Категория

Седмичен Новини

1 Радиатори
Подробно устройство и модел за полагане на руска печка с печка и печка
2 Камини
За всяка къща имате нужда от горещо "сърце": как да изберете и инсталирате метална печка на дървото
3 Котли
Отопление на къщата с дърво - което е по-изгодно и по-удобно.
4 Помпи
Кои отоплителни радиатори са по-добри от алуминиевите или биметалните?
Основен / Радиатори

Барабанни котли - нискотемпературна пара в минути


Характерна черта на котлите от този тип е наличието на няколко барабана, които имат разделяща фиксирана граница между захранващата вода и генерираната пара.

Характеристики на барабанните котли

Топлината се прехвърля на превозвача от горивото, което се изгаря, което го кара да се вари. Така образуваната паро-водна смес се пренасочва към барабана, където се получава разделянето на носителя и генерирания продукт. Благодарение на този принцип на работа, барабанните бойлери осигуряват високо ниво на ефективност и ефективността им достига 90%.

Фиг. 1 Външен вид на барабана

Характерна особеност на котлите, оборудвани с барабани, е възможността за получаване на нискотемпературна пара, поради което студеният старт на уреда е значително опростен. Изискванията, свързани с качеството на използваната вода, са умерени, тъй като съществува възможност за отстраняване на солите чрез непрекъснато прочистване. Котлите с барабани имат повишен капацитет за натрупване, което елиминира резките промени в натоварването по време на регулирането на честотата на мрежата.

Има няколко аспекта при проектирането на барабанни котли, които изискват подобрение:

  • дебели стени на барабана - значително отслабени от различни отвори, чието наличие се дължи на нуждите на тръбната система. Този аспект води до прекомерно топлинно напрежение, което може да предизвика пукнатини;
  • ограничена скорост на стартиране - термичните пукнатини могат да бъдат избегнати само чрез значително намаляване на скоростта на стартиране;
  • ограничен обхват на работното налягане - блокове с естествена циркулация, могат да работят с налягане не по-високо от 17-18 МРа. Ако пренебрегнем този аспект, тогава водата няма да може естествено да циркулира в екрана на котела.

Устройства за барабанни пароли за устройства

Универсалното устройство на котела барабан, който осигурява висока ефективност, включва редица компоненти:

  • барабани - долни, горни;
  • обем вода;
  • парно пространство;
  • изпарително огледало;
  • устройство за разпенване и отделяне;
  • тръби - понижаване, питателна, кипене, раздуване.
Фиг. 2 Устройството на барабана

Котлите, в допълнение към тези елементи, които осигуряват извършването на основни операции, се допълват с прегревател, горелки, камина и пепел. Използва се люк, която се използва за почистване на вътрешното пространство, дъното и страничния колектор на екрана.

Ключов елемент в котелното устройство се счита за барабан, който е свързан с низходящите, захранващите и отоплителните тръби. Постигането на желаното ниво на функционалност на агрегатите с естествена циркулация се осигурява чрез измерване. Безопасността на работата е гарантирана от наличието на устройства за безопасност.

Барабанът на котела е изработен от листова стомана с дебелина 13-40 мм (точният параметър зависи от нивото на налягането на парите, т.е. условията на работа). Диаметърът на листовете достига 100см, те имат щамповани дъна, от които е направена шахта. Барабанът служи като приемник за устройства за разделяне.

Принципът на работа на барабана

За да се изясни принципа на работа на барабанния бойлер, ще позволи подробен преглед на всички процеси, протичащи по време на генерирането на нискотемпературна пара. Основният компонент на захранването е водата, влизаща в икономиста, а ако устройството със специфична модификация не осигурява присъствието му, тогава захранващата тръба. Оттам течността се придвижва в барабана, в която се смесва с водата, която я запълва. Горният сегмент на обема се запълва с пара и долната част се използва за натрупване на вода. Повърхността, която ги разделя, се нарича изпарително огледало.

Фиг. 3 Принципът на работа на барабана

Това устройство прави възможно постигането на бързо снижаване на сместа от бойлер и барабанна течност през ненагрявани тръби в разпределителния колектор и след това в екрани на пещта, които изпълняват функцията на изпарителната повърхност.

Подобен принцип на работа се изразява в следното:

  • водата, движеща се нагоре през тръбите, поглъща топлината, пренасяна от продуктите от горенето, например от димните газове;
  • когато се нагрява до необходимото ниво, течността частично се изпарява;
  • сместа от вода и пара в нагретите тръби отново отива към барабана;
  • сместа се разделя на първоначалните компоненти.

Работещи на този принцип, барабанните котли с естествена циркулация осигуряват висока ефективност.

Устройството на барабана включва отделянето на вътрешния обем през огледалото за изпаряване. Носителят, разположен в обема на парата, се пренасочва към прегревателя чрез тръби, разположени в горния сегмент на барабана. Носителят, останал в обема на водата, се смесва с захранващата вода, която се пренасочва от икономиста, и след това се зарежда отново в тръбопроводите.

Универсалното устройство на барабан от мед осигурява ефективния принцип на работа. Нивото на течността в барабана, осцилиращо между горното и долното положение, е от решаващо значение. По-ниското ниво се формира благодарение на непрекъснатия поток от флуид, подаван към тръбопроводите. Горното ниво се поддържа, като се предотврати навлизането на вода във вътрешността на прегревателя. Работата по подобна схема осигурява функциониране на барабанен бойлер за определено време без допълнителни приходи от носача.

Водата, постъпваща в тръбите за генериране на пара по време на един проход, не се изпарява напълно. Възможно е да се постигне превръщането на 25% от течността в пара.

Благодарение на работата по тази схема е възможно да се постигнат следните предимства:

  • охлаждане на подемни метални тръби;
  • елиминиране на натрупването на сол;
  • непрекъснато отстраняване на определен обем бойлерна течност;
  • възможността за използване на захранваща вода, съдържаща голямо количество соли.

Принцип на естественото движение на течности

Естествената циркулация на флуида, поради специфичния дизайн на барабана, се нарича затворена система, която включва следните елементи:

  • барабана;
  • капкови тръби;
  • повдигащи тръби;
  • колектори.
Фиг. 4 Естествена циркулация

Работният флуид многократно се движи по указаните елементи, поради което тази схема се нарича естествена циркулационна верига. Динамиката на средата се осигурява от разликата, която възниква между масата на течната колона, разположена в тръбопроводите, и сместа от пара и вода, циркулиращи в тръбите на стъпалото. Този процес се счита за естествената циркулация.

Циркулационните схеми се характеризират с появата на разлика в налягането. Това явление се нарича динамична глава на кръвообращението, в зависимост от разликата между плътността на течността и сместа от вода и пара, височината на веригата. Циркулационната верига ви позволява да преодолеете съпротивлението, което пречи на потока през тръбите. Налягането в котлите с парна барабан, работещи на принципа на естествената циркулация, не надвишава 0,1 MPa.

Благодарение на това устройство циркулационните схеми имат следните характеристики:

  • развитието на високи скорости е просто невъзможно;
  • смес от вода и пара, движеща се при ниски скорости, се отделя;
  • избягвайте стратификацията, можете да подредите нагретите тръби във вертикално положение.

Благодарение на това ще бъде постигнат истинският принцип на естествената циркулация.

Прочистване на котела

Въпреки универсалния дизайн на барабанни котли с естествена циркулационна система, те все още се нуждаят от периодична превантивна поддръжка, състояща се в процеса на непрекъснато прочистване. Технологията на пречистване се редуцира до отстраняване на излишните соли от пара агрегатите, които се натрупват в котелната течност и придават прекомерна твърдост, заедно с утайки и алкали. Чрез непрекъснато прочистване на барабана, водата се заменя с добавяне на течност, съдържаща по-малко количество сол.

Фиг. 5 Технология за продухване на котли

Процедура за непрекъснато прочистване

Предпочитание се дава на непрекъснатия процес на продухване, който допринася за непрекъснатото отстраняване на излишните соли.

Най-често барабанните котли с естествена циркулация се изчистват в следния ред:

  • пренасочване на течността по време на продухването към сепаратора;
  • разширяване на водата в сепаратора;
  • отделяне на вода от пара;
  • отстраняване на пара в процеса на продухване в деаератора;
  • изхвърляне в канализационната система на нагрята вода, преминаваща през нагревателя.

Основно процесът е свързан с отстраняването на водата в горния барабан. Продължителността на процеса на прочистване се осигурява от характеристиките на барабанното котелно устройство, които се изразяват в присъствието на специални клапани под формата на клапани и клапани.

Тръбопроводът, използван в процеса на непрекъснато прочистване, е оборудван с контролни устройства, последователно зад които се монтират спирателните вентили. Оборудването на устройството осигурява използването му при непрекъснато прочистване на отделни тръбопроводи за всеки бойлер.

Периодична технология за прочистване

Алтернатива на непрекъснатия метод, който се счита за периодично пречистване, се извършва на интервали от време. Методът на пречистване има за цел да премахне акумулирането на утайките в най-ниските точки на барабана. Процесът на периодично раздуване се разделя на няколко краткосрочни операции, през които се извършва голямо оттичане на течност, което носи утайката зад нея, която се отстранява през мехурчета. Водата, отстранена чрез вдухване в разширителя, се охлажда и изхвърля в канализационната система.

