De Cochran-ketel werd aanvankelijk gekocht door de Thompson-Cochran-groep als pakketketeltechnologie voor Zuid-Afrika en werd een internationale leider in het maken van ketels na toetreding tot de Rolls-Royce-groep.
Het werd voornamelijk op schepen gebruikt om stoom te produceren voor een ander doel. Het kan olie / kolen of warmteterugwinning uit de uitlaat van een dieselmotor gebruiken om stoom te produceren. Deze ketels werden ook wel composietketels genoemd.
Cochran ketel definitie
Het is een verticale trommelas, vuurbuisketel die veel horizontale buizen heeft om het verwarmingsoppervlak te vergroten. Het is gecategoriseerd als een natuurlijke trek, natuurlijke circulatie, lagedrukketel en heeft een beter rendement dan de eenvoudige verticale ketel. Elk type brandstof zoals steenkool of olie kan ermee worden gebruikt.
Cochran Thermax-ketel
Het is een verticale trommelas, vuurbuisketel die veel horizontale buizen heeft om het verwarmingsoppervlak te vergroten. Het is gecategoriseerd als een natuurlijke trek, natuurlijke circulatie, lagedrukketel. Het heeft een betere efficiëntie dan de eenvoudige verticale ketel. Het vereist een minimaal vloeroppervlak. In deze ketel kunnen verschillende soorten brandstof worden gebruikt, zoals kolen en olie.
Cochran ketelbouw en werking
Een Cochran Boiler bestaat uit de volgende onderdelen:
1. Schelp:
Het is het hoofdgedeelte van de ketel dat zowel stoom als water sluit.
2. Rooster van de ketel
Het maakt deel uit van de ketel waar vaste brandstof wordt opgeslagen en is ontworpen om er gemakkelijk doorheen te stromen en as eenvoudig te verwijderen.
3. Verbrandingskamer van de ketel
Deel van de ketel waar brandstof wordt verbrand om rookgas op hoge temperatuur te produceren. Het binnenoppervlak is bekleed met vuurvaste stenen om oververhitting van het ketellichaam te voorkomen.
4. Vuurbuizen
Dit zijn horizontale buizen die in een bos zijn verbonden waarvan het ene uiteinde aan de oven is bevestigd en het andere aan de schoorsteen om het contactoppervlak van het verwarmingsoppervlak te vergroten.
5. Vuurgat
Een klein gaatje aan de onderkant van de verbrandingskamer wordt gebruikt om brandstof in de ketel te plaatsen.
6. Firebox (oven)
De bemiddelaar tussen vlampijpen en de verbrandingskamer staat bekend als de vuurhaard.
7. Schoorsteen
Het is een uitlaatpijp waardoor rookgassen in de atmosfeer terechtkomen.
8. Mangat
Een mangat is een kleine opening voor onderhoud en inspectie van het inwendige gedeelte van de ketel.
9. Fire Brick voering
Het is een typische type isolatie gemaakt van klei en aangebracht in het interieur van Cochran Boiler om de overdracht van convectiewarmte naar het buitenoppervlak te verminderen.
10. Asbak
As wordt opgeslagen in Ash Pit, die zich onder het rooster bevindt.
11. Rookkastdeur
Het geeft toegang tot schone rookafzetting uit Smoke Box.
12. Anti-aanzuigleiding
Het wordt gebruikt om te voorkomen dat waterdruppels door stoom worden meegesleept.
13. kroon
Het is de plaats waar de verbranding van brandstof in de ketel plaatsvindt.
14. Manometer
Het wordt gebruikt om stoomdruk te meten.
15. Veiligheidsklep van de ketel
Het is een veiligheidsaccessoire dat op de ketel is gemonteerd om extra stoom af te geven wanneer de druk in de ketel de veilige limiet overschrijdt.
16. Waterniveau-indicator
Het is een veiligheidsapparaat en wordt gebruikt om het waterpeil in de ketel te inspecteren en te voorkomen dat de ketel bij een laag waterpeil werkt.
17. Waterpeilmeter
Om het waterpeil in de ketel te controleren, is een glazen buismeter aangebracht op het buitenoppervlak van de ketel, de zogenaamde waterpeilmeter.
