Za koje namjene je potreban parni kotao: dijagram i rad

Parni kotao je stari izum, ali se još uvijek koristi u industriji.Na primjer, u elektranama, gdje je jedinica za proizvodnju pare jedan od glavnih elemenata proizvodnje električne energije. Parni kotlovi također su ugrađeni u svim kotlovnicama pogona i tvornica. Danas se rijetko koriste u svakodnevnom životu, jer su ih zamijenili sigurniji i energetski učinkovitiji bojleri.

Klasifikacija parnih instalacija

Postoji nekoliko ljestvica po kojima se vrši klasifikacija. Glavne su tri ljestvice.

Cijev za vodu

Pretvaraju vodu u paru brže nego plinske cijevi. Imaju veću učinkovitost zbog dizajnerskih značajki jedinice. U biti, to je kućište unutar kojeg se nalazi veliki broj cijevi. Voda se kreće kroz cijevi, a gorivo gori između cijevi.

Na visokim temperaturama voda se pretvara u paru. A budući da ima mnogo cijevi, njihovo područje grijanja je odgovarajuće veće. A što je više cijevi u kotlu, to je intenzivniji prijelaz tekućine u stanje pare.

Cijev za vodu parni kotlovi dijele se u dvije podskupine:

• ravno kroz;
• tip bubnja.

Prvi su strukture tipa cijevi, koje su gore spomenute. Potonji su predstavljeni na tržištu u dva položaja - vodoravno i okomito. Ali princip rada ove vrste uređaja je isti.

Njegov dizajn uključuje bubanj koji ne samo da skuplja paru, već i odvaja kondenzat iz nje. Potonji se šalje u zonu grijanja, odnosno smanjuju se gubici vode.

Za dobivanje suhe pare visoke temperature u industriji, nekoliko bubanjskih kotlova postavlja se u seriju. A takva se para može komprimirati do maksimalnog tlaka, što je potrebno u mnogim tehnološkim procesima.

Kotlovi ove vrste podijeljeni su u dva položaja - nehlapljivi i cirkulacijski. Međusobno se razlikuju u odsutnosti ili prisutnosti cirkulacijske pumpe. Prisutnost potonjeg povećava učinkovitost instalacije. Stvar je u tome što tijekom jednog okretaja vode u kotlu ispari 10% njenog volumena. Odnosno, da bi cijeli volumen ispario, bit će potrebno najmanje 10 okretaja.

S kretanjem gravitacije, to će potrajati puno vremena, uzrokujući pad učinkovitosti. Cirkulacijska pumpa brzo pokreće tekućinu, više okretaja će se izvršiti u istom vremenskom razdoblju. To znači da će se cijeli volumen vode brzo pretvoriti u paru.

Ali u kotlovima tipa bubnja, regulator razine kondenzata mora biti instaliran u crpku. Mjesto ugradnje: separator pare. Njegov zadatak je kontrolirati volumen nastalog kondenzata.

Na primjer, ako se malo toga formira, tehničke karakteristike parne instalacije su smanjene. Ako ga se stvara puno, to dovodi do pada tlaka unutar jedinice. Posljedice su brzo ključanje i eksplozija.

Separator pare je cijev velikog presjeka koja podsjeća na bubanj. Odatle i naziv kotla. Ova cijev skuplja vodu zasićenu parom. Zapravo, dva procesa (zagrijavanje tekućine i isparavanje) odvijaju se odvojeno jedan od drugog. Otuda visoka sigurnost rada ove vrste opreme.

Modifikacija cijevi za vodu

Cijev za plin

Strukturno, ovo je kotao, unutar kojeg su cijevi velikog promjera smještene oko ložišta.U njima se kreću vrući plinovi, a između njih teče voda. To jest, ovo je suprotno od analoga vodenih cijevi. Postrojenja s plinskim cijevima proizvode paru visoke temperature, koja se češće koristi u procesima recikliranja.