Прочистващи правила

Има няколко основни условия за извършване на пречистване на циркулиращи парогенератори:

  • Процесът на прочистване се извършва веднъж на всеки 20 дни - в случай на повишена твърдост на водата;
  • изпълняват студено издухване, освобождават пара, което осигурява охлаждане на клапаните до + 35 ° С. Когато процесът е завършен, отворете люковете, изтеглете течността и охладете парата;
  • е необходимо зачервяване на парна инсталация с помощта на помпа, която доставя вода под налягане;
  • след промиване, преминете към почистване на парата.

При правилно почистване на котела с парна барабан ще бъде възможно да се отърве окончателно от вредните въздействия на алкали и соли, които ще бъдат ефективно отклонени заедно с други примеси.

Барабанно оформление на бойлера

Можете да разберете визуално реда, по който се извършва изхвърлянето, като погледнете картинната схема на барабана, представена от следните елементи:

Интегралните компоненти на схемата на блока за циркулация на пара се считат за следните компоненти:

  • гирлянда;
  • парен прегревател;
  • конвективен газов канал;
  • економайзер;
  • тръбен тип нагревател.

Уверете се, че сте включили в стандартната схема на долния колектор, свързан с екрана на пещта.

Фиг. 6 Оформление на парния бойлер

Такава схема на парни барабан е приложима за оборудване, работещо с пулверизирано гориво. След подробно анализиране на схемата на паровия блок, е възможно да се разбере как се извършва обезвъздушаването и този процес е важен, което удължава експлоатационния живот на барабана. Познавайки оборудването на устройството, е възможно да се извърши прочистването по-ефективно

Ремонтни работи, за възстановяване на функционалността на барабанните котли

Ако пренебрегнем пречистването като превантивна работа, могат да възникнат проблеми, които могат да бъдат отстранени само след извършване на квалифициран ремонт на барабана.

Фиг. 7 Парен котел при рязане

Основни дефекти в оборудването за пара

При ремонт на парна инсталация е необходимо да се изучи подробно схемата и устройството, без което е непрактично да се пристъпи към прилагането на мерки, целящи възстановяването на целостта на оборудването. Основният проблем на котлите за парни барабани е корозията на метала, главно изразена при образуването на отделно разположени черупки, които се приготвят.

Внимание! Ако размерът на обвивката е повече от 4 см, тогава ремонтът чрез варене може да се извърши само в случай, че корозивните елементи са отделени една от друга на разстояние 12 см.

Основният проблем, изискващ спешно ремонт на барабанни котли, е появата на пукнатини по стените на барабаните и дъното. Причините за такива дефекти могат да бъдат остатъчни натоварвания, които неизбежно възникват по време на работа.

Има пукнатини на парни барабани на следните места:

  • заваръчна зона;
  • точки за закрепване на устройствата, разположени вътре в барабана;
  • заваръчни шевове на винтови болтове.

Методи и инструменти, използвани в процеса на ремонт

Устройството за барабанни бойлери определя наличието на дефекти в областта на пръстеновидните и задните заварки, които се проявяват под формата на пукнатини, шлакови примеси, пори. Ако остатъчните включвания не се отстраняват по време на топлинна обработка, на вътрешните повърхности се появяват пукнатини. Специфика на ремонта на барабанни котли, в случай на такива дефекти, зависи от дълбочината на пукнатини, която е 1 - 6 мм. Ремонтът на паровия блок ще се състои в отстраняване на повърхностния метален слой с дебелина до 8 мм.

Внимание! Изпълнявайте след като това не трябва да бъде, тъй като силата на барабана не е намалена.

Отстраняването на металния слой се извършва с помощта на мелница. Осигурете пълен ремонт, ще помогнете на абразивното колело с размер на зърното от 50 микрона. Елиминирането на дефектите се извършва под контрола на ултразвукова, а понякога и магнитна проверка на частиците.

Внимание! Препоръчва се използването на офорт с използване на воден разтвор (20%), смесен с азотна киселина (15%) по време на процеса на ремонт.

След завършване на дефектната проба е необходимо да се провери якостта на елементите на паровия блок, подложени на отстраняване на металния слой. Барабанни котли извършват ремонт чрез заваряване, като се използват следните електродите: UONI-13/55 (стомана 16GNM) UONI-13/45 (стомана 22K).

Методът за ремонт на паровия агрегат зависи от размера на дефектите. Ако пукнатината има дълбочина 6 мм, тогава тя е просто нарязана с пневматичен длето, след което се почиства с абразивно колело. Когато на дупката на тръбата се появи пукнатина с такъв размер, ремонтът се извършва по метода на пробиване и пробиване. Ускоряване на ремонта на парна единица, ще позволи използването на фрези, чрез които вземането на проби от пукнатини.

Внимание! Строго е забранено да се счупи огънят.

Правила за ремонт на парни единици

При извършването на ремонтите трябва да спазвате следните правила:

  • следете температурата на шлифовъчното колело - не позволявайте прегряване;
  • създаване на гладки преходи в пунктовете за вземане на проби - не трябва да има бръчки и остри ъгли;
  • пробивни первази по дупките на тръбите;
  • задължително извършване на многократно откриване на дефекти по метода на магнитния прах;
  • абразивно смилане на метална повърхност с ширина 10 мм.

Ремонтът на паровия блок, върху вътрешната повърхност на барабана се отлагат метални пластини с дебелина около 15 mm. Предварително загряване на повърхността на нагряване, загрята до 150 - 200 ° С, е предварително извършена.

Внимание! Когато ремонтирате по този начин, разумното разширяване на зоната на загряване спрямо зоната на заваръчния шев, приблизително 150 mm от всяка страна. Контролът на температурните индикатори в процеса на ремонт на паровия блок се извършва с използване на термодвойки, които са заварени при границите на зоната.

Ако ремонтът се извършва по метода на еднослойна повърхност, тогава ролките трябва да се поставят перпендикулярно на оста на барабана, като всеки следващ един от тях трябва да се припокрива с предишната една с 1/3. Извършвайки ремонтни работи по технологията на многослойните повърхности, предпочитат редуващи се слоеве. Ремонт по технология на многослойно заваряване с цел увеличаване на дебелината на стената с 3-5 mm.

Внимание! Необходимо е да се постигне обемът на стоманата, която се депонира на ниво от 400 cm3 / m2.

Методи за измерване на нивото на водата в барабана на котела

Измерването на нивото в барабана на котела се извършва чрез колонки за проверка на водата, характеризиращи се с директно действие. В допълнение, се инсталират сензори, които измерват падания на налягането, допълнени със вторични електронни устройства. Периодът на запалване се контролира от сензори selsyn, като в същото време нивото в барабана се поддържа от регулиращите клапани.

Фиг. 8 Измерване нивото на водата в барабана

Дистанционното измерване на нивото на водата е свързано с използването на електрическа станция, свързана към паровия блок, чрез вертикални тръби, произведени с помощта на немагнитни материали.

Тръбата действа като контейнер, съдържащ следните елементи:

  • феромагнитни поплавъци;
  • трансформаторни диференциални сензори;
  • измервателна верига.

Внимание! Измерването на нивото, използващо такова устройство, се счита за не много надеждно поради наличието на динамични плаващи части в неговата конструкция.

Оптималният метод за измерване на нивото е хидростатичният метод, представен под формата на следната система:

  • плавателен съд за водни баланси;
  • импулсна тръба;
  • диференциално манометър

Измерването на нивото на тази система не може да бъде напълно автоматизирано в случай на котел в различни режими. Устройството на паровия блок позволява постигането на висока степен на ефективност. Износването на основните части е минимално и ако извършите прочистване навреме, можете да избегнете поправката на оборудването. За да се гарантира пълното функциониране на технологията, тя ще помогне за непрекъснатото измерване на нивото на водата в барабана. Съобразявайки се с правилата за експлоатация и превантивните процедури, е възможно значително да се увеличи производителността на оборудването, като се намалят разходите за поддръжка и ремонт.

Котел за парно отопление

Устройство за производство на високотемпературна пара е парен котел. Налягането на водата в котела в газообразно състояние, много по-високо от атмосферното. Отоплението на водата възниква в резултат на изпускането на топлинна енергия поради изгарянето на гориво. Въпреки факта, че в момента парни котли имат различен дизайн и могат да се използват както за промишлени, така и за домашни цели, те имат един и същ принцип на работа.

Най-новият двупосочен котел с обръщаща пещ

Принципът на работа на парния котел

Всички парни котли работят на един и същ принцип на устройството си:

  • горната част на котела съдържа резервоар тип барабан, в който водата се захранва с помощта на електрическа помпа;
  • от този резервоар, водата протича през специална клонка в колектор, разположен в долната част на устройството;
  • от колектора до горния резервоар има други тръби, които преминават в горивната зона на горивото (котелна пещ).

По този начин това устройство за генериране на пара може да бъде сравнено със система от комуникиращи съдове, в която загрята смес от вода и пара има по-ниска плътност от студената вода. В резултат на тази разлика водата непрекъснато изтласква сместа пара-вода в горната част на устройството, където пара се отделя от водата чрез сепаратор.

След това водата отново навлиза в резервоара и парата влиза в тръбата за пара, която също се намира в зоната на горене на горивото. В резултат на това водата в газообразно състояние се нагрява още повече, което води до значително увеличаване на налягането на парите. Характеристиките на пара са достигнали желаните параметри. Освен това тя може да се използва или за отопление на помещения, или за въртящи се турбини от различни единици, включително за генериране на електрическа енергия.