18. Smeltbare stekker
Een veiligheidsmontage op de ketel om eventuele schade door oververhitting van de ketel te voorkomen. Wanneer de temperatuur van het ketelwater de veilige zone overschrijdt, zal de smeltstop smelten en zal het water in de oven van de ketel stromen en het vuur doven.
19. Afsluiter
Het is een veiligheidsapparaat dat op het ketellichaam is gemonteerd om de stoomstroom naar de hoofdleiding te stoppen. Het is een normaal gesloten klep.
Werking van Cochran Boiler
Het werkingsprincipe van Cochran Boiler is vergelijkbaar met dat van een verticale vlampijpketel. Bij het rooster wordt brandstof aangevoerd via het vuurgat. Brandstof wordt verbrand en de gevormde hete gassen worden gebruikt om warmte via de vuurpijp over te brengen naar water. Water krijgt thermische energie en wordt omgezet in stoom.
Cochran verticale ketel
Een verticale ketel wordt gecategoriseerd als een natuurlijke trek, natuurlijke circulatie, lagedrukketel.
Het is een ketel met meerdere buizen die resulteert in een groter oppervlak van warmteoverdracht.
Het wordt over het algemeen gebruikt om stoom op te wekken voor kleine machines. Deze ketels worden vooral op schepen gebruikt als hulpketels.
Toepassing van Cochran-ketel
De Cochran-ketel wordt gebruikt in:
- Papier- en pulpindustrie.
- Chemische verwerkingsinstallatie.
- Verfijnende eenheden.
- Diverse procesapplicatie-industrieën.
Cochran ketel diagram
Cochran-ketel is welk type ketel
Het is een verbeterde vorm van een eenvoudige verticale ketel waarbij het verwarmingsoppervlak wordt vergroot door het gebruik van meervoudige buisvormige vlampijpen.
Cochran ketelspecificatie
Hieronder volgen de specificaties van de Cochran Boiler
- Stoomcapaciteit: 3500 kg / uur
- Werkdruk: 6.5 - 7 bar (nominale druk 15 bar)
- Verwarmingsoppervlak: 120 m2
- Hoogte: 5.79 m
- Diameter schaal: 2.75 m
- Buisdiameter: 6 cm
- Efficiëntie: 70 tot 75%
Cochran-ketel werkt
Het werkingsprincipe van Cochran Boiler is vergelijkbaar met dat van een vlampijpketel. Verschillende soorten brandstof, zoals kolen of olie, worden via het vuurgat naar het rooster van de ketel geleid. Brandstof wordt ontstoken door het vuurgat in de ketel en de natuurlijke luchtstroom vindt vanuit de atmosfeer plaats in de verbrandingskamer.
De rookgassen van hoge temperatuur die worden gevormd tijdens de verbranding van de geleverde brandstof, stromen door het stel horizontale vlampijpen. De warmte wordt via de vuurpijp (binnenin stroomt rookgas van hoge temperatuur) naar het water geleid. Door de enthalpie van water vindt er verhoogde stoomvorming plaats. Het uitlaatgas komt vrij in de atmosfeer.
Cochran vlampijpketel
Het is een type ketel waarin rookgas in de vuurpijp stroomt en water wordt omringd door deze buizen. Convectie-warmteoverdracht vindt plaats van heet gas in de buis naar het omringende water om het om te zetten in stoom.
Cochran stoomketel
Met een hoog rendement en minder brandstof nodig, zijn Cochran-economizers kosteneffectief en worden ze gebruikt als afvalwarmteterugwinning om stoom te genereren.
Accessoires bevestigd aan de Cochran-ketel
Hulpstukken op de Cochran Boiler
1. Waterniveau-indicator
Het geeft het waterpeil in de ketel aan, wat ons helpt om het waterpeil tussen hoog en laag te houden.
2. Manometer
De stoomdruk in de ketel wordt gemeten met behulp van een instrument dat bekend staat als een manometer.
3. Veiligheidsklep
Een snelontlastingsklep, gemonteerd op het lichaam van de ketel om de ketel te beschermen tegen barsten als gevolg van te hoge druk, staat bekend als een veiligheidsklep.
