Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Kotły parowe i wodne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-322-SM-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Inżynieria Zrównoważonych Systemów Energetycznych
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
3
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
Madejski Paweł (madejski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W trakcie zajęć student pozna rodzaje, konstrukcje oraz zastosowanie kotłów parowych i wodnych, nauczy się opisywać i analizować podstawowe procesy zachodzące w kotłach, jak również nauczy się przeprowadzać analizy efektywności pracy kotłów energetycznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student ma wiedzę z zakresu budowy, eksploatacji kotłów parowych i wodnych MBM2A_W05, MBM2A_W02, MBM2A_W07, MBM2A_W09 Wykonanie ćwiczeń,
Kolokwium
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu procesów przepływowo-cieplnych oraz spalania zachodzących w kotłach parowych i wodnych MBM2A_W05, MBM2A_W03, MBM2A_W11, MBM2A_W09 Wykonanie ćwiczeń,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania obliczeń i analiz pracy kotłów MBM2A_U02, MBM2A_U18, MBM2A_U05, MBM2A_U24, MBM2A_U16, MBM2A_U03, MBM2A_U10, MBM2A_U01 Wykonanie ćwiczeń,
Sprawozdanie,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi opisać zjawiska zachodzące w trakcie eksploatacji kotłów oraz ich efekty i wpływ na parametry pracy urządzeń MBM2A_U13, MBM2A_U02, MBM2A_U24, MBM2A_U09, MBM2A_U03, MBM2A_U12, MBM2A_U10, MBM2A_U20, MBM2A_U04 Wykonanie ćwiczeń,
Sprawozdanie,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student rozumie wpływ pracy urządzeń na środowisko oraz poznaje metody ograniczania emisji zanieczyszczeń MBM2A_K03, MBM2A_K08, MBM2A_K06, MBM2A_K02, MBM2A_K01, MBM2A_K07 Wykonanie ćwiczeń,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
28 14 14 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student ma wiedzę z zakresu budowy, eksploatacji kotłów parowych i wodnych + - - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z zakresu procesów przepływowo-cieplnych oraz spalania zachodzących w kotłach parowych i wodnych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student posiada umiejętności przeprowadzania obliczeń i analiz pracy kotłów - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi opisać zjawiska zachodzące w trakcie eksploatacji kotłów oraz ich efekty i wpływ na parametry pracy urządzeń - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie wpływ pracy urządzeń na środowisko oraz poznaje metody ograniczania emisji zanieczyszczeń + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 54 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 28 godz
Przygotowanie do zajęć 4 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 8 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 8 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 4 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):

1. Rodzaje i zastosowania kotłów parowych i wodnych
2. Kotły rusztowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
3. Kotły fluidalne, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
4. Kotły pyłowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
5. Kotły odzyskowe, budowa, zasada działania, konstrukcje, zastosowanie
6. Paliwa stosowane w kotłach energetycznych
7. Podstawy procesu spalania w kotłach
8. Podstawy wymiany ciepła w kotłach
9. Podstawy procesów przepływowo-cieplnych i przemian termodynamicznych w kotłach
10. Rodzaje, konstrukcja i materiały stosowane do budowy kotłowych wymienników ciepła
11. Emisja zanieczyszczeń w kotłach
12. Niskoemisyjne techniki spalania i technologie redukcji emisji zanieczyszczeń
13. Konstrukcja współczesnych kotłów energetycznych
14. Podstawy modelowania procesów przepływowo-cieplnych i procesów spalania w kotłach

Ćwiczenia audytoryjne (14h):

1. Wyznaczanie właściwości cieplnych czynników realizujących przemiany i procesy w kotłach
2. Analiza podstawowych przemian termodynamicznych w kotłach
3. Obliczenia bilansowe kotła parowego, wyznaczanie mocy cieplnych kotłowych wymienników ciepła
4. Obliczenia stechiometryczne procesu spalania oraz tworzenia zanieczyszczeń gazowych w kotle
5. Obliczenia sprawności i wyznaczanie strat w kotle
6. Analiza cieplna kotłowych wymienników ciepła
7. Obliczenia cieplno-przepływowe w przegrzewaczach pary

