Parný kotol sa nazýva zariadenie na konverziu vody do párov používaných v každodennom živote aj v priemysle. Para sa používa na vykurovacie miestnosti, zariadenia a potrubia, ako aj na otáčanie turbómachine. Viac informácií nájdeme, aké parné kotly predstavujú. Princíp prevádzky, zariadenia, klasifikácia, rozsah pôsobnosti a oveľa viac - toto bude diskutované nižšie.
Definícia
Ako ste už pochopili, parný kotol je agregát produkujúci parou. Súčasne môžu kotly tohto typu poskytnúť páry dvoch typov: nasýtené a prehriaty. V prvom prípade je jeho teplota asi 100 stupňov a tlak je asi 100 kPa. Teplota prehriateho páru stúpa na 500 stupňov a tlak je až 26 MPa. Bohatá para sa používa na domácich účely, najmä na vykurovanie súkromných domov. Priehradené páry našli aplikáciu v priemysle a energii. Je dobre tolerovať teplo, takže jeho použitie výrazne zvyšuje účinnosť inštalácie.
Pôsobnosť
Zvýraznite tri hlavné oblasti používania parných kotlov:
- Vykurovacie systémy. Para pôsobí ako zdroj energie.
- Energie. Priemyselné parné vozidlá, alebo, ako sú tiež nazývané, parné generátory sa používajú na výrobu elektrickej energie.
- Priemyslu. Pár v priemysle sa používa nielen na vykurovanie "košele" zariadení a potrubí, ale aj na transformáciu tepelnej energie do mechanického a pohybu vozidiel.
Na vykurovanie obytných priestorov sa používajú parné kotly pre domácnosť. Jednoduché slová, ich úlohou je liečiť vodu a pohybovať pár cez potrubie. Takýto systém je často vybavený stacionárnou rúrou alebo kotlom. Typicky, domáce spotrebiče produkujú nasýtený non-prehriate pár, čo je dosť dosť na riešenie problémov im pridelených.
V priemysle, prehriatie pary - pokračujú v teple po odparovaní, aby sa ďalej zvýšila teplota. Takéto inštalácie robia špeciálne požiadavky na kvalitu, pretože pri prehriatí páru, kontajner je riziko explodovať. Vyhrievaná para, získaná z kotla, môže prejsť na vytvorenie elektriny alebo mechanického pohybu.
Elektrický prúd s párom je vytvorený nasledujúcim spôsobom. Po odparení sa pár spadne do turbíny, kde sa vďaka hustého prúdu otáča hriadeľ. Tepelná energia sa teda prejde do mechanických a že sa zase transformuje na elektrické. Takže turbíny elektrární fungujú.
Rotácia hriadeľa, ku ktorej dochádza pri odparení veľkých množstiev prehriatej pary, môže byť prenášaná priamo na motore a kolesách. Takže pohyb ukazuje parný transport. Parný generátor lokomotorora alebo parného kotla na lodí je možné priniesť ako populárne príklady parného motora. Princíp druhého je celkom jednoduchý: keď sa uhlie horí, tvorí teplo, ktorý ohrieva vodu a vytvára parou. No, páry, zase otáčať kolesá, alebo v prípade nádoby, skrutiek.
Podrobnejšie zvážte, ako takéto kotly pracujú. Zdrojom tepla potrebného na ohrev vody môže byť akýkoľvek druh energie: elektrické, slnečné, geotermálne, teplo z spaľovania plynu alebo tuhé palivo. Páry, vytvorené v procese vykurovacej vody, je chladivo, to znamená, že prenáša tepelnú energiu z miesta vykurovania do miesta použitia.
Napriek rôznorodosti štruktúr, základné zariadenie a princíp prevádzky parných kotlov sa nelíšia. Celková schéma ohrevu vody s jeho následnou transformáciou do párov vyzerá takto:
- Čistenie vody na filtroch a jej privádzaní k nádrži na vykurovanie pomocou čerpadla. Nádrž sa zvyčajne nachádza v hornej časti inštalácie.
- Z nádrže, vodotesná voda zasiahne zberateľ, ktorý sa nachádza, v tomto poradí, nižšie.
- Voda opäť stúpa, len nie cez rúrky, ale cez vykurovaciu zónu.
- Páry vytvorené vo vykurovacej zóne. Pod tlakovým rozdielom medzi kvapalinou a plynnou látkou sa zvýši.
- V hornej časti vyhrievanej pary prechádza separátorom, kde sa nakoniec oddelí od vody. Zvyšky tekutiny sa vracajú do zásobníka a para nasleduje po parnom potrubí.
- Ak to nie je obyčajný kotol, ale parný generátor, potom sa jej potrubia dodatočne zahrievajú. Metódy ich zahrievania budú uvedené nižšie.
