Maturski Rad-kotlovi(1).doc

Maturski rad

Sadržaj Uvod............................................................................................................................................2 1. Osnovno o kotlovima za centralno grijanje............................................................................3 1.1. Kotlovi na plinska goriva.................................................................................................5 1.2. Kotlovi na kruta goriva i kombinirani kotlovi..................................................................6 1.3

Kotlovi na tekuće gorivo................................................................................................6

2. Proizvodnja kotlova za centralno grijanje...............................................................................7 2.1. Tehnička specifikacija kotlova za centalno grijanje.......................................................10 2.2. Konstrukcijski zahtjevi za kotao....................................................................................13 Liste materijala sa cijenama......................................................................................................16 4.

Sigurnosni zahtjevi vezani za kotao...................................................................................18 4.1. Loženje...........................................................................................................................19 4.2. Sigurnost od povrata plamena........................................................................................19 4.3. Sigurnost od preopterećenja ložišta................................................................................19 4.4. Sigurnost od previsokih površinskih temperatura..........................................................19 4.5. Sigurnost pomoću temperaturnih osjetnika....................................................................19 4.6. Sigurnost električnih uređaja..........................................................................................19 4.7. Sigurnost od eksplozije na strani dimnih plinova...........................................................19

5.

Proračun (dimenzioniranje) površine kotla....................................................................20

7.

Zaštita na radu................................................................................................................22

ZAKLJUČAK...........................................................................................................................24 LITERATURA..........................................................................................................................25

1

Maturski rad

Uvod Živimo u vremenu u kojem je “borba” za energentima sastavni dio unutrašnje i vanjske politike svake zemlje. Strogi ekološki standardi zahtjevaju sve manju emisiju štetnih materija u zrak što je “natjeralo” brojne proizvođače da razvijaju nove tehnologije a naročito na polju zagrijavanja prostorija. U utrci za profitom svjedoci smo stalnih rješenja u oblasti zagrijavanja prostorija odnosno inovativnih rješenja kada su u pitanju kotlovi za centralno grijanje. Kotlovi za centralno grijanje spadaju u uređaje pute se zagrijava nosilac topline, voda, koja se koristi za potrebe grijanja ili neku drugu namjenu. Na strani ponude danas imamo razne vrste kotlova za centralno grijanje od onih koja koriste kruta goriva, biomasu (komadno i cijepano drvo, pelete, drvnu piljevinu, drvenu sječku i razne drvene otpatke) do modernih kotlova koji se izvode sa λ sondom i elektroničkom regulacijom koja omogućava pravilno doziranje goriva. Rezultat toga je minimalna potrošnja goriva i minimalne emisije štetnih plinova. Maturski rad na temu “Kotlovi za centralno grijanje”, nastojat će nas bliže upoznati sa ovom vrstom uređaja za grijanje, načinima njihovog rada i primjene.

2

Maturski rad

1. Osnovno o kotlovima za centralno grijanje Kotao je velika posuda koja služi za zagrijavanje vode, proizvodnju vodene pare, destilaciju i slično. U njima se hemijska energija goriva izgaranjem transformira u toplinu (u ložištu kotla), tada se ta toplina predaje radnom fluidu (vodi ili pari). Postoje kotlovi od lijevanog željeza i kotlovi od čeličnog lima. Prema vrsti goriva, postoje kotlovi na kruto, tekuće i plinovito gorivo, te električni kotlovi. Parni kotlovi su kotlovi koji služe za proizvodnju vodene pare, koju kasnije koriste potrošači, bilo za grijanje, u grijačima ili za pogon u parnim strojevima. Postoji više vrsta parnih kotlova, različitih po izgledu, namjeni, pritisku, temperaturi, a zbog sigurnosti podliježu čitavom nizu propisa i standarda. Svaki parni kotao mora imati sigurnosne uređaje: sigurnosni ventil ili sigurnosnu hidrostatsku cijev, alarmni signal, vodokazno staklo i manometar. Termometar za polazni vod, sigurnosne cijevi i ekspanzijsku posudu moraju imati sistemi vodenog grijanja. Na najvišoj tački postrojenja nalazi se ekspanzijska posuda, koja ima zadatak preuzeti višak vode koji se stvara radi povećanja volumena vode pri zagrijavanju. Kotlovi od lijevanog željeza koriste kruto gorivo, te su otporni na koroziju. Izrađeni su spajanjem niza istovrsnih članaka u širokom rasponu snage do najviše 700 kW. Kombinirani kotlovi koriste se kad su potrebne manje snage (do 100 kW) za grijanje i toplu vodu koja se troši. Kotlovi od čeličnog lima izrađuju se u velikom rasponu snage, od bojlera za pojedine stanove od 3500 kW. Kotao za centralno grijanje može biti napravljen za zagrijavanje vode, ili za dobivanje pare niskog ili visokog tlaka. Visokotlačno parno grijanje izvodi se rijetko, to jest samo onda kada je potrebna veća temperatura ogrjevnih tijela. Niskotlačni kotlovi proizvode paru s najvećim tlakom od 0,3 do 0,4 bara1. Prema tome, kotlove prema vrsti goriva možemo podijeliti na2: - Kotlovi na plinska goriva - Kotlovi na tekuća goriva - Kotlovi na kruta goriva - Kombinirani kotlovi (za više vrsta goriva)

1 2

Ivček S.: “Karakteristike i iskoristivost centralnog grijanja, Završni rad, Veleučilište u Karlovcu (2016);str.10 Ibidem,10

3

Maturski rad

Slika 1. Kotlovi za centralno grijanje na drva i pelet 3

Slika 3. Uljni kotlovi i plamenici4

3 4

https://termometal.hr/proizvodi/kotlovi-peci/ https://termometal.hr/proizvodi/kotlovi-peci/

4

Maturski rad

1.1. Kotlovi na plinska goriva Piroliza je jedna od faza izgaranja drva. Na temperaturama iznad 100 °C toplinskim zagrijavanjem iz drva se počinju oslobađati tzv. pirolitički plinovi. Kod pirolitičkih kotlova, faza pirolize je naglašena zahvaljujući posebnoj konstrukciji kotla, regulaciji i ugrađenom ventilatoru. Kotlovi na pirolizu najčešće imaju dvodjelno ložište i ventilator s promjenjivim brojem okretaja koji dobavlja potrebnu količinu zraka. U gornjem dijelu ložišta dolazi do sušenja drva, njegove toplinske razgradnje i stvaranja žara. Ventilator u gornji dio ložišta dovodi zrak pri čemu u području oko žara dolazi do rasplinjavanja, odnosno intenzivnog stvaranja drvnog plina. Količina dovedenog primarnog zraka u gornji dio ložišta dovoljna je samo za rasplinjavanje ali ne i za potpuno izgaranje. Zbog podtlaka/predtlaka (ovisno o mjestu ugradnje ventilatora) nastali drvni plin prelazi u donji dio ložišta. Potpunost izgaranja osigurana je dovođenjem sekundarnog zraka kroz sapnicu. Kvaliteta i izgled plamena podsjeća na izgaranje ulja ili plina na klasičnim plamenicima. Kotlovi koji rade naglašenim postupkom pirolize imaju stepene iskoristivosti oko 90%. Ovako visoki stepen iskoristivosti odgovarao bi približno plinskom kotlu loženom na zemni plin. Iz navedenog slijedi da kotlovi na pirolizu mogu godišnje uštedjeti i do 25 % ukupnih potreba za drvom. Kotlove odlikuje obično duže vrijeme između dva punjenja (8-12 sati), a navedeno je ovisno o veličini kotla, spremniku topline, vlažnosti drva i sl. Zbog visoke kvalitete izgaranja količina nastalog pepela je vrlo mala. Temperature dimnih plinova kreću se u rasponu od 160-200 C.

Slika 4. Pirolitički kotao

5

Maturski rad

1.2. Kotlovi na kruta goriva i kombinirani kotlovi Danas postoje konstrukcije kotlova na kruta goriva visokog koeficijenta iskoristivosti i stepena automatizacije loženja. Za svako pojedino gorivo u ložištu se razlikuju strujanja i procesi i ono mora biti tome prilagođeno ako se želi dobro iskoristiti. Stepen iskoristivosti kod kotlova na kruta goriva kreće se od 74 do 82 posto, ovisno o kapacitetu kotla. Najsigurniji vodič za odabir kotla je znanje, odnosno poznavanje različitih konstrukcija i njihovih osobina.

Slika 5. Kombinovani kotao 1.3

Kotlovi na tekuće gorivo

Iako je tekuće gorivo zbog cijene sve manje atraktivno i vrijeme grijanja na lož ulje je iza nas, mnogi postojeći sistemi još uvijek rade na lož ulje, a zbog dostupnosti energenta grade se i novi sistemi. Prednosti potpuno automatiziranog loženja, jednokratne nabavke goriva i praktično nikakvog posla s njime, malog potrebnog prostora za skladištenje, dostava na kućnu adresu razlog su što veliki broj potrošača nalazi svoju računicu u tekućem gorivu. Kao gorivo se koristi ekstralako loživo ulje, zbog kvalitete izgaranja i sigurnosti od smrzavanja u zimskim uslovima. Crpka za cirkulaciju vode za centralno grijanje, ekspanziona posuda, razne druge potrebne armature u kotlovnici i automatika nabavljaju se i ugrađuju posebno. Stepen iskorištenja energije redovno je vrlo visok, što zahvaljujući samoj konstrukciji kotla, a što činjenici da je kod pretlačnih ložišta općenito bolje sagorijevanje, pa time i iskorištenje goriva. Za pravilan izbor kotla potrebno je elementarno poznavanje svih raspoloživih rješenja, jedan je zajednički element, a to je snaga kotla. Proizvođači deklariraju stepen iskoristivosti i snagu kotla za pojedine tipove i oni moraju biti što bliži, ali iznad izračunatih gubitaka

6

Maturski rad

topline. U tom pogledu najmanje su osjetljivi plinski uređaji, a najviše kotlovi na kruto gorivo. Ipak kod kotlova na kruta goriva razumna rezerva snage treba biti malo veća nego kod ostalih, s obzirom na velike varijacije ogrjevnih vrijednosti različitih vrsta drva i ugljena. 2. Proizvodnja kotlova za centralno grijanje Proizvodnja kotla mora biti prilagođena tržišnim uslovima, kao što mora zadovoljavati određene kvalitete i standarde. Konkurentnost i postojanost na tržištu može se ostvariti jedino dobrim proizvodom, te se stoga nameće potreba za organiziranim timom stručnjaka. Uz tim stručnjaka, za proizvodnju je potreban strojni park. Proizvodnja mora biti što jeftinija, što uključuje ponekad i kooperaciju sa firmama koje daju usluge pojedinih strojnih obrada, ukoliko se pokaže isplativo. Također, konstantno usavršavanje kadrova svih profila, neophodno je za kvalitetan završni proizvod. Proizvodni postupak je obično podijeljen na dva dijela, krojenje i izrada pozicija i montaža. Pozicije se kroje na različitim strojevima. Limovi ložišta se savijaju u cilindrični oblik na savijačicama, cijevne stijene se izrezuju CNC plazmom ili laserom, cijevi se, ukoliko je potrebno, savijaju na savijačicama itd. Za montažu je potrebna dizalica. Montaža se, unatoč današnjem vremenu tehnologije i robotike i dalje ručno radi zbog glomaznosti dijelova, koji s druge strane trebaju biti složeni u toleranciji od maksimalno 5mm. Tu ljudski faktor, znanje i umijeće majstora igra veliku ulogu5.

Slika 6. Primjer pozicije

5

Zrnić D.: Diplomski rad,Sveučilište u zagrebu, (2012), str.84-87

7

Maturski rad

Montaža je kompliciraniji dio, zbog pravokutnog oblika. Konstrukcija kotla je složena od L profila dimenzije 70x70x7 mm, koji moraju biti zavareni pod pravim kutem, da bi se dobio pravokutni oblik. Na profile su elektrozavarivanjem zavareni vijci koji drže izolaciju i limove.

Slika 7. Konstrukcija ložišta Profili se moraju pažljivo centrirati, te ukrutiti prije zavarivanja. Ukoliko dođe do toplinske deformacije uslijed zavarivanja, potrebno je profil ispraviti. Nakon što se namontiraju limovi na konstrukciju, dijelove koji su u doticaju s vodom je potrebno zavariti. Poželjno je zavar napraviti sa vodene strane, da se izbjegne stvaranje kamenca u malom procjepu, koji uzrokuje naprezanja i pucanje. To dosta često nije moguće, jer je vodena strana zatvorena. Zavar treba biti dobro pripremljen, što uključuje brušenje mjesta zavara da se napravi kanal, kako bi zavar bio ispravno napravljen, sa korijenom. Osim centriranja i slaganja profila, teži dio je montaža cijevi na cijevne stijenke. Osnovni problem je što kotao ima 220 cijevi, i ukoliko se sve cijevi montiraju i zavare na jednu cijevnu stijenku, teško je sa drugom pogoditi svih 220 cijevi, unatoč tome što se po pravilu rupe u stijenci moraju bušiti 1 – 2mm šire od promjera cijevi.

8

Maturski rad

Slika 8. Cijevna stijenka sa cijevima Taj problem se rješava tako da se u cijevnu stijeku postave samo 4 cijevi, i to dijagonalno suprotne. Kad se one zavare, centrira se druga cijevna stijeka i zavaruje

Slika 9. Centriranje Cijevi se obično namjeste tako da malo izlaze malo van stijenke (cca 5mm), kako bi se lakše zavarile, a već ranije je spomenuto da rupa u stijenci mora biti šira 1- 2 mm.