Wanneer de interne druk de ingestelde waarde van de veiligheidsklep bereikt, wordt deze automatisch geopend en komt de hogedrukstoom vrij.
4. Afsluiter
De belangrijkste functie van een afsluiter is om de werking van de ketel te stoppen wanneer dat nodig is en ook om de stroom binnen de ketel te regelen.
5. Afblaasventiel
Het wordt gebruikt om bezinksel en kalkaanslag op de bodem van de keteltrommel te verwijderen terwijl deze in werking is en wordt ook gebruikt om de ketel leeg te maken voor reiniging of inspectie.
- Feed terugslagklep gemonteerd op de ketel.
De waterstroom van voerpooier naar ketel wordt geregeld door voerterugslagklep
7. Smeltbare stekker
Het wordt gebruikt om het vuur van de ketel in de oven af te sluiten, wanneer het waterniveau onder de veilige zone ligt om schade aan de ketel te voorkomen.
Grote voordelen van de Cochran-ketel
Groot voordeel van Cochran Boiler staan hieronder vermeld
- Lagere kosten van eerste installatie.
- De vereiste vloeroppervlakte is minder.
- Gemakkelijk te hanteren en te bedienen.
- Er kunnen verschillende soorten brandstof worden gebruikt.
- Het is draagbaar en handig.
Classificatie van Cochran-ketel
De Cochran-ketel kan worden geclassificeerd op basis van verschillende criteria, zoals Verticaal, Multi-buizen, Vuurbuis, Intern gestookt en Natuurlijke circulatieketel.
Cochran-ketel voor- en nadelen
Voordelen van Cochran-ketel
- De initiële installatiekosten zijn lager.
- Minder vloeroppervlak nodig.
- Gemakkelijk te hanteren en te bedienen.
- Er kunnen verschillende soorten brandstof worden gebruikt.
Nadelen
- De stoomopwekkingssnelheid is laag.
- Onderhouds- en inspectiewerkzaamheden uitvoeren is lastig.
- Er is een beperkt drukbereik beschikbaar.
- Vanwege het verticale ontwerp is een groot oppervlak vereist voor installatie.
Cochran boiler capaciteit
Boilercapaciteit wordt gedefinieerd als stoomproductiesnelheid bij volledige brandconditie en gewoonlijk uitgedrukt op basis van gewicht. De capaciteit van de Cochran-ketel ligt in het bereik van 500 kg / s bij 16 bar.
Cochran ketelontwerp
Het cilindrische hoofdlichaam van de ketel met in-house water en stoom staat bekend als ketelhuis. De bovenkant van de ketel heeft een halfronde koepelvormige structuur om ruimte te bieden voor gegenereerde stoom. Deze vorm is bedoeld om een hogere oppervlakte / volume-verhouding te hebben. Het heeft een compacte structuur en neemt minder vloeroppervlak in beslag. Het wordt meestal gebruikt voor de lage capaciteitsbehoefte.
Cochran ketel afmetingen
- Diameter schaal: 2.75 m
- Hoogte ketel: 5.79 m
- Warmtewisselaar buisdiameter: 6cm
- Verwarmingsoppervlak 120 m2
Cochran Boiler Economizer
Een economizer kan worden gebruikt om het brandstofverbruik tot 6% te verminderen. Het gebruikt restwarmte van de hoofdmotor van het schip om stoom op te wekken.
Cochran boiler horizontaal
Het wordt voornamelijk gebruikt in locomotieven en is een meerbuisvormige, inwendig gestookte vlampijpketel met natuurlijke circulatie. Het is ontworpen om te voldoen aan de plotselinge fluctuerende eisen van stoom.
Onderhoud van de Cochran-ketel
Hieronder volgt de lijst met enkele routineonderhoudsactiviteiten die aan de ketel worden uitgevoerd:
- Waterkwaliteit testen en behandelen met behulp van chemicaliën.
- Chemische reiniging van roetafzetting op economizer door middel van hogedruklucht.
- Regelmatig spuien om kalkaanslag te verminderen.
- Bijhouden van test- en inspectielogboek.
- Algemene visuele inspectie.
- Smering van componenten.
- Dagelijkse inspectie van de motorconditie.
- Reiniging van filters en inspectie van waakvlam- en brandersamenstellen.
