Parný kotol je zariadenie, ktoré sa používa v každodennom živote a priemysle. Je určený na konverziu vody do pary. Výsledná para sa ďalej používa na ohrievanie puzdra alebo otáčajúcej turbóm. Aké sú parné autá a kde sú najviac v dopyte?
Parný kotol - jednotka na výrobu pary. V tomto prípade môže zariadenie poskytnúť 2 druhy pary: bohaté a prehriaty. Bohatý pár má teplotu 100 ° C a tlak 100 kPa. Priehradené páry sa vyznačujú zvýšenou teplotou (až 500ºC) a vysokým tlakom (viac ako 26 MPa).
Poznámka:Pri zahrievaní súkromných domov sa používa nasýtená para, prehriati sa v priemysle a energii. Trvá lepšie teplo, takže použitie prehriateho páru zvyšuje účinnosť inštalácie.
Kde sú parné kotly:
- V systéme vykurovania je parou zdroj energie.
- V energetike - priemyselné parné stroje (parné generátory) sa používajú na získanie elektrickej energie.
- V priemysle - prehriatená para môže byť použitá na konverziu na mechanický pohyb a pohyb vozidiel.
Parné kotly: Rozsah aplikácie
Parné zariadenia pre domácnosť sa používajú ako zdroj tepla pre domáce kúrenie. Tvrdú nádrž s vodou a nahrádzajú výslednú paru vo vykurovacích rúrkach. Často je takýto systém vybavený uhoľnou stacionárnou rúrou alebo kotlom. Domáce spotrebiče na tepelné kúrenie vytvárajú iba nasýtené, nefertové paru.
Pre priemyselné použitie, prehriatie pary. Pokračuje v teple po odparení, aby sa teplota ďalej zvýšila. Takéto inštalácie vyžadujú vysoko kvalitné vykonanie, aby varovali výbuch parnej nádrže.
Predhrievaná para z kotla sa môže vynaložiť na tvorbu elektriny alebo mechanického pohybu. Ako sa to stane? Po odparení sa páry spadá do parnej turbíny. Tu pár prúd otáča hriadeľ. Táto rotácia sa ďalej spracováva do elektriny. Elektrická energia sa získava v turbínach elektrární - pri otáčaní hriadeľa turbómachínu sa vytvorí elektrický prúd.
Okrem tvorby elektrického prúdu môže byť otáčanie hriadeľa prenášať priamo do motora a na kolesách. Výsledkom je, že parná doprava prichádza v pohybe. Známy príklad parného stroja - parný lokomotív. V ňom sa voda zahrievala počas spaľovania uhlia, vytvoril sa nasýtený pár, ktorý otáčal hriadeľ motora a kolesá.
Princíp parného kotla
Zdrojom tepla na vykurovaciu vodu v parnom kotle môže byť akýkoľvek druh energie: slnečná, geotermálna, elektrická, teplo zo spaľovania tuhých palív alebo plynu. Vytvorená para je chladivo, prenesie tepelné spaľovanie paliva na miesto jeho použitia.
V rôznych konštruktoch parných kotlov sa používa všeobecná schéma ohrev vody a jeho transformácia na pároch:
- Voda sa čistí a podáva v nádrži pomocou elektrického čerpadla. Tank sa spravidla nachádza v hornej časti kotla.
- Z nádrže rúrok vody prúdi dole do kolektora.
- Z kolektora opäť stúpa voda cez vykurovaciu zónu (spaľovanie paliva).
- Vo vodovom potrubí sa vytvára niekoľko vodovodných potrubí, ktoré pod pôsobením tlakového rozdielu medzi kvapalinou a plynom stúpa smerom nahor.
- V hornej časti pary prechádza separátorom. Tu sa oddelí od vody, ktorých zostáva sa vracajú do nádrže. Ďalšie páry vstupujú do parného potrubia.
- Ak to nie je jednoduchý parný kotol, ale parný generátor, potom jeho rúry sú po druhom prechádzajú spaľovacím a vykurovacou zónou.
Zariadenie parného kotla
Parný kotol je nádoba, vo vnútri, v ktorej sa vyhrievaná voda odparuje a tvorí para. Spravidla je to rúra rôznych veľkostí.