9

Maturski rad

Slika 10. Centriranje cijevi

2.1. Tehnička specifikacija kotlova za centalno grijanje Tehnički zahtjevi za izradu, označavanje i ispitivanje kotlova propisani su normama i tehničkim specifikacijama. Najbitnije norme koje su se kroz historiju primjenjivale su DIN 4702 i tehničke specifikacije TRD 701, 702. One se prije svega odnose na zahtjeve za konstrukciju, korištenje i održavanje kotlova. Neke od odredbi koje valja uzeti u obzir su6: 1. Materijali moraju biti odabrani tako da se kotao može eksploatirati u optimalnim uslovima 10 godina. 2. Dimovodni kanali moraju imati promjer minimalno Φ 40mm i moraju biti dostupni za čišćenje 3. Svi otvori moraju se moći nepropusno zatvoriti, te moraju imati ugrađene trajno elastične brtve otporne na radnu temperaturu. Uz to, vrata se ne smiju zatvarati pod vlastitom težinom 4. Boje moraju biti otporne na radnu temperaturu 5. Svaki kotao mora imati odgovarajuće priključke za mjernu, sigurnosnu i pogonsku opremu koja je vezana za rad kotla. Na dimovodnom izlazu mora biti priključak za mjerenje temperature i instrumenata za analizu dimnih plinova 6. Svi kotlovi moraju biti toplinski izolirani, osim onih predviđenih za grijanje zraka u prostoriji. Površinska temperatura može iznositi najviše 30˚C iznad temperature zraka u 6

Ivček S.: Karakteristike i iskoristivost centralnog grijanja, Završni rad,Veleučilište u Karlovcu,(2016);str.13,14

10

Maturski rad

kotlovnici. Površinske temperature ručica za posluživanje i svih ostalih dijelova koje poslužitelj dodiruje za vrijeme normalnog pogona ne smiju biti više od temperature zraka u kotlovnici za 35˚C za metalne i 45˚C za porculanske dijelove. Svaki kotao mora imati i natpisnu pločicu, postavljenu na vidljivom mjestu i otprilike 1–2 m od poda. Pločica mora sadržavati podatke kao što su: 1. Naziv proizvođača 2. Tip i vrsta kotla 3. Tvornički broj 4. Godina gradnje 5. Radni pritisak (bar) 6. Dopuštena temperatura polaznog voda (˚C) 7. Nazivna toplinska snaga (kW) Uz kotao se obavezno mora isporučiti i tehnička dokumentacija. Tehnička dokumentacija sadrži nekoliko dijelova, kao što je puštanje u pogon i upotreba, podatke o kotlu, podatke o ugradnji. Mora imati upute u slučaju nepredviđenih situacija kao što su požar u kotlovnici, eksplozija, neispravnost mjernih uređaja i slično. Podaci koje dokumentacija mora sadržavati a tiču se puštanja u pogon su namještanje toplinske snage kotla, podaci o dimnim plinovima, podaci o sprečavanju preniske temperature povrata vode, podatke o toplinskim gubicima. Proizvođač također mora dati i podatke o načinu loženja, čišćenju i vremenskim razmacima između čišćenja, upute za upravljanje, postupak pri pojavi smetnji u pogonu. Osnovni podaci koji se daju za kotao moraju sadržavati: • Vrstu goriva • Potrošnju goriva (kg/h) • stepen iskorištenja pri nazivnoj snazi (η) • Temperaturu izlaznih dimnih plinova pri nazivnoj snazi • Potreban propuh i podatke o emisijama • Podatke o materijalima za vitalne dijelove kotla

11

Maturski rad

• Podatke o uređaju za loženje Za ugradnju i montažu kotla moraju se znati podaci kao što su: • Masa kotla i transportne mjere • Ugradbene mjere • Mjere dimovodnog priključka i maseni protok dimnih plinova • Dubina ložišta, promjer i širina • Podaci o dodatnoj izolaciji (ukoliko se očekuje da bi temperatura mogla preći 80˚C) • Podaci o ugradnji mjernih uređaja • Popis standarda i propisa sigurnosti

Slika 11. Primjer skica kotlova za centralno grijanje na biomasu

Oznake: L = ukupna dužina kotla B = širina kotla H = visina kotla V, R, Sp = polazni, povratni i sigurnosni vodovi, nazivni promjer prirubnice H1 = visina samog kotla H2 = visina ventilatora

12

Maturski rad

H3 = visina do osi ventilatora L1 = dužina samog kotla L2 = dužina spremnika goriva Sv = akumulacija vode u kotlu ∆p = pad tlaka u kotlu (otpor)

Slika 12. Tehnički podaci kotla(primjer) 2.2. Konstrukcijski zahtjevi za kotao Svaki kotao za centralno grijanje u konstrukcijskom smislu mora da zadovolji određene standarde koji se pred njega postavljaju. To znači da7: 1. U dokumentaciji mora biti jasno definiran korišteni materijal, mjesta zavara, dopušteni maksimalni radni pritisak i radna temperatura. Materijali moraju

udovoljavati normama

EN 10025 – 1, EN 10028 – 2, EN 10120, EN 10088-2. 2. Zavarivanje kotla mora izvršavati atestirani zavarivač, koji mora biti upoznat sa zahtjevima normi EN 287 – 1, i EN ISO 9606 – 2. Materijal mora biti odgovarajući za zavarivanje, te 7

