BRODSKI ENERGETSKI UREĐAJI

UVOD

S v e u č i l i š t e u R i j e c iT E H N I Č K I FA KU LT E T

• Brodski generatori pare (brodski parni kotlovi) su energetski uređaji za proizvodnju vodene pare određenoga tlaka i temperature, koja služi kao radni fluid za pogon parnih turbina (za brodsku propulziju i/ili za proizvodnju električne energije na brodu) te za prijenos toplinske energije (za razne pomoćne brodske namjene).

• Današnjim konstrukcijama primjereniji je naziv generatori

pare umjesto parni kotlovi.

• Početak uporabe brodskih generatora pare datira od 1807. godine, odnosno od kada je za pogon broda "Clermont" prvi put primijenjena vodena para.

• Prvi korak u razvoju brodskih generatora pare je tzv. "Škotski" kotao.

1. Razvoj brodskih generatora pare

Škotski kotao

• Sve do drugog svjetskog rata Škotski je kotao bio najčešće ugrađivan brodski proizvođač pare.

• Prvi Škotski kotlovi bili su izrađeni zakivanjem i uglavnom loženi ugljenom, a kasnije se prešlo na zavarene konstrukcije i loženje tekućim gorivom. Primjena tekućih goriva omogućila je porast kapaciteta tim jedinicama, povećanjem specifičnih opterećenja ogrjevnih površina, a zavarenom konstrukcijom dodatno je umanjena masa ugrađenih materijala, što je bilo naročito značajno za primjenu na brodovima.

Škotski kotao

• Dvostrani Škotski kotlovi• Ova izvedba kotlova obično se koristila na brodovima u kojima je bilo

ugrađeno više Škotskih kotlova. Premda su imali po dva otvora za dodavanje goriva, omogućavali su uštedu prostora jer su dva kotla dijelila zajedničku komoru izgaranja.

• Starije izvedbe dvostranih Škotskih kotlova imale su “Galloway” cijevi okomito postavljene u ložištu. Njihova je namjena bila potpomaganje cirkulacije vode u kotlu čime su se smanjivala naprezanja materijala kotla.

Dvostrani Škotski kotao

Presjek Galloway kotla

Galloway cijevi

• Na Titanic-u su bila instalirana 24 dvostrana Škotska kotla s tri ložišta na svakoj strani te još 5 jednostranih Škotskih kotlova s tri ložišta. Kotlovi su bili opremeljeni električno upravljanim indikatorima punjenja kotlova kako bi se spriječilo istodobno otvaranje nasuprotnih vrata ložišta.

• Pri otvaranju vrata ložišta, hladan bi zrak mogao doprijeti do suprotne stijene ložišta i uzrokovati pucanje cijevi. Kako bi se to spriječilo, u sredini ložišta ugrađivana je pregrada od šamotnih opeka.

Pregrada u ložištu dvostranog Škotskog kotla

• Zamjenom klasične skretne komore vodenim cijevima, proizašli su moderniji generatori pare poznati kao "Howden-Johnson" i “Prud’Hon Capus", kod kojih je znatno povećan jedinični kapacitet, pospješena je cirkulacija vode, smanjena masa te poboljšani elastičnost konstrukcije i sigurnost u pogonu.

• Zbog te modifikacije, Howden-Johnson kotlovi su imali oko 10% bolji stupanj iskorištenja od konvencionalnih Škotskih kotlova.

Presjek Prud’Hon Capus kotla (cijevi pregrijača pare obojene su crvenom bojom)

• Usprkos modificiranoj konstrukciji, niti Howden-Johnson niti Prud’Hon Capus kotlovi nisu uspjeli napraviti veći iskorak u gradnji generatora pare i njihovoj primjeni jer su im radni tlakovi bili 15 bar, a temperatura pregrijane vodene pare do 310 °C.

Presjek Howden-Johnson kotla (cijevi pregrijača pare obojene su crvenom bojom)

• Parametri pare kotlova cilindričnih konstrukcija, kojima pripadaju i sva tri prethodno spomenuta tipa, uglavnom su odgovarali zahtjevima i potrebama parnih stapnih strojeva. Premda je Škotski kotao bio najrašireniji i dobro prilagođen parnim brodovima, činjenica da je njegov radni tlak bio ograničen na 20 bar usporio je daljnji napredak.