Индустриален газов котел

Видове парни котли

Всички парни котли могат да бъдат класифицирани според няколко параметъра. Например, по вид гориво, използвано за тяхната работа, бойлерите се отличават:

  • течно гориво;
  • газ;
  • въглища;
  • електрически;
  • газьол.

И в зависимост от това, което имат тези устройства, те са разделени на:

  • енергия (такива котли произвеждат пара, за да се гарантира функционирането на турбините на електроцентралите, които генерират електрическа енергия);
  • промишлени (осигуряват функционалността на различни системи в промишлените предприятия);
  • рециклиране (работа на вторични ресурси, например изгаряне на боклук в специални заводи);
  • домакинство (проектирано да работи в системата за индивидуално отопление).

С техните конструктивни характеристики, най-често срещаните видове парни котли са:

  1. Газова тръба.
  2. Водна тръба.
  3. Правопоточни.
  4. Чугун разделен.
  5. Блок-транспортиране.

Разгледайте ги по-подробно.

Газови тръби

Въпреки че котлите от този тип все още са в експлоатация в различни предприятия, отдавна се считат за остарели, тъй като са предназначени за експлоатационни условия, ограничени до работно налягане от 1 МРа и мощност, ненадвишаваща 360 kW. И това не е достатъчно, за да се гарантира нормалната работа на съвременните предприятия.

Ако се опитате да увеличите капацитета на такъв котел, тогава на етапа на проектиране е необходимо да поставите дебелина на стената, която е невероятно голяма, което е икономически неизгодно.

Ако това не стане, то с увеличаване на мощността на котела може да се взриви и огромното количество гореща пара, освободено в резултат на нарушаване на стегнатостта на стените, ще доведе до катастрофални последици за хората.

Водопроводни котли

Този дизайн на парни котли е по-модерен и следователно по-мощен и безопасен. Въпреки това, такива парни котли имат по-сложна структура от техните колектори за газови тръби. Но този недостатък се покрива от редица предимства на този дизайн:

  • котлите от този тип имат кратко време на нагряване до работната температура;
  • те са абсолютно взривозащитени, дори в ситуация на претоварване на котела;
  • такива устройства могат лесно да бъдат преконфигурирани, за да работят с различни товари;
  • те могат лесно да бъдат транспортирани до мястото на инсталацията.

Тъй като сложното подреждане на водогрейните котли предвижда специална система от прегради на пещта и снопчета тръби, топлинната енергия, освободена по време на изгарянето на горивото, многократно тече около същите тръби с вода, което увеличава преноса на топлина и следователно ефективността на котела.

Водните тръби, на свой ред, са разделени на:

  • Хоризонтална (в този случай резервоарът тип барабан има или надлъжно, или напречно).
  • Вертикален (с котелното устройство може да съдържа не само 1, но и няколко парни барабана).
  • Радиация, имаща в състава си хоризонтално и вертикално разположени барабани за пара или комбинация от тях. Понякога за по-ефективна работа на такива парни котли може да се приложи и принудителна циркулация.

Освен това, за да се повиши ефективността на водогрейния котел, често се използват специални пещи за значително увеличаване на освобождаването на топлинна енергия в горивната зона на горивото (по този начин ефективността на парния котел значително се увеличава), като същевременно се намаляват изискванията за топлоизолационни характеристики на стените.

Устройството на екрана на пещта е серия от близко разположени тръби помежду си, през които тече водата. След загряването, пара от тези тръби се подава към общата система за пара на котела.

Котли с директно протичане

Парогенераторът от този тип може да работи както в режим, който не превишава максимално допустимото натоварване, така и в режима, когато налягането на парата в котела значително надвишава максималната допустима стойност. При котлите от този тип се използва принудително изпомпване на водата през тръби, което в резултат на едно преминаване през пещта се превръща в пара с необходимия свръхналягане за работата на турбини от електроцентрали, които произвеждат електрическа енергия. По този начин котлите с директно протичане, работещи с течно, твърдо или газообразно гориво, извлечени от земните недра, се експлоатират главно в много големи електроцентрали.

Секция за правоъгълна котелна инсталация

Основните предимства на този тип котли са:

  • много широк спектър от условия на работа (от недостатъчно натоварване);
  • оперативна безопасност;
  • кратко време от стартиране на котела до достигане на работните условия;
  • лесно преконфигуриране на котела от един режим на работа до друг.

Чугунени секционни котли

Тези котли сега се използват много широко за работа в отоплителни системи. Устройството получи името си от приликата с отоплителния радиатор, тъй като е събрана и от отделни секции от чугун. По този начин този дизайн позволява не само бързото сглобяване на котела на мястото му на монтаж, но и, ако е необходимо, да се демонтира в кратък срок.

Блоковата система на секционен котел ви позволява да увеличите мощността си до желаната стойност чрез добавяне на нови секции от чугун. Недостатъкът на този дизайн е, че ако трябва да замените една от вътрешните части, които не са успели, например, поради образуването на пукнатина в него, ще трябва да разглобите напълно цялата конструкция на котела.

Предимствата на такива котли:

  • малко време за загряване на мед от стартиране до работната температура на пара;
  • висока ефективност;
  • възможност за увеличаване на мощността на котела.

Въпреки това, секцията котел яде и недостатъци:

  • Сложността на ремонта.
  • Секциите не гарантират безопасното функциониране на устройството при високи налягания (максимални работни условия: налягане - не повече от 100 kPa, мощност - не повече от 200 kW, производителност - не повече от 4,3 тона пара на час). При тези условия ще е необходимо да се изгарят около 300 кг висококачествени въглища за 1 час в пещта.

Блок-транспортирани котли

За първи път такива парни котли са били използвани през Втората световна война, когато войските са били в тежка нужда от устройства, които не само са с малки размери, но също така не са изисквали сложна поддръжка.

Модулен дизелов котел

Понастоящем котлите от този тип изглеждат като малки мобилни единици, които включват не само работната единица, но и инструментите, необходими за стартиране и поддържане на работните условия в котела.

Тези устройства могат да бъдат пуснати в експлоатация много бързо, след като бъдат направени всички необходими комуникационни връзки (вода, електричество или гориво, комин). Мощността на съвременните модули достига няколко хиляди киловата, а максималното работно налягане на парата е 9 МРа.

Независимо от факта, че дизайнът на котлите се различава един от друг чрез системи за отопление на водата, всички (с изключение на електрическите) използват специална горивна камера на горивото - горивна камера.

Парен котелна пещ

Парен котел не може да работи без топлинна енергия, която се освобождава при изгаряне на гориво в пещта.

Структурно, тази съвкупна възлова точка се състои от:

  • Клетки, образувани от вертикални тръби, чиито краища са прикрепени към колените тип барабани и имат малък диаметър. Тези барабани са част от цялата циркулационна котелна система.
  • Топлоизолационна огнеупорна кожа, прикрепена към външната страна на клетката.
  • Специално формоване на тухли, покриващо задната повърхност на тръбите на клетката. Този дизайн на пещта не задържа пепел и шлака.

Напоследък обаче все повече и повече потребители, използващи парни котли в отделни отоплителни системи, предпочитат електрически бойлери.

Електрически бойлери

Този тип парни котли се характеризира с:

  • лекота на използване;
  • икономика;
  • екологосъобразност;
  • тиха работа.

Освен това такива бойлери за устройства са много по-прости от подобни устройства, използващи твърдо или течно гориво. Електрическите котли не се нуждаят от постоянно почистване на пепелта или шлаката, а самото гориво не изисква специална допълнителна подготовка. По този начин ще спестите пари, които биха били изразходвани за доставяне на гориво във вашия дом и които биха били изразходвани за съхранение на гориво.

По проект електрическите котли са разделени на:

  1. Устройства за директно действие. Те използват вода като проводник на електрически ток, който се загрява според закона на Джаул-Ленц.
  2. Устройства за индиректно действие. В тях например отоплителните елементи се използват като отоплителни елементи.

Въпреки това, ако говорим за цената на парни котли от всякакъв вид, тогава е доста висока. Този факт предизвиква желанието на някои потребители (особено в селските райони) да създадат такова устройство със собствените си ръце. Нека да разгледаме, възможно ли е да се направи това по принцип?

Осъществяване на парни котли със собствените си ръце

Парен котел е устройство на повишена опасност в къщата. В крайна сметка тя съдържа прекомерно налягане на парите, което може да доведе до експлозия на котела, както и висока температура и открит огън, което може да доведе до пожар.

Ето защо за домашния котел в дома ще ви трябва:

  • точни изчисления;
  • високотехнологични топлоустойчиви материали;
  • различни инструменти и оборудване.

Не забравяйте различните системи за управление, с които трябва да бъде оборудван котелът, за да се осигури безопасната му работа.

