n em naklonskem kotu (okrog 15°) lahko brez v ečjih n ap a k vzamemo, da ležijo cevi vodoravno. T ak a m em b ran sk a cevna sten a je o b rem en jen a z lastno težo to rej v prečni sm eri glede n a os cevi tj. v navpični sm eri. Te ob rem en itv e p a povzročajo v ceveh dodatne upo- gibne n ap e to sti (on), ki po velikosti lahko znatno p resegajo p rim a rn e n ap e to sti za rad i tla k a znotraj cevi. P ri poševno vloženih ceveh m em branske cev n e sten e delujejo p rim a rn e n ap eto sti zarad i tla k a zn o traj cevi v p rečn i sm eri to rej praktično v n a v pični rav n in i. V tej ra v n in i p a delujejo tu d i upo- gibne n ap e to sti zarad i o brem enitve z lastno težo
S lika 5
fTTTlTTTTTl
S lika 6
m em branske cevne stene ko tla z vodo in pepelom vred. Obe v rsti n apetosti — p rim a rn a in upogibna d elu jeta torej v isti ra v n in i prečno na os, v k ateri je cev najm an j nosilna. V vzdolžni sm eri, v k ateri so cevi najbolj nosilne, pa so cevi praktično brez večjih obrem enitev (sl. 5).
G lede na navedeno ugotavljam o, da so m em b ran sk e cevne stene s poševno vloženim i cevmi slabo izkoriščene te r je zato ta k a konstru k cija n a j neugodnejša teh n ičn a rešitev predvsem glede trd nosti, pa tu d i tehnološko. Take k onstrukcije p o tre bujejo zato m ehanične podporne konstrukcije v navpični sm eri.
P ri navpično p o stavljenih ceveh v m em branski cevni steni delujejo p rim arn e napetosti zaradi tla k a znotraj cevi v prečni sm eri; torej v vodoravni ra v nini. N orm alne napetosti zaradi obrem enitve z last no težo m em branske cevne stene kotla skupno z vodo in pepelom v re d p a delujejo v sm eri vzdolž cevi, torej v navpični ra v n in i (sl. 6). D odatne n a petosti delujejo tako v sm eri, v k ateri so cevi n a j bolj nosilne. Te dodatne napetosti naraščajo z dol žino cevi. Šele p ri približno 400 m visokih ceveh dosežejo n apetosti zaradi dodatn ih obrem enitev ve likost n apetosti zarad i n o tran je g a tlak a. Iz tega je razvidno, da so okrog 100 m visoke cevi zelo nosilne te r ne potreb u jejo nobenih m ehaničnih podpornih k o nstrukcij v navpični sm eri. D rugače povedano: m em branske cevne stene z navpičnim i cevmi so
sam onosne ko nstrukcije, seveda samo v navpični sm eri.
Po navedenem lahko ugotovimo, da so m em
b ran sk e cevne stene z navpičnim i cevmi najboljša
tehnična rešitev tako glede trd n o sti k ak o r tudi teh nološko.
4. PRIM ERJA N I IZVEDBI PARNIH KOTLOV NA PRISILN I PRETOK
Za predvidene okoliščine p ri uporabi p rih a ja ta v poštev dve izvedbi p arn ih kotlov na p risilni p re tok, in sicer:
A — p ra v i prisiln i pretok, ki ga u p o ra b lja ta si stem a p a rn ih kotlov BENSON in SULZER te r
B -—■ prisiln i preto k z dodatnim obtokom, ki ga u p o rab lja le p arn i kotel sistem a SULZER.
V p rim eru A so vložene cevi v m em bransko cevno steno v področju kurišča poševno v obliki ne
kakega vijačnega navitja. V področju konvektiv-
vode, p a so cevi m em branske cevne stene postav
ljene navpično, da bi bila olajšana izvedba preho
dov cevnih p riključkov skozi m em branske cevne stene.
V p rim eru B, tj. p ri prisilnem p re to k u z do datnim obtokom, so postavljene cevi m em branske
cevne stene v področju kurišča navpično. V pod
ročju konvektivnega k an a la m ed obem a izvedbam a prisilnega p reto k a ni razlike. V p rim eru B so cevi
m em branske cevne stene postavljene pokonci
tako v področju kurišča, kakor tu d i v področju konvektivnega kanala.