- Regelmatige inspectie van de staat van de pakking van de stoomleiding en vervanging van beschadigde pakkingen.
- Belangrijk voor het handhaven van het vereiste waterpeil in de trommel van de ketel.
Productieproces van Cochran-ketels
Een numeriek gestuurde plasmasnijmachine wordt gebruikt om een vlakke plaat te snijden. Deze vlakke plaat wordt met behulp van hydraulische druk op de gewenste diameter gewalst. Langs ondergedompeld booglassen wordt uitgevoerd voor naadloze verbinding.
Inspectie en kwaliteitsborging worden tijdens het fabricageproces uitgevoerd. Röntgentechnologie wordt gebruikt om kritische lassen te inspecteren. Voor een nauwkeurige uitlijning van het buisgat wordt CNC-frezen gebruikt.
Buizen worden met de hand gelast in lijn met buisgaten. Oven, verbrandingskamer en voorste buismantel zijn op het ketellichaam gemonteerd.
Druktesten worden gedaan met behulp van een niet-destructieve methode.
Cochran ketel onderdelen
- Shell
- rooster
- Verbrandingskamer
- Vuurbuizen
- Vuurgat
- Oven
- Schoorsteen
- Fire Brick voering
- Mangat
- Rookkanaal
Cochran ketelprincipe
Convectiewarmteoverdracht vindt plaats van rookgassen naar het water door de vlampijpen om stoom te vormen.
Cochran restwarmteketel
Het is een ketel die stoom produceert door gebruik te maken van restwarmte van de uitlaatgassen van de hoofdvoortstuwingseenheid van een schip of door brandstof te gebruiken in de haven. Het is ook bekend als een restwarmteterugwinningsketel.
Cochran waterpijpketel
Het is een waterpijpketel waarbij water in de buis aanwezig is en rookgas van hoge temperatuur in de omgeving van de buis om stoom te produceren.
Verschil tussen Cochran en Babcock-ketel
Een Cochran-ketel is een verticale vlampijpketel waarin rookgas door de vlampijp stroomt. Warmte-energie wordt voornamelijk overgedragen in de vorm van convectie van de hete vuurpijp naar het omringende water om stoom te genereren.
Babcock-ketel is een waterpijpketel waarin water in de buis stroomt, omgeven door heet rookgas. Warmte-energie wordt voornamelijk overgedragen in de vorm van convectie van hete gassen naar het water in de buis om stoom te genereren. Dit type ketel wordt gebruikt om stoom onder hoge druk te produceren.
Verschil tussen Cochran-ketel en Babcock & Wilcox-ketel
Een Cochran-ketel is een verticale vlampijpketel waarin rookgas door de vlampijp stroomt. Warmte wordt overgedragen van de hete vuurpijp naar het water dat de buis omgeeft om stoom te genereren.
Babcock & Wilcox-ketel is een waterpijpketel waarin water in de pijp stroomt, omgeven door heet rookgas. De warmte wordt van buis naar water geconvecteerd om de enthalpie van water te vergroten en om te zetten in stoom. Door deze ketel wordt de hogedrukstoom geproduceerd. Het heeft een longitudinale trommel en een horizontale, schuine buis voor het genereren van hogedrukstoom. De hellingshoek van buizen is ongeveer 15° of meer met horizontaal.
Verschil tussen Cochran-ketel en Lancashire-ketel
Cochran ketel is een verticale vlampijpketel waarin rookgas door meerdere vlampijpen stroomt. Het wordt gebruikt om lagedrukstoom op te wekken en heeft een interne oven.
Lancashire wordt gedefinieerd als een horizontaal brandende buis type, intern gestookte ketel. De lengte van de Lancashire-ketel is ongeveer 7 - 9 meter en de diameter ligt in het bereik van 2 - 3 meter.
De definitie van de efficiëntie van de Cochran-ketel
De efficiëntie van de Cochran-ketel wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de warmte die werkelijk nodig is om stoom te produceren in een bepaalde tijdspanne en de warmte die in de oven vrijkomt tijdens de gegeven tijdsperiode.
Waar,
m1 = is massa water
hf = specifieke enthalpie van water bij de verzadigde vloeistofcurve
h1 = specifieke enthalpie van water in subkoele regio
x = droogheidsfractie
hfg = verschil in enthalpie tussen verzadigde damp en verzadigde vloeistof kromme bij constante druk.
C = warmtecapaciteit van water
Geschiedenis van de Cochran-ketel
De Cochran-ketel werd aanvankelijk gekocht door de Thompson-Cochran-groep als pakketketeltechnologie voor Zuid-Afrika en werd een internationale leider in het maken van ketels na toetreding tot de Rolls-Royce-groep.
Het werd voornamelijk op schepen gebruikt om stoom te produceren voor een ander doel. Het kan olie / kolen of warmteterugwinning uit de uitlaat van een dieselmotor gebruiken om stoom te produceren. Deze ketels werden ook wel composietketels genoemd.
Hieronder volgen de beperkingen van de Cochran-ketel
- De stoomopwekkingssnelheid is laag.
- De drukbehandelingscapaciteit is beperkt.
- Niet geschikt voor hoge stoomopwekking.
- Door zijn compacte formaat is hij moeilijk te inspecteren en te onderhouden.
Probleem 1: toevoerwater per uur 690 kg bij 28 ℃, stoom geproduceerd 0.97 droog bij 8 bar, kolen per uur gestookt 91 kg calorische waarde 27,200 kJ / kg, as en onverbrande kolen verzameld van onder de vuurbalken 7.5 kg / uur met verbrandingswaarde 2760 kJ / kg, massa rookgassen per kg verbrande kolen 17.3 kg, temperatuur van rookgassen 325 ℃, kamertemperatuur 17 ℃, en de soortelijke warmte van de rookgassen 1.026 kJ / kg K.
VIND DE PLEK DIE PERFECT VOOR JOU IS
1. De efficiëntie van de ketel
2. Het percentage warmte dat door de rookgassen wordt afgevoerd
3. Het percentage warmteverlies in as
4. Het percentage warmteverlies dat niet wordt vermeld
5. Leg uit wat er werkelijk is gebeurd met de warmte die is opgenomen onder de niet-verantwoorde verliezen.
Oplossing:
Warmte die per uur aan de ketel wordt geleverd = massa brandstof per uur x calorische waarde van de brandstof
= 91 x 27,200 kJ / uur
= 24,75,200 kJ / uur
Bij 8 bar,
Enthalpie van water bij verzadigde vloeistofcurve (hf) = 721.1 kJ / kg (gegevens uit stoomtabel)
Enthalpie van stoom bij verzadigde dampcurve (hg) = 2769.1 kJ / kg
Latent warmte van verdamping (hgf) = hg – hf
= 2769.1 - 721.1 kJ / kg
= 2048 kJ / kg
Enthalpie van natte stoom = {hf + (X * hfg)}
Waar, X = droogheidsfactor
Enthalpie van natte stoom = {721.1 + (0.97 * 2048)}
= 2707.67 kJ / kg
Enthalpie van voedingswater bij 28 ℃ = C x T
Waar,
C = warmtecapaciteit van water
T = temperatuur van water in ℃
Enthalpie van voedingswater bij 28 ℃ = 28 x 4.187
= 117.24 kJ / kg
Warmte die per uur wordt gebruikt bij stoomproductie
= massa geproduceerde stoom per uur (m) x verschil tussen enthalpie van natte stoom en voedingswater.
= 690 * (2707.67 - 117.24) = 1787396 kJ / kg
1. Ketelrendement: verhouding tussen de warmte die wordt gebruikt bij stoomvorming per uur en de warmte die per uur aan de ketel wordt geleverd.
= 1787396 / 2475200
= 0.7221 bar
= 72.21% efficiënt
2. Het percentage warmte dat door de rookgassen wordt afgevoerd = mg x Kp (tg - tf)
Waar,
mg = is massa rookgassen = 17.3 kg / kg kolen gestookt,
Kp = soortelijke warmte van rookgassen = 1.026 kJ / kg K
tg = temperatuur van rookgassen = 325 ℃
tf = kamertemperatuur = 17 ℃
Totale warmte-energie die door de rookgassen wordt afgevoerd
= 17.3 x 1.026 (325 - 17)
= 5467 kJ / kg steenkool.
