Kazánok
2., javított kiadás
2.3. Meleg- és forróvízkazánok
-
A berendezések (és a hőszállító, hőcserélő rendszerek) feltöltése során felhasznált, többnyire környezeti állapotú víz a felfűtés során kitágul (2.209. ábra), térfogatát a hőmérséklettől függően változtatja. Ebből következik, hogy az induláshoz teljesen feltöltött kazánból (és a kapcsolódó rendszerből) távozó vizet felfűtéskor el kell vezetni, üzem közben az üzemállapotoktól függően vissza kell pótolni vagy további mennyiséget kell elvezetni. A kitáguló vízmennyiség befogadására megfelelő méretű tágulási tartályt kell a kazánhoz kapcsolódóan, el nem zárható csővezetékkel kapcsolni. Gőzkazánoknál a tágulási tartály feladatát a kazándob vagy nívóedény tölti be, amelyek a vízszint változásával követik a kazánvíz térfogatváltozását, de indulásnál gőzfejlesztőknél is szükség lehet a kitáguló víztöltet egy részének leengedésére.
-
Amennyiben a tágulásra a tágulási tartályt és a kazánt összekötő vezeték (eltömődés, elfagyás miatti) elzáródása következtében nincs mód, a nyomás növekedése, ennek hatására a kazán leggyengébb elemének alakváltozása, esetleg a kazán felrepedése következhet be. A nyomás növekedése ellen biztonsági nyomáshatároló, melegvízkazánoknál rendszerint állványcső, forróvízkazánoknál biztonsági szelep beépítésével lehet védekezni.
-
A forróvízkazánokban felmelegített, 100 °C-nál nagyobb hőmérsékletű víz egy része (2.210. ábra), a vízhőmérséklethez tartozó telítési nyomásnál kisebb nyomáson elgőzölög (a víz forrásnak indul). Ennek megakadályozására a forróvízkazánok kilépőcsonkján, a kapcsolódó csővezetékekben, szerelvényekben mindig az adott forróvíz-hőmérséklethez tartozó telítési nyomásnál nagyobb nyomást kell tartani.
-
Az előbbiekből következik, hogy a forróvízrendszerekre felszerelt biztonsági szelep a gőzre, folyadékra alkalmazott szelepektől eltérően viselkedik: A szelepben a nyomás csökkenése során (amikor a nyomás a közeg hőmérsékletéhez tartozó telítési nyomás alá csökken) kigőzölgés indul meg, így a szelepet a fázisváltást, növekvő gőztartalmú kétfázisú áramlást figyelembe véve kell méretezni [2.161].
-
A megfelelően megválasztott üzemi nyomás nem zárja ki a bármilyen okból létrejövő nyomáscsökkenéskor bekövetkező kigőzölgést, majd a nyomás visszatérésekor a kondenzációt és az ebből adódó lökéshullámot, amely akár a berendezések meghibásodását is előidézheti. Emiatt a lecsökkent nyomású, „leürült” berendezést csak lassan szabad feltölteni.
-
A kilépő hőmérséklettől meg kell különböztetni a berendezés fűtőfelületein előforduló közeghőmérsékleteket. Ezek különösen a határrétegekben az átlagos vízhőmérséklettől, hőáramsűrűségtől, vízoldali hőátadási tényezőtől függnek, és a kilépő hőmérsékletet – melegvízkazánoknál a 100 °C-ot – is meghaladhatják. Így a nagyobb hőterhelésű fűtőfelületeken helyi elgőzölgés kezdődhet. A felületről leváló buborékok a főáramba kerülve lekondenzálódnak. A folyamatos elgőzölgés és kondenzáció stabil hőáramot biztosít a határrétegből a főáramba, ugyanakkor a terhelés függvényében (a felület hőmérsékletével, ezzel a forrás intenzitásával) változó gőztérfogat vízoldali lengéseket okozhat. A helyi gőzfejlődés csak úgy lenne megakadályozható, ha a helyi közeghőmérséklet az adott nyomáshoz tartozó, aláhűtött buborékos forrás (részletesen lásd a 3.3.3. fejezetben) megindulásához szükséges () hőmérsékletnél kisebb lenne. Erre tekintettel, amennyiben a fűtőfelületeken a gőzképződést a vízoldali lengések elkerülésére mindenképpen meg kívánjuk előzni, a közeg nyomásának a kazánban az átlagos közeghőmérsékletből, a valószínűsíthető legnagyobb hőáramsűrűség alapján, a 3.16. ábra figyelembevételével visszaszámítható telítési hőmérséklethez tartozó telítési nyomásnál nagyobbnak kell lennie.
