Kotel Cochran byl původně koupen skupinou Thompson-Cochran jako technologie balíkových kotelů do Jižní Afriky a po vstupu do skupiny Rolls-Royce se stal mezinárodním lídrem v oblasti výroby kotlů.
Používal se hlavně na lodích k výrobě páry pro jiný účel. K výrobě páry může využívat olej / uhlí nebo rekuperaci tepla z výfuku vznětového motoru. Tyto kotle byly také známé jako kompozitní kotle.
Definice Cochranova kotle
Jedná se o svislou osu bubnu, ohnivzdorný kotel, který má mnoho vodorovných trubek pro zvýšení topné plochy. Je kategorizován jako nízkotlaký kotel s přirozeným tahem, přirozenou cirkulací a má lepší účinnost než jednoduchý vertikální kotel. Lze s ním použít jakýkoli druh paliva, jako je uhlí nebo olej.
Kotel Cochran Thermax
Jedná se o svislou osu bubnu, ohnivzdorný kotel, který má mnoho vodorovných trubek pro zvýšení topné plochy. Je zařazen do kategorie nízkotlaký kotel s přirozeným tahem, přirozenou cirkulací. Má lepší účinnost než jednoduchý vertikální kotel. Vyžaduje minimální podlahovou plochu. Uvnitř tohoto kotle lze použít různé druhy paliv, jako je uhlí a olej.
Konstrukce a provoz kotle Cochran
Cochranův kotel se skládá z následujících částí:
1. Shell:
Je to hlavní těleso kotle, které uzavírá páru i vodu.
2. Rošt kotle
Je součástí kotle, kde je uskladněno pevné palivo, a je navrženo pro snadné proudění vzduchu skrz něj a snadné odstraňování popela.
3. Spalovací komora kotle
Část kotle, kde se spaluje palivo za vzniku vysokoteplotních spalin. Vnitřní povrch je obložen požárními cihlami, aby nedošlo k přehřátí tělesa kotle.
4. Požární trubky
Jedná se o vodorovné trubky spojené do svazku, jehož jeden konec je připevněn k peci a druhý ke komínu, aby se zvýšila kontaktní plocha topné plochy.
5. Požární otvor
Malý otvor ve spodní části spalovací komory slouží k umístění paliva v kotli.
6. Topeniště (pec)
Mediátor mezi požárními trubicemi a spalovací komorou je známý jako topeniště.
7. Komín
Jedná se o výfukové potrubí, kterým se spaliny uvolňují do atmosféry.
8. Muž díra
Šachta je malý otvor pro údržbu a kontrolu vnitřní části kotle.
9. Podšívka z požární cihly
Je to typické typ izolace vyrobené z hlíny a umístěné uvnitř kotle Cochran Boiler pro snížení přenosu tepla konvekcí na vnější povrch.
10. Popelnice
Popel je uložen v popelnici, která je umístěna pod roštem.
11. Dveře kouřové skříně
Umožňuje přístup k čistému kouři z kouřového boxu.
12. Potrubí proti nasávání
Používá se k zabránění unášení kapiček vody párou.
13. koruna
Je to místo, kde dochází ke spalování paliva uvnitř kotle.
14. Tlakoměr
Používá se k měření tlaku páry.
15. Pojistný ventil kotle
Jedná se o bezpečnostní příslušenství namontované na kotli k uvolnění extra páry, když tlak uvnitř kotle překročí bezpečnou mez.
16. Ukazatel hladiny vody
Jedná se o bezpečnostní zařízení a slouží ke kontrole hladiny vody uvnitř kotle a zabránění provozu kotle při nízké hladině vody.
17. Ukazatel hladiny vody
Ke kontrole hladiny vody uvnitř kotle je na vnějším povrchu kotle namontován měřič skleněné trubice, známý jako měřič hladiny vody.
18. Tavná zástrčka
Bezpečnostní upevnění na kotli, aby se zabránilo poškození v důsledku přehřátí kotle. Když teplota kotlové vody překročí bezpečnou zónu, tavná zátka se roztaví a voda bude proudit do kotlové pece a uhasit oheň.
19. Uzavírací ventil
Jedná se o bezpečnostní zařízení namontované na tělese kotle k zastavení toku páry do hlavního vedení. Je to normálně uzavřený ventil.
Práce kotle Cochran
Pracovní princip kotle Cochran je podobný principu vertikálního požárního trubkového kotle. Na roštu je palivo přiváděno přes požární otvor. Palivo se spaluje a vznikající horké plyny se používají k přenosu tepla do vody požární trubicí. Voda získává tepelnou energii a přeměňuje se na páru.