• Danas se kao pomoćne jedinice susreću izvedbe tzv. tipa "Steamblock", koje imaju slične osnovne konstruktivne elemente kao Škotski kotao, odnosno: plamene cijevi (plamenice), dimne cijevi i skretne komore.

Prud'Hon Capus brodski kotao s uobičajenim ložištem otvoren pri čišćenju. Na slici su vidljive dvije plamenice i dio konvektivnog cijevnog snopa.

• Pojavom parne turbine, kao propulzijskog stroja, nastaje druga etapa u razvoju i gradnji brodskih generatora pare, čija konstrukcija sve više gubi oblik klasičnih kotlova, pa im je zato primjereniji naziv generatori pare.

• Sekcijski generator pare dobio je ime zbog vodenih komora sekcijske izvedbe.

Sekcijski generator pare

• Njegove glavne prednosti, u odnosu na Škotski kotao jesu sljedeće: povećani kapacitet, povišene veličine stanja proizvedene pare, povećana elastičnost konstrukcije te smanjena masa i ugradbene dimenzije. Na njima su bile ugrađivane naknadne ogrjevne površine, kao zagrijači zraka ili zagrijači vode.

• Sekcijski generatori pare uglavnom su bili korišteni kao glavni generatori pare, odnosno radi opskrbe parom propulzijskih strojeva.

• Prvi brodski generator pare koji je konstruiran specijalno za brodske uvjete rada je "'Yarrow" s tri bubnja. Prve izvedbe imale su ravne snopove isparivačkih cijevi, a pregrijači su bili smješteni u izlaznom dijelu prema dimnjaku.

• Zbog povišenja temperature pregrijane pare pregrijač je premješten u cijevni snop, odnosno u područje viših temperatura dimnih plinova, bliže ložištu. Kao naknadna ogrjevna površina najčešće je ugrađivan zagrijač zraka. Najviše takvih jedinica ugrađeno je na engleskim i francuskim ratnim i trgovačkim brodovima.

“Yarrow” brodski generator pare

• Daljnja razvojna etapa bila je gradnja vodocijevnih izvedbi, od kojih su poznati generatori pare tzv. "D" izvedbe, s okomitim cijevima, te "Integral" izvedbe s kosim cijevima. Pregrijači su smješteni između prvog i drugog isparivačkog snopa, a kao naknadne ogrjevne površine ugrađivani su zagrijači vode i zagrijači zraka.

• Takvi generatori pare građeni su uglavnom kao glavne jedinice za parnu propulziju, a na brodovima su bili ugrađivani u parovima, simetrično postavljeni.

• Generatori pare koji se svrstavaju u specijalne izvedbe ("La Mont", "Benson", "Sulzer", "Velox", "Loffler") nisu se mnogo primjenjivali na trgovačkim brodovima, a naročito ne na tankerima. Oni su razvijani i više prilagođavani uvjetima i potrebama ratnih brodova.

“D” generator pare

• Gradnjom velikih tankera s parnom propulzijom prešlo se na izvedbu paroproizvodnih sistema s jednim glavnim i jednim pomoćnim generatorom pare. To je uvjetovalo gradnju jedinica vrlo velikih kapaciteta s visokim pogonskim parametrima (tlak, temperatura) proizvedene pare.

• Tako je razvijeno više tipova suvremenih izvedbi, specijalno namijenjenih brodovima najveće nosivosti. To su uglavnom izvedbe s većim ozračenim isparivačkim površinama i sa stropno smještenim gorionicima, koji omogućuju efikasnije izgaranje pri malim viškovima zraka.

• Efikasnost izgaranja pospješuje oblik ložišta i trajektorija plamena i dimnih plinova u obliku slova "U", prema čemu je takva izvedba i dobila ime.

Brodski “U” generator pare

• Takve konstrukcije imaju dva dimna prolaza. Prvi je prostor zapravo ložište, a u drugom prolazu smješteni su cijevni snopovi dodatnih ogrjevnih površina.