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Prezentacja multimedialna.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Prezentacja multimedialna oraz rozwiązywanie zadań z wykorzystaniem dostępnych materiałów w postaci tablic, wykresów itp.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zaliczenie w formie kolokwium końcowego, składającego się z dwóch części: część teoretyczna (T) oraz część zadaniowa (Z).
Zaliczenia poprawkowe organizowane są dla osób, które nie uzyskały pozytywnej oceny z części teoretycznej (T) lub zadaniowej (Z). Ocena z części teoretycznej (T) oraz zadaniowej (Z) jest średnią poszczególnych ocen ze wszystkich terminów.
Procent uzyskanych punktów z części teoretycznej i zadaniowej przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.
Brak egzaminu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Zalecana obecność na wykładach.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Obecność na ćwiczeniach audytoryjnych obowiązkowa.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia ważona z ocen uzyskanych z części teoretycznej (T) i zadaniowej (Z):
OK = 0,6·T + 0,4·Z

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Samodzielna praca studenta. Wsparcie ze strony prowadzącego zajęcia poprzez określenie indywidualnego zakresu, weryfikacji postępu prac i wyników dla powstałych zaległości.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawowa wiedza z zakresu termodynamiki, mechaniki płynów, maszyn i urządzeń energetycznych, spalania i wymiany ciepła.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1) Chmielniak T., Technologie energetyczne. WNT, Warszawa 2008
2) Pronobis M., Modernizacja kotłów energetycznych. WNT, Warszawa 2002
3) Laudyn D., Pawlik M., Strzelczyk F., Elektrownie. WNT, Warszawa 2012
4) Orłowski P., Kotły parowe, konstrukcja i obliczenia. WNT, Warszawa 1966
5) Kosman G., Rusin A., Taler J., Pawlik M. (Red.), Zagadnienia projektowania i eksploatacji kotłów i turbin do nadkrytycznych bloków węglowych. Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010
6) Taler J. (Red.), Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych, modelowanie i monitoring. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011
7) Kordylewski W., Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008
8) Nowak W., Pronobis M. (Red.), Nowe technologie spalania i oczyszczania spalin, Monografia, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010
9) Tomeczek J., Gradoń B., Rozpondek M., Redukcja emisji zanieczyszczeń z procesów konwersji paliw i odpadów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009
10) Cwynar L., Rozruch kotłów parowych. WNT, Warszawa 1978
11) Janiczek R., Eksploatacja elektrowni parowych. WNT, Warszawa 1992
12) Buczek Kazimierz, Operator kotłów rusztowych parowych i wodnych, Krosno 2009
13) Madejski P. (Red.), Thermal Power Plants, New Trends and Recent Developments. IntechOpen, Craotia 2018
14) Teir Sebastien. Steam Boiler Technology (2nd ed.). Helsinki University of Technology, Department of Mechanical Engineering, Espoo 2003
15) Raja A.K., Srivastava A.P., Dwivedi M., Power Plant Engineering. New Age International (P) Ltd. New Delhi 2006
16) Kitto J.B., Stultz S.C., Steam its generation and use. The Babcock & Wilcox Company, Ohio USA 2005
17) Kakac S., Liu H., Heat exchangers, selection rating and thermal design. CRC Press, USA 2002