Представете си, теоретично, че разполагате с всичко необходимо, за да направите сами котли за пара. Тогава редът на работа ще бъде, както следва:

  1. Решете размерите на бъдещия котел и неговото функционално натоварване.
  2. Намерете готови чертежи на такова устройство, което напълно съответства на данните от изходния код.
  3. Внимателно прегледайте цялата документация и разберете разликите в създаването на котел.
  4. Купете необходимите консумативи: стоманени листове с дебелина 1 мм; тръби от неръждаема стомана с диаметър от 100 mm до 120 mm; тръби от неръждаема стомана с диаметър от 10 mm до 30 mm.
  5. От стоманена тръба с диаметър 100 мм е необходимо да изрежете дванадесет парчета тръбни части, които ще се използват като димни тръби. От 120 мм тръба е необходимо да се направи топлинна тръба. Дължината на всички тръби зависи от размерите на котела. Стоманен лист е полезен за производството на стени и прегради.
  6. Димните тръби и тръбите за пламък се вкарват в специални отвори с подходящ диаметър, които се изработват по стените на котела.
  7. След това краищата на димните тръби трябва да се разширят и да се заваряват към основата на котела, като се използва заваряване с аргон.
  8. Чрез заваряване обаче фиксирайте колектор на тялото на котела, за да събирате пара и предпазен клапан, за да освободите автоматично натиска в котела. Вашият котел може да работи с максимално налягане от 4 до 6 кг / см2!
  9. Изолирайте готовия котел, за да увеличите неговата ефективност с листов тип азбест.
  10. Осигурете готовата парна инсталация с различни скоби.
  11. Основата на парния котел може да бъде малка част от стоманена тръба с диаметър 120 mm. Дебелината на стената на такава тръба обаче трябва да бъде поне 2,5 мм.

Въз основа на това не мисля, че ще успеете. Затова не губете време и пари, а просто посетете специализиран магазин и закупете готово отоплително устройство, което ви подхожда по цена, тип използвано гориво и функционалност.

В последната част бих искал да обърна малко внимание на характеристиките на работата на котела.

Бойлер, принцип на устройството и изчисляване на оборудването

Характеристики на операцията

Работата на парните котли изисква цялостно пречистване на водата, редовно почистване на пещта и управление на работата на устройството.

  1. Подготовка на вода, използвана в котлите. Във всяка вода в по-голяма или по-малка степен се намират минерални соли, които в резултат на нагряването формират скала върху повърхностите на котела. В резултат на това не само топлинният пренос на горивото за горене във водата се влошава (ефективността на котела намалява рязко), но също така може да възникне снижаване на налягането на тръбите в резултат на изгарянето им. Следователно, преди да доставя вода на котела, той се почиства от соли чрез добавяне на специални реагенти, например натриев зеолит. Необходимо е също така да се отстрани кислородът, разтворен във вода, тъй като той насърчава корозията на тръбите.
  2. Отстраняването на пепелта по външните стени на пещта трябва да се извършва периодично (тъй като се натрупва).
  3. Понастоящем работата на парните котли се осъществява чрез автоматични системи, изградени върху полупроводникови електронни схеми. В къщи работата на котела (стартиране, изключване и регулиране на разхода на гориво) се контролира ръчно.

По този начин парните котли могат да осигуряват топлинна, топла вода и електричество (това е когенерация) на цели блокове от жилищни сгради и могат да работят в отделни ферми. В последния случай ще можете сами да го направите, тъй като не зависи от централното отопление и топлата вода, настройте времето за работа и температурните условия на котела.

Това ще ви позволи да намалите значително разходите за отопление и топла вода. В същото време тези устройства са лесни за работа и изискват минимална човешка намеса. И все пак месомерите са много безопасни устройства, тъй като те са оборудвани със специални системи за предотвратяване на извънредни ситуации!

Парен котел - предназначение, всички видове устройства и техния дизайн

Котелът е устройство, което генерира пара.

Парен котел е уред, който генерира високотемпературна пара. Налягането на това газообразно вещество в устройството е значително по-високо от атмосферното. Загрява топлинната енергия на водата, получена чрез изгаряне на един от няколко вида гориво. Да видим защо е необходимо, къде се прилага и как работи.

Когато се използват парогенератори

Генераторите осигуряват тези типове ресурси:

  1. Наситена пара Температурата му е +100 ° C, налягането на парите е 100 килопаскала. Използва се за отопление на собствените си домове.
  2. Прегрята пара. Температурата му може да достигне +500 ° C, работното налягане е до 26 мегапаскала. Тази пара се използва в енергетиката и промишлеността. То предава топлината по-ефективно, като по този начин увеличава ефективността на устройството.

Енергийните блокове помагат да се генерира електричество

Използват се парни котли:

  1. В отоплителните системи. В тях отопляемото газообразно вещество действа като носител на енергия.
  2. В енергийния сектор. В този случай парогенераторите се използват за генериране на електрическа енергия.
  3. В индустрията. В тази област, парата се превръща в механично движение и движи транспорта.

Характеристики на устройството

Парогенераторите могат да имат различен дизайн и цел. Принципът на работа на парния котел обаче винаги е същият.

Как работи устройството

Схемата за действие на блока за твърдо гориво.

Топлинният източник за нагряване на течност в парогенератора може да бъде всеки вид енергия:

  • електрически;
  • геотермална;
  • слънчева;
  • изгаряне на твърдо или газообразно гориво.

Нарастващата пара служи като носител на топлина. Това газово вещество доставя ресурса до точката на употреба.

Схема на парогенератора на устройството.

Парен котел:

  1. Влагата се филтрира и изпомпва в резервоара чрез електрическа помпа. Резервоарът обикновено се намира на най-високото ниво на устройството.
  2. От резервоара през течността тече в колектора, разположен в долната част на устройството.
  3. От него влагата отново излиза през отоплителното отделение (котелна пещ).
  4. Парата се появява в тръбата. Той, поради разликата в налягането между течно и газообразно вещество, се издига до върха.
  5. Там сместа от вода и пара преминава през сепаратора. В нея веществата са разделени. Остатъчната вода ще се върне обратно в резервоара. Нагрятото газообразно вещество се подава в тръбата за пара.

Дизайн на парна генератор

Структурни елементи на парогенератора.

Парогенераторът е резервоар, в който загрятата вода се изпарява и се превръща в пара. В повечето случаи резервоарът е тръба с различни размери.

В допълнение към него в уреда има пожарна камера, в която горивото гори. Дизайнът на този елемент зависи от вида на използваното гориво:

  1. Когато е твърдо гориво (дърво или въглища), решетката се поставя под огнището. На грил гориво и поставени. Чрез дупките си от дъното в пещта влиза във въздуха. За да се подобри сцеплението в горната част на горивната камера, котлите с директно протичане са оборудвани с комин.

На снимката - устройството, което работи с газ.

  1. Когато енергийният носител е газообразно или течно вещество (пропан, бутан, мазут, дизел), котелното устройство се допълва с горивна камера в горивната камера. За снабдяване с кислород и изпускане на горивни продукти, уредът е оборудван също с решетка и комин.

Горещите газове (продуктите от изгарянето на гориво) се издигат до резервоара за вода. Отоплението на течността се изпарява в атмосферата през комина. Влажната влага започва да се изпарява, превръщайки се в агрегиращо състояние на пара. Тя се издига до върха и се влива в тръбите.

Допълнителни компоненти на устройството

Дизайнът на парогенератора може да включва не само пещта и контейнерите (барабани, тръби) за циркулация на течна и газообразна вода. Допълнително използвани възли, които повишават ефективността на устройството.

Увеличава температурата на сместа пара-вода. Това повишава ефективността и ефективността на устройството.

Парата може да прегрее до + 500 ° С. Парни котли в атомни електроцентрали, например, имат такава мощност.

Прегревателят може да бъде отделна камина или да е разположен в общ корпус. Газовият газ се нагрява допълнително в епруветки, където се подава след изпаряване.

Прегряването може да бъде конвекция или радиация. Последният вид загрява газта 2,5-3 пъти по-силен.

Това устройство изсушава газообразното вещество, като отстранява водата от него. По този начин се повишава ефективността на устройството.

Регулира потока на пара. Ако има много, батерията премахва излишния газ, когато има малко - добавя се.

Инструкцията на производителя отбелязва, че намалява количеството наличен кислород в течността, като по този начин се предотвратява металната корозия.

Устройството също така премахва частици от минерални вещества от водата.

Поради това тръбите на блока не са запушени с отлагания, които намаляват преноса на топлина и увеличават риска от изгаряне на метали.

В допълнение към тези компоненти парни котли са оборудвани с:

  • кондензационни дренажни клапани;
  • въздухонагреватели;
  • контрол и мониторинг, те включват стартер и превключвател на гориво, автоматични, регулиращи разходите за гориво и вода.

Автоматиката на мониторинга и управлението улеснява работата на парогенератора.

Видове единици

Устройството е котел, който работи с електричество.

Съгласно вида на горивото, изразходвано от парогенераторите, те се разделят на:

  • въглищни агрегати;
  • газови устройства;
  • уреди за течно гориво;
  • електрически устройства.

Домакинско устройство, работещо в отоплителната система на частна къща.

Към крайните котли са:

  • домакинство (можете да поставите свои ръце);
  • енергия;
  • промишлена;
  • от изхвърляне.

По известен дизайн:

  • газови котли;
  • водопроводни тръби.

Резервоар за изпаряване често е една или повече тръби. Топлината в тях се загрява от горещи газове, които се появяват след изгарянето на горивото. Такова устройство на парогенератора се нарича газ тръба.

Дизайнът на тръбопровода за газови тръби.

При други устройства газовете се движат през тръбата във вътрешността на резервоара за вода. Нарича се барабанът, а самите възли - водороден тръбен парогенератор.

Въз основа на местоположението на барабаните в пространството водопроводните възли са разделени на:

  • вертикално;
  • хоризонтална;
  • радиален;
  • комбинирани.

Уредът за водата на уреда на устройството.

Ако сравниме парогенераторите за вода и газ, тогава:

  1. Размери на резервоарите за пара и вода в първия по-малко от втория.
  2. Силата на газоразрядното устройство е ограничена от нивото на налягане до 1 мегапаскал и генерирането на топлина до 350 киловата. Това се случва поради големите размери на тръбите. Вътре може да се генерира значително количество пара под високо налягане.

За увеличаване на налягането и увеличаване на произведената топлина са необходими по-дебели стени от агрегата. Цената на такова устройство ще бъде много висока, което не е икономически обосновано.

  1. Бойлерите с водна тръба показват по-високо ниво на мощност от колекторите от газовата тръба. Използват барабани с малка секция. Поради това нивото на налягането и температурата на газа в тях могат да бъдат по-високи.

заключение

Парогенераторите са универсални устройства, които могат да се използват в ежедневието, за отопление на сгради, както и в промишлеността и енергетиката. За всички тези области на употреба съществуват различни видове котли.

Видеото в тази статия ще ви запознае визуално с парните котли. Ако имате някакви въпроси, попитайте ги в коментарите.

Парен котел: теория, правила за работа, дизайн и видове, приложение

Парен котел е проектиран да произвежда работна (или силна) пара, която може да извършва механична работа или да изолира еквивалентно количество топлина. Устройствата, които образуват пара, сила, която не е необходима, се наричат ​​парогенератори. Те са широко използвани в индустрията (например за бетониране на бетони), в хранителните технологии (парни котли), медицината (инхалатори, стерилизатори) и в ежедневието (за пара и почистване, във вана и т.н.). парен котел.

Модерни промишлени и битови парни котли

Защо се нуждаете от силна пара?

През вековете, когато квантовите компютри и комуникационни устройства са "на път", способни на независимо мислене на изкуствения интелект и космически кораби за междузвездни полети, необходимостта от работеща двойка остава висока. В промишлеността, на първо място, за прехвърляне на големи количества готова за използване топлинна енергия и задвижване на технологично оборудване: преси, чукове, svayezabivateley и т.н. Във водния транспорт и енергетиката това е производството на работна течност за парни турбини и други високомощни механични двигатели: с 5-10 MW на вал, единичната цена на механичната работа с пара е по-ниска от всяка друга работна течност.

Забележка: чифт парен цилиндър - буталото има забележително свойство - най-голямата сила върху пръта се развива при нулева скорост на хода на буталото. С други думи, външната характеристика на паровия двигател е идеална и ефективността му почти не зависи от режима на работа; Не е необходим парен двигател на скоростната кутия.

В ежедневието се използват и парни котли; най-вече в парни и двуциклени отоплителни системи (СО). Парата СО изисква по-задълбочено запечатване, отколкото с топлоносител, но ви позволява да изключите и отново да свържете отделни клони към системата на височината на отоплителния сезон, без да рискувате да разтворите цялото отопление. Това на свой ред дава възможност за отопление на добре изолирани помещения с пулсации, които на места с жесток климат спестяват до 30% или повече от разходите за отопление на сезон.

Bypass CO, напротив, се оказва по-икономичен в краищата с дълъг междусезон и лека, нестабилна зима. Температурата на потока СС на еднокръгов ток не трябва да пада под прибл. +45 градуса по Целзий, в противен случай киселинният кондензат на отоплителния котел ще падне, което ще доведе до повреда на цялата система. Топлинните загуби в багажните тръби са значителни, следователно в къщи и / или разпределителни отоплителни тела те поставят така наречените. Асансьорни възли, в които част от охлаждащата течност от захранването се засмуква в захранващата линия, като се загрява. Същевременно, котелът преследва голяма част от охлаждащата течност в кръг, изразходвайки излишното гориво, за което абонатите трябва да платят. Колкото по-висока е външната температура и се изисква по-малко отопление, толкова повече топлина, генерирана от котела, се изразходва не за отопление на потребителите, а за поддържане в режим. Което още не е оптимално.

При 2-цилиндров CO, парният котел произвежда пара, което загрява CO охлаждащата течност през топлообменника. Температурата на потока сега може да бъде намалена, което ще намали загубите в мрежата: те са по-големи, толкова е по-топла охлаждащата течност. Температурата на въртене може да бъде толкова ниска, колкото е желано, докато системата не се размразява: в топлообменника не гори нищо и не се образуват киселинни радикали, които могат да паднат от киселинния дъжд. Нищо не застрашава парния котел: няма големи загуби, тъй като топлообменник наблизо; Паровото захранване към него се регулира от автоматичен клапан, базиран на температурата на втората верига, и връщаната пара към котела остава силно нагрята.

Какво не е наред с това?

Основният недостатък на парните котли е голямото време за готовност. Най-добрите от съвременните отиват в режим на работа за 3-5 минути, а в обикновен бойлер двойките се развеждат около час. Следователно, практически няма транспортиране на земята, въпреки че ефективността на съвременните керамични парни двигатели не е по-лоша от двигателя с вътрешно горене. Но можете да изключите двигателя, но няма спиране на котела.

Не по-малко значима е опасността от експлозия. Ако количеството енергия в резервоара за гориво на кола се измерва в десетки килограми еквивалент на TNT, тогава в парния котел с центрове и тонове. Бензинът и дизеловото гориво могат и просто се изгарят, а котелът експлодира при инцидент. Модерни - изключително редки, но тяхната експлозивност все още не е нула.

От втория недостатък следва още един: за захранване на парния котел се нуждаете от много висококачествено добре подготвена вода. Скалата - ужасен враг на котела, драстично намалява неговата топлинна ефективност и увеличава риска от експлозия.

В резултат на втория и третия - четвъртия сериозен недостатък: парните котли се нуждаят от редовна квалифицирана проверка и поддръжка при изключване на котела. Представете си, че определено трябва да карате кола до бензиностанцията на всеки шест месеца и да поръчате преградата на двигателя, в противен случай тя ще спре да слуша волана и ще се срине в полюс.

Малко история

Мислите да използваме силата на пара за целите на хилядолетието. Смята се, че първият парен котел, който е едновременно струйна парна турбина, е изобретен от Heron of Alexandria. Има доказателства, че през XVI век. капитанът на испанския флот Бласко де Гари издигнал на царя... параход, който плаваше. Но ако това е вярно, тогава едно случайно откритие - термодинамиката като наука все още не съществува и без нея не е възможно да се изчисли парния двигател и котела за него. Едисън, от практикуващите, каза веднъж: "Няма нищо по-практично от една добра теория."

Патент за минен воден асансьор, работещ от парни котли, за първи път е получен от англичанин Т. Севери през 1698 г. На практика идеята му е реализирана и от англичанина Т. Нюкомен в същото време до края на 17 век. Но котелът на Newcomen по принцип не се различава от домашния чайник и произвежда много слаба пара, така че машините на Newcomen не са широко разпространени и не произвеждат революция в технологиите.

Парен котел I. И. Полцунова

Първият ще разбере как трябва да действа котелът, давайки силна пара (силна пара) през втората половина на XVIII век. независимо един от друг са и английският дизайнер Дж. Ват (вата мощност на името му) и руският самоук механик И. И. Полцунов. Той не успя да завърши парния си двигател - той умря от болестта, но котелът беше завършен през 1765 г. Проектите на парните котли на Ват и Ползунов (на фигурата отдясно) са почти идентични и в момента не може да има друго техническо решение.

Топлинната ефективност и производството на пара (виж по-долу) на бойлерите Watt и Polzunov позволяват да се стартират машините, които извършват рентабилна полезна работа, но далеч не е възможно с технологията от онова време. Техническите параметри на парните котли се подобриха и изобретателите на първите парни локомотиви Р. Тревитич и Й. Стивънсън ги направиха по-компактни. По-късно английските инженери J. Thornycroft и E. Yarrow, а след това и руският учен В. Г. Шухов, този, който е построил телевизионната кула на Shabolovka, са допринесли много за развитието на изграждането на котли.

Първите локомотиви на Тревитик, Стивънсън и Черепанов

Забележка: Първият парен двигател на Stephenson "Blucher" (в центъра на фигурата) е номер 2, но това е така, защото неговият предшественик е неподходящ за продължителна работа.

Малко теория

В този раздел няма да има формули от учебни и университетски учебници. Предполага се, че си ги помниш. И ако забравите, знаете къде да погледнете. Тук ще обсъдим същността на процесите, протичащи в парния котел, и детайлите, които са важни за практиката и заключенията от тях. И математиката е печеливша. Без разбиране за същността на изчисленията, все още няма смисъл.

Основният принцип на работа на парния бойлер, който се усеща от Утт и Ползунов, е, че той не кипи вода. Процесът на кипене от страната е гладко контролиран: водата е достигнала точка на кипене и е получила латентната топлина на изпарение - кипи; не не не При нормално налягане врящата вода е относително безопасна, но ефективността на отпадъчната пара е незначителна; той се казва, че е с нисък потенциал. И веднага започва кондензацията си, причинявайки пълната загуба на пара.

