Pro jaké účely je potřeba parní kotel: schéma a provoz

Parní kotel je starý vynález, ale v průmyslu se stále používá.Například v elektrárnách, kde je parogenerátor jedním z hlavních prvků výroby elektřiny. Parní kotle jsou také instalovány ve všech kotelnách závodů a továren. V každodenním životě se dnes používají jen zřídka, protože byly nahrazeny bezpečnějšími a energeticky úspornými kotli na vodu.

Klasifikace parních zařízení

Existuje několik stupnic, podle kterých se klasifikace provádí. Hlavní jsou tři stupnice.

Vodní trubice

Přeměňují vodu na páru rychleji než plynové potrubí. Mají vyšší účinnost díky konstrukčním vlastnostem jednotky. V podstatě se jedná o pouzdro s velkým množstvím trubek umístěných uvnitř. Voda se pohybuje potrubím a palivo hoří mezi potrubími.

Při vysokých teplotách se voda mění v páru. A protože existuje mnoho trubek, jejich topná plocha je odpovídajícím způsobem větší. A čím více trubek v kotli, tím intenzivnější je přechod kapaliny do stavu páry.

Vodní trubice parní kotle se dělí na dvě podskupiny:

• přímo skrz;
• typ bubnu.

První jsou konstrukce trubkového typu, které byly zmíněny výše. Ty jsou na trhu prezentovány ve dvou polohách – horizontální a vertikální. Princip fungování tohoto typu zařízení je však stejný.

Jeho konstrukce zahrnuje buben, který nejen sbírá páru, ale také z ní odděluje kondenzát. Ten je odeslán do topné zóny, to znamená, že ztráty vody jsou sníženy.

Pro získání vysokoteplotní suché páry v průmyslu je několik bubnových kotlů instalováno v sérii. A takovou páru lze stlačit na maximální tlak, který je nezbytný v mnoha technologických procesech.

Kotle tohoto typu jsou rozděleny do dvou poloh - energeticky nezávislé a cirkulační. Liší se od sebe nepřítomností nebo přítomností oběhového čerpadla, resp. Přítomnost posledně jmenovaného zvyšuje účinnost instalace. Jde o to, že během jedné otáčky vody v bojleru se odpaří 10% jeho objemu. To znamená, že aby se celý objem odpařil, bude potřeba alespoň 10 otáček.

S gravitačním pohybem to zabere hodně času, což způsobí pokles účinnosti. Oběhové čerpadlo pohybuje kapalinou rychle, za stejnou dobu se provede více otáček. To znamená, že celý objem vody se rychle změní na páru.

Ale u bubnových kotlů musí být v čerpadle instalován regulátor hladiny kondenzátu. Místo instalace: odlučovač páry. Jeho úkolem je řídit objem vzniklého kondenzátu.

Pokud se ho například tvoří málo, technické vlastnosti parního zařízení se snižují. Pokud se ho tvoří hodně, vede to k poklesu tlaku uvnitř jednotky. Následkem je rychlý var a výbuch.

Odlučovač páry je trubka velkého průřezu připomínající buben. Odtud název kotle. Toto potrubí shromažďuje vodu nasycenou párou. Ve skutečnosti dva procesy (zahřívání kapaliny a odpařování) probíhají odděleně od sebe. Z toho plyne vysoká bezpečnost provozu tohoto typu zařízení.

Úprava vodní trubky

Plynové potrubí

Strukturálně se jedná o kotel, uvnitř kterého jsou kolem topeniště umístěny trubky velkého průměru.Pohybují se v nich horké plyny a mezi nimi proudí voda. To znamená, že jde o opak analogů vodních trubek. Plynovody vyrábějí vysokoteplotní páru, která se častěji používá v recyklačních procesech.

Plynový trubkový parní kotel má jednu významnou nevýhodu - vysoký tlak konečného produktu. Ten se v jednotce nachází ve velkém množství. To způsobuje snížení bezpečnosti instalace. Proto jsou kotle vybaveny drahým a složitým zabezpečovacím systémem. Kromě toho jsou tělo i trubky vyrobeny ze silné oceli, což zvyšuje náklady na zařízení.

Výrazným představitelem plynovodního typu je lokomotivní kotel.

Stavba ležatého lokomotivního kotle

Obě zařízení (vodní trubice a plynová trubka) mohou produkovat různé typy páry:

• nasycený;
• přehřátá voda.

První je médium, které vzniká při teplotě +100°C. Rychle se ochlazuje za vzniku kondenzátu, který se znovu dostává do topné zóny. Taková zařízení se používají pro vytápění domácností. Tlak v parním kotli tohoto typu nepřesahuje 100 kPa.

Druhým je médium získané při teplotě +500°C. Proto se v něm nikdy netvoří vodní suspenze a kapky. Při postupném ohřevu se může tvořit voda, ale pro tento účel je v návrhu instalace instalován separátor.

Vědeckotechnický pokrok se nezastaví. Výrobci dnes nabízejí vodovodní instalace, které se z hlediska účinnosti a bezpečnosti nijak neliší od plynových instalací. Nejprve jsou opláštěny tepelně izolačním materiálem. Za druhé, vnitřek je vyložen infračerveným materiálem, který funguje jako reflektor tepelné energie.

A protože zařízení s vodní trubicí jsou několikanásobně levnější než zařízení bubnového typu a navíc je jejich obsluha jednoduchá, jejich obliba a poptávka dnes prudce vzrostly.

Účinnost se zvyšuje také díky nejnovějším ocelovým slitinám, ze kterých jsou části zařízení vyrobeny. Zavedena byla také nová technologie ohřevu, která využívá dvě svítilny umístěné proti sobě. Tato technologie se nazývá „oncoming pochodně“.

