Transcript I principi d`Irlanda

Formulario corso vapore
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Formulario corso vapore
Producibilita’ specifica:
Ws = W/S dove: W in kg/h ed S in m2 e W s in kg/m2 h
Pressione:
Pressione assoluta = pressione letta sul manometro piu’ 1.
Fondoscala manometro:
Fondoscala min. = Pb x 1,25
Fondoscala max. = Pb x 2
Vapore ed entalpia:
Tvapore umido vedi in tabella del vapore il valore in °C al valo re di pressione (assoluta!) corrispondente
- entalpia dell’acqua di alimento
ha in kJ/kg (fino a 120°C T alim x 4,186)
- entalpia del liquido saturo
hl in kJ/kg da tabella nota la P
- entalpia del vapore saturo secco
hv in kJ/kg da tabella nota la P
- entalpia del vapore surriscaldato
hs in kJ/kg da tabella nota la P e la Tsurr
- entalpia del vapore umido
hu = xhv +(1-x)hl in kJ/kg oppure hu = hl + rx in kJ/kg
- calore di riscaldamento
qr = hl-ha in kJ/kg
- calore latente di vaporizzazione
r = hv-hl in kJ
- calore di surriscaldamento
qs = hs-hv in kJ/kg
- calore fornito dalla caldaia senza surriscaldatore (dall’alimento alla presa vapore)
hu-ha in kJ/kg (1)
- calore fornito dal surriscaldatore (completamento vaporizzazione, il titolo arriva ad 1, piu’
surriscaldamento)
hs-hu in kJ/kg (2)
- calore fornito da caldaia piu’ surriscaldatore (dall’alimento all’uscita del surriscaldatore)
hs-ha in kJ/kg (3)
Nota: (1) + (2) = (3)
Volume di scoppio a Pb
La formula per il volume di scoppio a pressione di bollo e anche per i cali di pressione sulle
condense (avendo un riduttore)
hl1 – hl2
Vapnascente = ---------- kgvap/kgacqua (quanti kg di vap per ogni kg acqua, detto vapore è istantaneo)
r1 +r2
------2
Esempio calcolo volume di scoppio con Vapnascente = 0,2174 kgvap/kgacqua
0,2174
* 7.300 kg/acqua * 1.725 l/vapore = 2.737.609,5 l = 2.737,61 m3
7.300 l sono i l di acqua in caldaia
1.725 l/kg volume specifico (occupato) di vapore a pressione atmosferica
Potenza:
Caldaia senza surriscaldatore:
Potenza fornita dalla caldaia in kW
Caldaia con surriscaldatore:
Potenza fornita dalla caldaia in kW (1)
Potenza fornita dal surriscaldatore in kW (2)
Potenza totale fornita (caldaia + surr.) (3)
W x (hu-ha)/3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
W x (hu-ha)/3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
W x (hs-hu)/3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
W x (hs-ha)/3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
A cura di Beniamino Muscatello
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Potenza disponibile per l’utenza:
caldaia senza surriscaldatore in kW
caldaia con surriscaldatore in kW
W x hu / 3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
W x hs / 3600 (dove W in kg/h e le h in kJ/kg)
Potenza impiegata per:
il solo riscaldamento
la sola vaporizzazione solo fino al titolo
la sola vaporizzazione totale
il surriscaldamento
W x qr / 3600
W x (hu-ha) / 3600
W x r / 3600
W x qs / 3600
oppure W x (hl-ha)/ 3600
oppure W x (hv-hl)/ 3600
oppure W x (hs-hv)/ 3600
Nota: (1) + (2) = (3)
Mezzi di alimento:
Portata Q e prevalenza H e numero dell’iniettore n con il Vecchio Regolamento ed il Nuovo
Regolamento
Nota: 1m3 di acqua corrisponde ad una tonnellata t.
Nota: formula di calcolo portata iniettore: Qiniettore = d x d x 100, in kg/h
Nota: numero iniettore n = d della formula precedente
Nota: il numero dell’iniettore n non ha unita’ di misura.
Hg = altezza o prevalenza geodetica ( differenza di quota tra i due bacini Hm+Ha)
Hm = altezza o prevalenza manometrica o di mandata
Ha = prevalenza di aspirazione
H = prevalenza della pompa
Hpb = prevalenza pressione di bollo
Hy = perdite di carico idraulico
VR
Sia per pompa che per iniettore
Portata Q = 2W in m3/h;
Prevalenza H = HPb+Hg+Hy in m.c.a.
Numero iniettore n =
NR
Pompa
Per dimensionare la pompa si devono determinare quattro valori: due portate e due prevalenze.
- Portata richiesta QRich in m3/h
QRich = W
QPrescr = W x una certa percentuale (vedere tabella con
- Portata prescritta QPrescr in m3/h
le percentuali previste alla colonna “con regolazione automatica”),
- Prevalenza alla portata richiesta Halla Q rich.
Halla Q rich. = HPb+5%Pb+Hg+Hy in m.c.a.
- Prevalenza alla portata prescritta Halla Q prescr
Halla Q prescr. = HPb+Hg+Hy in m.c.a.
inserendo questi quattro dati in un diagramma portata prevalenza si individuano due punti
La curva caratteristica della pompa adatta passa per quei due punti ev. poco sopra ma
sicuramente non sotto.
Iniettore
Per calcolare il numero dell’iniettore di deve determinare la portata prescritta per il calcolo QPrescr =
W x una certa percentuale (vedere tabella con le percentuali previste alla colonna “senza
regolazione automatica”).
Numero iniettore n = radice quadrata di QPrescr/100.
Valvole di sicurezza:
vecchio regolamento:
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Atot =
*0,4
x 0,4 per le valvole a grande alzata etc.
A1,2 =
Fv= pb* A1,2
Forza vapore = pressione di bollo x Area 1 o 2
La Fv (forza vapore), cioè la spinta totale del vapore sulla superficie della valvola non può superare
gli 800 kgf
Fv ≤ 800 kg/cm2
Ognuna delle valvole non può avere un diametro inferiore a 25mm
d ≥ 25 mm
Una volta al mese si deve eseguire il controllo del funzionamento delle valvole di sicurezza, tirando
la leva in modo da far uscire il vapore.
Si deve sempre indossare i guanti e le cuffie antirumore dato che tale controllo va eseguito con il
generatore di vapore in funzione.
Nuovo regolamento:
q
Atot = -------------------------0,9* K*113,8*C
q = portata di scarico della somma delle valvole in kg/h (W)
0,9 = coefficiente di sicurezza e fisso (peggiora il K)
K = coefficiente di efflusso (è il risultato di prove effettuate dall’ISPELS); se la valvola è qualificata
K viene determinato dalla prova; se la valvola non è qualificata K = 0,05
113,8 = costante per i bar (112,7 se kg/cm2)
C = coefficiente di espansione a p1 (da tabella libro giallo pag. 16)
v1 = volume specifico in m3/kg a p1 ( volume occupato da 1 kg di vapore in determinate condizioni
di pressione)
p1 = pressione assoluta di scarico p1 = ptaratura+% di sovrappressione + 1 (pressione atmosferica).
Fv≤8000 N
d = ≥15 mm
In caso di declassamento le valvole devono essere ritarate e deve essere ricalcolata l’area delle
stesse. Potrebbe anche succedere che il tronchetto (che è la parte fissata direttamente sul
fasciame) sia troppo piccolo dato che le valvole sicuramente avranno un diametro più grande.
