Detail předmětu

Spalovací zařízení a výměníky tepla

FSI-LSZAk. rok: 1999/2000

Předmět seznámí s konstrukcí a provozními vlastnostmi užitých kotlů a výměníků tepla v energetice. Budou předneseny vlastnosti paliv pro spalování, statika a dynamika spalování, tepelné bilance kotlů a výměníků. Kotle na tuhá, kapalná a plynná paliva a jejich komponenty, kotle na odpadní paliva, plamencové, žárotrubnaté a vodotrubnaté kotle nízkotlaké, středotlaké a vysokotlaké parní kotle, horkovodní a teplovodní kotle, výměníky tepla rekuperační, regenerační, směšovací, návrhy výpočtů kotlů a výměníků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Ladislav Ochrana, CSc.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Student bude schopen aplikovat teoretické poznatky zejména z
termomechaniky, hydromechaniky a přenosu tepla a hmoty při aplikaci na
spalovací zařízení a výměníky tepla. Přednášky budou doplněny cvičeními s
možností řešení konkrétních technických problémů.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky: prezentace ve cvičení, úspěšné absolvování testu 10 bodů ze 30 možných a zpracování individuálního zadání návrhu kotle a výměníků tepla. Zkouška: písemná a ústní. K písemné zkoušce obdrží posluchač dvě otázky a k ústní zkoušce jednu otázku.

Učební cíle

Cílem je seznámit posluchače se současným stavem a teoretickými návrhy
kotlů a výměníků tepla a s moderními směry vývoje těchto zařízení. Po
absolvování tohoto předmětu musí být posluchač schopen základního
tepelného, aerodynamického a pevnostního výpočtu, nutného k návrhu kotle
a výměníku tepla.

Základní literatura

Černý V., Janeba B., Teyssler J.: Parní kotle - technický průvodce č. 32, SNTL, Praha, 1983
Effenberger, H.: Dampferzeugung, Springer-Verlag, Berlin, 2000

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 1. ročník, zimní semestr, povinný
    obor , 1. ročník, zimní semestr, povinný
    obor , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

42 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Ochrana, CSc.

Osnova

Přednášky:
1. Paliva tuhá, kapalná, plynná včetně druhotných, vlastnosti s ohledem na stavbu a provoz kotlů. Sirnatost a melitelnost, charakteristické vlastnosti popelovin a spalin.
2. Statika spalování, množství spalovacího vzduchu a spalin, spalování stechiometrické, v oxidační atmosféře a redukční atmosféře. Adiabatická teplota, skutečná teplota a teplota spalin na konci ohniště.
3. Dynamika spalování, kinetika spalovacích reakcí, homogenní a heterogenní spalování, vliv teploty na rychlost chemických reakcí.
4. Tepelná a hmotová bilance v kotli. Tepelná účinnost kotle, ztráty kotle, charakteristiky a základní názvosloví kotlů. Vliv parametrů na koncepci spalovacího zařízení.
5. Celkové rozdělení kotlů z různých hledisek. Druhy kotlů z hlediska spalovacího zařízení, kotle roštové na uhlí, odpady a biomasu.
6. Kotle práškové, granulační a výtavné, fluidní se stacionární atmosférickou fluidní vrstvou. Tlakové fluidní zařízení. Cyklonové kotle.
7. Kotle na spalování kapalných a plynných paliv. Výhody a nevýhody. Hořáky. Odlišnosti od předcházejících typů kotlů. Celkové ekonomické zhodnocení kotlů s různými spalovacími technologiemi.
8. Kotle pro ústřední topení a malé výtopny a teplárny - plamencové a plamencovo žárotrubnaté, balené kotle na plyn a biomasu, konstrukce nízkoemisních hořáků.
9. Kotle vodotrubné středotlaké a vysokotlaké, kotle s přirozenou a nucenou cirkulací, základní rozdíly. Průtoční kotle a vývojové tendence v oblasti nadkritických kotlů.
10. Regenerace tepla odcházejících spalin ze spalovacích pecí a ze spalovacích turbin, specifika kotlů na odpadní teplo.
11. Výměníky tepla, druhy a rozdělení výměníků tepla, tepelný, hydraulický a pevnostní výpočet, optimalizace výměníků.
12. Výměníky tepla v kotlích - ohříváky vody, přehříváky, výparníky, spalinové kondenzační výměníky, trubkové ohříváky vzduchu.
13. Výměníky tepla v jaderné energetice, kondenzátory, deskové a trubkové výměníky v teplárenství.
14. Regenerační a směšovací výměníky, teplotní trubice, odparky, intenzifikace přestupu tepla, provozní vlastnosti výměníků.
15. Moderní směry ve vývoji kotlů - zvyšování parametrů páry, snižování emisních limitů, zvyšování hospodárnosti a spolehlivosti.

Cvičení na počítači

28 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Ladislav Ochrana, CSc.

Osnova

Cvičení:
1. Stechiometrické výpočty pevných paliv
2. Stechiometrické výpočty plynných paliv
3. Určení objemů vzduchu a spalin při kombinovaném spalování paliv
4. Celková tepelná bilance, výkon a příkon a ztráty kotle
5. Konstrukce i-t diagramu spalin
6. Výpočet teploty na konci ohniště - 1. část
8. Rozdělení tepel na výměníky dodatkových ploch kotle, konstrukce závislosti teplota spalin - teplota media
9. Výpočet tepel do jednotlivých ploch kotle
10. Exkurze do teplárny Brno
11. Základní vztahy pro různé výměníky tepla, použití žebrovaných trubek - praktické použití
12. Výpočet rekuperačního výměníku - tepelná efektivnost výměníku, výpočet pomocí NTU - 1. část
13. Dtto - 2. část
14. Exkurze do ABB
15. Test, odevzdání protokolu, zápočet