Kocioł parowy to stary wynalazek, ale nadal jest używany w przemyśle. Na przykład w elektrowniach, gdzie generator pary jest jednym z głównych elementów wytwarzania energii elektrycznej. Kotły parowe są również instalowane we wszystkich kotłowniach i fabrykach. W życiu codziennym są dziś rzadko używane, ponieważ zostały zastąpione bezpieczniejszymi i energooszczędnymi bojlerami wodnymi.
Klasyfikacja roślin parowych
Istnieje kilka skal klasyfikacji. Główne to trzy skale.
Wodomierz
Zamieniają wodę w parę szybciej niż rury gazowe. Mają wyższą wydajność ze względu na cechy konstrukcyjne urządzenia. W rzeczywistości jest to obudowa, w której znajduje się duża liczba rur. Woda przepływa przez rury, a paliwo pali się między rurami.
W wysokiej temperaturze woda zamienia się w parę. A ponieważ jest dużo rur, odpowiednio mają one większą powierzchnię grzewczą. A im więcej rur w kotle, tym intensywniejsze przejście cieczy w stan pary.
Kotły parowe wodnorurowe dzielą się na dwie podgrupy:
- proste;
- rodzaj bębna.
Pierwsze z nich to konstrukcje rurowe, o których była mowa powyżej. Te ostatnie są reprezentowane na rynku przez dwie pozycje - poziomą i pionową. Ale zasada działania tego typu urządzeń jest taka sama.
W jego konstrukcji zastosowano bęben, który nie tylko zbiera w sobie parę wodną, ale również oddziela od niej kondensat. Ta ostatnia jest wysyłana do strefy grzewczej, czyli zmniejszają się straty wody.
W celu uzyskania wysokotemperaturowej suchej pary w przemyśle instaluje się szeregowo kilka kotłów bębnowych. A taką parę można sprężyć do maksymalnego ciśnienia, co jest niezbędne w wielu procesach technologicznych.
Kotły tego typu dzielą się na dwa stanowiska - nielotne i obiegowe. Różnią się one od siebie odpowiednio brakiem lub obecnością pompy obiegowej. Obecność tych ostatnich zwiększa wydajność instalacji. Chodzi o to, że na jeden obrót wody w kotle odparowuje 10% jego objętości. Oznacza to, że odparowanie całej objętości zajmie co najmniej 10 obrotów.
Przy przepływie grawitacyjnym zajmie to dużo czasu, co zmniejszy wydajność. Pompa obiegowa porusza płyn szybko, więcej obrotów zostanie wykonanych w tym samym okresie czasu. Oznacza to, że cała objętość wody szybko zamieni się w parę.
Ale w kotłach walczakowych na pompie musi być zamontowany regulator poziomu kondensatu. Miejsce instalacji - separator pary. Jego zadaniem jest kontrolowanie ilości tworzącego się kondensatu.
Na przykład, jeśli jest go mało, parametry techniczne instalacji parowej są zmniejszone. Jeśli powstaje dużo, prowadzi to do spadku ciśnienia wewnątrz urządzenia. Konsekwencje - szybkie wrzenie i eksplozja.
Odwadniacz to rura o dużym przekroju przypominająca bęben. Stąd nazwa kotła. Ta rura zbiera wodę nasyconą parą. W rzeczywistości dwa procesy (ogrzewanie cieczy i odparowywanie) zachodzą niezależnie od siebie. Stąd wysokie bezpieczeństwo pracy urządzeń tego typu.
Modyfikacja rury wodnej
Rura gazowa
Konstrukcyjnie jest to kocioł, wewnątrz którego wokół pieca rozmieszczone są rury o dużej średnicy.Poruszają się w nich gorące gazy, a między nimi przepływa woda. Oznacza to, że jest przeciwieństwem odpowiedników rur wodnych. Instalacje z rurami gazowymi wytwarzają parę o wysokiej temperaturze, która jest częściej wykorzystywana w procesach utylizacji.
