programma woensdag 8 oktober :59

Transcriptie

1 programma woensdag 8 oktober :59 De eerste helft van dit semester worden de verschillende stoomketels en hun onderdelen behandeld. Hierbij ook aandacht voor materialen en warmteberekeningen, verliezen en rendement. Bespreken van ketelwaterbehandelingen, opgeloste stoffen en effecten die deze kunnen hebben in de installatie. De tweede helft van dit semester worden de historische turbines behandeld. Kenmerkende eigenschappen in bouw en werking. Materialen van schoepen, opvang van axiaalkrachten etc. Si 2A en 2B Pagina 1

2 Si 2A en 2B Pagina 2 Herhalen en verder. maandag 31 augustus :35 Wat weten jullie van: koken van water, welke stappen zijn er bij stoomvorming invloed van druk warmtetoevoer warmteopname Wat weten jullie van de begrippen: kookpunt verzadiging oververhitting enthalpie soortelijke warmte van water dichtheid en volume Begrijpen/ met behulp van stoomtabellen en toestanden: bepaal de enthalpie bij 1 bar en 120 C; wat is de toestand bepaal de enthalpie bij 10 bar en 120 C; wat is de toestand? je begint met water van 20 C en 1 bar, je eindigt na warmtetoevoer bij 64 bar en 340 C. hoeveel warmte moet je per kg toevoeren tot het kookt? wat gebeurt er dan? hoe zorg je ervoor dat de druk niet verder stijgt dan de 64 bar? hoe kan de temperatuur hoger worden dan de kooktemperatuur? hoeveel warmte zit er in 1 kg damp bij 64 bar op kooktemperatuur? Wat is dan de temperatuur? Hoeveel warmte moet er dan nog worden toegevoerd? hoeveel warmte moet er worden toegevoerd om 1 kg Verzadigde stoom te maken bij een druk van 64 bar?

3 Si 2A en 2B Pagina 3 Stoomketels maandag 31 augustus :03 Hoe werkt een stoomlocomotief? <file://d:\jandis\vak Si\Algemeen\filmpjes\Animation of How a Steam Locomotive's Boiler Works.mp4> Waarvoor wordt stoom gebruikt?

4 Si 2A en 2B Pagina 4 Soorten ketels maandag 7 september :26 Uit Hoofdstuk 1 van het boek stoomdrum: de inhoud: Lees door blz 37 vanaf "binnenvoedingspijp tot/met Stoomzeef en binnenstoompijp op bl Bestudeer afb 18 en 20 van blz 38/39 waar komt de damp binnen? wat gebeurt er in de cyclonen? hoe werkt een cycloon? zal een drum zonder cyclonen kunnen werken? hoe zit het met de drukken op verschillende plaatsen binnen in de drum? (waar het hoogst, waar het laagst?)

5 Si 2A en 2B Pagina 5 circulatieketels vrijdag 5 september :48 blz 10 van deel 1 circulatiedruk: ontstaat bij natuurlijke circulatie in een ketel. als deze druk groter is dan circuleert het water sneller de circulatiedruk wordt (gelukkig?) tegengewerkt door de weerstand van de pijpwanden. Waarom staat hierboven "gelukkig"? Kritische druk: dichtheid van kokend water bij de kritische druk ( 221,12 bar): 1/0,00317=315,45741 kg/m3 ( waarom geen 1000 kg/m3?) dichtheid van vs bij 221,12 bar Bij natuurlijke circulatie geldt: Hoe hoger de pijpen zijn des te groter de circulatiedruk. Hoe hoger de stoomdruk des te lager de circulatiedruk Wat gebeurt er bij stijgende druk met het verschil in dichtheid tussen vw en vs?

6 Si 2A en 2B Pagina 6 verstoorde Circulatie in een ketel vrijdag 5 september :46 Wat gebeurt er bij verstoorde circulatie? onderkant stijgpijp raakt verstopt Je gaat zeer veel brandstof verstoken de enige valpijp (die er is ) raakt gedeeltelijk verstopt zie tabel 1b van blz13. wat gebeurt er met de stoombelsnelheid als de druk toeneemt? Wat gebeurt er met de belsnelheid als er meer bellen zijn? Wanneer neemt de druk toe in een ketel tijdens bedrijf? Wanneer neemt het aantal bellen in een pijp sterk toe?