Parni kotao s plinskim cijevima ima jedan značajan nedostatak - visoki tlak konačnog proizvoda. Potonji se nalazi u velikim količinama u jedinici. To je ono što uzrokuje smanjenje sigurnosti instalacije. Stoga su kotlovi opremljeni skupim i složenim sigurnosnim sustavom. Osim toga, i tijelo i cijevi izrađeni su od debelog čelika, što povećava cijenu opreme.

Upečatljiv predstavnik tipa plinskih cijevi je kotao lokomotive.

Konstrukcija horizontalnog kotla lokomotive

Obje instalacije (vodocijevna i plinocijevna) mogu proizvoditi različite vrste pare:

• zasićen;
• pregrijana voda.

Prvi je medij koji nastaje na temperaturi od +100°C. Brzo se hladi stvaranjem kondenzata, koji ponovno ulazi u zonu grijanja. Takve instalacije se koriste za grijanje kućanstva. Tlak u parnom kotlu ove vrste ne prelazi 100 kPa.

Drugi je medij dobiven na temperaturi od +500°C. Stoga se u njemu nikada ne stvaraju vodene suspenzije i kapljice. Uz postupno zagrijavanje, voda se može formirati, ali za tu svrhu u dizajnu instalacije ugrađen je separator.

Znanstveni i tehnološki napredak ne miruje. Danas proizvođači nude vodocijevne instalacije koje se po učinkovitosti i sigurnosti ne razlikuju od plinskih. Prvo su obloženi toplinsko izolacijskim materijalom. Drugo, unutrašnjost je obložena infracrvenim materijalom koji djeluje kao reflektor toplinske energije.

A budući da su uređaji s vodenom cijevi nekoliko puta jeftiniji od uređaja s bubnjem, a njihov je rad jednostavan, danas je njihova popularnost i potražnja naglo porasla.

Učinkovitost se također povećava zbog najnovijih legura čelika od kojih se izrađuju dijelovi uređaja. Uvedena je i nova tehnologija grijanja koja koristi dvije baklje smještene jedna nasuprot druge. Tehnologija se naziva "nadolazeće baklje".

Uz njihovu pomoć temperatura grijanja doseže 1800-1900°C. Obično ne prelazi 1200°C. Sukladno tome, učinkovitost takvih instalacija je najmanje 90%.

Kućni kotlovi

Za ove jedinice danas vlada veliki interes. Ali također zahtjevi za njih znatan:

• kompaktnost;
• mala težina kako ne bi izlio temelj ispod nje;
• visok faktor sigurnosti;
• mogućnost servisiranja od strane nekvalificiranog osoblja;
• minimalno vrijeme pokretanja i zagrijavanja.

Danas proizvođači nude dvije vrste kućanskih instalacija - zavojnica, također poznata kao klasična, vrtložna jakna.

Prva je jedna cijev, smotana u spiralu. Voda se kreće duž njega, pretvarajući se u paru. Kapacitet pare opreme je mali. Ali u ovom slučaju to ne igra najvažniju ulogu, jer domaći kotao mora proizvoditi paru niskog potencijala.

Radna učinkovitost je također niska, ali to se može ispraviti čestim rasporedom spirala. Ali takav kotao drži rekord u vremenu zagrijavanja - 3 minute nakon uključivanja baklje.

Drugi je potpuno jedinstven dizajn parnog kotla. Tijelo od dvije školjke, između kojih prolazi voda. Unutra je ložište, a kada gori, baklja se uvija u spiralu, povećavajući prijenos topline. Nema cijevi.

Ostale pogodnosti:

• vertikalni raspored, stoga povećana kompaktnost;
• učinkovitost, poput bubnjeva;
• vrijeme zagrijavanja – 5 minuta.

Tri minusa:

• oprema je skupa;
• dizajn je složen;
• potpuna ovisnost o energiji - puhalo, bez kojeg jedinica ne radi, zahtijeva opskrbu električnom energijom.