-
A fűtési rendszereket indulásnál legtöbbször nem gáztalanított tápvízzel töltik fel. Az is gyakori, hogy a rendszereket eredetileg kitöltő levegő a feltöltés során nem távozik teljesen, belekeveredik a munkaközegbe, a keringtetés elindulásakor a szivattyúk még el is keverik. A levegő előbbihez hasonló bekeveredése a rendszer minden üzemzavar (esetleg áramkimaradás) miatti leürülése esetén is előfordulhat. Így a kazán munkaközege gáztartalmú, esetenként szódavízszerű víz lehet. A kazán felfűtésekor a jobban fűtött fűtőfelületeken megindul a gázkiválás, a melegítés hatására a levegőbuborékok térfogat-növekedése, amely átmeneti nyomásnövekedéssel, a munkaközeg kilépőcsonkon keresztüli gyors kilökődésével, az íveknél megváltozó impulzuserők miatt a csővezetékek látható mozgásával, lengésével járhat együtt. Ez a csővezeték, tartók károsításával súlyos üzemzavarokat, balesetet is eredményezhet. A megoldást a lassú felfűtés, a kiváló levegő kazán utáni szabadba eresztése, forróvízkazánoknál a hőhordozó közeg gáztalanítása jelentheti. Sajnos erre az üzemzavaros helyzetek nem mindig adnak lehetőséget.
Tartalomjegyzék
- Kazánok
- Impresszum
- Előszó a második kiadáshoz
- Bevezetés
- 1. Kazánok általános jellemzői
- 2. Kazántípusok általános ismerte
- 3. Kétfázisú hőátadás, áramlás fűtött felületen
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 3.2. Forrás végtelen térben [3.1]
- 3.3. Hőátadás és gőzfejlesztés csőben
- 3.4. A kétfázisú közeg áramlásának alapjai
- 3.1. A gőzképződés alapvető folyamatai [3.1]
- 4. Vízoldali folyamatok, vízelőkészítés, gőztisztaság
- 5. Hőtechnikai számítások
- 6. Füstgázoldali folyamatok, légtechnikai számítások
- 7. Gőzkazánok elemeinek szilárdsági számítása
- 8. A gőzkazánok üzemeltetése
- Függelék
- 1. függelék
- 2. függelék
- 3. függelék
- 4. függelék
- 5. függelék
- Szerkezeti anyagok
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- b) Hagyományos lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- c) Növelt szilárdságú lemezanyagok folyáshatára [7.63]
- d) Jellemző dobanyagok tartamszilárdsága [7.63]
- e) Kamrák lemezanyagainak tartamszilárdsága [7.63]
- f) Rozsdamentes lemezanyagok folyáshatára [7.65]
- g) Rozsdamentes lemezanyagok tartamszilárdsága [7.65]
- h) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok folyáshatára [7.70]
- i) Ötvözetlen, gyengén ötvözött csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- j) Hagyományos csőanyagok folyáshatára [7.70]
- k) Hagyományos csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- l) Növelt szilárdságú csőanyagok folyáshatára [7.70]
- m) Növelt szilárdságú csőanyagok tartamszilárdsága [7.70]
- n) Rozsdamentes csőanyagok folyáshatára [7.71]
- o) Rozsdamentes csőanyagok tartamszilárdsága [7.71]
- p) Korszerű anyagok folyáshatára [7.30], [7.74, 7.75, 7.76], [7.79, 7.80], [7.83]
- q) Korszerű anyagok tartamszilárdsága [7.25], [7.74, 7.75], [7.79, 7.80, 7.81, 7.82, 7.83]
- a) Szerkezeti anyagok összetétele
- Szerkezeti anyagok
- Irodalom
Kiadó: Akadémiai Kiadó
Online megjelenés éve: 2020
ISBN: 978 963 454 492 0
Háztartásokban, ipari üzemekben, erőművekben széleskörűen alkalmaznak tüzelőanyag elégetésével vagy más módon bevezetett hőmennyiség hőhordozó közeggel történő hasznosítására szolgáló berendezéseket: kazánokat. A könyv ezek tervezésének, üzemeltetésének, vizsgálatának szerteágazó konstrukciós, hőtechnikai, áramlástani, szilárdságtani, vegyészeti és más ismereteit foglalja össze, az egyetemi oktatásban és a gyakorlati életben is hasznosítható módon. Az elméletet élő gyakorlattal ötvözve elsősorban erőműi, ipari, távhőszolgáltató kazánokkal foglalkozik, de a folyamatokra, szerkezeti kialakításra, gyakorlati viselkedésre vonatkozó utalások kisebb berendezéseknél is alkalmazhatók.
Hivatkozás: https://mersz.hu/gerse-kazanok//
BibTeXEndNoteMendeleyZotero