Zrnić D.: Diplomski rad,Sveučilište u zagrebu, (2012), str.16,17

13

Maturski rad

nakon zavarivanja ne smije zahtjevati dodatnu toplinsku obradu. U normi EN 303 – 5 navode se vrste i dozvoljene pozicije zavara, te potrebna debljina zavara. 3. Normom EN 303 – 5 je definirana potrebna minimalna debljina stijenke, koja je definirana radnim pritiskom, snagom kotla i svojstvima materijala. Debljina materijala također ovisi o tome da li je stijenka u izravnom doticaju s vodom, plamenom i sl. 4. Dijelovi koji su predviđeni za protok vode moraju biti povezani i protočni. Pri vrhu mora biti odzračni ventil, koji služi za izbacivanje zraka iz sistema, a pri dnu otvor za odmuljivanje, kojim se prazni sistem. Izmjenjivačke površine, u većini slučajeva cijevi, moraju biti dostupni za čišćenje 5. Otvori u koje ide mjerna oprema moraju biti zatvorene. 6. Cijevni spojevi i prirubnice moraju odgovarati ISO standardima 7 – 1, 7 – 2, 228 – 1, 228 – 2, 7005 – 1, 7005 – 2, 7005 – 3. Spojevi moraju biti lako dostupni, te zahtjevaju odgovarajući prostor oko sebe radi montaže/demontaže. Kotao mora imate najmanje jedan otvor za punjenje i pražnjenje, i mora biti zajednički. 7. Svaki kotao mora biti opremljen mjernom opremom. Mjerna oprema se sastoji od radnih i graničnih uređaja. Tako postoje termometri, radni i granični termostati i presostati. Radni služe da osiguraju režim rada kotla, a granični ukoliko dođe do određenog kvara da isključe sistem. Ovisno o vrsti kotla, potrebna je ugradnja sigurnosne pumpe, jer pojedini kotlovi, prije svega protočni ne smiju ostati bez vode. U protivnome bi mogli pregoriti. 8. Svaki kotao mora imati polazni i povratni priključak. Polaznim zagrijana voda odlazi u sistem grijanja, a povratnim se vraća. U sistemu mora postojati i sigurnosni vod, koji pušta vodu van u slučaju nekontroliranog povećanja tlaka. Veličina sigurnosnog, polaznog i povratnog voda, određuje se prema željenoj brzini. 9. Izmjenjivačka površina kotla je određena snagom kotla. Površine koje su izložene djelovanju dimnih plinova ili zračenju, obavezno moraju bit hlađene vodom sa svoje druge strane. Ložište mora biti djelomično ili potpuno obloženo šamotom, radi zadržavanja temperature ložišta. 10. Posuda za pepeo mora biti adekvatne veličine, što znači da mora biti u stanju primiti pepela za 12 sati loženja. 11. Spremnik za gorivo mora osiguravati goriva izvjesno vrijeme loženja. 14

Maturski rad

Slika 13. Sistem regulacije kotla prema vanjskoj temperaturi

15

Maturski rad

Slika 14. Sistem regulacije kotla prema vanjskoj temperaturi s utjecajem sobne temperature

16

Maturski rad

Pri izradi kotla koriste se razni materijali ovisno o zahtijevanim svojstvima materijala. Vrsta materijala ovisi o dijelu kotla o kojem se radi. Materijali moraju imati točno određen kemijski sastav koji se potvrđuje atestom o sastavu(npr. postotak C, postotak S, postotak P itd.). Osim toga treba imati i ateste o propisno obavljenim ispitivanjima uzoraka materijala. Na uzorcima se vrši ispitivanja sljedećih svojstava. Ispitivanja naprezanja na vlak se vrši pri temperaturi od 20˚C i pri mirnom opterećenju, koja se računa kao kvocijent veličine opterećenja pri lomu i polaznog poprečnog presjeka ispitivanog uzorka. Granica istezanja (na određenoj temperaturi) je naprezanje kod kojeg postoji istezanje materijala i kada opterećenje ostaje nepromijenjeno ili čak i opada. Kod viših temperatura ova karakteristika materijala nestaje. Granica istezanja σB je naprezanje kod kojeg nakon ispitivanja ostaje trajno produženje uzorka od 0,2% mjerne dužine. Ispitni uzorak se podvrgava dugotrajnim ispitivanjima, a pri kojima dolazi do trajne deformacije ili kidanja uzorka. Takova su ispitivanja potrebna kada temperatura prelazi preko 500˚C, jer su iskustva pokazala da se materijal pri toj temperaturi pri konstantnom opterećenju neprekidno dalje isteže. Materijal počinje puzati, pri čemu brzina puzanja ovisi o temperaturi i naprezanju. Vremenska čvrstoća se označava sa npr. RB/100 000/T , što znači da se materijal ispitivao 100000 sati pri temperaturi T. Samo tijelo kotla s ložištem i cijevnom pločom, te vodenim i parnim domovima je najčešće napravljeno od ugljičnih čelika, nehrđajučih čelika i lijevanog željeza. Obloga kotla je najčešće