• Kroz ložište plamen se kreće od gorionika prema podu, a u drugom dimnom kanalu dimni plinovi kreću od poda okomito prema izlazu, odno-sno dimnjaku. U drugom dimnom kanalu su smješteni cijevni snopovi pregrijača pare i zagrijača vode, a na izlazu regenerativni (rotacij-ski) zagrijač zraka.

• Kada se govori o povijesnom razvoju generatora pare, mora se spomenuti i razvoj brodskih parnih sustava za plovila s nuklearnim pogonom.

• Isključivši vojne jedinice, prvi brod na nuklearni pogon bio je sovjetski ledolomac “Lenjin”, koji je porinut 1958. godine.

• Godine 1962., porinut je i drugi trgovački brod s nuklearnim pogonom, “Savannah”, američke proizvodnje. Međutim, treba napomenuti da nuklearna propulzija, osim u ratne svrhe, dosad nije znatnije primjenjena u brodogradnji, što je posljedica problema u vezi sa sigurnošću i zaštitom okoliša.

• Za brodsku propulziju uglavnom se primjenjuju reaktori tipa PWR (Pressurized Water Reactor – reaktori hlađeni vodom pod tlakom). Shematski prikaz takvog sustava dan je na sljedećoj slici.

Reaktor hlađen vodom pod tlakom – PWR - Pressurized Water Reactor

2. Namjena generatora pare na brodovima

• Generatori pare na brodovima namijenjeni su za proizvodnju pare za pogon glavnoga stroja (propulzije) te za ostale pomoćne svrhe (pogon pomoćnih strojeva, grijanje tereta i goriva, pranje tankova i sl.)

• Najveći brodovi potrošači pare su tankeri, te će biti prikazan jedan parni sustav pri čemu će biti pojašnjena struktura potrošnje topline na takvim plovilima. U sljedećoj tablici prikazana je orijentacijska specifikacija porošača topline na tankerima s parnom propulzijom.

• Iz podataka u priloženoj tablici vidljivo je da je glavna pogonska turbina najveći potrošač pare na brodu. Pri normalnoj plovidbi generator pare radi sa 70-80% najvećeg opterećenja, a pri plovidbi punom brzinom, manevriranju i grijanju tereta proizvodnja pare je na razini maksimalnog trajnog kapaciteta.

Potrošnja pare na tankerima u % instaliranog kapaciteta generatora pare

PotrošačPotrošnja u %

na moru u luci

glavna turbina 70

zagrijavanje goriva 0,4 – 0,6 0,12 – 0,18

rasprskavanje goriva 0,1 – 0,2 0,03 – 0,06

napojna pumpa 2 – 3

lučka napojna pumpa 0,6 – 0,9

pumpa za ukrcaj goriva 0,15

transfer pumpa 0,6 0,18

pumpa za gorivo 0,5 0,15

ejektor glavnog kondenzatora 1,25

pumpa tereta 25 – 30

grijanje tereta 20 - 30

pranje tankova 15 – 20

turbogeneratori 10 - 15 5 – 8

pumpe 1 – 2

razne službe za posadu 3 - 5 3 - 5

• Pri radu u luci, kod tankera koji ima turbo generator i parne pumpe tereta, opterećenje generatora pare znatno je veće nego kada pumpe tereta imaju električni pogon, a za proizvodnju električne energije služi dizelski agregat.

• Znatne količine topline troše se na grijanje tereta i pranje tankova.

• Na suvremenim tankerima s parnom propulzijom vrlo se često susreće sustav s jednim glavnim generatorom pare i s jednim manjim pomoćnim, koji, osim što koristi pomoćnim brodskim službama, može u nuždi opskrbljivati parom glavnu pogonsku turbinu za povratak u luku.

• Nekoliko kombinacija rada takvog sustava prikazano je na sljedećim shemama:

Brod u luci (ukrcaj i iskrcaj tereta)

Brod u normalnoj plovidbi

Brodski pogon u nuždi (povratak u luku)

Brod u luci (ukrcaj i iskrcaj tereta s pomoćnim generatorom pare)

Prema namjeni:• glavni brodski generatori pare (za propulziju broda)• pomoćni brodski generatori pare (za razne pomoćne brodske namjene:

pogon pomoćnih strojeva, grijanje tereta, grijanje goriva, grijanje prostorija, domaćinske potrebe i sl.)

