Отправлено: 22.06.06 19:07. Заголовок: Модернизация КМУ-угольная пыль и пр.

Доброго времени суток!Я тут человек новый, в кораблестроении разбираюсь слабо (сам-энергетик).Видел темы про нефтяное отопление и пришла мысль о пылеугольном отоплении котлов (для крупных кораблей).Преимущества : налажено снабжение углем, повышается экономичность (и значительно), снижается штат котельного персонала , возможно,снижается заметность (серый, а не черный дым) легкая достижимость высоких нагрузок.Недостатки-расход пара для мельниц(для размола 12т/ч угля необходимо около 2т/ч пара) квалифицированый обслуживающий персонал ,затрата мелющих тел (шаров).Мельницы для угля к началу ХХ века существовали, опыты с пылеугольным отоплением паровозов -с 1901 года (т.е какой-то опыт есть).К сожалению у меня нет чертежей котлов (кроме цилиндрического) , и я не могу рассчитать топку под угольную пыль.Также несложно установить воздухоподогреватели-серьезный рост КПД при незначительном усложнении.Подскажите ,где можно найти чертежи/схемы/описания котлов ,м.б. ссылки?
Р.s. я НЕ специалист в корабельных ЭУ,не бейте меня ...сильно.

 Отправлено: 24.10.06 19:43. Заголовок: Re:

К 1890-согласен.Но эта дата принята как НАЧАЛО РАБОТ.Про высоконапорный котел-это не он.Сжигание производится при атмосферном давлении,и турбогазодувки не нужны.А обычные вентиляторы,как с паровым,так и с электрическим приводом в то время проблем уже не представляли.А про слой пыли-его вообще нет.Есть пылегазовый поток,который сгорает в топке,так же как например,мазут.А по поводу столба дыма из труб-дым буроватого цвета,столб-такой же как и при слоевом сжигании.Это точно-видел дым из трубы ТЭЦ с отключеным или плохо работающим электрофильтром.

 Отправлено: 25.10.06 07:44. Заголовок: Re:

Машинист>Про высоконапорный котел-это не он

Что не _буквально_ он - это 100%. Но забросить пыль на 2-3 метра от узла ввода пыли в корпус и "поднять" её, чтобы не слёживалась (у нас всё-таки не коксовое производство) на это требуются затраты энергии. Которые никак не обсчитаны.

Машинист>А про слой пыли-его вообще нет.Есть пылегазовый поток,который сгорает в топке,так же как например,мазут.

Так вот и я об этом же - чтобы слоя пыли не было нужно иметь определённую скорость газа.

Машинист>А обычные вентиляторы,как с паровым,так и с электрическим приводом в то время проблем уже не представляли

Я ж не говорю, что вентиляторов в природе не было. Я о том, что полный КПД в цикле котёл-машина-генератор-электродвигатель-вентилятор не больше 8-10%.

 Отправлено: 25.10.06 17:40. Заголовок: Re:

yuu2 пишет:

цитата:

Что не _буквально_ он - это 100%. Но забросить пыль на 2-3 метра от узла ввода пыли в корпус и "поднять" её, чтобы не слёживалась (у нас всё-таки не коксовое производство) на это требуются затраты энергии. Которые никак не обсчитаны.

-Обсчитаны.Я же про расход энергии на дутье писал,и принимал напор 100-120 мм.вод ст.,а этог вполне достаточно для нормальной работы горелок.
yuu2 пишет:

цитата:

Я ж не говорю, что вентиляторов в природе не было. Я о том, что полный КПД в цикле котёл-машина-генератор-электродвигатель-вентилятор не больше 8-10%.

Не совсем Вас понял.Здесь указан расход энергии на дутье
кочегар пишет:

цитата:

Для дутья(при 200мм вод.ст) 125л.с на ЭБре(1100 кг/ч пара),на крейсере-85 л.с(750 кг/ч пара)

 Отправлено: 26.10.06 07:45. Заголовок: Re:

Машинист пишет:

цитата:

Для дутья(при 200мм вод.ст) 125л.с на ЭБре

Даже исходя из наивысшей (С в СО2) теплоты сгорания для простого выпаривания 183 тонны в час - не меньше 250 моль С в секунду. Для устойчивого горения требуется подача не меньше 500 моль кислорода (О2) в секунду. Т.е. 16 кг/с, т.е. 80 кг/с воздуха.

С учётом всех-всех консервативных допущений потребная _идеальная_ работа сжатия не меньше 180 сил. С учётом того, что по тогдашнему состоянию газодинамики КПД вентилятора не мог никак быть выше 70%, на его валу требуется уже не меньше 260. Если пересчитать на низшую теплоту сгорания и существенно больший избыток воздуха, на унос тепла с горячим дымом и т.п. - получим потребную мощность под 1000 сил на валу.