Kocioł gazowo-parowy ma jedną istotną wadę - wysokie ciśnienie produktu końcowego. Ten ostatni występuje łącznie w dużych ilościach. To właśnie powoduje obniżenie bezpieczeństwa pracy instalacji. Dlatego kotły są wyposażone w drogi i skomplikowany system bezpieczeństwa. Dodatkowo zarówno korpus jak i rury wykonane są z grubej stali, co zwiększa koszt sprzętu.
Uderzającym przedstawicielem typu rurowego jest kocioł lokomotywowy.
Urządzenie poziomego kotła lokomotywy
Obie instalacje (wodociąg i gazociąg) mogą wytwarzać różne rodzaje pary:
- bogaty;
- woda przegrzana.
Pierwszym z nich jest ośrodek, który tworzy się w temperaturze +100°C. Szybko się ochładza, tworząc kondensat, który ponownie dostaje się do strefy grzewczej. Takie instalacje służą do ogrzewania mieszkań. Ciśnienie w tego typu kotle parowym nie przekracza 100 kPa.
Drugi to medium otrzymane w temperaturze +500°C. Dlatego nigdy nie tworzą się w nim zawiesiny i krople wody. Przy stopniowym ogrzewaniu może tworzyć się woda, ale w tym celu w konstrukcji urządzenia montowany jest separator.
Postęp naukowy i technologiczny nie stoi w miejscu. Obecnie producenci oferują instalacje wodnorurowe, które pod względem wydajności i bezpieczeństwa nie odbiegają od instalacji gazowych. Najpierw są osłonięte materiałem termoizolacyjnym. Po drugie, od wewnątrz są wyłożone materiałem IR, który działa jak odbłyśnik energii cieplnej.
A ponieważ automaty rurowe są kilka razy tańsze od automatów bębnowych, a ich obsługa jest prosta, dziś ich popularność i popyt dramatycznie wzrosły.
Wydajność rośnie również dzięki najnowszym stopom stali, z których wykonane są części aparatu. Wprowadzono również nową technologię grzania, która wykorzystuje dwie pochodnie umieszczone naprzeciw siebie. Technologia nazywa się „na przeciwległych pochodniach”.
Z ich pomocą temperatura grzania osiąga 1800-1900°C. Zwykle nie przekracza 1200°C. W związku z tym sprawność takich instalacji wynosi co najmniej 90%.
Kotły domowe
Zainteresowanie tymi jednostkami jest dziś bardzo duże. Ale wymagania wobec nich są spore:
- zwarty;
- lekki, aby nie wypełniać pod nim podkładu;
- wysoki współczynnik bezpieczeństwa;
- możliwość obsługi przez niewykwalifikowany personel;
- minimalny czas włączenia i nagrzewania.
Dzisiaj producenci oferują dwa rodzaje domowych instalacji - grzałkę, czyli klasyczną koszulkę vortex.
Pierwszy to pojedyncza rura zwinięta w spiralę. Woda porusza się po nim, zamieniając się w parę. Wydajność pary urządzenia jest niewielka. Jednak w tym przypadku nie odgrywa to najważniejszej roli, ponieważ domowy kocioł powinien wytwarzać parę niskiej jakości.
Wydajność pracy jest również niska, ale jest to korygowane przez częste umieszczanie spirali. Ale taki kocioł to rekordzista czasu grzania - 3 minuty po włączeniu palnika.
Drugie to zupełnie wyjątkowe urządzenie z kotłem parowym. Ciało składa się z dwóch skorup, między którymi przepływa woda. Wewnątrz znajduje się palenisko, podczas gdy pochodnia skręca się spiralnie podczas spalania, zwiększając wymianę ciepła. Żadnych fajek.
Inne korzyści:
- układ pionowy, stąd zwiększona zwartość;
- wydajność jak bębny;
- czas nagrzewania - 5 minut.