7 Si 2A en 2B Pagina 7 LUVO donderdag 10 september :03 Kijk goed naar dit plaatje tot je ziet wat hier gebeurt!

8 Si 2A en 2B Pagina 8 De Oververhitter bundels vrijdag 11 september :47 filmpje convectie: er is een medium (stof) nodig om de warmte over te dragen Stralingswarmte: gaat zonder tussenstof

9 Si 2A en 2B Pagina 9 warmte afgifte maandag 14 september :44 start: water van 15bar en 80 C heeft een enthalpie van: 336,1 1 kg voedingwater begin 80 eind 200 mxcxdt 1*4,2*120=504 1 kg verdampen = kg oververhitten tot 340 C tot 3127

10 Si 2A en 2B Pagina 10 antwoorden maandag 14 september :12 Vragen: hoeveel warmte is er opgenomen in 1) de eco 2) de verdamper 3) de ovo toestanden / enthalpie: h1= 422,7 h2= 1037,8 h3= 2794,2 h4= 3198,3 antwoorden:

11 Si 2A en 2B Pagina 11 doelen donderdag 17 september :47 stoomdrum: water buffer (voorraad) maakt water/damp circulatie mogelijk water en vs (damp) scheiden LUVO (LUchtVOorverwarmer): verbrandingslucht opwarmen warmte uit rookgas terugwinnen Ontstekingstemperatuur: dat is "die bepaalde" temperatuur waarbij een brandstof vanzelf blijft branden zonder extra warmtetoevoer. Als je gaat verbranden in de buurt van de ontstekingstemperatuur dan is die warmtetoevoer minimaal. Denk aan: stuk hout aansteken; het is nodig om een plekje eerst lang te verhitten.

12 Si 2A en 2B Pagina 12 De ontgasser donderdag 24 september :44 blz 42 lees eerst zelf door (begrijpend lezen!!!!!!!!!) Geplakt uit <

13 Geplakt uit < Si 2A en 2B Pagina 13

14 Si 2A en 2B Pagina 14 appendages maandag 21 september :55 Appendages zijn alle onderdelen die op de ketel gemonteerd worden. Meestal dus met draadeinden en moeren en flenzen met pakkingafdichting. hieronder vallen dus manometers, flow en niveaumeters maar ook veiligheidskleppen, peilglazen, terugslagkleppen MAAR GEEN LEIDINGEN. In H1 vindt je allerlei bijzonderheden over deze appendages

15 Si 2A en 2B Pagina 15 spui systeem maandag 28 september :05 spuien = lozen Een drumcirculatieketel bevat verschillende pijpsecties: verdamperpijpen, meestal in de wanden van de vuurhaard onderin de ketel economiserpijpen, helemaal bovenin de ketel, dus tegen het einde van de rookgassenstroom naar de schoorsteen de Oververhitterpijpen, meestal voor het dak van de ketel, als horizontaal lopende pijpen maar ook als 'hangende'pijpen tegen het dak aan ELK van deze pijpsecties heeft 1 of meer dunne spuileidingen aangesloten. Deze dienen ervoor om het water weg te laten lopen als de ketel leeg moet maar soms ook om vuil water te lozen. Behalve aan de genoemde pijpsecties heeft de drum ook een aantal spuileidingen. zie het einde van H1 van het boek voor een voorbeeldtekening van zo'n spuisysteem.

16 Si 2A en 2B Pagina 16 Berekeningen aan de ketel woensdag 30 september :45 Met een aantal eenvoudige formules kunnen we berekeningen doen over de warmteopname in de ketel. De warmte wordt toegevoerd in de vorm van brandstof. Als deze verbrand dan ontstaat een grote hoeveelheid warmte; meetbaar in kilojoules. Deze kilojoules worden, als alles goed gaat, helemaal opgenomen door het water en de stoom in de pijpen. Om niet te veel warmte, met de rookgassen door de schoorsteen naar buiten te laten verdwijnen, wordt helemaal bovenin de ketel meestal nog een roterende Luchtverhitter geplaatst. De restwarmte in de rookgassen wordt hier afgegeven aan de lucht die onderweg is naar de branders onderin de ketel. Voor gaswarmte (en ook luchtwarmte) gebruiken de de good=old formule: Q=m gas xc gas xdt gas Voor de brandstof warmte die ontstaat bij verbranding gebruiken we het begrip STOOKWAARDE H o. Stookwaarde is de warmte die 1 kg brandstof ontwikkelt bij volledige verbranding (zonder condensatie van water, maar daar leter over). De formule is dan Q= m brandstof xho Verder wordt zeker ook gebruik gemaakt van het altijd geldende natuurkundige principe dat er geen warmte in het niets kan verdwijnen. Dat betekent dan dus dat alle warmte die je ergens in stopt er ook weer uit zal komen. Opwelke manier dan ook. In formulevorm: SQ in = S Q uit (S spreek uit sigma: betekent De som van alle..) Voorlopig zijn dat alle fomules die we gebruiken, later nog enkele anderen.

17 Si 2A en 2B Pagina 17 Warmtehoeveelheden woensdag 30 september :18 We weten dat er bij een ketel verschillende warmtehoeveelheden IN gaan: brandstofwarmte luchtwarmte voedingwaterwarmte En dat er ook verschillende warmtehoeveelheden UIT gaan: stoomwarmte rookgaswarmte Restwarmte Restwarmte is de som van alle kleine warmteverliezen die er bij de ketel optreden. Voorbeelden: lekverliezen, starlingsverliezen, We kunnen dus zeggen: SQ in = S Q uit dus: Qbrandstof + Q lucht + Q voedingwater = Q stoom + Qrookgas + Qrest Elke Q wordt uitgedrukt in kj/s ofwel kw. We kijken dus wat er per seconde gebeurt.

18 Si 2A en 2B Pagina 18 Keteltheorie h3 maandag 28 september :12 Opgave 1 Van een ketel is gegeven: Stoom: OS p=8,4 MPa, 460 C m OS =18 kg/s Voedingwater: Brandstof: VW t= 180 C m b = 1,3 kg/s H o = kj/kg Lucht: aanzuig t= 23 C, Verbruik: m L = 19,5 kg/s, C l = 1,005 kj/kg. C Rookgas: t= 155 C C rg = 1,13 kj/kg. C Straling en restverlies zijn onbekend; BEREKEN DEZE. Bereken het ketelrendement.

19 toetsje "begrippen" donderdag 15 oktober :52 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) wat verstaan we onder de "ketelbelasting"? wat bedoelen we met "de ketelcapaciteit"? wat wordt bedoeld met "stoomproductie"? wat betekent "soortelijke warmte"? wat is "Verdampingsvoud"? als de stoomproductie = 20 kg/s en het brandstofverbruik is 2 kg/s wat is het verschil tussen verbrandingswaarde en stookwaarde? wat betekent de vuurhaardbelasting = 300 kw/m3? Si 2A en 2B Pagina 19

20 toetsje over begrippen blz 83 t/m 86 maandag 5 oktober :12 1) 2) 3) 4) 5) wat verstaan we onder de "ketelbelasting"? vb. 3 kgstoom/sec per m2 oppervlak (momentaan) wat bedoelen we met "de ketelcapaciteit"? vb 200 kg/s maximaal wat wordt bedoeld met "stoomproductie"? vb 100 kg/s momentaan wat betekent "soortelijke warmte"? vb 4,2 kj/kg.k wat is "Verdampingsvoud"? vb 12 kg/s stoom per 1kg/s brandstof als de stoomproductie = 20 kg/s en het brandstofverbruik is 2 kg/s 6) wat is het verschil tussen verbrandingswaarde en stookwaarde? verschil is de condensatiewarmte in het ontstane water bij verbranding vb stel de condensatiewarmte is 3600 kj als de verbrandingswaarde = kj dan is de stookwaarde = kj/kg 7) wat betekent de vuurhaardbelasting = 300 kw/m3? warmte die wordt opgewekt per m3 inhoud van de vuurhaard. als de vuurhaard = 200 m3 en de stookwaarde is kj/kg Si 2A en 2B Pagina 20

21 wat is dan het brandstofverbruik in kg/s? Si 2A en 2B Pagina 21

22 Si 2A en 2B Pagina 22 oefening maandag 26 oktober :58 gedaan oefening om Mos te berekenen (pvb3 form) Volgende week oefentoets voor een cijfer!