Okrem vodovodného potrubia majú kotly tepelnú komoru (palivo horí v ňom). Konštrukcia pece je určená typom paliva, pre ktorú je kotol konštruovaný. Ak je to tuhé uhlie, palivové drevo, potom v spodnej časti tepelnej komory je roštová mriežka. Má uhlie a palivové drevo. Na spodnej strane Coopers v kŕdľovej komore prechádza vzduchom. Pre efektívny ťah (vzduch a spaľovanie paliva) v hornej časti pece usporiadania.
Ak je nosič energie kvapalný alebo plynný (vykurovací olej, plyn), horák sa zavádza do kŕdľovej komory. Pre pohyb vzduchu tiež vytvorte vstup a výstup (rošt a komín).
Horúci plyn z spaľovania paliva stúpa na vodné nádrže. Ohrieva vodu a prichádza cez komín. Voda zahrievaná do teploty varu začína odpariť. Pár stúpa a vstupuje do potrubia. V systéme je tu prirodzená cirkulácia pary.
Klasifikácia parných kotlov
Parné kotly sú klasifikované v niekoľkých značkách. Podľa typu paliva, na ktorom pracujú:
- plyn;
- uhlie;
- palivový olej;
- elektrické.
Za účelom:
- domácnosti;
- priemyselný;
- energie;
- recyklácia.
Podľa konštruktívnych prvkov:
- plynové trubice;
- vodou.
Pozrime sa na to, čo sa rozlišuje konštrukcia plynových trubiek a vodných trubicových strojov.
Kotly na plynové a vodné trubky: rozdiely
Kapacita tvorby pary je často rúrkou alebo niekoľkými rúrkami. Voda v rúrkach vyhrievaných horúcimi plynmi vytvorenými počas spaľovania paliva. Zariadenia, v ktorých sa plyny vzostup do vodovodných potrubí sa nazývajú plynové kotly. Schéma plynovej rúrky je znázornená na obrázku.
Schéma kotla plynových rúrok: 1- paliva a vodovodu, 2 - tepelná komora, 3 a 4 - trubice s horúcim plynom, ktorý ďalej ide cez komín (pozícia 13 a 14 - komín), 5 - mriežka medzi rúrkami , 6 - prívod vody, výstup je označený číslom 11 - jeho výstupom, navyše, výstup je zariadenie na meranie množstva vody (určeného podľa čísla 12), 7 - výstup pary, zóny Jeho formácie je indikovaný číslom 10, 8 - výber páru, 9 je vonkajší povrch nádoby, v ktorom cirkuluje vodu. Existujú aj iné štruktúry, v ktorých sa plyn pohybuje pozdĺž potrubia vo vnútri nádrže na vodu. V takýchto zariadeniach sa vodné nádrže nazývajú bubny a samotné zariadenia sú parné kotly vodu. V závislosti od umiestnenia bubnov s vodou sú kotly vodného trubice klasifikované na horizontálne, vertikálne, radiálne, ako aj kombinácie rôznych smerových smerov. Na obrázku je znázornená schéma pohybu vody pozdĺž kotla s vodou.
Kotolový diagram vody-rúrky: 1- rúrok, 2 - pece, 3 - rúry pre pohyb vody; Smer jeho pohybu je označený obrázkami 5,6 a 7, miestom vstupu vody - 13, miesto výstupu vody - 11 a miesto slivky - 12, 4 - zóny, kde sa voda začína premeniť na páry, 19 - zóna, kde sa nachádzajú parná a voda, 18 - pár zóny, 8 - oddiely, ktoré vedú pohyb vody, 9 - komín a 10 dym potrubia, 14 - parný výstup cez separátor 15, 16 - vonkajší povrch Nádrž na vodu (bubon). Kotly na rezanie plynu a vody: porovnanie
Ak chcete porovnávať kotly plynových a vodných trubiek, dávame niektoré fakty:
- Veľkosť rúrok pre vodu a paru: plynové potrubné kotly - viac, vo vodnej trubice - menej.