Prema fluidu koji prolazi kroz cijevi:• vodocijevni generatori pare• dimnocijevni generatori pare

3. Podjela brodskih generatora pare

Prema načinu dovođenja toplinske energije:• generatori pare s ložištem• generatori pare na ispušne dimne plinove iz motora (utilizatori) • nuklearni generatori pare

Prema konstrukcijskom obliku tlačnih dijelova :• cilindrični• sekcijski• vodocijevni• dimnocijevni• kosocijevni• strmocijevni • kutnocijevni• s jednim bubnjem• s više bubnjeva• itd.

Prema vrsti provjetravanja:• generatori pare s prirodnom ventilacijom• generatori pare s prisilnom (tlačnom ili isisnom) ventilacijom• generatori pare s kombinranom ventilacijom

Prema vrsti cirkulacije:• s prirodnom cirkulacijom• s prisilnom cirkulacijom

− optočna cirkulacija („La Mont“)− protočna cirkulacija („Benson“, „Sulzer“, „Ramzin“)

Osnovne sheme generatora pare prema vrsti cirkulacije

1 1 1 5 5 5

2 2 2 4 4 4

3 3 5

6 6 6

7

prirodna cirkulacija prisilna optočna cirkulacija

prisilna protočna cirkulacija

LEGENDA:1 - napojna pumpa, 2 – zagrijač vode (ekonomajzer), 3 – parni bubanj,4 – isparivač, 5 – komora, 6 – pregrijač pare, 7 – cirkulacijska pumpa

4. Osnovne karakteristike generatora pare

Tlak• Dopušteni (maksimalni) tlak - to je najviši tlak kojim se smije voditi

pogon generatora pare. Toj veličini prilagođeni su sigurnosti ventili; kada se postigne najviši tlak oni se treba otvori. Na temelju njegove veličine proračunava se čvrstoća svih tlačnih dijelova generatora pare (bubnja, komora, cijevi, itd.). On je obično 5% veći od normalnog radnog tlaka u parnom bubnju. generatori pare s prirodnom ventilacijom

• Radni ili pogonski tlak u generatoru pare (u parnom bubnju) - on je, kao što je već prije spomenuto, obično 5% manji od dopuštenog tlaka, a ta je veličina jednaka tlaku u parnom bubnju za vrijeme rada.

• Izlazni tlak iz pregrijača pare - to je stvarni tlak pare na izlasku iz generatora pare (iza pregrijača). On je manji od radnog tlaka za veličinu gubitka zbog strujanja kroz pregrijač. Ovisno o konstrukciji i veličini pregrijača, taj tlak je za 5 do 10% manji od radnog tlaka u bubnju.

pmax

prpizl

pregrijač

Kapacitet (učin), [t/h, kg/s, MW]

• Normalni kapacitet (80 %) - To je ona veličina kod koje generator pare normalno radi s maksimalnim stupnjem iskorištenja. Mjerodavan je za projektiranje cjelokupnog parnog postrojenja. Najčešće je to 80% maksimalnog trajnog kapaciteta.

• Maksimalni trajni kapacitet (100 %) - To je veličina proizvodnje koju generator pare može postići u kontinuiranom radu. Na temelju njega proračunavaju se i projektiraju ogrjevne površine. Obično je 20% veći od normalnog kapaciteta.

• Maksimalni kratkotrajni kapacitet - To je veličina proizvodnje koju generator pare može postići u trajanju od 30 minuta.

• Minimalni kapacitet (20 – 25 %) - To je tehnički minimum proizvodnje pri kojoj uređaji generatora pare mogu još kontinuirano raditi u sigurnom i trajnom pogonu.