napravljena

od toplinske

izolacije,

a

za

izolaciju

ložišta

se

najčešće

upotrebljavaju šamotne opeke. Danas se u kotlogradnji vrši normizacija prema euro normama (EN), ali u nekim slučajevima se još uvijek koriste DIN norme. U Evropskoj Uniji se uvode novi propisi koje se odnose na dijelove pod tlakom (PED – pressure equipment directive). Normizacijom se postiže da čelike pod istom oznakom imaju isti sastav i ista mehanička svojstva. Materijali se označavaju prema normi EN 10027 koja je uglavnom preuzeta od DIN normi. Legirani čelici kao materijal za tlačne i ostale dijelove parnog kotla imaju prednosti jer zbog primjesa mogu podnositi veće naprezanje na vlak. Imaju i poboljšana neka druka svojstva, kao npr. otpornost na starenje. Postoji razlika između visoko i niskolegiranih čelika. Granicu među njima označuje postotak legirnih primjesa; ako udio svih primjesa (legirnih dodataka) prelazi 5% čelik se ubraja u visokolegirane. To su: nelegirani i legirani vatrootporni čelici, hladnovučeni

17

Maturski rad

čelici legirani s niklom, normalno žareni finozrnati čelici pogodni za zavarivanje, toplovaljani finozrnati čelici, nehrđajući čelici8.

Slika 15. Mehanička svojstva čelika za plosnate proizvode u kotlogradnji (prema EN 10028-1)

Glavni dijelovi kotla su9:  8

regulatori promaje (zraka)

20-25

eura

Ungvari Z.; Primjena tehnologije zavarivanja, Diplomski rad

18

Maturski rad



termički ventili - zaštita od pregrijavanja

45-160 eura



akumulacijski spremnici (puferi) za centralno grijanje

600-3000eura



cirkulacijske pumpe za centralno grijanje

50-600 eura



pumpne grupe

100-200 eura



kotlovski razdjelnici za centralno grijanje

90-400 eura



miješajući (miš) ventili i regulacija esbe

40-350 eura



sigurnosni ventili



ekspanzijske posude za centralno grijanje

20-180 eura



otvorene ekspanzijske posude

60-200 eura



cijevni termostati i termomanometri

10-15 eura



ups pretvarači - za cirkulacijske pumpe grijanja

120-180 eura

4.

Sigurnosni zahtjevi vezani za kotao

5-30 eura

Svaki kotao za centralno grijanje mora ispunjavati sigurnosne standarde kako ne bi došlo do neželjnih posljedica kako za ljude tako za prostor i sistem u kome je smješten. Ti sigurnosni zahtjevi podijeljeni su na 3 nivoa10: 1.

Sigurnosni nivo A: Kontrola sistema nije namijenjena sigurnosti, i sigurnosni zahtjevi su niski.

2.

Sigurnosni nivo B:

Kontrola sistema služi da spriječi nesigurno stanje uređaja. Greška na sigurnosnom sistemu neće dovesti direktno do štete. Zahtjevi prema normi EN 60730 – 1. 3.

Sigurnosni nivo C: Kontrola sistema protiv rizika koji direktno može prozročiti štetu, kao što je eksplozija. Zahtjevi prema EN 60730 – 2 – 5.

4.1. Loženje Loženje može biti ručno ili automatsko. Kod ručnog treba osigurati sigurno loženje tj. da kotlovničar ne dođe u opasnost pri loženju. Kod automatskog loženja konstrukcijom treba osigurati da ne dođe do povrata plamena. 9