Cochranský vertikální kotel
Vertikální kotel je kategorizován jako nízkotlaký kotel s přirozeným tahem, přirozenou cirkulací.
Jedná se o multi-trubkový kotel, jehož výsledkem je větší povrchová plocha přenosu tepla.
Obvykle se používá k výrobě páry pro malé stroje. Tyto kotle se používají zejména na lodích jako pomocné kotle.
Aplikace kotle Cochran
Cochranský kotel se používá v:
- Papírenský a celulózový průmysl.
- Chemické zpracovatelské zařízení.
- Rafinační jednotky
- Různá odvětví procesních aplikací.
Cochranův diagram kotle
Cochranský kotel je jaký typ kotle
Jedná se o vylepšenou formu jednoduchého vertikálního kotle, kde je plocha topné plochy zvětšena použitím vícetrubkových požárních trubic.
Specifikace kotle Cochran
Následuje specifikace kotle Cochran
- Parní výkon: 3500 kg / hod
- Pracovní tlak: 6.5 - 7 bar (jmenovitý tlak 15 bar)
- Topná plocha: 120 m2
- Výška: m 5.79
- Průměr pláště: 2.75 m
- Průměr tuby: 6 cm
- Účinnost: 70 až 75%
Cochranský kotel pracuje
Pracovní princip kotle Cochran je podobný principu kotle na oheň. Různé druhy paliva, jako je uhlí nebo olej, se přenášejí na rošt kotle přes požární otvor. Palivo se zapaluje otvorem pro oheň v kotli a přirozený tok vzduchu probíhá do spalovací komory z atmosféry.
Vysokoteplotní kouřové plyny vznikající při spalování poskytovaného paliva protékají svazkem vodorovných požárních trubic. Teplo se odvádí z požární trubice (proudí spaliny o vysoké teplotě) do vody. Entalpie vody se zvyšuje tvorba páry probíhá. Výfukové plyny se uvolňují do atmosféry.
Cochranský trubkový kotel
Jedná se o typ kotle, ve kterém spaliny proudí dovnitř požární trubice a voda je obklopena těmito trubkami. Konvekční přenos tepla probíhá z horkého plynu uvnitř trubky do okolní vody, aby se přeměnil na páru.
Cochranský parní kotel
S vysokou účinností a sníženým potřebným množstvím paliva jsou Cochranovy ekonomizéry nákladově efektivní a používají se jako rekuperace odpadního tepla k výrobě páry.
Příslušenství připojené ke kotli Cochran
Přílohy na kotli Cochran
1. Ukazatel hladiny vody
Indikuje hladinu vody uvnitř kotle, což nám pomáhá udržovat hladinu vody mezi vysokou a nízkou úrovní.
2. Manometr
Tlak páry uvnitř kotle se měří pomocí přístroje známého jako tlakoměr.
3. Pojistný ventil
Pojistný ventil, který se montuje na tělo kotle, aby chránil kotel před prasknutím v důsledku nadměrného tlaku.
Jakmile vnitřní tlak dosáhne nastavené hodnoty pojistného ventilu, automaticky se otevře a vysokotlaká pára se uvolní.
4. Uzavírací ventil
Hlavní funkcí uzavíracího ventilu je v případě potřeby zastavit provoz kotle a také řídit průtok v kotli.
5. Odfoukněte ventil
Používá se k odstranění usazenin a usazenin vodního kamene na spodní části bubnu kotle, když je v provozu, a také k vyprázdnění kotle za účelem čištění nebo kontroly.
- Zpětný ventil přívodu namontovaný na kotli.
Průtok vody z napájecího pasáku do kotle je řízen zpětným ventilem napájení
7. Tavná zástrčka
Používá se k uzavření požáru kotle v peci, když je hladina vody pod bezpečnou zónou, aby nedošlo k poškození kotle.
Hlavní výhody kotle Cochran
Hlavní výhody kotle Cochran jsou uvedeny níže
- Nižší náklady na počáteční instalaci.
- Požadavek na podlahovou plochu je menší.
- Snadná manipulace a ovládání.
- Lze použít různé druhy paliva.
- Je přenosný a praktický.
Klasifikace kotle Cochran
Kotel Cochran lze klasifikovat na základě různých kritérií jako kotel vertikální, vícetrubkový, požární, vnitřní a přirozený.
Výhody a nevýhody kotle Cochran
Výhody kotle Cochran
- Počáteční náklady na instalaci jsou nižší.
- Požadovaná menší podlahová plocha.
- Snadná manipulace a ovládání.
- Lze použít různé druhy paliva.
Nevýhody
- Rychlost vytváření páry je nízká.