• Da bi se mogao steći uvid u veličinu kapaciteta (proizvodnje) paroproizvodnih jedinica različitih parametara (tlak, temperatura pregrijanja), odnosno da bi se pri usporedbi mogli iskazati zajednički pokazatelji, često se primjenjuje pojam tzv. "normalne" pare. To je zapravo suho-zasićena para proizvedena iz vode od 0C, pri atmosferskom tlaku 0,1013 MPa. Sukladno tome, sadržaj topline, odnosno entalpija "normalne" pare, iznosi 2662 kJ/kg, pa je omjer između proizvedene pare D bilo kojih parametara i količine "normalne" pare Dn dan izrazom:

2662vpnhh

D

D

gdje je hp [kJ/kg] entalpija proizvedene pare, a hv [kJ/kg] entalpija napojne vode.Određivanjem proizvodnje tako definirane "normalne" pare mogu se usporediti kapaciteti generatora pare s različitim pogonskim parametrima proizvedene pare.

Temperatura izlazne pare (temperatura pare na izlazu iz pregrijača)

• To je temperatura koju ima para na izlasku iz pregrijača pare. Težnja za što većim stupnjem iskorištenja parnog ciklusa vodi nastojanju da se postigne što viša temperatura pregrijane pare, koja je međutim, ograničena razvojem tehnologije, odnosno čvrstoćom materijala kod visokih temperatura. Najviše ekonomske temperature pregrijanja danas su za stacionarna postrojenja do 650C, a na brodovima do 550C.

• Pored navedenih osnovnih karakteristika, kao značajne veličine navode se još: stupanj iskorištenja generatora pare, temperatura izlaznih dimnih plinova i temperatura napojne vode.

.

Stupanj iskorištenja• (90 do 94 %)

Temperatura napojne vode• (temperatura vode na ulazu u generator pare)

Temperatura izlaznih dimnih plinova• (140 do 200 0C)

Radi sagledavanja ponašanja u pogonu, potrebno je poznavati karakteristična specifična opterećenja generatora pare, odnosno:

Specifično opterećenje ložišta• količina topline koja se razvija po jedinici volumena ložišnog prostora,

iz čega proizlazi da je:

3

1

m

kW

l

LLLd

l

ll V

tCVHB

V

Qq

gdje je ql [kW/m3] specifično opterećenje volumena ložišnog prostora, B [kg/s] količina goriva, Hd [kJ/kg] donja toplinska vrijednost goriva, VL[m3/kg] potrošnja zraka pri izgaranju 1 kg goriva, CL [kJ/m3K] specifična toplina zraka kod ulaza u ložište, tL1 [C] temperatura ulaznog zraka u ložište, Vl, [m3] volumen ložišnog prostora, a QL [kW] ukupni toplinski tok doveden u ložište.

• Specifično opterećenje ložišnog prostora razlikuje se kod različitih konstrukcija generatora pare, a orijentacijske veličine dane su u sljedećoj tablici:

Vrsta generatora pare ql [kW/m3]

Cilindrični generatori pare s plamenicima, loženi tekućim gorivom 800 do 1 100

Vodocijevni brodski generatori pare, loženi tekućim gorivom 600 do 1200

Vodocijevni gen. pare na ratnim brodovima, loženi tekućim gorivom 1800 do 3500

Stacionarni strmocijevni generatori pare, loženi ugljenom prašinom 200 do 350

Specifično opterećenje ložišta

Specifično maseno opterećenje isparivača• definirano je kao količina pare koja se proizvodi po jedinici ogrjevne

površine isparivača u jedinici vremena, odnosno:

sm

kg20

ispm A

Dq

gdje je q0m [kg/m2s] specifično maseno opterećenje površine isparivača, D [kg/s] količina proizvedene pare, a Aisp [m2] površina isparivača.

• Orijentacijske vrijednosti specifičnog masenog opterećenja površine isparivača prikazane su u sljedećoj tablici:

Vrsta generatora pare ql [kW/m2h]

kosocijevni ili strmocijevni generatori pare s neekraniziranim ložištem 35 do 55

kosocijevni ili strmocijevni generatori pare s ekraniziranim ložištem 55 do 70

generatori pare s intenzivno ozračenom ogrjevnom površinom 70 do 100

brodski cilindrični generatori pare (Škotski, Steamblock) 15 do 25

brodski vodocijevni generatori pare s prirodnom cirkulacijom 35 do 70

brodski vodocijevni generatori pare s prisilnom cirkulacijom 50 do 100

brodski vodocijevni generatori pare na ratnim brodovima do 150

Specifično maseno opterećenje isparivača

Specifično toplinsko opterećenje ogrjevnih površina definirano je kao količina topline koju prenosi jedinica površine pojedine ogrjevne površine u jedinici vremena, pa slijedi da je:

• specifično toplinsko opterećenje isparivača

2

'2'30 m

kW

ispisp

ispi A

hhD

A

Qq

gdje je q0i [kW/m2] specifično toplinsko opterećenje površine isparivača, D [kg/s] proizvodnja pare, h3', [kJ/kg] entalpija pare na izlazu iz parnog bubnja, h2', [kJ/kg] entalpija vode na ulazu u parni bubanj odnosno na izlazu iz zagrijača vode, Aisp [m2] površina isparivača, a Qisp [kW] toplinski tok predan isparivaču.

• specifično toplinsko opterećenje pregrijača pare

2

'30 m

kW

P

P

P

PP A

hhD

A

Qq

gdje je q0i [kW/m2] specifično toplinsko opterećenje površine pregrijača pare, AP [m2] površina pregrijača pare, a QP [kW] toplinski tok predan pregrijaču pare.

• specifično toplinsko opterećenje zagrijača vode

2

'20 m

kW

ZV

ZV

ZV

ZVZV A

hhD

A

Qq

gdje je q0ZV [kW/m2] specifično toplinsko opterećenje površine zagrijača vode, A ZV [m2] površina zagrijača vode, a Q ZV [kW] toplinski tok predan zagrijaču vode.

Specifično toplinsko opterećenje vodenog ogledala je količina proizvedene pare po jedinici površine vodenog ogledala parnog bubnja, odnosno:

sm

kg2

VOVO A

Dq ili

sm

m2

3'3

VOVO

PVO A

vD

A

Vq

gdje je qVO [kg/m2s ili m3/m2s] specifično opterećenje vodenog ogledala, v3' [m3/kg] specifični volumen zasićene pare u bubnju, a AVO [m2] površina vodenog ogledala.

Ta karakteristična veličina značajna je radi kontrole dimenzija parnog bubnja, jer o njoj ovisi vlažnost zasićene pare koja izlazi iz bubnja. Što je veličina specifičnog opterećenja vodenog ogledala parnog bubnja veća, odvajanje mjehurića pare od vode zbiva se na manjoj površini, pa je i mogućnost povlačenja kapljica vode s parom znatno veća.

Specifično opterećenje volumena parnog prostora jest proizvodnja pare po jedinici volumena parnog prostora iznad vodenog ogledala, odnosno:

sm

kg3

ppVP V

Dq ili

sm

m3

3'3

ppVP V

vDq

gdje je qVP [kg/m3s ili m3/m3s] specifično opterećenje volumena parnog prostora, a Vpp [m3] volumen parnog prostora u bubnju iznad vodenog ogledala. To specifično opterećenje također utječe na kvalitetu (vlažnost) izlazne pare iz bubnja.

5. Eksploatacijski zahtjevi brodskih generatora pare

S obzirom na specifične uvjete rada na brodu, brodski generatori pare moraju udovoljavati nekim specifičnim zahtjevima:

• Pogonska sigurnost najvažniji je zahtjev jer o tome izravno ovisi sigurnost čitavog broda i njegove posade.

• Jednostavna konstrukcija koja omogućuje lak pregled, popravak i održavanje.

• Jednostavno posluživanje i rukovanje jer na brodovima treba računati s češćim izmjenama posade (pogonskog osoblja), kojoj treba omogućiti brzo upoznavanje i spremnost za upravljanje pogonom.

• Fleksibilnost u pogonu, tj. sposobnost prilagodbe naglim promjenama opterećenja, posebno pri manevriranju brodom. S time u vezi važna je i mogućnost prihvaćanja preopterećenja, da bi se u nenormalnim uvjetima (loše atmosferske prilike, opasan položaj) osigurala sigurnost broda.

• Mogućnost brzog upućivanja, da bi se skratio boravak u luci.• Mogućnost rada pri nenormalnom položaju broda, tj. pri bočnom

nagibu broda 30 te poniranju broda 12.• Što lakša konstrukcija, da bi brod bio opterećen sa što manje

nepotrebnog tereta. Zbog toga su brodski generatori pare, u pravilu, više specifično opterećeni.