Парата работи под натиска си. Да предположим, че излишъкът от атмосферното е само 1 МРа. След това на буталото площ от 500 квадратни метра. cm парна натискане надолу с прибл. половин тон. Не е зле за начало.

Налягането на наситена пара с увеличаване на нейната температура нараства в съответствие със закон за захранването, т.е. много бързо, отляво на фиг. В същото време се увеличава и температурата на кипене на водата и парата на единица площ на изпарителното огледало (GP). Но латентната топлина на изпарение остава непроменена и част от консумацията на гориво, която не дава достатъчно сила, всичко намалява и намалява. Така че във всяко отношение е изгодно да се увеличи налягането в котела, но това увеличава неговата експлозивност (виж по-долу). И до определена граница, над която не-термодинамичните сили започват да се намесват в процеса.

Зависимост на параметрите на наситената пара от температурата

Таблицата с параметрите на прегрятата наситена водна пара е дадена отдясно на фиг. Обърнете внимание на маркираните зелени колони (частично или напълно). Това показва, че максималната ефективност на парата пада в температурния диапазон от 200-260 градуса. Налягането на парата в него, при което силата, генерирана от задвижващия механизъм, зависи три пъти. Общата топлинна мощност (като се вземе предвид латентната топлина) в този диапазон непрекъснато се увеличава. Това е от полза за изпарения-течен СО с частична или пълна кондензация на охлаждащата течност.

Лошата новина започва в жълтите линии: парата става химически много активна - тя изяжда парни линии и механизми от обикновена стомана и част от нейната сила отива в "химия" въпреки увеличаването на налягането. Червените линии - новината е дори още по-лоша: топлинната дисоциация на водата става забележима при една двойка, а котелът става изключително опасен.

За означенията

В ерата на парните двигатели бяха използвани атмосферата (at) и налягането (а). 1 ч. = 1 кгф * кв. виж p (ati) = p (a) -1, тъй като налягане на въздуха 1 atm. Сега налягането се измерва в паскали (Pa). 1 час = 1.05 МРа. Това е вярно, защото режимът на работа на котела зависи значително от налягането на атмосферния въздух. Но няма излишни Pascals, за да се определи силата на пара, е необходимо да се извади 1 MPa от налягането в котела. Например при 240 градуса налягането в котела е 3 348 МРа. За работа можете да използвате не повече от 2,298 MPa, но за всеки квадрат. cm повърхности на частите вътре в котела ще смажат повече от 30 кг * кв. cm. За да се изчисли мощността на котела, е необходимо да се използва и неговата пара за изход в kg * s или kg * h. Друга стойност, която трябва да се знае, е топлинната ефективност на котела, която е равна на съотношението на топлинната енергия, съхранявана в единица маса пара за топлината на изгаряне, необходима за производството на гориво. Термичната ефективност често се нарича ефективност на котела, но трябва да се има предвид, че ефективността на котлите за електроенергия и отопление от един и същи дизайн е различна: в последния случай латентната топлина на изпаряване може да бъде върната под формата на латентна кондензационна топлина, но не и в първата.

Забележка: Понякога излишъкът от атмосферното налягане на парите се изразява в бар (bar). Например, в спецификацията на котела те пишат - налягане 1,5 бара, което е равно на прибл. 1.5 ati. Но лентата също е несистемна единица, нейната употреба не е регулирана. Следователно в една и съща спецификация е необходимо да се намери температурата на водата в котела и да се провери.

Парен потенциал

Заедно с температурата в котела, неговата експлозивност също бързо нараства. При температури над прибл. 200 градуса, дори намаляването на налягането вследствие на излишната пара, може да доведе до кипене на цялата маса на водата в котела и експлозията му. В историята на "Нойков-Прибой", "Заливът на радостта" с всички технически подробности описва как симпатизиращият червен стрелец взривява котел на бял военен кораб, до екипа, на който е насилствено назначен. Въз основа на тези съображения пара се разделя на размера на работния потенциал в:

  • Нисък потенциал - температура до 113 градуса по Целзий, налягане до 1,7 МРа. Експлозията на котела е почти невъзможна поради малкото количество енергия в него.
  • Нисък потенциал - температура 113-132 градуса, налягане 1.7-3 МРа. Експлозията на котела е възможна с внезапното разрушаване на тялото му.
  • Средният потенциал е температура от 132-280 градуса, налягане от 3-6,42 МРа. Експлозията е възможна с унищожаване на тялото на котела или с неуспех на автоматизацията.
  • Висок потенциал - температура 280-340 градуса, налягане 6,42-14,61 МРа. Експлозията е възможна, освен гореизложените причини, поради нарушения на правилата за работа на котела (виж по-долу) и снижаване на налягането на паропроводите.
  • Ултравиолетов потенциал - температура над 340 градуса, налягане над 14,61 МРа. Експлозията, освен описаните причини, е възможна поради случайно сливане на обстоятелствата.

Тънкостите на изпарението

За практически цели е удобно да се използва стойността на парата на единица площ на RFP, но всъщност изпарението в котела се извършва в обема на водата: насища се с микромехурчета пара. Идеята за това дава бяла вряла вода, която според правилата на Източното готвене се очаква да приготвя чай. Но в бялата вряла вода въздухът, разтворен във вода, се освобождава и в нормално работещ котел водата е прозрачна на външен вид. Ако стъклото е затъмнено - котелът е на ръба на експлозия. Червеният котлон, споменат по-горе, беше специалист от най-висок клас: той определи от вида на водата колко бързо котелът щеше да избухне и успя да избяга. Параторът беше стар със среден котел; отнемането на водомер до експлозия отнема няколко минути. Високо потенциалният бойлер веднага експлодира, само затъмнява водомера.

Вторият важен момент - с RFP изпъква така наречените. мокра пара, в която има и невидими микрокапливи вода. Мократа пара е враг на котела не е по-малко ужасно от мащаба: капчици на влага са естествени кондензационни центрове на пара. Ако на някое място в паровата верига температурата започне да пада по-бързо от налягането, може да започне кондензация на пара с лавина. Налягането в цялата система ще падне рязко, а дори и един ниско потенциален бойлер може да кипне и да се взриви. Що се отнася до механизмите, задвижвани от парата от котела, кондензацията също така драстично влошава техните технически параметри (налягането в работните тела спада рязко) и води до повишено износване: микрокапсулите на прегрятата вода са химически агресивни. Единственото място, където кондензацията на работните пари е полезна, е в паро-течна СО (виж по-горе), тъй като в същото време латентната топлина на кондензация се освобождава за нагряване.

Перфектен бойлер

Познавайки тези характеристики, от днешна гледна точка е възможно да си представите как трябва да се уреди някакъв идеален парни котли. В действителност, това ще се окаже много скъпо и трудно да се поддържа, а в "златния век" на парата такъв бойлер е технически невъзможно. Цялата еволюция на изграждането на котли е следвала пътя на опростяване на оборудването (връзване) на котела и комбиниране на функциите на неговите системи. Но за да разбера какво се нуждае котелът за нормална работа, тази схема ще ви помогне.

Обобщена схема на устройството на парния котел е дадена на фиг.

Обща схема на парния котел

Парогенераторът е тръбен (тръбен) топлообменник газ-вода. Увеличаването на зоната на контакт на охлаждащата течност с нагревателя подобрява образуването на микромехурчета от парите в масата и отделянето на пара от единичната площ на RFP при същата температура. В сух парна баня чистата пара- и водна микро-суспензия се разделят чрез гравитация или метод на абсорбиране, без да се освобождава латентната топлина на кондензация. Горещият кондензат се връща обратно в парогенератора или в циркулационните котли (виж по-долу) се изпомпва в него с циркулационна помпа.

Ролята на прегревателя е много важна. Без спадане на налягането по дължината на парната линия няма да има поток от пара през него, но в същото време пара пада мощност и вероятността за силна кондензация се увеличава. Парен прегревателят "подава" изходящата пара с енергия за нищо - поради остатъчната топлина на димните газове.

Още повече увеличава топлинната ефективност на бойлера economizer. Това също е канален топлообменник, в който захранващата вода също се загрява от димните газове. При най-бавната скорост на котела, икономисторът може да преохлади и да се размножи със сажди и когато бъде принуден, котелът може да прегрее и дори да кипи. Поради това понякога в икономистатора се вкарва отделна водна верига с воден асансьор, подобно на използваните в едно верига CO (виж по-горе). При нормална работа на котела, собствената циркулация на икономиста е прекъсната чрез спирателен вентил.

Последното нещо, което ви позволява да "издържите" топлинната ефективност на котела на теоретичната граница - загряване на въздуха, който влиза в пещта. При високотемпературните термични устройства това е много ефективна мярка. В един момент, загряването на въздуха в каувърите позволяваше почти три пъти да се намали консумацията на гориво за топене на доменни пещи. Що се отнася до контролния блок (или устройството) на цялата тази икономика, сега е кутия или шкаф с микропроцесор и неговата електромеханична хамута, а в миналото беше екипаж на шофьора и пожарникар.