Izvedba p arn ih kotlov na p ra v i prisiln i pretok, tj. z vijačnim navitjem , ki jo u p o ra b lja ta oba si
stem a p arn ih kotlov BENSON in SULZER, je sploš
no uporabljiva za vse v poštev p rihajajoče moči blokov in tlak e pare.
N asprotno p a im ajo p arn i kotli na prisilni p re tok z dodatnim obtokom prednostno področje upo rab e tako glede moči blokov kak o r tu d i tla k a p are (sl. 7). To izvedbo u p o rab lja predvsem sistem p a r nega kotla SULZER.
tlak
S lika 7
P ri obeh p rim erja n ih izvedbah A in B je samo ob sebi umevno, da je m em branska cevna stena k u rišča up o rab ljen a kot u p arja ln ik . P ri izvedbi A je mogoče u p o ra b lja ti m em bransko cevno steno kon vektivnega k an ala tu d i ko t u p a rja ln ik (pri sistem ih kotlov BENSON in SULZER) ali pa kot p rv i pre- g revalnik (pri sistem u kotla BENSON). P ri izvedbi B je norm alno, da se u p o ra b lja m em branska cevna stena konvektivnega k an ala kot u p a rja ln ik (pri si stem u kotla SULZER).
P rim erjali bomo p a rn a kotla n a prisilni pretok: — po izvedbi A, p ri k a te ri so tu d i m em branske cevne stene konvektivnega k an ala uporabljene kot u p a rja ln ik in
— po izvedbi B.
P rim erjali bomo torej dve izvedbi (A in B) p a r nih kotlov na prisilni p re to k in opazovali kakšne posledice im a le razlik a v izvedbi m em branske cev ne stene kurišča, tj. u p arja ln ik a , na gradnjo in obratovanje. U porabljenih izvedb pregrevalnikov p are in grelnikov vode ne bomo prim erjali, k e r so izvedbe lahko podobne in nim ajo znatnega vpliva na predvideno prim erjavo, ki se tiče predvsem iz vedbe uparjalnikov.
Obe izvedbi p rim erja n ih p arn ih kotlov, k ra tk o opisani, sta:
Parni kotel po izved b i A s p ra vim p risiln im p re tokom (sl. 8).
Od g re ln ik a vode p rite k a voda v razd eliln e k o m ore u p a rja ln ik a n a dnu kurišča. Od tu so spe ljan e cevi m em branske cevne stene v obliki v ija č nega n a v itja do v rh a kurišča. N ato so p rik lju čen e m em branske cevne stene k onvektivnega k a n a la z navpičnim i cevmi. V rh k o tla so zbiraln e komore, od koder vodimo vodo in paro v izločevalnik vode, v k aterem sk rb i n a p a ja lk a za stalno gladino. Iz izločevalnika odteka zgoraj v lažna p a ra n a p re g re vanje, spodaj p a voda npr. obtočna voda p ri n a j m anjši obrem enitvi kotla.
Parni kotel po izved b i B s p risilnim preto ko m in dodatnim obtokom (sl. 9).
N ap ajaln a voda p rite k a od g re ln ik a vode k m e šalnem u T kosu. Tu se m eša z vrelo vodo, ki p ri te k a iz izločevalnika vode in n ato doteka k obtočni črpalki. P ri zm an jšev an ju obrem enitve ko tla se le m alenkostno zm anjšuje količina vode obtočne č r palke. E na obtočna črp alk a ob ratu je, d ru g a pa je v rezervi. O btočna črp alk a potiska vodo v razd e lilne kom ore u p a rja ln ik a ob dnu lija k a kurišča. U strezna razdelitev vode n a cevi u p a rja ln ik a je zagotovljena z dušilnim i zaslonkam i za posam ezne skupine cevi. N avpične cevi m em branske cevne stene k u rišča so n ato p rik lju čen e n a m em branske cevne stene k onvektivnega k a n a la p ra v ta k o z n a v pičnim i cevmi to d a z večjo delitvijo, k a k o r v pod ročju kurišča. V rh k o tla so zb iraln e kom ore, od koder vodim o vodo in paro v izločevalnik vode, v k aterem sk rb i n a p a ja lk a za stalno gladino. Iz izločevalnika odteka zgoraj v lažna p a ra na p re g re vanje, spodaj p a obtočna voda k m ešalnem u T kosu, s čim er je obtočni krog sklenjen.