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1) Madejski P., Modliński N., Numerical investigation using two different CFD codes of pulverized-coal combustion process characteristic in an industrial power plant boiler, 2019, E3S Web of Conferences 82, 1-10
2) Madejski P., Numerical study of a large-scale pulverized coal-fired boiler operation using CFD modeling based on the probability density function method, 2018, Applied Thermal Engineering 145, pp. 352–363
3) Madejski P., Coal combustion modeling in a frontal pulverized coal-fired boiler, 2018, E3S Web of Conferences 46, pp. 1-8
4) Madejski P., Janda T., Taler J., Nabagło D., Węzik R., Mazur M., Analysis of fouling degree of heating surfaces in a pulverized coal fired boiler, 2018, Journal of Energy Resources Technology – Transaction of the ASME, 140(3), pp. 1-8
5) Madejski P., Taler D., Taler J., Numerical model of a steam superheater with a complex shape of the tube cross section using Control Volume based Finite Element Method, 2016, Energy Conversion and Management 118, pp. 179-192
6) Modliński N., Szczepanek K., Nabagło D., Madejski P., Modliński Z., Mathematical procedure for predicting tube metal temperature in the second stage reheater of the operating flexibly steam boiler, 2019, Applied Thermal Engineering 146, pp. 854-865
7) Modliński N., Madejski P., Janda T., Szczepanek K., Kordylewski W., A validation of computational fluid dynamics temperature distribution prediction in a pulverized coal boiler with acoustic temperature measurement, 2015, Energy 92, pp. 77-86
8) Taler J., Węglowski B., Taler D., Sobota T., Dzierwa P., Trojan M., Madejski P., Pilarczyk M., Determination of start-up curves for a boiler with natural circulation based on the analysis of stress distribution in critical pressure components, 2015, Energy 92, pp. 153-159
9) Żymełka P., Nabagło D., Janda T., Madejski P., Online monitoring system of air distribution in pulverized coal-fired boiler based on numerical modeling, 2017, Archives of Thermodynamics, 38(4), pp. 109-125
10) Taler J., Węglowski B., Taler D., Trojan M., Sobota T., Dzierwa P., Pilarczyk M., Madejski P., Nabagło D., Method of determination of thermo-flow parameters for steam boiler, 2015, Journal of Power Technologies, 95(4), pp. 309-316
11) Taler D., Madejski P., Taler J., Modelowanie ustalonych procesów przepływowo-cieplnych w kotle fluidalnym, 2015, Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika, zeszyt 87 (2) s. 169 – 179
12) Madejski P., Taler D., Korzeń A., Modelling of platen superheaters in a circulating fluidized bed boiler at different loads, 2012, Archiwum Energetyki 42(2), s. 85–92
13) Madejski P., Taler D., Thermomechanical CSM analysis of a superheater tube in transient state, 2011, Archives of Thermodynamics vol. 32(3), s. 117–126
14) Madejski P., Janda T., Modliński N., Nabagło D., A Combustion Process Optimization and Numerical Analysis for the Low Emission Operation of Pulverized Coal-Fired Boiler, 2016, Developments in Combustion Technology (ed. Konstantinos G. Kyprianidis and Jan Skvaril), IntechOpen, London 2016
15) Madejski P., Taler D., Taler J., Mathematical modeling of superheater tubes with a complex cross section, 2015, Heat exchangers and Heat Transfer Engineering calculations (ed. Jan Taler), Monografia 487, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2015
16) Madejski P., Nabagło D., Kubiczek H., Szczepanek K., Lewtak R., Assessment of the impact of biomass burners location in OP-650 boiler on the UBC content in bottom ash, 2013, Modern Energy Technologies, Systems and Units, Praca zbiorowa (red. J. Taler), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
17) Taler J., Węglowski B., Dzierwa P., Czupryński P., Madejski P., Nabagło D., Żyrkowski C., Analysis of potential possibilities for improving dynamic properties of the boiler OP-380 using on-line monitoring of thermal stresses, 2013, Modern Energy Technologies, Systems and Units Praca zbiorowa (red. J. Taler), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
18) Nabagło D., Janda T., Szczepanek K., Madejski P., Ocena jakości procesu spalania w kotle OP-650 z wykorzystaniem nowoczesnych systemów pomiarowych, 2013, Maszyny i Urządzenia Energetyczne, Praca zbiorowa (red. S. Łopata, S. Grądziel), Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2013
19) Madejski P., Taler D., Wyznaczanie przebiegów temperatury pary i materiału przegrzewacza wykonanego z rur o złożonym kształcie, 2013, Energetyka i ochrona środowiska, Monografie, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki nr 61, Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Kraków 2013

Informacje dodatkowe:

brak