Дизайн на парни котли

В зависимост от предназначението, условията на работа и изискванията за параметрите на пара, устройството на парния котел може да е различно. Структурно, парните котли се различават по:

  1. Методът за отделяне на пара е прав (поток) и циркулиращ;
  2. На устройството на парния сепаратор - барабан и други (звънец, серпентина и други;
  3. Методът на топлообмен - тръба за газ (по-рано наречена пожарна тръба, стара тръба) и тръба за вода;
  4. Съгласно ориентацията и конфигурацията на панелните генератори - хоризонтални, вертикални, комбинирани (хоризонтален вход за димни газове, вертикален изход, извити канали), наклонени, многоколесни, серпентинови, вихрови горелки и др.
  5. По хода на димните газове - напред и назад;
  6. За хидродинамика - с отворена или затворена верига пара-вода, вижте по-долу;
  7. Според метода на отопление - огнено (гориво), електрическо, индиректно отопление, хелиокола и др.

Що се отнася до метода на отопление, електрическите парни котли позволяват да се получават само парни отоплителни елементи с нисък и нисък потенциал, които не издържат на по-строги условия на работа в котела. Използват се индиректни отоплителни котли. в атомната електроцентрала. Когато пишат, че температурата на охлаждащата течност в тях достигне 500 градуса и повече, това се отнася до първата верига, която загрява обичайния висококачествен котел през топлообменник, който дава пара на турбината. Слънчеви котли (heliocotla) и др. Екзотичен предмет на отделно разглеждане. Ние ще се докоснем до тях в края на краищата, а ние ще се занимаваме предимно с огнени парни котли - единица за ефективност на парата от тях е най-евтината и най-достъпна.

Забележка: Подводниците понякога играят наземни манекени с приказки, тъй като те, за които се твърди, че измиват часовника, спят на първичната верига на реактора на ядрената подводница. Това е чист шега - на първата верига, не само температурата е над 400 градуса, но и смъртоносна радиация, а неоторизираното заминаване от часовника е сериозно престъпление. Първата верига от ядрени реактори е проектирана така, че от охлаждащата течност да не се отделят пари.

Преден поток или циркулация

При паровите котли с директен поток (поз. А на фиг.), Влажната пара влиза в серпентината, тръбния колектор или под капачката, където пада водна суспензия и тече в парогенератора.

Схематични диаграми на устройството за директни и циркулационни парогенератори

Котлите с директен поток са по-прости от гледна точка на дизайна, а от автоматизацията е достатъчно за тях да бъде опитен пожарникар. Котлите с директен поток могат да бъдат енергонезависими - правете без подаващата помпа, като подавате вода от потока от захранващия резервоар. Но те са много по-експлозивни от циркулиращите, и тяхната топлинна ефективност и изходна пара са ниски. Най-силната пара се отделя от най-горните водни слоеве в котела. След като се освободи от микробръблата на пара, водата се спуска и се издига отново, когато е наситена с пара. В един-единствен бойлер водата се подновява чрез гравитационна конвекция (която отделя пара от водата е по-тежка), върху която се изразходва горивото. Тя се нуждае от много, защото конвективните потоци са нестабилни, с турбулентност и повече разсейват получената енергия, отколкото те пренасят водата нагоре. Топлинната ефективност на един единствен котел е приблизително. 35-40% Като умножим тази стойност с ефективност на парния двигател от 25-30% (до 45% в съвременните), ще постигнем известната ефективност на "локомотива" от 8-16%

В циркулационния бойлер общият воден поток се насочва нагоре чрез отделна циркулационна помпа, която отвежда кондензата от камерата; вътрешните загуби на триене във водата са минимални и мощността на циркулационната помпа изисква малко. Елементарният обем вода, преди да се изпари напълно, прави от 5 до 30 или повече оборота, което допълнително увеличава топлинната ефективност и парата на котела. Например, при едно завъртане на част от водата, само 10% от нея се изпарява. Следващият оборот ще бъде 90%, от които 10% ще се изпарят, т.е. още 9% от първоначалния обем и водата ще останат 81%. Като се броим по подобен начин (математика, такива изчисления се наричат ​​повтарящи се отношения), ние получаваме 63% ефективност на котела за 5 оборота и 92.6% за 30 оборота. Ефективната зона на RFP се увеличава в резултат на това, при геометрично приблизително. 1,5 и 2 пъти.

Котли за барабани

Циркулационният котел трябва да има не само помпи в колана, но и регулатор на нивото на кондензатора в парния сепаратор. Ако се окаже, че са твърде много, техническите параметри на котела ще се влошат рязко. Ако това не е достатъчно, то обикновено заплашва нещастието: мократа пара бързо ще се кондензира, налягането в котела също ще падне рязко - при кипене - експлозия. За да избегнете тази ситуация, позволете бойлерите тип "барабан". В тях парогенераторът е част от широка тръба (барабан), в която насища вода навлиза във водата от котел (нагревател), който в случая не е парогенератор; По този начин, нагряването на водата и отделянето на пара от нея са разделени. Нагревателят не може да кипи по принцип, а варенето на барабана не е толкова опасно, защото По-голямата част от освободената енергия по време на този процес се изразходва чрез притискане на водата обратно в нагревателя и резервоара за подаване.

Принципът на работа на автоматичния барабанен парен котел

Мократа пара от паровия сепаратор влиза в "свободен" кондензатор с малък обем, също кръгъл в напречно сечение. Дюзата за подаване се издига над дъното на кондензатора, като осигурява постоянно ниво на кондензат в него. За нормална работа на барабанния бойлер е необходимо налягането на водните колони в барабана и кондензатора да бъде равно на една на друга. За да се осигури последното условие, кондензаторът не е разположен близо до барабана, но е издигнат над него. В резултат на това режимът на бойлера е ясно поддържан от енергонезависима автоматизация (виж фиг.): В барабана има много вода, налягането на изхода е над нормата - диференциалният регулатор на изпарението прекъсва мощността; напротив - го включва. В барабана стандартното ниво на водата се поддържа в приемливи граници. Барабанът може да работи върху естествената циркулация, вижте видеото по-долу:

Видео: за устройството на барабана
Дума за водата за барабана

Тъй като водата в барабанните котли циркулира многократно, тя трябва да е най-чистата; практически - дестилат. Доставянето на барабанни котли от водни източници, като хидродинамично отворени котли, е неприемливо. Барабанните бойлери се изграждат само хидродинамично затворени: захранващата вода в тях се обвива по схемата: захранващ резервоар - бойлер - кондензатор с пара - вода (измит с морска вода на кораби) - обратно в резервоара за захранване и др.

Газова тръба и водна тръба

Газовите тръби и котлите за водни тръби са, може би, да се каже, едно нещо различно от другото. В парогенератора, съд за газова тръба с вода прониква в сноп тръби, през които излизат топли газове от пещта. Във водопровода, напротив, лъч от тръби с охлаждаща течност се измива от поток от димни газове. Разликата е много, много важна.

За да се прехвърли енергията на димните газове във вода, е необходим голям температурен градиент (разлика). Топлопроводимостта на метала на тръбите за парогенератор е стотици пъти по-голяма от тази на димните газове. Ето защо вътре в пламъка тръбите могат да бъдат над 1000 градуса и външната им повърхност е охладена с вода не по-висока от 350-400 градуса. Огромни топлинни натоварвания възникват в стените на тръбите и около - голямо количество прегрята вода, която кипи над цялата маса с намаляващо налягане. Поривът на само една тръба на газовия котел неизбежно води до експлозията му. Ето защо трябва стриктно да се спазва процедурата за проверка и профилактична замяна на газовите тръби и тази работа е трудна, доста дълга и скъпа.

Температурата на външната повърхност на тръбите на парогенератора на водогрейния бойлер поради тези причини е почти равна на температурата на водата в тях. Температурните напрежения в материала на водопроводните тръби са по-малки от тези в газа. Надеждността на котела е много по-висока, времето между спиранията за превенция е по-дълго. Поривът на една тръба не води до експлозия на котела: преди разпадането да се разпространи до цялата маса на водата (което е няколко пъти по-малко във водопровода, отколкото в газовия котел), мощен поток от паро-водна смес ще гаси пещта и ще охлади другите тръби. Липсата на водоструйни котли - теоретично е по-малка от тази на газовите тръбопроводи, топлинната ефективност и производството на пара. Но конструктивните подобрения на водогрейните котли им позволиха да заемат господстващо положение в индустрията - днес не се изграждат газови тръби и единиците от останалата класическа конструкция усъвършенстват ресурсите си.

Забележка: Барабанните парни котли могат да бъдат направени само с водопровода.

Еволюцията на структурите

Удобно е да се разгледа устройството на най-архаичния (и се оказа много упорит) хоризонтален газов тръбопровод, използващ примера на локомотивен котел, виж фиг.

Устройството на хоризонтален газов тръбопровод (локомотив) парен котел

Сухаприник - най-простата камбана. Автоматизация - само един предпазен клапан. Няма подаваща помпа, водата идва от самия резервоар. Топлоефективност прибл. 40%., Но "дъба" на строежа, проверени от векове е изключителен. Някои локомотивни котли все още се използват днес. Влаковете, които вече не управляват, дават пара на продукцията.

Водопроводни котли с работен опит повече от 100 години също са на разположение. Но като цяло този тип парни котли далеч не се пенсионира. Във флота водо-тръбните котли все още се използват широко в електроцентралите днес. На корабите проблемът за компактността на котела е доста остър. Гражданите на парахода се нуждаят от място за товари и места за пътници. По отношение на военните кораби жизнените и най-уязвимите части трябва да бъдат по-безопасно защитени от боеприпаси.