- Provádění údržby a inspekčních prací je obtížné.
- K dispozici je omezený rozsah tlaku.
- Pro svislou konstrukci je pro instalaci vyžadována velká plocha.
Kapacita kotle Cochran
Kapacita kotle je definována jako rychlost výroby páry při plném spalování a obvykle se vyjadřuje na základě hmotnosti. Kapacita kotle Cochran se pohybuje v rozmezí 500 kg / s při 16 barech.
Cochranský design kotle
Hlavní válcové těleso kotle, které vlastní vodou a párou je známé jako plášť kotle. Horní část kotle má polokulovou kupolovitou strukturu, která poskytuje prostor pro generování páry. Tento tvar má vyšší poměr plochy k objemu. Má kompaktní strukturu a zabírá menší podlahovou plochu. Většinou se používá pro požadavky na nízkou kapacitu.
Rozměry kotle Cochran
- Průměr pláště: 2.75 m
- Výška kotle: 5.79 m
- Výměník tepla průměr trubky: 6 cm
- Topná plocha 120 m2
Ekonomizér kotle Cochran
Ekonomizér lze použít ke snížení spotřeby paliva až o 6%. Využívá odpadní teplo z hlavního motoru lodi k výrobě páry.
Cochranský kotel vodorovně
Používá se hlavně v lokomotivách a jedná se o multi-trubkový, vnitřně vypalovaný, požární trubkový kotel s přirozenou cirkulací. Je navržen tak, aby vyhovoval náhlým fluktuačním požadavkům páry.
Údržba kotle Cochran
Následuje seznam některých činností běžné údržby prováděných na kotli:
- Testování a úprava kvality vody pomocí chemikálií.
- Chemické čištění usazenin sazí na ekonomizéru pomocí vysokotlakého vzduchu.
- Pravidelné odkalování ke snížení usazování vodního kamene.
- Vedení záznamů o zkušebním a inspekčním protokolu.
- Celková vizuální kontrola.
- Mazání součástí.
- Denní kontrola stavu motoru.
- Čištění filtrů a kontrola sestav pilotů a hořáků.
- Pravidelná kontrola stavu těsnění parního potrubí a výměna poškozených těsnění.
- Důležité pro udržení požadované hladiny vody uvnitř bubnu kotle.
Proces výroby kotle Cochran
K řezání ploché desky se používá numericky řízený plazmový řezací stroj. Tato plochá deska se válcuje na požadovaný průměr pomocí hydraulického tlaku. Podélné svařování pod tavidlem se provádí pro bezproblémové spojování.
Inspekce a zajištění kvality se provádí během celého výrobního procesu. Pro kontrolu kritických svarů se používá rentgenová technologie. Pro přesné vyrovnání trubek a otvorů se používá CNC frézování.
Trubky jsou svařovány ručně v souladu s otvory trubek. Pec, spalovací komora a plášť přední trubky jsou připevněny k tělesu kotle.
Tlakové zkoušky se provádějí nedestruktivní metodou.
Díly kotle Cochran
- Skořápka
- rošt
- Spalovací komora
- Požární trubky
- Požární díra
- Pec
- Komín
- Cihlová podšívka
- Průlez
- Kouřovod
Princip kotle Cochran
Konvekční přenos tepla probíhá ze spalin do vody požárními trubkami za vzniku páry.
Cochranský kotel na odpadní teplo
Jedná se o kotel, který vyrábí páru využitím odpadního tepla z výfukových plynů hlavní pohonné jednotky lodi nebo používá palivo v přístavu. Je také známý jako kotel na rekuperaci odpadního tepla.
Cochranský vodní trubkový kotel
Jedná se o vodní trubkový kotel, ve kterém je v trubce přítomna voda a v okolí trubice jsou přítomny spaliny o vysoké teplotě pro výrobu páry.
Rozdíl mezi kotlem Cochran a Babcock
Cochranův kotel je vertikální požární trubkový kotel, ve kterém spalinami proudí požární trubice. Tepelná energie se přenáší hlavně ve formě konvekce z horké požární trubice do okolní vody za účelem výroby páry.
Babcockův kotel je vodní trubkový kotel, ve kterém voda proudí dovnitř trubice a je obklopena horkými spalinami. Tepelná energie se přenáší hlavně ve formě konvekce z horkých plynů do vody uvnitř trubky za účelem výroby páry. Tento typ kotle se používá k výrobě vysokotlaké páry.
Rozdíl mezi kotlem Cochran a kotlem Babcock & Wilcox
Cochranův kotel je vertikální požární trubkový kotel, ve kterém spalinami proudí požární trubice. Teplo se přenáší z horké požární trubice do vody obklopující trubici, aby se vytvořila pára.