Zavojni parni kotao

Tehnološka primjena kotlovskih parnih postrojenja

Postoji nekoliko industrija u kojima se stalno koriste parni kotlovi:

1. Prva gospodarska grana je termoenergetika. Para se koristi za zagrijavanje velikih radionica, primjerice u automobilskoj industriji. Para zagrijava vodu na potrebnu temperaturu, koja se zatim crpkama vodi toplovodom do višekatnica i drugih objekata.
2. Druga industrija je energetika. Ovdje se para koristi za okretanje turbine, koja proizvodi električnu struju.
3. Treća gospodarska grana je proizvodnja građevinskog materijala. Na primjer, betonski proizvodi se suše parom.

U mnogim su industrijama parni kotlovi sastavni dio tehnologije. To uključuje dezinfekciju, sušenje prehrambenih proizvoda, kulinarsku obradu, konzerviranje itd.

Zbrinjavanje plinovitog otpada također uključuje korištenje parnih postrojenja. U tom procesu oni djeluju kao hladnjaci. Takav kotao uzima toplinsku energiju iz plinova koji izlaze, na primjer, iz visokotemperaturnih peći.

Principi rada i dizajn

Njihova glavna namjena je mijenjanje agregatnog stanja vode, odnosno njezino prevođenje iz tekućeg u plinovito stanje s potrebnim parametrima. Proces ide ovako:

• kotao se puni vodom gravitacijom ili pomoću pumpe;
• uključuje se sustav grijanja;
• počinje stvaranje pare;
• razina tekućine postupno se smanjuje, dostižući minimalnu razinu;
• senzor razine reagira i uključuje pumpu;
• voda puni cijevi.

Možemo reći da parni kotlovi rade na cikličkom principu.

Struktura

Parni kotlovi sastoje se od glavnih i pomoćnih jedinica i dijelova te automatike.

Glavni zahtjev za proizvode od čelika je da budu izrađeni od legura otpornih na toplinu. To je jedini način da se postigne maksimalna razina sigurnog rada kotlovske opreme.

Dijagram parnog kotla

Sigurnosni sustav igra važnu ulogu. Ovo nisu samo senzori temperature i tlaka. Sustav uključuje mehaničku sigurnost. To uključuje nepovratne ventile, električne ventile i druge zaporne ventile. Ova dvostruka zaštita osigurava maksimalnu sigurnost, posebno u slučajevima kvara elektronike. U ovom trenutku mehanika preuzima sve funkcije.

Postoje posebni zahtjevi za sustav za pročišćavanje vode. Voda mora zadovoljavati određene standarde. Ovi se standardi razlikuju za jedinice s izravnim protokom i jedinice s bubnjem. U potonjem, tekućina mora biti savršeno čista, gotovo destilirana. Uostalom, u takvim uređajima ne nestaje nigdje. Odnosno, jednom napunite kotao i on će raditi mnogo godina.

Ako je voda tvrda s nečistoćama, onda sve cijevi nakon nekog vremena će se začepiti naslagama i hrđom. Njihov promjer se smanjuje, toplinska vodljivost se smanjuje, što dovodi do smanjenja učinkovitosti. Para neće biti jednaka potrebnoj (temperatura, vlažnost).

Unatoč složenom dizajnu i niskoj sigurnosti, parni kotlovi su još uvijek traženi. Osobito na brodovima, u tehnologiji elektrana, tvornicama gdje su potrebne visoke temperature rashladnog sredstva. Stoga proizvođači čine sve kako bi povećali radnu sigurnost, smanjili troškove opreme i složenost održavanja.

Ako imate pitanja, postavite ih u komentarima.Ako vam se članak svidio, podijelite ga na društvenim mrežama kako bi se i drugi upoznali s temom. Spremite vezu u svoje oznake.

Također preporučujemo gledanje odabranih videa na našu temu.

Kako radi parni kotao?

Parni kotao - projektiranje i održavanje, detaljan prikaz.

Izvori informacija:

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