Естественият подход тук е използването на вертикален бойлер, но "вертикалните възли" с тръбни връзки са теоретично неефективни: твърде много димните газове напразно прескачат генератора на пара и районът на RFP е малък. Ето защо в корабните електроцентрали се прилагат преим. барабанни парни котли с наклонено подреждане на тръбите (виж ориз, B - барабан, P - прегревател):

Устройство за бойлери с водна тръба

  1. С естествена циркулация, ниска и частично средна мощност;
  2. С принудително движение - до висока мощност включително;
  3. Многобройни колекторни симетрични (с 2-3 колектора за вода и топлообменниците, работещи на един барабан) - от средно до изключително голям капацитет;
  4. Същото, асиметрично - на власт от големи до уникални.

На сушата се изискват компактни котли - поддържането на производствено пространство не е евтино. Но в гражданското общество цената, конструктивната простота и лесната поддръжка на оборудването често преобладават над техническото съвършенство. Ето защо, земя компактни котли често се правят в съответствие с принципа: не само да се обърнат отвътре, но и да се огънат наполовина. По-специално: обвийте потока от димни газове. Качествените показатели на котела се влошават малко, но отнема почти половината от това място за същата мощност на локомотива и е много по-удобно да се поддържа котелът, тъй като комин корен, камина и аспид (ако котелът е твърд) са в една и съща стая.

Револвиращ по-лесно да се направи газ котел. Хоризонтален пълен размер (отляво на фигурата) в този дизайн е почти толкова ефективен, издръжлив и безопасен, колкото и водопровода: почти цялата топлина, отделена в пещта, загрява водата, а газовите тръби от вътрешната страна се загряват по-малко, защото димните газове са включени в тях вече доста студени. Котел със съкратен генератор на пара (в центъра, като понякога неправилно се наричат ​​вертикални котли) е изключително компактен, но неефективен. За да приведе своето изпълнение до приемливи позволи щитове в противопожарната камера, отразяващо топлинно (инфрачервено, инфрачервено) излъчване.

Уредът за парни котли с циркулация на димни газове

Съвременни постижения

Доставянето на парна котел с инфрачервени рефлектори е като цяло плодотворна идея. Модерни водоструйни котли, с изключение на външната изолация, са облицовани отвътре с отразяващ IR материал. Това позволява каналните пакети на техните парогенератори да бъдат направени от еднакви прави тръби, вижте фигурата. Това от своя страна дава възможност да се откаже от барабана и да се захранва котела отстрани. Не е трудно да си представим колко той и неговата експлоатация намаляват цената му.

Проектирането на модерен радиационен парен котел с вътрешен терморефлектор

Забележка: Парни котли с вградени инфрачервени рефлектори в специалната литература се наричат ​​радиация. Разбира се, в тях няма радиоактивност. Това се отнася до термична радиация (инфрачервено лъчение).

Устройството на парния котел с камина на бордовите факли

Едно от най-новите постижения в областта на изграждането на големи котли са газовите котли, изработени от топлоустойчиви специални стомани с двойнодействаща пещ на противопожарни помпи, виж фиг. отдясно. Ефективността на котела, както всеки топлинен двигател, теоретично се определя от съотношението на температурите в началото и края на работния цикъл до началната температура (формула Carnot, помниш ли?) В котлите на противоположни ракети температурата в пещта достига 1800-1900 градуса спрямо 1100-1200 и температурата на димните газове остава същата, 140-200 градуса. Общата ефективност на котела може да надхвърли 90% без сложни допълнителни мерки и с тях да е повече от 95%.

Забележка: как се подреждат модерни парни котли за масово потребление, вижте следващата. видео:

Видео: как работи парният котел

И в ежедневието също

Напредъкът в областта на топлотехниката се докосва и домашните котли. Те трябва да осигуряват ниска степен на пара за отоплителните системи и оборудването за готвене, но изискванията за безопасност за домакинска пара са най-тежки и трябва да позволяват рутинна поддръжка от неквалифициран персонал. Допълнително изискване е, че домакинният парни котле трябва да бъде възможно най-компактен, по-лек (не изисква основа) и по-евтин. Друга е изключително кратко време за стартиране. Прекарването на до една час и повече на работа на отделни двойки е неприемлива загуба в общество на развит социализъм.

Класическото решение от този вид е серпентината. Това е изключително безопасно за даден клас устройства: вероятността за изхвърляне на прегрята пара извън външната обшивка (такъв случай се счита за експлозия на котел) е толкова по-малка, колкото тръбите в сноп от котлен водогреен котел със същия капацитет. Причината - тръбата е само една, дълга, навита. Параметърът и ефективността на пара на серпентините са малки, но първият е незначителен в този случай, а вторият се увеличава чрез компютърно проектиране на космическа намотка и инсталиране на IR рефлектор, виж фиг., Автоматичният котел е достатъчно термомеханичен и не е летлив и превежда горелката в минималния режим.

Устройство на модерен нагревателен парен котел

Най-новото постижение при проектирането на нискоетажни парни котли с ниска мощност е котелът с вихрово яке. Той, образно казано, се обърна навътре, заедно с всички вътрешности. Технически - те изкривиха пламъка на горелката във вихрушка и вместо не толкова високотехнологичен пакет от тръби или серпентина те поставиха обикновена котлена риза, но не и водно отопление, а пара и вода.

Устройството и схемата за включване на парния котел с вихров горелка са показани на фиг.

Устройство и схема за включване на парния котел с вихрова горелка

Обозначения на диаграмата:

  1. захранваща помпа;
  2. комин;
  3. икономист (за котли от този тип се изисква, в противен случай огненият вихър на дъното може да слезе);
  4. въздуховод;
  5. вентилатор;
  6. въртяща се горелка;
  7. панталони за парна зона;
  8. водна риза;
  9. клапан и вентил за аварийно изпускане на пара;
  10. парен капан (обикновено абсорбиращ);
  11. изход за парата;
  12. габарит (габаритно стъкло);
  13. изпускателен вентил.

Парогенераторите с вихрово горене са изключително компактни, тъй като основно вертикално. Тяхната топлинна ефективност не е по-лоша от барабана. Парата може да се откаже от средния потенциал включително. Времето за стартиране е прибл. 5 мин Недостатъци - сложност, високи разходи и пълна волатилност: без да се нагрява въздух в горелката, котелът изобщо не работи.

Експлоатация на парни котли

На правилата за използването на парни котли не пишете статии, както и обема на регулаторни документи. И пренебрегването на някоя от тях може да доведе до инцидент. И изгарянията с прегрята пара са много по-опасни от обикновените термични: огромна латентна топлина на кондензация се отделя на тялото и предмети, заобиколени от пара и степента на повреда е много по-голяма. На практика, ако паренето на тялото е повече от 10-15% от неговата площ, медицината често е безсилна. Поради това ние просто информираме читателите, че старият кодекс на правилата за безопасност за котли и съдове под налягане отдавна е невалиден. Необходимо е да се ръководи от федералния правно обвързващ набор от документи "Правила за промишлена безопасност на опасни производствени мощности, използващи съоръжения, работещи под прекомерен натиск", приет през 2003 г., публикуван в публично достъпни източници през 2013 г., влязъл в сила в края на 2014 г. напълно актуализиран (т.е. изключвайки прилагането на предишните правила) през 2017 г. Можете да изучите новите правила за работа с парни котли и да ги изтеглите във формат.pdf за безплатно ползване на връзката.

Забележка: Можете да видите видео урок за това как да използвате общи парни котли в KRND по-долу:

Видео: серия от уроци по котлите DVKR

Бележка за домашните художници

По принцип сградата на котела не е за работилницата в гаража. Но съвестта на инженера не позволява да се дисциплинират безразборно читателите от участие в тях: полето е твърде далеч в индустрията. Например, домашното използване на силови парни котли. Схемата, например, е, както следва: слънчев концентратор загрява хидродинамично затворен котел, от който се задвижва мини турбина, която върти електрически генератор. Изолацията е по-стабилна от вятъра, а в южните райони тя достига значителна стойност. Животът на парни механизми повече от 100 години не е чудно, но слънчевата батерия се разгражда от 3-10 години. Експертите отдавна се борят за инсталации от този тип, но все още няма смисъл. И същият Едисън каза: "Всеки знае, че това не може да бъде направено. Има глупак, който не знае. Той е този, който прави изобретението. "

Въпреки това, не бързайте да вземете рязане, огъване, заваряване. Първо, не забравяйте, че имате работа с взривно устройство. Няма парни котли с нулева опасност от експлозия и по принцип не може да бъде. Ето защо, добавете към прочетените допълнителни популярни материали, например. от тук: (ru.teplowiki.org/wiki/Parovoy_kotel). Те, заедно със съдържанието на тази публикация, ще ви помогнат да разберете специалната литература. След това внимателно проучете горните правила за безопасност.

След това - запомнете, че ефективността на малък бойлер е същата като голяма, няма да постигнете дизайн. Причината е добре известният закон за квадратните кубчета. С намаляването на размера на котела, обемът на охлаждащата течност и резервът от топлина в нея падат върху куба с линейни размери и площта на повърхността, която дава топлинни загуби, на квадрата, т.е. по-бавно.

Накрая, бъдете напълно наясно какво искате да постигнете. След това помислете внимателно за дизайна в ума си (или симулирайте на компютър, ако можете). И само сега можете да започнете да експериментирате, вижте например. видео

Top