Если же вы сжигаете ~400 моль/с, то ещё удвойте.

 Отправлено: 26.10.06 19:58. Заголовок: Re:

Считаем.Для сжигания 1 кг угля надо ок.8 м³ воздуха(с учетом избытка).Значит,для ЭБРа необходимо подать 161 416 м³ воздуха в час.Значит,:
N=Q*H_полн/3600*102*КПД _вент
161 416*200/3600*102*0,7=125 кВт.У меня 125 л.с.,но я принимал КПД выше.Пусть мощность вентилятора с запасом-180 кВт.Для ЭУ мощностью 20000л.л.-вполне нормально.А 200 мм вод.ст и не надо-это МАКСИМАЛЬНО ВОЗМОЖНОЕ значение,значит,мощность привода вентиляторов-ок.115л.с. при 120 мм.вод ст.
Что и требовалось доказать.

 Отправлено: 27.10.06 07:34. Заголовок: Re:

Считаем:
1000 гр С / 12 гр/моль = 83,3(3) моль О2 = 416,6(6) моль воздуха = (*22,4)= 9333 литра воздуха = 9,3 м^3. Уже не те 8, что у Вас. Ну да ладно - спишем на 10% шлаков (сучан, видимо, попался).

Но это только стехиометрически необходимый минимум. Реальное горение проходит устойчиво при как минимум двухкратном избытке кислорода.

Но в цело Вы движетесь в правильном направлении :) .

Осталось ввести поправку на избыток воздуха над стехиометрией (расход воздуха*2), на вынос тепла с дымом (расход угля : 0,8-0,9), КПД цепи генератор-двигатель (мощность на валу вентилятора : 0,8).

Уффф (для начала).

 Отправлено: 27.10.06 13:15. Заголовок: Re:

Все это так :-).Но уголь-не чистый углерод.Для антрацита-углерод составляет 75%,для газовых углей-около 50%.Так что мы оба правы-для УГЛЕРОДА надо 9 м³ ,а для УГЛЯ-от 5,35 до 7,5 м³воздуха,это при избытке воздуха равном еденице.yuu2 пишет:

цитата:

Но это только стехиометрически необходимый минимум. Реальное горение проходит устойчиво при как минимум двухкратном избытке кислорода.

Все правильно,кроме двухкратного объема.Так горят только дрова в т.н. фартучной топке.Уголь на решетке с ручной загрузкой горит при А=1.5(полуторный избыток,может быть немного другое значение в зависимости от сорта угля,его свойств,опыта кочегара итд. Но в среднем-1,5).А вот для мазута и пыли-избыток воздуха гораздо меньше соответственно-1,1-1,25.Здесь есть отличное перемешивание газов и высокая температура в топке.
yuu2 пишет:

цитата:

КПД цепи генератор-двигатель (мощность на валу вентилятора : 0,8).

Согласен полностью.Но ведь и при подаче воздуха вентиляторами в КО тоже необходима энергия.
yuu2 пишет:

цитата:

Осталось ввести поправку на избыток воздуха над стехиометрией (расход воздуха*2), на вынос тепла с дымом (расход угля : 0,8-0,9)

Потери тепла в котле с уходящими газами-около 15 %,в зависимости от топлива,состояния котла,квалификации персонала,итд итп.

 Отправлено: 27.10.06 17:03. Заголовок: Re:

Машинист пишет:

цитата:

Все правильно,кроме двухкратного объема.

цитата:

А вот для мазута и пыли-избыток воздуха гораздо меньше соответственно-1,1-1,25.

Посчитайте на досуге, до какой температуры разогреются СО2 + остатки воздуха даже при избытке воздуха 2. Огласите цифру. А потом вспомните, что до 1950х годав тонкостенные стальные трубы считались очень-очень жаропрочными, если длительно "держали" на воздухе 500С.

К 1900му таких труб нет. Есть только толстые (с теплоизоляцией) для тех же паропроводов. Но жаропрочных тонких - нет.

 Отправлено: 27.10.06 18:52. Заголовок: Re:

yuu2 пишет:

цитата:

Посчитайте на досуге, до какой температуры разогреются СО2 + остатки воздуха даже при избытке воздуха 2.