23 Si 2A en 2B Pagina 23 Diagrammen donderdag 29 oktober :02 Het ph diagram p op de x as h op de y Kritische toestand? in die toestand heeft water als vloeistof hetzelfde soortelijk volume als stoom

24 Si 2A en 2B Pagina 24 waterbehandeling H6 donderdag 29 oktober :48 kringloop W+S getekend en de benamingen gedaan Rijtje stoffen die in water kunnen zitten genoemd en besproken. powerpoint over waterkwaliteit: ppt

25 Si 2A en 2B Pagina 25 uitwerking oefenopgave B donderdag 5 november :05 Stoom: OS p=6,4 MPa, 400 C m OS =42 kg/s (max) Voedingwater: Brandstof: VW t= 180 C m b = onbekend H o = kj/kg Lucht: aanzuig t= 20 C, Verbruik: werkelijk 44 kg/s Luchtfactor 1,1 Soortelijke warmte C l = 1,005 kj/kg. C Rookgas: t= 120 C C rg = 1,13 kj/kg. C Straling en restverlies: 3200 kj/s (= kw) Bereken het theoretisch benodigde luchtverbruik in kg lucht per seconde. Teken een BlackBox en geef daarbij aan: alle in en uitgaande warmtestromen. Bepaal de grootte van de warmtestromen bij maximale ketelcapaciteit. Zet de uitkomsten netjes in een tabel met 2 kolommen (Warmte in = Warmte uit). Bereken het brandstofverbruik in kg/s. Bepaal het verdampingsvoud VV. Bepaal het ketelrendement met deze gegevens. 1) 2) 3) antw> 44/1,1=40 bb Qin = Qw +Qlucht + Qbrst Qw= mxhw 42x765,9=32.167,8 Qlucht = mxcxdt 44x1,005x20=884,4 Qbrst = mxh mx39000 Quit = Qos + Qrookg + Qrest Qos 42x3170,6=133165,2 Qrg mxcxdt

26 Si 2A en 2B Pagina 26 laval turbine donderdag 19 november :57 Nadelen: hoge stoomsnelheid hoog toerental geeft wrijvingsverliezen in de straalbuizen en langs de schoepen tandwielkast nodig geeft mechanisch verlies Curtis heeft laag toerental Zoelly heeft laag toerental én lage stoomsnelheid

27 Si 2A en 2B Pagina 27 Stoomturbines donderdag 12 november :47 Komende 8 lessen werken we uit deel 2!!! Huiswerkopgave klas 2B Gegeven: Over de straalbuizen van een 2 traps Curtis turbine is een warmteval van 320 kj/kg. De absolute intreehoek is 17. Stoomverbruik is 2 kg/s. De omtreksnelheid van de schoepen is 120 m/s. a) Teken de snelheidsdriehoeken ( schaal: 1cm= 100 m/s) Bereken hiermee het vermogen van de turbine

28 Si 2A en 2B Pagina 28 Stoomturbines, Curtis donderdag 12 november :48 Curtis turbine: kenmerken: bouw slechts 1 straalbuis gevolgt door 2 of 3 rijen loopschoepen alle loopschoepen op 1 wiel doorstroming driehoeken vermogen snelheids druk diagram een curtis turbine heeft 3 trappen! de warmteval in de straalbuis is 300 kj/kg de hoek van de straalbuis met de u richting is 19 graden gemiddelde omtreksnelheid schoepen is 110 m/s a) b) Teken de snelheidsdriehoeken bereken voor elk van de drie trappen het vermogen als er 1 kg/s stoom doorheen gaat

29 Si 2A en 2B Pagina 29 Zoelly turbine donderdag 19 november :45 Kenmerken: bouw stoomdoorstroming gelijkdrukschoepen per trap 1 straalbuis Vermogen: alle trappen doen evenveel snelheidsdriehoeken druksnelheids diagram

30 Van straalbuis naar loopschoep zondag 22 november :41 Si 2A en 2B Pagina 30

31 Si 2A en 2B Pagina 31 Parsons turbine donderdag 10 december :00 doorstroming van de stoom opbouw van 1 trap expansie tussen loopschoepen én leischoepen! Reactiegraad 50% bouw (bijzondere van schoepvorm bij Parsons) snelheidsdriehoeken bij R=50% en zonder wrijvingsweerstand vermogen wordt anders berekend, want W1 neemt toe tot W2.

32 Si 2A en 2B Pagina 32 Opgaven maandag 14 december :51 Zoelly Parsons, 12 tr 168 kj 100, 25 gr, 1 kg/s Volgend jaar: opgaven door elkaar doen ( alle 4 de typen) bijzondere turbines tegendruk Zoelly met Curtiswiel aftap

33 Si 2A en 2B Pagina 33 tegendruk turbine donderdag 7 januari :01

34 Si 2A en 2B Pagina 34 opgave tegendruk turbine donderdag 7 januari :37 een 10 traps parson turbine heeft een Curtis turbine 2 traps voorgeschakeld. De turbine levert stoom aan een bedrijfsnet gegevens: voor de Curtis p= 64 bar, t=450 C Voor de Parsons: p= 20 bar t= 300 C Na de parsons p= 2 bar 150 C Curtis: strbuishoek = 19 gr schoepsnelheid 100 m/s Parsons: reactiegraad 50% strbuishoek 35 gr schoepsnelheid 0,6 x stoomsnelheid het stoomverbruik is 4 kg/s Bereken het vermogen van deze turbine en bereken het rendement van de turbine

35 Si 2A en 2B Pagina 35 blackbox maandag 11 januari :34 Gegevens van een ketel: Stoom: p=8,4 MPa, t= 460 C m OS =18 kg/s max Voedingwater: t= 180 C Brandstof: m b = 1,3 kg/s, H o = kj/kg Lucht: m L = 19,5 kg/s, Lucht: aanzuig t= 23 C, C l = 1,005 kj/kg. C Rookgas: t= 155 C C rg = 1,13 kj/kg. C Straling en restverlies: onbekend Vragen Ketel: (Geef alle antwoorden overzichtelijk en duidelijk leesbaar op toetspapier Voer de berekeningen geheel uitgeschreven uit). 1) 2) 3) 4) 5) (2 p) Wat is een LUVO. Waar bevindt zich dit onderdeel in de ketel? (2 p) Wat is een ECO. Waar bevindt zich dit onderdeel in de ketel? (2 p) Wat wordt bedoeld met convectie OVO? (2 p) In de stoomdrum wordt het water uit de ECO aangevoerd, vertel op welke manier dit gaat? (6 p) Maak een principeschets van een waterpijpketel en geef de hierna genoemde onderdelen aan, geef met een kleurtje aan hoe de rookgasstroom is? Onderdelen:

36 Si 2A en 2B Pagina 36 donderdag 14 januari :40 Gegevens van een ketel: Stoom: p=8,4 MPa, t= 460 C m OS =18 kg/s max Voedingwater: t= 180 C Brandstof: m b = 1,3 kg/s, H o = kj/kg Lucht: m L = 19,5 kg/s, Lucht: aanzuig t= 23 C, C l = 1,005 kj/kg. C Rookgas: t= 155 C C rg = 1,13 kj/kg. C Straling en restverlies: onbekend 1) 2) 3) 4) (2) Maak een BlackBox met alle in en uitgaande warmtestromen. (10)Bepaal de grootte van de warmtestromen bij maximale ketelcapaciteit. Zet de uitkomsten netjes in een tabel met 2 kolommen (Warmte in = Warmte uit) (4) Bereken restverlies. (4) Bereken het ketelrendement bij vollast.

37 Si 2A en 2B Pagina 37 SEMESTER 2 maandag 2 februari :52 fossiele brandstoffen vast vloeibaar, gas ontstaan in vroeger tijden samenstelling verschilt met vindplaats Het zijn allemaal koolwaterstoffen samenstelling brandstoffen vervuilingen in de brandstof zwavel stikstof Silicium (zand = SiO2) metalen (soms zware metalen als Pb, Ra etc, zelfs Au, Ag. Er kunnen allerlei sporen van zware metalen in worden gevonden. Niet fossiel: Hout en afval verantwoord verbranden betekent: niet meer verbranden dan er aangroeit in een jaar. nadeel: er zit veel water in. er zit veel zuurstof in Wat betekent dit voor de verbrandingswaarde per kg? water t= 20 C en je hebt 1 kg steenkool met kj/kg warmte bij verbranding. Vraag: hoeveel kg water kun je hiermee aan de kook brengen?