Percentage warmte dat door de rookgassen wordt afgevoerd per kg gestookte kolen
= (5467/27200) x 100
= 20.1%
3. Percentage warmteverlies in as is de verhouding van verwarmingswaarde van as in kJ / uur tot warmte die aan de ketel wordt geleverd in kJ / uur.
= {(7.5 x2760) / 2475200} x 100
= 0.836%
4. Het niet-vermelde warmteverliespercentage wordt berekend door
= 100 - (72.21 + 20.1 + 0.836)
= 6.854%
5. De warmte die onder de niet-vermelde verliezen valt, is die als gevolg van straling, brandstof die niet volledig is verbrand, warmteverlies met hete as enz.
FAQ / KORTE OPMERKINGEN
Vraag 1: Waar wordt de Cochran-ketel gebruikt?
Ans: Cochran-ketel wordt gebruikt in de volgende sector:
- Papierindustrieën
- Verfijnende industrieën
- Chemische industrie
- Verschillende procestoepassingen
Vraag 2: Wat zijn de drie belangrijkste soorten ketels?
Antw: Drie verschillende soorten ketels zijn Combi Boiler, Heat (regular) Boiler, System boiler.
- De combiketel
De ketel heeft een enkele eenheid en wordt gebruikt om thuis warm water te leveren voor huishoudelijk gebruik.
- Verwarm alleen een (gewone) boiler
Er is een warmwatercilinder in bevestigd.
- Systeemketel
Een systeemketel lijkt meestal op een combiketel, behalve de productie van warm water. Hieraan is een stalen warmwaterfles bevestigd.
Vraag 3: Wat is de oppervlakte van het verwarmingsoppervlak van een Cochran-ketel
Ans: Met een rendement van ongeveer 70 - 75 procent is het verwarmingsoppervlak van de Cochran-ketel 120 m2. De werking van deze ketel is 7 bar en geschikt voor 15 bar.
Vraag 4: Wat zijn eenheden van pauzespecifiek stoomverbruik?
A. kg/kW-uur B. kJ/kg-K
C. kJ/kg D. kg/kW
Ans: A.
Vraag 5: Maximaal thermisch energieverlies in een ketel is te wijten aan
A. Rookgas B. Asgehalte
C. Stralingsverliezen D. Onvolledige verbranding
Ans: A.
Vraag 6: Welk instrument wordt gebruikt om de temperatuur van de rookgassen het nauwkeurigst te meten?
A. Thermometer B. Thermokoppel
C. Pyrometer D. Tarwestenen brug
Antw .: C
Vraag 7: Cochran-ketel is een type
A. Een horizontale vlampijpketel
B. Een verticale vlampijpketel
C. Een horizontale waterpijpketel
D. Een verticale waterpijpketel
Antw .: D
Vraag 8: Oriëntatie van waterbuizen in een eenvoudige verticale ketel zijn
A. horizontaal
B. Hellend
C. Verticaal
D. Al het bovenstaande
Antw .: B
Vraag 9: De verhouding tussen de diameter van de interne rookgasafvoerbuizen van een Lancashire-ketel en de diameter van de schaal is
A. Een kwart
B. Een derde
C. Twee vijfde
D. De helft
Antw .: C
Vraag 10: Het proces van het verwarmen van droge stoom bij constante druk boven de verzadigingstemperatuur staat bekend als
A. Isentropisch
B. Super verwarming
C. Onderkoeling
D. Isotherm
Antw .: B
Het TechieScience Core MKB-team is een groep ervaren vakexperts uit diverse wetenschappelijke en technische vakgebieden, waaronder natuurkunde, scheikunde, technologie, elektronica en elektrotechniek, auto-industrie en werktuigbouwkunde. Ons team werkt samen om hoogwaardige, goed onderbouwde artikelen te creëren over een breed scala aan wetenschappelijke en technologische onderwerpen voor de TechieScience.com-website.
Al onze senior MKB-bedrijven hebben meer dan 7 jaar ervaring op de betreffende gebieden. Ze zijn professionals uit de werkende industrie of verbonden aan verschillende universiteiten. Refereren Onze auteurs Pagina om meer te weten te komen over onze kern-KMO's.