Zariadenie
Parné kotly sú nádobou, v ktorej sa voda ohrieva a vytvára parou. Zvyčajne sa vykonávajú vo forme rúrok, rôznych veľkostí. Okrem vodovodného potrubia má kotol vždy komoru pre spaľovanie paliva (pece). Jeho dizajn sa môže líšiť v závislosti od typu použitého paliva. Ak je palivové drevo alebo pevné uhlie, potom v spodnej časti pece je nainštalovaná roštová mriežka, na ktorej je palivo umiestnené. Zo spodnej časti roštu prúdi vzduch do vláknovej komory. A v hornej časti pecí znižuje komín, ktorý je nevyhnutný pre efektívne cirkuláciu vzduchu a spaľovania paliva.
Princíp prevádzky parných kotlov na tuhé palivo je trochu odlišný od zariadení, v ktorých sa používa kvapalný alebo plynný materiál ako chladivo. V druhom prípade pecná komora predpokladá horák, ktorý funguje ako horáky plynárenskej pece. Pre cirkuláciu vzduchu sa používajú aj roštová mriežka a komín, pretože v nezávislosti na typ paliva je vzduch najdôležitejším podmienkam spaľovania.
Palivový plyn získaný z palivového spaľovania stúpa na vodné nádrže. Dáva vode jeho teplo a vyjde cez komín do atmosféry. Keď sa voda ohrieva na teplotu varu, začína sa odpariť. Stojí za zmienku, že voda sa odparuje a skôr, ale nie v takýchto množstvách a nie s takýmito párovou teplotou. Odparený pár sami vstúpi do rúrok. Prirodzene sa vyskytujú cirkulácia pary a zmena agregovaných vodných stavov. Princíp parného kotla s prírodnou cirkuláciou zahŕňa minimálny ľudský zásah. Všetko, čo musíte urobiť, je zabezpečiť stabilné ohrev vody a ovládať proces pomocou špeciálnych zariadení.
V prípade elektrických kotlov je vykurovacia voda jednoduchšia. Vyhrieva sa pomocou vykurovacích prvkov typu Tanno alebo pôsobí ako vodič a ohrieva zákon Jojno-Lenza.
Klasifikácia
Parné kotly, princíp, ktorý dnes považujeme za to, možno klasifikovať niekoľkými parametrami.
Podľa typu paliva:
- Uhlie.
- Plyn.
- Palivo.
- Elektrické.
Na vymenovanie:
- Domácnosti.
- Energie.
- Priemyselný.
- Recyklácia.
Dizajnom:
- Plynovej trubice.
- Vodou.
Aký je rozdiel medzi parnými kotlami plynu a vodou
Princíp prevádzky kotlov je založený na ohreve vodných nádrží. Nádoba, v ktorej voda ide do pary stavu, spravidla, je potrubia alebo niekoľko rúrok. Nástroje, v ktorých palivo vyhrievané rúry, vyliezť, sa nazývajú plynové potrubia.
Existuje však ďalšia možnosť - keď sa horľavý plyn pohybuje pozdĺž potrubia umiestneného vo vnútri zásobníka vody. V tomto prípade sa vodné nádrže nazývajú bubny a samotný kotol je vodárenskou trubicou. V každodennom živote sa nazýva aj protipožiarny kotol. V závislosti od umiestnenia vodných bubnov sú kotly tohto typu rozdelené do: horizontálne, vertikálne a radiálne. Existujú aj modely, v ktorých sa implementujú rôzne smery rúrok.
Zariadenie a princíp prevádzky protipožiarneho parného kotla je trochu odlišný od plynového potrubia. Po prvé, ide o veľkosť rúrok s vodou a parou. V potrubných kotloch vodného trubice sú potrubia menej rozmerné ako v plynovej rúre. Po druhé, existujú rozdiely v moci. Kotol plynového trubice poskytuje tlak nie viac ako 1 MPa a má kapacitu na výrobu tepla až 360 kW. Dôvodom je veľké rúry. Aby sa vytvorili dostatok pary a tlaku v rúrkach, ich steny by mali byť hrubé. Výsledkom je, že cena takýchto kotlov je nadhodnotená. Kotol vody s vodou je silnejší. Vďaka tenkým stenám rúrok sa para zahreje lepšie. A po tretie, kotly vodných trubiek sú bezpečnejšie. Vyrábajú vysoké teploty a neobsahujú významné preťaženia.
Ďalšie prvky kotlov
Princíp parného kotla je celkom jednoduchý, ale jeho konštrukcia pozostáva zo pomerne veľkého počtu prvkov. Okrem tepelnej komory a rúrok pre cirkuláciu vody / pary sú kotly vybavené zariadeniami na zvýšenie ich účinnosti (zvýšenie teploty pary, jeho tlaku a množstva). Tieto zariadenia zahŕňajú:
- Prehrievač. Slúži na zvýšenie teploty pary nad 100 stupňov. Prehriatie pary zvyšuje účinnosť zariadenia a jeho účinnosť. Vyhrievaná para môže dosiahnuť teplotu 500 stupňov Celzia. Takéto vysoké teploty sa vyskytujú v parných zariadeniach jadrových elektrární. Podstatou prehriatia je, že po odparovaní sa para, ktorá beží pozdĺž potrubia, sa znovu zahrieva. Z tohto dôvodu môže byť zariadenie vybavené prídavnou plavákovou komorou alebo jednoduchým potrubím, ktorý pred odstránením pary na cieľové použitie niekoľkokrát prechádza cez hlavnú pec. Parníky sú žiarenie a konvekcia. Prvá práca 2-3 krát efektívnejšia.
- Oddeľovač. Slúži ako "degenerácia" páru - oddelenie od vody. To vám umožní zvýšiť efektívnosť inštalácie.
- Parná batéria. Toto zariadenie je vytvorené na udržanie konštantnej úrovne výstupu pary z inštalácie. Keď pár nestačí, pridáva ho do systému a naopak, vyberá v prípade dohľadu.
- Prípravné zariadenie pre vodu. Ak chcete pracovať dlhšie, voda, ktorá sa do nej, musí spĺňať špecifické požiadavky. Toto zariadenie znižuje množstvo kyslíka a minerálov vo vode. Tieto jednoduché opatrenia umožňujú zabrániť korózii rúrok a vzdelávania na svojich stenách. Rust a meradlo nielen znížiť účinnosť prístroja, ale tiež rýchlo ho viesť do disrepair, najmä v prípade aktívneho používania.
Riadiace zariadenia
Okrem toho je kotol vybavený pomocnými zariadeniami pre riadenie a správu. Napríklad hraničný alarm limitnej vody sa monitoruje udržiavaním konštantnej úrovne tekutiny v bubne. Princíp prevádzky signalizačného zariadenia hraničných hladín parného kotla je založený na zmene hmotnosti špeciálneho nákladu počas ich prechodu z kvapalnej fázy k tvaru v tvare pár a naopak. V prípade odchýlky od normy dáva pípnutiu na zápis zamestnancov podniku.
Pre polohovú kontrolu hladiny vody tiež používa meradlo na úrovni parného kotla. Princíp prevádzky zariadenia je založený na vodivosti vody. Stĺpec je trubica vybavená štyrmi elektródami, ktoré riadia hladinu vody. Ak vodný pól dosiahne spodnú značku, čerpadlo živín je pripojené, a ak je horná časť kotla s vodou zastaví.
Ďalšie najjednoduchšie zariadenie na meranie hladiny vody v kotlee pary je zavlažovacie sklo zabudované do tela zariadenia. Princíp prevádzky pohára parného kotla plavidla je jednoduchý - je určený na vizuálnu kontrolu hladiny vody.
Okrem úrovne tekutiny systém s teplomermi a tlakovými meradlami merajú teplotu a tlak. To všetko je potrebné pre normálne fungovanie kotla a zabrániť možnosti núdzových situácií.
Parné generátory
Už sme preskúmali princíp parného kotla, teraz sa stručne zoznámia so zvláštnosťou parných generátorov - najvýkonnejších kotlov vybavených ďalšími zariadeniami. Ako ste už pochopili, hlavný rozdiel medzi parným generátorom z kotla je, že jeho dizajn obsahuje jeden alebo viac medziproduktov parných stes, čo umožňuje dosiahnuť najvyššie teploty pary. V jadrových elektrárňach, kvôli veľmi horúcom páre, transformovať energiu rozpadu atómu do elektrickej energie.
Existujú dve hlavné metódy ohrevu vody a prekladá ho do plynného stavu v reaktore:
- Voda je puzdro reaktora. V tomto prípade sa reaktor ochladí a voda sa zahrieva. Para je teda vytvorená v samostatnom okruhu. V tomto prípade parný generátor vykoná funkcie výmenníka tepla.
- Rúry s vodou prechádzajú dovnútra reaktora. V tomto prevedení je reaktor je tepelná komora, s ktorou sa para aplikuje priamo na elektrický generátor. Tento dizajn sa nazýva vriaci reaktor. Všetko funguje bez parného generátora.
Záver
Dnes sme sa stretli s takýmto užitočným zariadením ako parný kotol. Zariadenie a princíp fungovania tohto zariadenia sú pomerne jednoduché a založené na banálnych fyzikálnych vlastnostiach vody. Parné kotly však výrazne uľahčujú ľudský život. Rozhrievajú budovy a pomáhajú produkovať elektrinu.