Trzy minusy:
- sprzęt jest drogi;
- konstrukcja jest złożona;
- zależność energetyczna jest zupełna - dmuchawa, bez której urządzenie nie działa, wymaga energii elektrycznej.
serpentynowy kocioł parowy
Technologiczne zastosowanie kotłowni parowych
Istnieje kilka branż, w których kotły parowe są używane przez cały czas:
- Pierwsza branża to energetyka cieplna. Para wykorzystywana jest do ogrzewania dużych warsztatów, np. w przemyśle motoryzacyjnym. Para podgrzewa wodę do wymaganej temperatury, która jest następnie napędzana pompami przez sieć ciepłowniczą do wielokondygnacyjnych budynków i innych obiektów.
- Drugą branżą jest energetyka. Tutaj para jest używana do obracania turbiny, która wytwarza elektryczność.
- Trzecia branża to produkcja materiałów budowlanych. Na przykład produkty betonowe są suszone parą.
W wielu gałęziach przemysłu kotły parowe są integralną częścią technologii. Tutaj i dezynfekcja i suszenie żywności, gotowanie, konserwacja itp.
Utylizacja odpadów gazowych wiąże się również z wykorzystaniem elektrowni parowych. Pełnią rolę chłodziwa w tym procesie. Taki kocioł pobiera energię cieplną z gazów wydobywających się np. z pieców o wysokiej temperaturze.
Zasada działania i urządzenie
Ich głównym celem jest zmiana stanu skupienia wody, czyli przejście ze stanu ciekłego w stan gazowy o wymaganych parametrach. Proces wygląda następująco:
- kocioł napełniany jest grawitacyjnie lub pompą;
- ogrzewanie włączone;
- uruchamia się para;
- poziom płynu stopniowo spada, osiągając minimum;
- czujnik poziomu reaguje i włącza pompę;
- woda wypełnia rury.
O kotłach parowych można powiedzieć, że pracują cyklicznie.
Budynek
Kotły parowe składają się z głównych i pomocniczych jednostek i części oraz automatyki.
Głównym wymogiem dla wyrobów stalowych jest wykonanie ich ze stopów żaroodpornych. Tylko w ten sposób można osiągnąć maksymalny poziom bezpiecznej pracy urządzeń kotłowych.
Schemat kotła parowego
System bezpieczeństwa odgrywa ważną rolę. To nie tylko czujniki temperatury i ciśnienia. System obejmuje zabezpieczenia mechaniczne. Obejmuje zawory zwrotne, elektryczne zasuwy, inne zawory odcinające. Ta podwójna ochrona zapewnia maksymalne bezpieczeństwo, szczególnie w przypadku awarii elektroniki.W tym czasie wszystkie funkcje przejmuje mechanika.
Systemowi uzdatniania wody stawiane są specjalne wymagania. Woda musi spełniać określone normy. Normy te są różne dla zespołów bezpośredniego przepływu i bębnów. W tym ostatnim płyn musi być idealnie czysty, prawie destylowany. Przecież w takich urządzeniach nigdzie nie znika. To znaczy raz napełnili kocioł i będą działać przez wiele lat.
Jeśli woda jest twarda od zanieczyszczeń, to po pewnym czasie wszystkie rury zatkają się osadami i rdzą. Zmniejsza się ich średnica, maleje przewodność cieplna, co prowadzi do spadku wydajności. Para nie będzie taka, jak chcesz (temperatura, wilgotność).
Mimo całej swojej skomplikowanej konstrukcji i niskiego poziomu bezpieczeństwa, kotły parowe są nadal poszukiwane. Szczególnie na statkach, w technice elektrowni, w zakładach, w których wymagane są wysokie temperatury chłodziwa. Dlatego producenci robią wszystko, aby zwiększyć bezpieczeństwo eksploatacji, obniżyć koszty sprzętu i złożoność obsługi.
Jeśli masz jakieś pytania, zadaj je w komentarzach. Jeśli artykuł Ci się spodobał - udostępnij go w sieciach społecznościowych, niech inni zapoznają się z tematem. Dodaj link do zakładek.
Zalecamy również obejrzenie wybranych filmów na nasz temat.
Jak działa kocioł parowy?
Kocioł parowy - urządzenie i konserwacja, przegląd szczegółowy.
Źródła informacji:
- https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
- https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
- https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov