BRODSKI GENERATORI PARE

Podjela, namjena te glavne karakteristike i dijelovi brodskih generatora pare. Termodinamički procesi u generatorima pare.

Goriva i izgaranje. Toplinska bilanca, toplinski gubici, iskoristivost. Prirodna i prisilna cirkulacija vode, zraka i dimnih plinova.

Separacija pare. Toplinske dilatacije i njihova kompenzacija.

Specijalne konstrukcije brodskih generatora pare. Materijali za izradu tlačnih dijelova, osnovna svojstva,

klasifikacijski propisi. Oprema i armatura, uređaji za zaštitu. Sustav goriva.

Sustav vode za napajanje. Regulacija. Pogon i održavanje, pregledi, oštećenja

tlačnih dijelova, konzerviranje. Numerički primjeri, rad na simulatoru.

Literatura:

- Zmagoslav Prelec: Brodski generatori pare, Školska knjiga, Zagreb,1990.

- Vojislav Đurić: Parni kotlovi I, Beogradski izdavačko-grafički zavod, Beograd, 1973.

- Milan Novoselić: Brodski parni kotlovi i strojevi, Školska knjiga, Zagreb,1990.

- J.H. Milton, R.M. Leach: Marine Steam Boilers, Butterworths, 1980.

- G.T.H. Flanagan: Marine Boilers, Kandy Marine Engineering Series, 1974.

Uvodni dio Brodska pogonska postrojenja

1807. prvi brodski parni stapni stroj na brodu “Clermont”

1894. prva brodska parna turbina na brodu “Turbina”

Usporedba pogona s dizel motorom i parnoturbinskog pogona

LNG brodovi

Razvoj i namjena brodskih generatora pare

Prednosti vodocijevnih generatora pare:

manja težina u odnosu na grijanu površinu

mogućnost upotrebe većih tlakova i temperatura (Carnot, čvrstoća materijala)

veća mehanička fleksibilnost

brže uspostavljanje spremnosti pogona

ušteda u prostoru

veća sigurnost u slučaju eksplozije

veći kapacitet

Podjela brodskih generatora pare Prema namjeni:- glavni, - pomoćni.

Prema mediju u cijevima:- vodocijevni, - dimnocijevni (vatrocijevni).

Prema položaju cijevi:- kosocijevni,- strmocijevni,- kutnocijevni.

Prema načinu oslobađanja toplinske energije:- generatori pare s ložištem (loženi),- generatori pare na ispušne plinove iz motora (utilizatori),- nuklearni generatori pare.

Prema vrsti cirkulacije:- generatori pare s prirodnom cirkulacijom,- generatori pare s prisilnom cirkulacijom koja može biti

optočna ili protočna.

Prema vrsti provjetravanja (ventilacije):- generatori pare s prirodnom ventilacijom,- generatori pare s prisilnom (tlačnom ili usisnom)

ventilacijom,- generatori pare s induciranom ventilacijom.

Prema konstrukcijskom obliku tlačnih dijelova:- cilindrični, sekcijski, vodocijevni, dimnocijevni,

kosocijevni, strmocijevni, kutnocijevni, s jednim bubnjem, s više bubnjeva, itd.

Podjela brodskih generatora pare

Osnovne karakteristike generatora pare Tlak generatora pare:- Dozvoljeni (maks. ili koncesijski) tlak – čvrstoća, sigurnosni ventili- Radni (normalni ili pogonski) tlak (oko 5%<od maks.)- Izlazni tlak iz pregrijača pare (oko 5-10%<od radnog)

Kapacitet (učin) generatora pare:- Maksimalni kapacitet (trajni, kratkotrajni) – 100%- Normalni kapacitet – 80%- Minimalni kapacitet – 20 do 25%

Temperatura pregrijane pare

Temperatura napojne vode

Temperatura izlaznih dimnih plinova (140 – 200°C)

Stupanj iskoristivosti

Pogonska sigurnost / pouzdanost Jednostavna konstrukcija Fleksibilnost u pogonu Brzo upućivanje u pogon Što lakša konstrukcija Mogućnost rada u nagnutom položaju

(bočni nagib ±30°, poniranje broda ±12°) Visoki stupanj iskoristivosti Rad s različitim kvalitetama goriva Jednostavno posluživanje i rukovanje

Specifični zahtjevi za brodske generatore pare

Ložište Ogrjevna površina

Isparivači Pregrijači i međupregrijači Zagrijači vode Zagrijači zraka

Tlačni dijelovi generatora pare Gorionici Armatura Sustav za kontrolu i automatsku regulaciju Nosiva čelična konstrukcija Ozid i izolacija Pomoćni uređaji

Glavni dijelovi generatora pare

Ložište Prostor u kojemu se zbiva izgaranje – pretvorba kemijske

energije goriva u toplinsku energiju dimnih plinova. Veličina i oblik ložišta ovise o kapacitetu generatora pare,

vrsti goriva te načinu izgaranja. Ložište je obloženo ekranskim (isparivačkim) cijevima na

koje se prijelaz topline vrši uglavnom zračenjem.

Ogrjevna površina: Isparivač

Ogrjevne površine u kojima se zbiva isparivanje. Prijelaz topline je zračenjem i konvekcijom.

Pregrijač i međupregrijač Ogrjevne površine u kojima se vrši pregrijavanje pare na

potrebnu radnu temperaturu. Toplinski najopterećeniji dijelovi generatora pare. Prijelaz topline konvekcijom i zračenjem dimnih plinova.

Glavni dijelovi generatora pare

Glavni dijelovi generatora pare Zagrijač vode (ekonomajzer)

Ogrjevne površine u kojima su vrši zagrijavanje vode prije ulaza u parni bubanj odnosno u isparivački dio generatora pare.

Izlazna temperatura vode iz zagrijača je najčešće 20 do 60°C ispod temperature isparivanja.

Prijelaz topline uglavnom konvekcijom, a malim dijelom zračenjem dimnih plinova.

Zagrijač zraka Ogrjevne površine u kojima se vrši zagrijavanje zraka,

putem dimnih plinova, prije ulaska u ložište. Najčešće su to zadnje ogrjevne površine, odnosno na

izlaznome dijelu dimnih plinova iz generatora pare. Mogu biti: rekuperativni (pločasti, glatkocijevni, rebrasti)

ili regenerativni (rotacijski).

Glavni dijelovi generatora pare Tlačni dijelovi generatora pare

parni i vodeni bubnjevi, komore, dijelovi isparivača, pregrijača, međupregrijača,

zagrijača vode, sabirnici i sl.

Gorionici Armatura (zaporna, sigurnosna, mjerna, regulacijska) Sustav za kontrolu i automatsku regulaciju Nosiva čelična konstrukcija Ozid i izolacija Pomoćni uređaji

Sustav za dovod i pripremu napojne vode Sustav za dovod i pripremu goriva Sustav za dovod zraka i odvod dimnih plinova

BASIC STEAM CYCLE

MAINCONDENSATE

PUMP

MAINAIR EJECTORCONDENSER

AUXILIARYCONDENSER

AUXILIARYCONDENSATE

PUMP

AUXILIARYAIR EJECTORCONDENSER

LOWPRESSURETURBINE

RE

DU

CT

ION

GE

AR

S TURBINEGENERATOR

ECONOMIZER

STEAMDRUM

MAINFEEDPUMP

MAINFEED

BOOSTERPUMP

GENERATIONPHASE

FEEDPHASE

EXPANSIONPHASE

CONDENSATION PHASE

DEAERATINGFEEDTANK

MAINSHAFT

HIGHPRESSURETURBINE

BOILER

MAINCONDENSER