Kotel Babcock & Wilcox je vodotrubný kotel, ve kterém voda proudí uvnitř trubky, obklopená horkými spalinami. Teplo je vedeno z trubice do vody, aby se zvýšila entalpie vody a přeměnila se na páru. Tento kotel vyrábí vysokotlakou páru. Má podélný buben a vodorovnou šikmou trubku pro výrobu vysokotlaké páry. Úhel sklonu trubek je asi 15° nebo více s horizontálou.
Rozdíl mezi kotlem Cochran a kotlem Lancashire
Kotel Cochran je vertikální požární trubkový kotel, ve kterém proudí spaliny více požárními trubkami. Používá se k výrobě nízkotlaké páry a má vnitřně umístěnou pec.
Lancashire je definován jako horizontální typ požární trubice s vnitřním spalováním. Délka kotle Lancashire je přibližně 7 - 9 metrů a průměr je v rozmezí 2 - 3 metry.
Definice účinnosti kotle Cochran
Účinnost Cochranova kotle je definována jako poměr tepla skutečně potřebného k výrobě páry v určitém časovém rozmezí k teplu uvolněnému v peci během daného časového období.
Kde,
m1 = je hmotnost vody
hf = specifická entalpie vody na křivce nasycené kapaliny
h1 = specifická entalpie vody v podchlazené oblasti
x = podíl sucha
hfg = rozdíl entalpií mezi nasycenou parou a nasycená kapalina křivka při konstantním tlaku.
C = tepelná kapacita vody
Historie kotle Cochran
Kotel Cochran byl původně koupen skupinou Thompson-Cochran jako technologie balíkových kotelů do Jižní Afriky a po vstupu do skupiny Rolls-Royce se stal mezinárodním lídrem v oblasti výroby kotlů.
Používal se hlavně na lodích k výrobě páry pro jiný účel. K výrobě páry může využívat olej / uhlí nebo rekuperaci tepla z výfuku vznětového motoru. Tyto kotle byly také známé jako kompozitní kotle.
Následuje Omezení kotle Cochran
- Rychlost výroby páry je nízká.
- Kapacita pro manipulaci s tlakem je omezená.
- Není vhodné pro vysokou rychlost výroby páry.
- Vzhledem ke své kompaktní velikosti je obtížné jej kontrolovat a udržovat.
Problém 1: Napájecí voda dodávaná za hodinu 690 kg při 28 ° C, pára vyprodukovala 0.97 suchého vzduchu při 8 barech, spalování uhlí za hodinu 91 kg výhřevnosti 27,200 7.5 kJ / kg, popel a nespálené uhlí shromážděné zpod hasičů 2760 kg / hodinu výhřevnost 17.3 kJ / kg, hmotnost spalin na kg spáleného uhlí 325 kg, teplota spalin 17 ℃, teplota místnosti 1.026 ℃ a měrné teplo spalin XNUMX kJ / kg K.
Najít
1. Účinnost kotle
2. Procento tepla odváděného spalinami
3. Procentní ztráta tepla v popelu
4. Nezapočítané procento tepelné ztráty
5. Vysvětlete, co se ve skutečnosti mohlo stát s teplem zahrnutým do neočekávaných ztrát.
Řešení:
Teplo dodávané do kotle za hodinu = hmotnost paliva za hodinu x výhřevnost paliva
= 91 x 27,200 XNUMX kJ / hod
= 24,75,200 kJ / hod
Při 8 barech,
Entalpie vody při křivce nasycené kapaliny (hf) = 721.1 kJ / kg (údaje z tabulky páry)
Entalpie páry při křivce nasycených par (hg) = 2769.1 kJ / kg
Latentní odpařovací teplo (hgf) = hg – hf
= 2769.1 - 721.1 kJ / kg
= 2048 kJ / kg
Entalpie mokré páry = {hf + (X * hfg)}
Kde, X = faktor suchosti
Entalpie mokré páry = {721.1 + (0.97 * 2048)}
= 2707.67 kJ / kg
Entalpie napájecí vody při 28 ° C = C x T
Kde,
C = tepelná kapacita vody
T = teplota vody v ℃
Entalpie napájecí vody při 28 ° = 28 x 4.187
= 117.24 kJ / kg
Teplo využité při výrobě páry za hodinu
= hmotnost páry vyrobené za hodinu (m) x rozdíl entalpie vlhké páry a napájecí vody.
= 690 * (2707.67 - 117.24) = 1787396 kJ / kg
1. Účinnost kotle: Poměr tepla využitého při tvorbě páry za hodinu k teplu dodávanému do kotle za hodinu.