38 Si 2A en 2B Pagina 38

39 Si 2A en 2B Pagina 39 planning 2016 dinsdag 1 maart :41 vast vloeibaar stookwaarde en verbrandingswaarde waarnemingen bij verbranding: Hoe brandstof zijn warmte vrijgeeft Luchtverbruik (eigenlijk zuurstofverbruik) berekeningen met lucht en brandstof formule van Michel zuurstofberekening met samenstelling brndst berekeningen met de installatie waarbij er allerlei rendementen een rol spelen

40 Si 2A en 2B Pagina 40 vaste brandstof: eigenschappen maandag 2 februari :42 Als je denkt aan stoken dan zijn de volgende eigenschappen van belang: stukgrootte. Hoe kleiner de stukjes des te sneller verbrand het ( er komt veel warmte vrij in korte tijd!!). Grote stukken verbranden: dan komt er evenveel warmte vrij per kg alléén het gaat in een langere tijd. Het vermogen van de verbranding verschilt dan erg. asgehalte (steenkool heeft vaak een asgehalte van 5% ) Vliegas + bodemas. Het vliegas, wordt gebruikt in de cement industrie en wegenbouw verbrandingstemperatuur: waar praten we over? in de kern enkel duizenden graden net buiten de vlammen 900 tot 1100 graden Ontstekingstemperatuur. bij deze waarde blijft de brandstof uit zichzelf doorbranden /2/3600=4, /2= ,05*10=0,5 voor thuis: doorlezen blz 1 t/m blz 8 vloeibare brst. vergeet de tabel niet!! Zoek eens uit voor hoeveel jaar er nog aardolie is doe dit ook voor aardgas en steenkool Wat zal volgens jullie de toekomst worden voor energie opwekking? volgende week vanaf vloeibare brandstoffen

41 Si 2A en 2B Pagina 41 vloeibare brst maandag 9 februari :30 Soorten olie: Indeling gaat naar dichtheid (grootte vd moleculen) Verstuiven (Eng. Atomising) gebeurt wanneer de druk hoog is en de viscositeit laag genoeg. de visc kan worden verlaagd (t verhogen) VERSTUIVEN: Denk aan water verstuiven met je mond, hoe gaat dat, wat gebeurt er? Wat is het regelbereik (Eng. Turndownratio) van een brander? stel je hebt een pijpje met aan het einde een verstuivergaatje. minimale druk is de druk waar het verstuiven begint; stel er stroomt dan 20 gr/s uit, (bij een lagere druk komt er een straaltje brst uit, dus geen verstuiving) maximale druk is de druk waarbij de meeste brandstof wordt verstoven ( liter/sec of kg/sec) stel 200 gr/s (een hogere druk heeft geen zin. Er zal niet meer uitstromen) deze minimale en maximale waarden bepalen het regelbereik van deze brander; deze is in dit voorbeeld 10 (max flow/min flow = 200/20) Regelbereik van een brander is de verhouding van de max flow waarover de brander nog regelbaar is tot de minimale flow. Lees zelf door blz 9 t/m 12 en stel vragen als je iets niet duidelijk is.

42 Si 2A en 2B Pagina 42 doorlezen THUIS: 14 t/m 19 Volgende week onduidelijkheden verduidelijken.

43 Si 2A en 2B Pagina 43 Verstuiven van olie en Regelbereik woensdag 10 februari :10 In een brander wordt de brandstof verstoven tot zeer kleine druppeltjes. Drukverstuiven (Eng. Atomising) gebeurt door de oliedruk plotseling sterk te verlagen. De viscositeit moet wel laag genoeg zijn. Hoe kan de viscositeit worden verlaagd? Denk aan water verstuiven met je mond, hoe gaat dat, wat gebeurt er? Wat is het regelbereik (Eng. Turndownratio) van een brander? stel je hebt een pijpje met aan het einde een verstuivergaatje. Definitie en voorbeeld. minimale druk is de druk waar het verstuiven begint; stel er stroomt dan 20 gr/s uit, (bij een lagere druk komt er een straaltje brst uit, dus geen verstuiving) maximale druk is de druk waarbij de meeste brandstof wordt verstoven ( liter/s of gr/s) stel 200 gr/s (een hogere druk heeft geen zin. Er zal niet meer uitstromen) deze minimale en maximale waarden bepalen het regelbereik van deze brander; deze is in dit voorbeeld 10 (max flow/min flow = 200/20) Uitleg waarom het regelbereik belangrijk is. Stel je hebt een ketel die 1 brander heeft. Deze brander heeft een klein regelbereik (bijvoorbeeld 3). Wat zul je dan moeten doen als je een tijdje heel weinig stoom moet leveren? Wat moet je doen als je deze ene brander wilt starten? Hoe lang duurt dat? Wat gebeurt er met de druk in de ketel als net op dat moment plotseling meer stoom gevraagt wordt? Wat denk je van het ketelrendement als je vaak ( meer dan 12x per uur) moet opstarten? (Ga er maar vanuit dat één startcyclus 1 tot 2 minuten duurt)