- Sila kotla plynových rúr je obmedzený na tlak 1 MPa a tepelnú kapacitu - až 360 kW. To je spojené s veľkou veľkosťou rúrok. Môžu tvoriť značné množstvo pary a vysokého tlaku. Zvýšenie tlaku a množstvo generovaného tepla vyžaduje významné zhrubnutie stien. Cena takéhoto kotla s hrubými stenami bude neprimerane vysoká, nie je ekonomicky výhodná.
- Sila kotla vodného trupu je vyššia ako plynové potrubie. Rúry malého priemeru sa tu používajú. Preto môže byť tlak a teplota pary väčšia ako v jednotkách plynárenskej rúry.
Poznámka:Kotly na vode trubice sú bezpečnejšie, silnejšie, produkujú vysoké teploty a umožňujú významné preťaženie. To im dáva výhodu oproti agregátom plynových trubiek.
Ďalšie prvky agregátu
Konštrukcia parného kotla môže obsahovať nielen tepelnú komoru a rúrky (bubny) pre cirkuláciu vody a pary. Okrem toho sa používajú zariadenia, ktoré zvyšujú účinnosť systému (zvyšujú párovú teplotu, jeho tlak, množstvo):
- Parník - zvyšuje teplotu pary nad + 100 ° C. To zase zvyšuje nákladovú efektívnosť a efektívnosť stroja. Teplota prehriatej pary môže dosiahnuť 500 ° C (takže pracovné parné kotly v jadrových elektrárňach). Páry navyše zahrievané v rúrkach, v ktorých sa prichádza po odparení. Zároveň to môže mať vlastnú komoru alebo zabudovať do spoločného parného kotla. Konverzne rozlišovať medzi konvekčnými a radiačnými parníkmi. Radiačné štruktúry tepelnú para 2-3 krát silnejšia ako konvekcia.
- Separátor pár - odstraňuje vlhkosť z páru a robí to suché. Tým sa zvyšuje účinnosť zariadenia, jeho účinnosť.
- Parná batéria je zariadenie, ktoré vyberá parný systém, keď je toľko, a pridáva ho do systému, keď to nestačí, málo.
- Zariadenie na prípravu vody - znižuje množstvo kyslíka rozpusteného vo vode (ktoré zabraňuje korózii), odstraňuje minerály rozpustené vo vode (chemické činidlá). Tieto opatrenia zabraňujú upchávaniu rúrok podľa mierky, ktoré zhoršujú prenos tepla a vytvára podmienky pre koreň rúrok.
Okrem toho sú ventily pre odtok kondenzátu, ohrievače vzduchu a nevyhnutne - systém kontroly a riadenia. Obsahuje spaľovací spínač a spaľovací spínač, automatické regulátory prietoku vody, palivo.
Parný generátor: Výkonný parný stroj
Parný generátor je parný kotol, ktorý je vybavený niekoľkými ďalšími zariadeniami. Jeho konštrukcia zahŕňa jednu alebo viac medziproduktov parných súprav, ktoré zvyšujú výkon svojej práce v desiatok. Kde sú výkonné parné stroje?
Hlavná aplikácia parných generátorov bola nájdená v jadrových elektrárňach. Tu s pomocou páru sa energia rozpadu atómu prevedie na elektrinu. Popisujeme dve metódy vykurovacej vody a tvorbu pary v reaktore:
- Vodné množstvo tela reaktora vonku, zatiaľ čo sa zahreje sám a ochladzuje reaktor. Tvarovanie pary sa teda nastáva v samostatnom okruhu (voda ohrieva stenu reaktora a prenáša teplo na odparovací obvod). V takomto dizajne sa používa parný generátor - slúži ako výmenník tepla.
- Rúry na vykurovanie vody v reaktore. Keď sa potrubia aplikujú na reaktor, stáva sa tepelnou komorou a páry sa prenášajú priamo do elektrického generátora. Tento dizajn sa nazývaný vriaci reaktor. Tu nie je potrebný parný generátor.
Priemyselné parné jednotky sú výkonné stroje, ktoré poskytujú ľuďom elektrinu. Aggregáty domácností - fungujú aj v službe osoby. Parné kotly vám umožňujú ohrievať dom a vykonávať rôzne práce a tiež dať levový podiel elektrickej energie pre hutnícke rastliny. Parné kotly - základňa priemyslu.