https://hr.wikipedia.org/wiki/Kotao#cite_ref-2

10

Ibidem, str.17-19

19

Maturski rad

4.2. Sigurnost od povrata plamena Kotlovi moraju imati sigurnosni sistem protiv povrata plamena. Referentne norme za sigurnost od povrata plamena su EN ISO 1200 i EN ISO 14121 – 1. Povrat plamena, pogotovo kod krutog goriva generira stvaranje CO. Mjerenje više od 1% CO i kotlovnici je znak da nešto nije u redu. Neka od rješenja za provrat plamena je vodeni „šprinkler“, ćelijasti dozator i sl. 4.3. Sigurnost od preopterećenja ložišta Kotao mora biti opremljen sistemom koje će spriječiti dopremu goriva ukoliko dođe u ložište previše goriva i na taj način previše digne temperaturu. 4.4. Sigurnost od previsokih površinskih temperatura Površinska temperatura kotla koju čovjek može dodirnuti ne smije ni na jednom mjestu prelaziti 100° temperature okoline. Temperatura upravljačkih uređaja ne smije biti veća od 35° za metale, 45° za porculan i 60° za plastiku. 4.5. Sigurnost pomoću temperaturnih osjetnika Ukoliko je kotao opremljen temperaturnim osjetnicima i termostatskom zaštitom, ona mora biti ispitana i testirana u skladu s normom EN 14597. Norma definira sposobnost osjetnika za brzinom reakcije. 4.6. Sigurnost električnih uređaja Sigurnost električnih uređaja treba biti ispitana prema normi EN 60335 – 2 – 102. 4.7. Sigurnost od eksplozije na strani dimnih plinova Svaki kotao mora imati u sebi ugrađenu protueksplozivnu zaklopku, ili barem mora upozoriti potencijalnog kupca o posljedicama. Zaklopka služi, ukoliko iz nekog razloga dođe do eksplozije unutar ložišta da rastereti ložište, jer u protivnome može doći do oštećenja kotla.

20

Maturski rad

5.

Proračun (dimenzioniranje) površine kotla

Pretpostavljene dimenzije ložišta • Dužina, l = 1.5m • Širina, s = 1m • Visina, h = 1.5m Pretpostavljena izlazna temperatura iz ložišta VizL =1000°C Koeficjent zračenja: ω = 0,75, iskustveni podatak, Ε st= 784, iznos za hrapavu metalnu čeličnu površinu Ε pl = 0,51 dijagram ovisnosti emisijskog faktora u ovisnosti o debljini sloja plamena, S = 3,6 x VL/AL=1,25 Predana toplina mora biti jednaka razlici entalpija dimnih plinova u ložištu i na izlazu iz ložišta; Qdpl = qVDP x CDP x Vad −VizL Ukoliko vrijedi jednakost Qzrl = Qpl , znači da su izlazna temperatura, VizL, i dimenzije ložišta ispravno pretpostavljeni. Ukoliko to nije slučaj, potrebno je interativnim postupkom izjednačiti ta dva toplinska toka, što znači mijenjati pretpostavljenu izlaznu temperaturu i dimenzije. Rezultati dobiveni interacijom: • Dužina, l = 1600 mm • Širina, s = 1500 mm • Visina, h = 1500 mm ϑizL = 8825, °C QLOŽ =Qzr =Qpl =388kW

21

Maturski rad

6.

Ekonomska kalkualcija i isplativost kotlova za centralno grijanje

Stepen iskorištenja energije redovno je vrlo visok, što zahvaljujući samoj konstrukciji kotla, a što činjenici da je kod pretlačnih ložišta općenito bolje sagorijevanje, pa time i iskorištenje goriva. Za pravilan izbor kotla potrebno je elementarno poznavanje svih raspoloživih rješenja, jedan je zajednički element , a to je snaga kotla. Proizvođači deklariraju stepen iskoristivosti i snagu kotla za pojedine tipove i oni moraju biti što bliži, ali iznad izračunatih gubitaka topline. U tom pogledu najmanje su osjetljivi plinski uređaji, a najviše kotlovi na kruto gorivo. Ipak kod kotlova na kruta goriva razumna rezerva snage treba biti malo veća nego kod ostalih, s obzirom na velike varijacije ogrjevnih vrijednosti razlčitih vrsta drva i ugljena.

Slika 16. Finansijsko upoređenje energenata u odnosu na energetsku vrijednost goriva i iskoristivosti kotla izražene u kunama*

* 1kn (hrvatska kuna) = 0,26 KM( konvertibilna marka)

22

Maturski rad

7.