= 1787396/2475200 XNUMX XNUMX
= 0.7221 bar
= 72.21% efektivní
2. Procento tepla odváděného spalinami = mg x Kp (tg - tf)
Kde,
mg = je hmotnost spalin = 17.3 kg / kg spáleného uhlí,
Kp = měrné teplo spalin = 1.026 kJ / kg K.
tg = teplota spalin = 325 ℃
tf = pokojová teplota = 17 ℃
Celková tepelná energie odvedená spalinami
= 17.3 x 1.026 (325-17)
= 5467 kJ / kg uhlí.
Procento tepla odváděného spalinami na kg spáleného uhlí
= (5467/27200) x 100
= 20.1%
3. Procentní ztráta tepla v popelu je poměr topné hodnoty popela v kJ / h k teplu dodávanému do kotle v kJ / h.
= {(7.5 x 2760) / 2475200} x 100
= 0.836%
4. Nezapočítané procento ztrát tepla se vypočítá podle
= 100 - (72.21 + 20.1 + 0.836)
= 6.854%
5. Mezi nezapočítané ztráty patří teplo způsobené zářením, palivem, které není zcela spáleno, ztrátou tepla horkým popelem atd.
FAQ / KRÁTKÉ POZNÁMKY
Otázka 1: Kde se používá kotle Cochran?
Odpověď: Kotel Cochran se používá v následujícím sektoru:
- Papírenský průmysl
- Rafinérský průmysl
- Chemický průmysl
- Různé aplikace procesu
Otázka 2: Jaké jsou hlavní tři různé typy kotlů?
Odpověď: Tři různé typy kotlů jsou kombinovaný kotel, topný (běžný) kotel, systémový kotel.
- Kombinovaný kotel
Kotel má jednu jednotku a slouží k ohřevu teplé vody pro domácí použití doma.
- Pouze topný (běžný) kotel
Je v něm připevněn zásobník na horkou vodu.
- Systémový kotel
Systémový kotel se většinou podobá kombinovanému kotli kromě výroby teplé vody. Je k němu připevněn ocelový zásobník na horkou vodu.
Otázka 3: Jaká je plocha topné plochy kotle Cochran
Odpověď: S účinností kolem 70 - 75 procent je plocha topné plochy kotle Cochran 120 m2. Práce tohoto kotle je 7 barů a dimenzována na 15 barů.
Que 4: Co je to Jednotky přerušení specifické spotřeby páry?
A. kg / kW-h B. kJ / kg-K
C. kJ / kg D. kg / kW
Odpověď: A
Que 5: Maximální ztráta tepelné energie v kotli je způsobena
A. Spaliny B. Obsah popela
C. Radiační ztráty D. Nedokončené spalování
Odpověď: A
Que 6: Který přístroj se používá k nejpřesnějšímu měření teploty spalin?
A. Teploměr B. Termočlánek
C. Pyrometr D. Most z pšeničného kamene
Odpověď: C
Que 7: Cochranský kotel je typ
A. Horizontální požární trubkový kotel
B. Vertikální požární trubkový kotel
C. Horizontální vodní trubkový kotel
D. Vertikální vodní trubkový kotel
Odpověď: D
Que 8: Orientace vodních trubek v jednoduchém vertikálním kotli jsou
A. Horizontální
B. nakloněný
C. Vertikální
D. Všechny výše uvedené
Odpověď: B
Que 9: Poměr průměru vnitřních kouřovodů lancashireského kotle k průměru jeho pláště je
A. Jedna čtvrtina
B. Jedna třetina
C. Dvě pětiny
D. Jedna polovina
Odpověď: C
Que 10: Proces ohřevu suché páry při konstantním tlaku nad teplotu nasycení je známý jako
A. Izentropní
B. Super ohřev
C. Podchlazení
D. Izotermický
Odpověď: B
Základní tým TechieScience pro malé a střední podniky je skupina zkušených odborníků z různých vědeckých a technických oborů včetně fyziky, chemie, technologie, elektroniky a elektrotechniky, automobilového průmyslu a strojního inženýrství. Náš tým spolupracuje na vytváření vysoce kvalitních, dobře prozkoumaných článků o široké škále vědeckých a technologických témat pro web TechieScience.com.
Všechny naše senior SME mají více než 7 let zkušeností v příslušných oborech. Jsou to buď profesionálové z pracovního průmyslu, nebo jsou spojeni s různými univerzitami. Odkazovat Naši autoři Stránka, kde se dozvíte o našich základních malých a středních podnicích.
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!