44 In zo'n geval ben je blij als je een brander hebt met een groot regelbereik. Snap je nu ook waarom de Engelsen/Amerikanen praten over turndown ratio? Wat betekent in dit verband "het moduleren van een brander"? Si 2A en 2B Pagina 44

45 Si 2A en 2B Pagina 45 2B 40 min rooster dinsdag 16 februari :44 onderwerpen gedaan: stukgrootte, verbrandingssnelheid en stoomproductie vloeib brst destillatie soorten brandstof, (met flexicooker en hycom kunnen ze maken wat ze willen) verstuiven wat is dat min en max flow bij verstuiving = min en max warmteproductie (grenzen) regelbereik en regelen in een ketel voorbeelden 5:1 betekent.., 2:1 betekent.

46 Si 2A en 2B Pagina 46 Turn down ratio vertaaloefening woensdag 10 februari :43 Vat het volgende stukje eens samen in het Nederlands. Denk aan Titel, probleemstelling en kerninhoud. Zoek de genoemde verstuivers op in je reader. Oil Oil burning boilers can achieve turndown ratios as high as 20, [2] but typically only 2 to 4 with conventional burner designs. [3] Small domestic "vaporising" (i.e. burning kerosene or 28 second oil) burners do not modulate at all and are relatively inefficient. Boilers using the pressure jet type of burner, i.e. with a fan, (usually with 35 second oil) can achieve a turndown ratio of 2, while the rotary cup type burner can achieve 4. [3] Condensing oil boilers are fairly unusual; the condensate from the combustion of oil is far more aggressive than gas, mainly due to sulphur content. These days oil companies are reducing sulphur content of oil on environmental grounds, so this may change. However due to problem of mixing the oil and air, turndown ratios of greater than four are uncommon. Geplakt uit <

47 Si 2A en 2B Pagina 47 vrijdag 12 februari :08 12 feb 2B

48 Si 2A en 2B Pagina 48 viscositeitsgrafieken maandag 9 februari :12 toepassing: stel: je hebt olie nr 4 tot welke temp moet je verwarmen om te kunnen verstuiven antwoord: Regelbereik: een brander begint te verstuiven bij een druk van 11 bar 2,3 t/h deze verstuiver kan maximaal 30 bar hebben bij 20 t/h. Dat wil zeggen boven de 30 bar komt de max hoeveelheid/sec uit de brander; verder opvoeren van de druk heeft geen zin. Gevraagd: hoe groot is het regelbereik van deze brander? Antwoord: Waarom geeft de aanwezigheid van zwavel in de brandstof problemen? In welke ketelonderdelen is dat dan? Antw. Bij verbranding ontstaan Zwaveldioxide en trioxide.. Dit vormt met water in de rookgassen zwavelig zuur en zwavelzuur. Als er van deze zuren in het water zitten en dit water condenseert, dan zal het zuur gaan uitbijten op het oppervlak. Meestal op ecopijpen en op de LUVO verwarmingsplaten.