Если Вас интересует температура топки,то вот она:
Топливо температура горения при избытке воздуха
1,0 1,3 1,5 2,0
Антрацит2270 1845 1655 1300
Бурый уголь 1875 1590 1425 1150
Торф 1700 1510 1370 1110
Дрова 1875 1575 1435 1165
Мазут 2125 1740 1580 1265
Газ 2000 1749 1478 1167
Это из "Проектирования котельных установок",Гусев,1952
yuu2 пишет:

цитата:

А потом вспомните, что до 1950х годав тонкостенные стальные трубы считались очень-очень жаропрочными, если длительно "держали" на воздухе 500С. К 1900му таких труб нет. Есть только толстые (с теплоизоляцией) для тех же паропроводов. Но жаропрочных тонких - нет.

Правильно.Но перегрев пара до 480 град нам не нужен.А нужно нагреть воду до температуры насыщения.Для 20 атм это 211,4 град. значит,температура трубок-около 220-230 град.Больше они НИКОГДА не нагреются(если,конечно,будут заполнены водой и будет ее надежная циркуляция).А трубки для таких температур к 1900-м были.Не верите-попробуйте вскипятить воду в бумажной коробке на открытом огне(бумага должна быть плотной,а то размокнет).Коробка не сгорит,а вот вода закипит.Пробовал.Успешно.

 Отправлено: 08.11.06 09:07. Заголовок: Re:

(я вышел из болезни)

Машинист пишет:

цитата:

Топливо температура горения при избытке воздуха 1,0 1,3 1,5 2,0 Антрацит2270 1845 1655 1300

Т.е. при избытке воздуха 1,5 у Вас перепад между газом и трубой будет где-то 1500С. Посчитайте запас до кризиса кипения в _наклонной_ трубе 50-100мм.

Именно из-за необходимости запаса до кризиса до 1920х годов все котлы были с многократной принудительной циркуляцией. С выходом из водогрейной трубы влажного пара (содержанием влаги 5-10% вес.) и последующей его сепарацией. Соответственно, для морских условий (качка, вибрации и пр.) влажность не меньше 10-15%.

Для Вашей установки выбор - увеличивать влажность до 30% или снижать температурный напор газа, увеличивая избыток воздуха. До высоконапорных котлов и котлов с пароперегревом (появились почти синхронно) конструктора предпочитали увеличивать поток воздуха т.к. пар высокой влажности труднее сепарировать.

Влажность 30% - это моя оценка кризиса кипения для (почти)горизонтальных труб 50-100 мм и температурного напора по газу 1500С.

Соответственно, все Ваши расчёты "безэкономайзерных" вариантов никак не соответствуют реалиям 1890-1920гг. - экономайзерный догрев по факту осуществлялся при сепарации пара на выходе их котла и возврате воды в котёл и при работе паровых эжекторов.

 Отправлено: 06.01.07 12:59. Заголовок: Re:

кочегар пишет:

цитата:

Поподробнее.150 тонн- масса паровоза беез тендера (т.е. без угля,запаса воды и конденсатора.Котел - Ламонта(исскуственая циркуляция воды, кроме лучшего теплообмена не дает оседать шламу) давление-125атм, в котле ,110атм перед машиной температура пара 510-530 град.

Сумасосол (с) В начале 20 века высокие параметры пара? :) :) (: (:

В начале 20 в. максимум максиморум 20 ати и 300 Ц.

Хотя ход Ваших мыслей мне нравится.

Anton пишет:

цитата:

Как показала впоследствии практика, при-менение перегретого пара давлением 21 — 27 кг/см2 на лидерах приводило к резкому уси-лению кислородной коррозии котлов и лопа-ток турбин, обострило проблему эксплуатации котлов (особенно пароперегревателей) при длительном бездействии.

Проблема, фактически, сводится к до сей поры существующим траблам с чистотой питающей воды. Дегазацию её проводить негде, и аргоном, например, цистерну не продуешь :(

ольга пишет:

цитата:

Интересно, а как это все взрывается? Угольная пыль с воздухом? Отчего-то мне кажется, что может взорваться очень хорошо.

Здесь нет пыли. Точнее, её непрерывно сосёт сам котёл.

кочегар пишет:

цитата:

Кстати какие характеристики у "корабельных"углей начала ХХ века?

Кардифф -- берите 1,14. С беркширского угля когда-то и считали условное топливо, емнип (7 гигакалорий/тонна).

Anton пишет:

цитата:

Крен динамический конечно, но если в это время перестанет подаваться топливо в котлы корабль потеряет ход, его развернет бортом к волне и ветру и он опрокинется.

Секундная динамика. А большой котёл -- статика ;) его емкости хватает, чтобы работать некоторое время на запасах пара и разогретой воды внутри. Всё-таки так ход не теряют, это не разрыв главного паропровода.

von Echenbach пишет:

цитата:

И днем какой столб дыма может быть? И его цвет?

Серый и не очень плотный. Де-факто -- постоянный наддув, но без лишнего расхода пара, ибо сгорание полнее.