Zaštita na radu

Svaki poslodavac prvo mora poštovati osnovna pravila zaštite na radu: zamijeniti opasno radno sredstvo manje opasnim ili bezopasnim, skladištiti ga i koristiti na način da se minimizira izloženost radnika opasnim radnim tvarima (skr. ORT) kroz korištenje zatvorenih sistema, zatim sigurno odvoditi iz radnog okoliša nastale opasne plinove, dimove i aerosoli, ako to nije moguće potrebno je ograničiti na najmanju moguću mjeru količinu ORT, broj radnika izloženih ORT-ima i vrijeme izloženosti, ako to nije moguće osigurati potrebna OZS i kontrolirati njihovu primjenu. Također potrebno je mjeriti koncentraciju ORT u prostoru i održavati je ispod maksimalne dozvoljene granice. Ako pređe dozvoljenu granicu potrebno je utvrditi uzroke prekoračenja, otkloniti nedostatke te tek nakon utvrđivanja da je ponovo koncentracija unutar graničnih vrijednosti nastaviti s radom11. Prvo pravilo – zamijeniti opasne radne tvari manje opasnima ili bezopasnima. Pri radu sa koriste se zaštitne naočale sa zaštitnim okvirima kako bi se zaštitile oči od eventualnog prskanja, a ako dolazi do isparavanja tvari potrebno je koristiti zaštitnu plinsku masku ili respirator (rad u slučaju prašina). Osobna zaštitna sredstva za zaštitu očiju i lica štite od mehaničkih ozljeda, ali i od nagrizajućih i nadražujućih para, dimova, magle i plinova te od vidljivih i nevidljivih zračenja. Najčešća sredstva su razne vrste zaštitnih naočala te štitnici za oči i lice. Zaštitne naočale s nepropusnim okvirom štite oči od nagrizajućih i nadražujućih tvari u obliku prašina, tekućina, para, plinova i aerosola. Prozirni štitnici za oči i lice služe za zaštitu očiju i lica od kapljica nagrizajućih i nadražujućih materijala uslijed prskanja. R i S oznake? R označava rizik od zapaljenja, a S sigurnost (način čuvanja tvari). Rizici od zapaljenja mogu biti npr: R1 – eksplozivno u suhom stanju, R2 – udarac, trenje, vatra ili drugi izvori zapaljenja mogu izazvati eksploziju, R3 - udarac, trenje, vatra ili drugi izvori zapaljenja mogu vrlo lako izazvati eksploziju, 11

https://www.zastitanaradu.com.hr/...zastite-na-radu/strucni-ZNR

23

Maturski rad

R4 – gradi vrlo eksplozivne spojeve s metalima, R5 – zagrijavanje može uzrokovati eksploziju itd. Strojevi i uređaji s povećanom opasnošću ispituju se najmanje jednom u dvije godine, prije stavljanja u uporabu (novi stroj) ili prije stavljanja u uporabu na drugoj lokaciji. Strojevi i uređaji s povećanim opasnostima moraju se ispitivati radi utvrđivanja eventualnih nastalih promjena koje bi mogle ugroziti siguran rad. Pod strojevima i uređajima s povećanim opasnostima smatraju se između ostalog kotlovi za centralno grijanje.

24

Maturski rad

ZAKLJUČAK

Shodno izloženom, upoznali smo se sa kotlovima za centralno grijanje, vrstama, karakteristikama, namjenama i načinama proizvodnje istih. Iz prezentirane materije je vidljiv samo dio onoga šta se sve podrazumijeva pod kotlovima za centralno grijanje, zahtjevima koji se postavljaju pred njih, uslova i standarda koje treba ispuniti, ekonomskih i tehničkih parametara i primjenih goriva koja koriste shodno novim tehnologijama i ekološkim standardima koji se postavljaju za kontruktore kotlova. Danas, zbog sve većeg rasta cijena energenata problema sa emisijom štetnih plinova u okoliš, uslijed izgaranja fosilnih goriva koji se koriste u sistemima grijanja, došlo je do porasta potrebe za mjerenjem energije u daljinskom grijanju, odnosno centralnim toplinskim sistemima na način da se za proizvođače stavljaju novi izazovi koji će vremenom uticati na nove oblike i načine zagrijavanja prostorija a samim time i novim vrstama kotlova i sistema zagriajvanja. Na kraju, možemo zaključiti da kotlovi za centralno grijanje u svijetu energetskih rješenja sve više dobijaju na značaju i da ćemo u vremenu ispred nas biti svjedoci novih oblika zagrijavanja prostorija koji će biti na bazi energetski učinkovitih kotlova sa ekološki na prihvatljivim standardima.

25

Maturski rad

LITERATURA

Knjige

1.

Zrnić D.: Diplomski rad, Sveučilište u Zagrebu, 2012

2.

Ivček S.: “Karakteristike i iskoristivost centralnog grijanja”, Završni rad, 2016

3.

Korbar R.:''Grijanje, ventilacija i klimatizacija'', Karlovac, 2002

4.

Decker, K.H.: Elementi strojeva, Tehnička knjiga Zagreb, 1975

5.

Marijan Š.: Centralno grijanje, ventilacija, klimatizacija, Zagreb, 1998

Web: 1. https://www.enu.hr/wp-content/uploads/2016/03/3.-Grijanje.pdf 2. https://termometal.hr/proizvodi/kotlovi-peci/ 3. https://www.enu.hr/wp-content/uploads/2016/03/4.-Regulacija-sistema-grijanja.pdf 4. https://lafat-komerc.com/ 5. http://www.kovan.ba 6. https://hr.wikipedia.org 7. https://www.zastitanaradu.com.hr/...zastite-na-radu/strucni-ZNR

26