• Visoki stupanj iskoristivosti, radi smanjenja pogonskih troškova goriva koji najviše utječu na cijenu brodskog prijevoza.

• Prilagođenost (neosjetljivost) na rad s različitim kvalitetama goriva, jer se gorivo nabavlja u različitim dijelovima svijeta, zbog čega njegove pojedine karakteristike katkad i znatno variraju.

Da bi se moguće nepravilnosti u pogonu kao i eventualne havarije ograničile na najmanju mjeru, državna brodska klasifikacijska i osiguravajuća društva izdala su stroge propise o projektiranju, izradi i eksploataciji brodskih generatora pare.

Tu se, u prvom redu, podrazumijevaju način proračuna pojedinih ključnih dijelova, kvaliteta materijala i način njegova testiranja, propisi o opremi odnosno armaturi generatora pare, način ispitivanja generatora pare, periodični inspekcijski pregledi koji se provode neovisno o stanju generatora pare, tehnička dokumentacija koja mora biti uvijek na raspolaganju, stručno znanje pogonskog osoblja te način njegova provjeravanja.

6. GLAVNI SASTAVNI 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.

Ogrjevne površine• Isparivač

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

Ogrjevne površine• 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

• 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 0C ispod

temperature isparivanja− Prijelaz topline uglavnom konvekcijom, a malim dijelom zračenjem

dimnih plinova

Ogrjevne površine• 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),regenerativni (rotacijski)

Tlačni dijelovi generatora pareDijelovi u kojima sa nalazi radni fluid (voda, para) pod tlakom koji je veći od atmosferskoga:

• parni i vodeni bubnjevi, • komore, • dijelovi isparivača, pregrijača. međupregrijača, zagrijača vode,• sabirnici i sl.

Armatura generatora pare• Zaporna armatura• Sigurnosna armatura• Mjerna armatura• Regulacijska armatura

Sustav za kontrolu i automatsku regulacijuNosiva čelična konstrukcijaOzid i izolacijaPomoćni uređaji

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

7. SHEMA GLAVNIH DIJELOVA GENERATORA PARE

GORIVO

ZRAK

NAPOJNA VODA

PREGRIJANA PARA

1

2

3

4

5

6

7

8

9

LEGENDA: 1-ložište, 2-konvekcijski isparivač, 3-pregrijač pare, 4-zagrijač vode, 5-zagrijač zraka, 6-parni bubanj, 7-vodeni bubanj, 8-gornja komora ekrana, 9-donja komora ekrana

VODOCIJEVNI BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „D“(proizvodnja „Babcock &Wilcox“)

POGLED NA PRESJEK KROZ VODOCIJEVNI BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „D“

(proizvodnja „Babcock &Wilcox“)

VODOCIJEVNI BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „U-M“(Proizvodnja „Babcock“)

VODOCIJEVNI BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „U“(proizvodnja „Kawasaki“)

POGLED NA PRESJEK BRODSKOG GENERATORA PARE TIPA „U“(proizvodnja „Foster Wheeler“)

POGLED NA PRESJEK BRODSKOG GENERATORA PARE TIPA „U“ S DVA BUBNJA

(proizvodnja „Foster Wheeler)

BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „U“ S DVA BUBNJA(proizvodnja „Foster Wheeler)

POGLED NA PRESJEK KROZ VODOCIJEVNI BRODSKI GENERATOR PARE TIPA „U“ S JEDNIM BUBNJEM

(proizvodnja „Babcock & Wilcox“)

POGLED NA PRESJEK KROZ VODOCIJEVNI GENERATOR PARE TIPA „U“ S JEDNIM BUBNJEM(proizvodnja „Foster Wheeler“)

SMJEŠTAJ NA BRODU S PARNOM PROPULZIJOM

pogonska turbina

generator pare

SMJEŠTAJ NA BRODU S PARNOM PROPULZIJOM

glavni generatori pare pogonska turbina

SMJEŠTAJ GLAVNOGA I POMOĆNOG GENERATORA PARE

glavni generator pare

pomoćni generator pare