Camini
S=K*
S = sezione del camino
K = combustibile:
- solido 0,03
- liquido o gas 0,024
- a combustione pressurizzata 0,011
H = altezza in m del camino
Q = portata termica del bruciatore kcal/h
Combustione, bilancio e rendimento
Eccesso d’aria = Ae – At
Eccesso d’aria percentuale E(%) =
* 100
coefficiente di eccesso d’aria e = CO2max/CO2%
E = (e-1)*100
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Valori indicativi di E% per i vari combustibili e per tipologia di generatore:
tubi d’acqua
tubi da fumo
per caldaie più vecchie
gasolio
da 10%
a
20% (25%)
olio combustibile
da 15%
a
30%
metano
da 05%
a
15%
per caldaie nuove
gasolio
da 10%
a
15%
olio combustibile
da 15%
a
30%
metano
da 05%
a
10%
La CO2 max è un valore fisso caratteristico per ogni combustibile: (pag.194)
CH4 metano
11,65%
Gasolio
15,1%
Olio combustibile
15,8%
EQUAZIONE DI COMBUSTIONE: (con CO% =0)
CO2%
O2%
------------- + ------------------ = 1
CO2 max
O2 max (20,9)
Formula delle perdite latenti da incombusti (normalmente trascurabile):
CO%
Pc = kc * -----------------------CO% + CO2%
Pc = perdite incombuste
kc = è una costante diversa per ogni combustibile
combustibili solidi
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olio combustibile
50,5
metano
37,9
Formula delle perdite per calore sensibile (di Hassenstain)
La formula di Hassenstein serve per calcolare le perdite di calore al camino.
Tf – Ta
Ps = ks * --------------------CO2%
Ps = perdite per calore sensibile nei fumi
ks = costante di Hassenstein (vedi tabella pag. 408 valori della costante di Hassenstein in ks), in
funzione del contenuto % in volume di CO2 nei fumi per alcuni tipi di combustibile.
Definizione di bilancio termico
E’ il confronto tra la quantità di calore fornito e la somma della quantità di calore realmente
utilizzato e di quello perduto per varie cause.
Elementi del bilancio termico: energia in entrata ed energia in uscita.
entrata:
- Acqua di alimento = Qa calore dell’acqua di alimento;
- Combustibile = Qc calore dal combustibile;
uscita:
- Vapore umido o surriscaldato = Qv calore del vapore;
- Fumi = Qf calore dei fumi;
- Dispersioni = Qd calore disperso per irraggiamento o spurghi.
Formule bilancio termico:
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Q = in generale è una portata termica o quantità di calore
Qa = ha * W calore dell’acqua di alimento
Qv = hu * W o per surriscaldato hs * W calore del vapore
Qc =( P.C.I. + Cs * Tcomb ) * portata combustibile (Cs= calore specifico del combustibile )
Qf = lo ricavo da Ps% (si suppone senza incombusti ) calore dei fumi
Qd = lo ricavo dai diagrammi delle dispersioni per irraggiamento + gli spurghi + le perdite varie
Qc + Qa = energia introdotta nel generatore
Qv + Qf + Qd = energia in uscita dal generatore
Qu = Qv – Qa = (hu – ha) * W con surriscaldatore (hs – ha) * W
Calcolo del rendimento dal BILANCIO TERMICO DIRETTO
E’ la misurazione di tutto ciò che entra e che esce da un generatore a livello di energia.
* 100 = kg/h o Nm3/h per il metano
Normalmente non si usa, si fa quello indiretto, e con quello, si usa la formula di quello diretto
invertendo due fattori (rendimento e portata combustibile) per determinare il consumo orario di
combustibile.
Calcolo del rendimento dal BILANCIO TERMICO INDIRETTO
= rendimento (è un numero compreso tra 0 e 1, se espresso in % tra 0 e 100)
100 = combustibile immesso
3 = perdite varie
Ps = perdite per calore sensibile nei fumi
Quanto combustibile consuma il generatore per un’ora di funzionamento?
Si parte dalla formula per il bilancio termico diretto e si inverte:
= kg/h o Nm3/h per il metano
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