5. ANALIZA OBEH IZVEDB PA RNIH KOTLOV NA PR ISILN I PRETOK
5.1. Temperaturno raztezanje in mehanične podporne konstrukcije
Parni ko tel po izved b i A
V obliki vijačn eg a n a v it j a vložene cevi m em b ra n sk e cevne stene k u rišča se tem p eratu rn o ne raztezajo v n av p ičn i sm eri, tem več dobimo p ri ra z teza n ju to rzijsk e deform acije. Posledice teg a so do d atn e o b rem en itv e vodil, ki vodijo le v navpični sm eri, k a r seveda o vira raztezanje. Z arad i za tik a n ja vodil p o te k a ta p ri tak em k o tlu raztezan je in
k rč e n je sunkovito.
N a osnovi v poglavju 3.2 opisanih sklepov la h ko ugotovim o, da p o tre b u je ta izvedba ko tla m e han ičn e podporne k o n stru k cije za m em branske cev ne stene v p o dročju kurišča.
P arni ko tel po izved b i B
N avpično postav ljen e cevi m em branske cevne sten e k u rišča in konvek tiv n eg a k a n a la se ra z te zajo n atan č n o v n avpični sm eri te r ne povzročajo z n a tn e jših o b rem enitev vodil. Zato je potrebno le m an jše število te h vodil.
Po sklepih v p o glavju 3.2 lahko ugotovimo, da so m em b ran sk e cevne stene p arn eg a ko tla po iz v edbi B sam onosna k o n stru k cija te r zato niso po tre b n e nobene podporne konstrukcije.
K o n k re tn i p o d atk i ponudbe o količini v g ra je nega m a te ria la za jek len i sk elet in druge jeklene
k o n stru k cije, podeste ipd. so:
za izvedbo A 2612 t
za izvedbo B 2212 t
ra z lik a 4001
N ajv ečji del p rik a z a n e razlik e prispevajo po tre b n e podporne k o n stru k cije p ri p arn em kotlu po izvedbi A.
5.2. Pretočni odpori v ceveh uparjalnikov
P arni kotel po izved b i A
P ri danem obsegu k u rišča je mogoče n am estiti le m an jše število poševnih cevi z v ijačnim n a v it- jem . P ra v tak o so v tem p rim e ru posam ezne cevi
u p a rja ln ik a precej daljše od višine kurišča. Posle dica tega je razm erom a velik pretočni odpor u p a r ja ln ik a po tej izvedbi.
Parni ko tel po izvedbi B
P ri danem obsegu kurišča je mogoče nam estiti n ajvečje število cevi, če so te postavljene navpično. V tem p rim eru je dolžina posam ezne cevi u p a rja l nik a enaka višini kurišča.
K o n k retn i p odatki po ponudbah za izvedbo so zbrani v tab eli 1.
R azlika skupne moči m otorjev za vse črpalke znaša 4,8 MW in je v dobro parn em u kotlu po iz vedbi B. P ri tem je tre b a še pripom niti, da so raz položljive obtočne črpalke absolutno zanesljive v obratovanju.
5.3. Poševna lega ognja
O poševni legi ognja govorim o tedaj, če delujoči gorilniki niso razdeljeni enakom erno po obodu ku rišča. Z aradi tega dobimo na določenih delih k u rišča večje toplotne obrem enitve in seveda tudi višje te m p e ra tu re plinov.
Parni ko tel po izvedbi A
Z arad i vijačnega n a v itja dobiva vsaka cev u p a r ja ln ik a skupaj natančno enako toploto k lju b po ševni legi ognja. Dobimo torej potrebno izenače v an je tem p eratu r.
Parni ko tel po izvedbi B
V onih ceveh u p arja ln ik a , ki so toplotno bolj obrem enjene, dobimo večji odstotek pare. Tem pe ra tu r a stene cevi pa ostaja n a vsaki višini p ra k tično konstantna, k e r je tam k o nstanten tu d i tla k u p a rja n ja . M anjši pretočni odpori navpičnih cevi u p a rja ln ik a povzročajo, da dobe bolj ogrevane cevi zarad i vzgona več vode, m anj ogrevane p a m anj.
5.4. Vešalne cevi za konvektivne ogrevalne površine
P ri obeh izvedbah p rim erja n ih p a rn ih kotlov tvo rijo m em branske cevne stene konvektivnega k a n a la u p arja ln ik . G lede n a to, kako so uporabljene
T a b e la 1. K o n k r e t n i p o d a tk i p o p o n u d b a h z a iz v e d b o
Izv e d b a A B
S k u p n o štev ilo cevi u p a r ja ln ik a — 300 1200
D im e n z ija cevi m m 0 31,8 X 4,5 0 30 X 5
S k u p n i p re re z v se h cevi m 2 0,122 0,377
T la čn i p ad e c od tla k a n a p a ja n ja do tla k a sveže p a re b a r 50 30
T la k n a p a ja n ja b a r 237 217
T la k o btočne č rp a lk e b a r — 6
T la k n a p a ja ln e črp a lk e b a r 237 211
Moč m o to rje v za n a p a ja lk e MW 3 X 7 3 X 5
vešalne cevi — ali kot u p a rja ln ik ali ko t p rv i p re - grevalnik, im am o tu d i različne vplive n a p rik lju čn e cevi konvektivnih ogrevalnih površin kotla, k a te re preh ajajo skozi m em branske cevne stene konvek- tivnega kanala.
Parni kotel po izved b i A
V tem p rim eru so vešalne cevi vk lju čen e ko t p rv i pregrevalnik. Zato se pojavljajo različna o grevanja in različna raztezan ja m ed m em branskim i cevnim i stenam i konvektivnega k an a la in vešalnim i cevmi p ri različnih o b ratovalnih okoliščinah. Posledica tega so dodatne upogibne napetosti v p rik lju čn ih ceveh, ki spajajo kom ore tj. kolek to rje k p rip a d a jočim konvektivnim ogrevalnim površinam in p re h ajajo skozi m em branske cevne stene ko n v ek tiv nega kanala.
Parni kotel po izvedbi B
P ri tej izvedbi so vešalne cevi del u p a rja ln ik a kotla te r so izvlečene iz čelne in iz zadnje stene konvektivnega kanala. Zato im ajo vešalne cevi in m em branske cevne stene konvektivnega k an a la n a tančno enako tem p eratu ro in enako raztezanje. To rej se ne pojavljajo nobeni diferenčni raztezki m ed vešalnim i cevmi in m em branskim i cevnim i stenam i konvektivnega kanala. P ra v zato se ne pojavljajo
nobene dodatne upogibne napetosti v p rik lju čn ih ceveh elem entov ko tla ob p rehodih skozi m em b ra n ske cevne stene konvektivnega kanala.
5.5. Izdelava membranskih cevnih sten primerjanih izvedb kotlov
Oglejmo si razlike p ri izdelavi in m ontaži m em b ra n sk ih cevnih sten obeh izvedb kotlov.
Parni kotel po izved b i A
P ri tej izvedbi so vložene cevi u p a rja ln ik a v m em branske cevne stene k urišča v obliki v ijač nega n av itja. Ta izvedba p a povzroča vrsto težav tako p ri izdelavi ta k ih m em branskih cevnih sten, kakor tu d i p ri m ontaži.
Za inform acijo navajam o samo glavne težave: — vnap rej izdelani deli m em branskih cevnih sten im ajo zapletene oblike;
— dele m em branskih cevnih sten, ki tvorijo vo gale kurišču, je tre b a k riv iti za kot 90°';
— prehod z vijačnega n a v itja v rh k u rišča v m em branskih cevnih sten ah konvektivnega k an ala z navpičnim i cevm i je zapleten;
— izogibanje cevi u p a rja ln ik a ob velikih n av pičnih o d p rtin ah za gorilnike je težko izvedljivo, itd.
N avedene težave p ri izdelavi in m ontaži m em b ra n sk ih cevnih sten zelo povečujejo tv eg an je p ri m orebitnem prevzem u izdelave p a rn ih kotlov po izvedbi A od stra n i dom ačih proizvajalcev.
Parni ko tel po izved b i B
P ri tej izvedbi so cevi m em b ran sk ih cevnih sten p ostavljene navpično tako v k u rišču k a k o r tu d i v k onvektivnem kanalu. M em branske cevne sten e z navpičnim i cevm i so tehnološko že dodobra do gnane in p reizkušene te r uspešno u p o ra b lje n e že vrsto le t v ZDA posebno p ri n ajv eč jih p a rn ih k o tlih n a n a ra v n i obtok. Težave p ri g ra d n ji in m ontaži so zm anjšane n a najm an jšo m ero. N avajam o b istv en e elem ente ocene:
— v n ap rej izdelani deli m em b ra n sk ih cevnih sten im ajo p rav o k o tn e oblike s širin am i in dolži nam i, ki jih dopušča vagonski prevoz;
— n a vogalih k urišč n i tre b a k riv iti m e m b ra n skih cevnih sten (le zv arjan je);
— p rehod iz n av p ičn ih cevi m em b ra n sk ih cev n ih sten k u rišča (n ajm an jša delitev) v n av p ičn e ce vi m em b ran sk ih cevnih sten ko n v ek tiv n eg a k a n a la (npr.: dvojna delitev) je p reprosto izvedljiva;
— izvedba v elik ih n av p ičn ih o d p rtin v m em b ra n sk ih cevnih sten ah k u rišča za g orilnike n a p re m ogov p ra h je p rep ro sto izvedljiva.
N avedene u g otovitve zelo zm an jšu jejo tv e g a n je p ri p revzem u izdelave tlačn eg a dela p a rn ih kotlov po izvedbi B v dom ačih to v a rn a h p a rn ih kotlov.
Z analizo p rim e rja v e obeh izvedb p a rn ih kotlov n a p risiln i p re to k z različnih vidikov smo prid o b ili pom em bne arg u m e n te za p rav iln o izbiro.
6. SK LEPI IN N JIH O V A UPORABA P R I G R A D N JI TE ŠO ŠTA N J IV
A naliza obeh izvedb p rim e rja n ih p a rn ih kotlov na p risiln i p re to k je pokazala določene p re d n o sti izvedbe B, in sicer:
— m em b ran sk e cevne stene k u rišča so sam o nosna kon stru k cija, ki ne p o tre b u je noben ih pod p o rn ih k o n stru k cij;
— cevi m em b ran sk ih cevnih sten vsega ko tla se raztezajo n atan čn o v n av p ičn i sm eri;
— p retočni odpori v ceveh u p a rja ln ik a so ra z m erom a m a jh n i te r so p o treb n e za ra d i te g a m an jše skupne moči m o to rjev za črp alk e k lju b tem u, da im am o dodatno dve obtočni črpalki;
— v ešalne cevi se raztezajo n atan č n o enako k a k o r m em b ran sk e cevne stene k o n v ek tiv n eg a k a n a la te r zato nim am o n o benih u p ogibnih o b rem enitev p rik lju č n ih cevi;
—* g ra d n ja in m ontaža m em b ra n sk ih cevnih sten z n avpičnim i cevm i je zelo preprosta.
S lika 10
U deležba dom ače in d u strije p ri g ad n ji in m on ta ž i p a rn e g a k o tla za TE Š oštanj IV je zelo velika. Posebej naj omenimo
— sk elet in jeklene
k o n stru k cije: M etalna, M aribor;
— m lin i in k u rja v a na
prem ogov p ra h : MINEL, B eograd;
— n ad 90 % tlačn eg a dela
kotla: Đ uro Đaković,
S lavonski B rod in TPK, Zagreb;
— m ontaža kotla: B rača K avurič,
Zagreb.
Tolikšne udeležbe domače in d u strije p ri g ra d n ji p a rn ih kotlov za term o e le k trarn e še ni bilo v naši državi.
L ITER A TU R A
[1] L. A ndrée, M. Š k erlj, F. K osel: T rd n o stn a a n a liz a poškodb n a m e m b ra n sk ih cevnih ste n a h visoko tla č n e g a p a rn e g a kotla, S tro jn išk i v estnik, 1976/3—4.
[2] V. L inzer, P. F rö h lich , K. S chm idt: EVT B erich t 11/72.
[3] T. B uck, U. S ch ü lle r: EV T B e rich t 18/73.