49 Si 2A en 2B Pagina 49 max stoomsnelheid dinsdag 17 februari :50 The maximum gas flow through a nozzle is determined by the critical pressure. The critical pressure ratio is the pressure ratio which will accelerate the flow to a velocity equal to the local velocity of sound in the fluid. Critical flow nozzles are also called sonic chokes. By establishing a shock wave the sonic choke establish a fixed flow rate unaffected by the differential pressure, any fluctuations or changes in downstream pressure. A sonic choke may provide a simple way to regulate a gas flow. The ratio between the critical pressure and the initial pressure for a nozzle can expressed as p c / p 1 = ( 2 / (n + 1) ) n / (n 1) (1) where p c = critical pressure (Pa) p 1 = inlet pressure (Pa) n = index of isentropic expansion or compression or polytropic constant For a perfect gas undergoing an adiabatic process the index n is the ratio of specific heats k = c p / c v. There is no unique value for n. Values for some common gases are Steam where most of the process occurs in the wet region : n = Steam superheated : n = 1.30 Air : n = 1.4 Methane : n = 1.31 Helium : n = Example Air Nozzles and Critical Pressure Ratios The critical pressure ratio for an air nozzle can be calculated as p c / p 1 = ( 2 / ( ) ) 1.4 / (1.4 1) = Critical pressures for other values of n: n p c / p Mass Flow through Nozzles The mass flow through a nozzle with sonic flow where the minimum pressure equals the critical pressure can be expressed as m c = A c (n p 1 ρ 1 ) 1/2 (2 / (n + 1)) (n + 1)/2(n 1) (2) where m c = mass flow at sonic flow (kg/s) A c = nozzle area (m 2 ) ρ 1 = initial density (kg/m 3 ) Geplakt uit <

50 1 maart gedaan 2a dinsdag 1 maart :13 verbranding stookwaarde 10 min. opgave bord gedaan met installatie en brst behoefte om 10 MW elektr. te maken 3040 min wat gebeurt er bij verbranding? 10 min verschijnselen straling en hete gassen die ontstaan aldehyde verbranding (wat is een aldehyde??) Si 2A en 2B Pagina 50

51 Si 2A en 2B Pagina 51 verbranding blz 14 donderdag 12 februari :55 vlamkleur convectiewarmte stralingswarmte samen "de afgegeven warmte" stookwaarde gaat per kg Soorten verbranding: aldehyde verbranding Hierbij wordt de koolstofketen gedeeltelijk geoxideerd. Enkele O atomen gaan een verbinding aan en er ontstaat ook wat waterdamp Bij deze eerste stap komt warmte vrij, zodat het hele molecuul gekraakt wordt in kleine stukjes. Deze stukjes oxideren dan tot CO 2 We noemen dit ook wel VERBRANDING IN STAPPEN. Gaat langzamer, de vlam wordt lang. koolstof verbranding de temperatuur is al hoog. Er is direct kraken bezig en CO 2 vorming Dit wordt koolstof verbranding genoemd, het gaat veel sneller (dan aldehyde) de vlam is veel korter. Maak vragen op blz 36 die uitgedeeld zijn (vragen Si5 les 1) Deze moet je kunnen: 1 2 3

52 zelf uitzoeken 11 Si 2A en 2B Pagina 52

53 Si 2A en 2B Pagina 53 vuurhaard druk maandag 16 februari :48 bl 27 trek van een ketel: onderdruk overdruk gebalanceerd kracht op de ketelwand bij onder of overdruk ventilatoren: axiaal radiaal regeling van de hoeveelheid lucht toerental regelen zuigklep toepassen bij de brander (elke brander heeft er 1) zit een register zie blz 34

54 Si 2A en 2B Pagina 54 Energie in de toekomst dinsdag 17 februari :42 ENECO ziet het zo...

55 Si 2A en 2B Pagina 55 donderdag 19 februari :55 verbranden vaste slof: kenmerken: as veel C 02 poederkool vliegas afvalstoffen rookgassen moeten worden gereinigd slakvorming, hoe krijg je het weg? veel onderhoud nodig aan ketelpijpen 4) 1) 2) bij onvolledige verbranding zijn er 2 nadelen: CO IS VERSTIKKEND en dodelijk je krijgt dan minder warmte maak de vragen thuis af. HOUD bij het boekje tot waar we gekomen zijn.

56 Si 2A en 2B Pagina 56 warmte bij verbranding vrijdag 19 februari :41 stookwaarde of verbrandingswaarde? Er is een bovenwaarde en een onderwaarde Het verschil tussen deze 2 is de condensatiewarmte van het water wat is ontstaan bij verbranding

57 Si 2A en 2B Pagina 57 lucht in de ketel vrijdag 4 maart :03 begrippen: luchtovermaat stochiometrische verhouding luchtfaktor M lucht theoretisch M lucht werkelijk (of praktisch) Opgave: er is minimaal 13 kg lucht nodig per kg brst de luchtfactor is 1,3 bepaal: luchtbehoefte werkelijk luchtovermaat stochiometrische verhouding