S jejich pomocí dosahuje teplota ohřevu 1800-1900°C. Obvykle nepřesahuje 1200 °C. V souladu s tím je účinnost takových zařízení alespoň 90 %.

Domácí kotle

O tyto jednotky je dnes velký zájem. Ale také požadavky pro ně značné:

• kompaktnost;
• nízká hmotnost, aby se pod ní nenaléval základ;
• vysoký bezpečnostní faktor;
• možnost servisu nekvalifikovaným personálem;
• minimální doba spouštění a ohřevu.

Výrobci dnes nabízejí dva typy instalací pro domácnost - spirálový, známý také jako klasický, vířivý plášť.

První je jedna trubka, stočená do spirály. Voda se po ní pohybuje a mění se v páru. Parní kapacita zařízení je malá. To ale v tomto případě nehraje nejdůležitější roli, protože domácí kotel musí vyrábět nízkopotenciální páru.

Nízká je také provozní účinnost, ale to lze korigovat častým uspořádáním spirál. Ale takový kotel drží rekord v době ohřevu - 3 minuty po zapnutí hořáku.

Druhým je zcela unikátní konstrukce parního kotle. Těleso dvou lastur, mezi kterými prochází voda. Uvnitř je topeniště a při hoření se hořák stáčí do spirály, čímž se zvyšuje přenos tepla. Žádné trubky.

Ostatní výhody:

• vertikální uspořádání, tedy zvýšená kompaktnost;
• účinnost, jako bubny;
• doba ohřevu - 5 minut.

Tři mínusy:

• zařízení je drahé;
• design je složitý;
• úplná závislost na energii - dmychadlo, bez kterého jednotka nefunguje, vyžaduje přívod elektřiny.

Kotoučový parní kotel

Technologická aplikace kotlových parních zařízení

Existuje několik průmyslových odvětví, kde se parní kotle neustále používají:

1. Prvním odvětvím je tepelná energetika. Pára se používá k vytápění velkých dílen, například v automobilovém průmyslu. Pára ohřeje vodu na požadovanou teplotu, která je dále poháněna čerpadly po topných rozvodech do vícepodlažních budov a dalších objektů.
2. Druhým odvětvím je energetika. Zde se pára používá k roztočení turbíny, která vyrábí elektrický proud.
3. Třetím odvětvím je výroba stavebních materiálů. Například betonové výrobky se suší párou.

V mnoha průmyslových odvětvích jsou parní kotle nedílnou součástí technologie. Patří sem dezinfekce, sušení potravinářských výrobků, kulinářské zpracování, konzervace atd.

Likvidace plynného odpadu zahrnuje také využití parních zařízení. V tomto procesu fungují jako chladiče. Takový kotel odebírá tepelnou energii z plynů vycházejících například z vysokoteplotních pecí.

Princip fungování a konstrukce

Jejich hlavním účelem je změnit fyzikální skupenství vody, to znamená převést ji z kapalného na plynné s požadovanými parametry. Proces probíhá takto:

• kotel se plní vodou samospádem nebo pomocí čerpadla;
• topný systém se zapne;
• začíná tvorba páry;
• hladina kapaliny postupně klesá a dosahuje minimální úrovně;
• snímač hladiny zareaguje a zapne čerpadlo;
• voda plní potrubí.

Dá se říci, že parní kotle fungují na cyklickém principu.

Struktura

Parní kotle se skládají z hlavních a pomocných jednotek a částí plus automatizace.

Hlavním požadavkem na ocelové výrobky je, aby byly vyrobeny ze žáruvzdorných slitin. Jen tak lze dosáhnout maximální úrovně bezpečného provozu kotlového zařízení.

Schéma parního kotle

Důležitou roli hraje bezpečnostní systém. Nejde jen o snímače teploty a tlaku. Součástí systému je mechanická bezpečnost. Zahrnuje zpětné ventily, elektrické ventily a další uzavírací ventily. Tato dvojitá ochrana zajišťuje maximální bezpečnost zejména v případech, kdy selže elektronika. V této době přebírá všechny funkce mechanika.

Na systém úpravy vody jsou kladeny zvláštní požadavky. Voda musí splňovat určité normy. Tyto standardy se liší pro jednotky s přímým průtokem a bubnové jednotky. V tom druhém musí být kapalina dokonale čistá, téměř destilovaná. Koneckonců, v takových zařízeních to nikde nezmizí. To znamená, že jednou naplňte kotel a bude fungovat mnoho let.

Pokud je voda tvrdá s nečistotami, tak vše potrubí po chvíli se zanesou usazeninami a rzí. Jejich průměr se zmenšuje, tepelná vodivost klesá, což vede ke snížení účinnosti. Pára nebude taková, jaká je potřeba (teplota, vlhkost).

Navzdory složité konstrukci a nízké bezpečnosti jsou parní kotle stále žádané. Zejména na lodích, v technologii elektráren, továrnách, kde jsou vyžadovány vysoké teploty chladicí kapaliny. Výrobci proto dělají vše pro zvýšení bezpečnosti provozu, snížení nákladů na zařízení a náročnost údržby.

Pokud máte dotazy, zeptejte se jich v komentářích.Pokud se vám článek líbil, sdílejte ho na sociálních sítích, aby se s tématem seznámili i ostatní. Uložte odkaz do záložek.

Doporučujeme také zhlédnout vybraná videa na naše téma.

Jak funguje parní kotel?

Parní kotel - návrh a údržba, podrobný přehled.

Informační zdroje:

• https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
• https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
• https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov