Otevřít dveře 

Eve unical 05 čerpadlo neustále běží. Topné systémy pro venkovské a venkovské domy. Kotle, gejzíry, ohřívače vody - Opravy, servis, provoz. Doporučení pro montáž a instalaci. Unical chybové kódy kotle - Odstraňování problémů

Parní kotel je zařízení, které vyrábí sytou nebo přehřátou páru, která se používá k řešení různých technologických problémů. Podle účelu se vysokotlaké parní kotle dělí na dvě skupiny – energetické a průmyslové.

Energetické kotle. Jednotky tohoto typu nalezeny široké uplatnění na CHPP a TPP, kde pracují ve spojení s turbogenerátorem. Elektrické kotle produkují přehřátou páru, jejíž teplota překračuje bod varu vody při daném tlaku. Pára vyrobená kotlem vstupuje do turbíny a využívá se ke zvýšení účinnosti tepelného motoru při výrobě elektrické energie.

Průmyslové kotle. Zařízení tohoto typu je určeno pro výrobu technické páry a používá se téměř ve všech průmyslových odvětvích včetně potravinářského, chemického, ropného, ​​dřevozpracujícího, zemědělství, lékařství atd. Je důležité si uvědomit, že na rozdíl od agregátů předchozího typu průmyslové kotle produkují nasycenou páru o teplotě rovné bodu varu vody.

Z dalších vlastností kotlů je nejvýznamnější druh použitého paliva. Podniky nejčastěji používají průmyslové parní kotle na plyn (přírodní a zkapalněný), ale to není jediná možnost zdroje energie. Při připojení speciálních hořáků může zařízení pracovat na motorovou naftu, topný olej, olej atd.

Výhody parních kotlů ICI Caldaie

italská společnost ICI Caldaie se od poloviny minulého století specializuje na výrobu průmyslových kotlů. Dnes je tato značka právem uznávána jako jedna z nejlepších v oboru a její produkty jsou mezi spotřebiteli trvale žádané.

Při plánování nákupu parního kotle zvažte nákup zařízení od italského výrobce. Má mnoho výhod, včetně:

  • Účinnost až 92 %. Cenově dostupnější domácí jednotky znatelně ztrácejí z hlediska účinnosti, jejich účinnost zpravidla nepřesahuje 60%. A to znamená, že instalací v podniku ušetříte až třetinu paliva;
  • širokou škálu technologií. Sortiment výrobce obsahuje vše potřebné pro zařízení kotlů na klíč včetně parních kotlů i kompaktní modely, které jsou optimální pro použití v podmínkách omezeného prostoru nebo tam, kde není potřeba vysoce výkonná jednotka;
  • vynikající výkon. Sortiment výrobce zahrnuje jak malé kotle, tak výkonné průmyslové celky schopné vyrobit až 25 000 kg páry za hodinu při provozním tlaku až 25 bar.

Průmyslové parní generátory ICI Caldaie můžete zakoupit v Rusku od společnosti Alba. My jsme oficiální prodejce výrobce, tak nabízíme příznivé ceny na všech zařízeních a dodávky zařízení provádíme v co nejkratším čase.

© Při použití materiálů webu (citáty, obrázky) musí být uveden zdroj.

Parní kotel je určen k výrobě pracovní (nebo silné) páry schopné vykonávat mechanickou práci nebo uvolňovat ekvivalentní množství tepla. Zařízení tvořící páru, od kterých není potřeba určitá síla, se nazývají parní generátory. Jsou široce používány v průmyslu (například pro napařování betonu), v potravinářské technice (parní digestoře), lékařství (inhalátory, sterilizátory) a v každodenním životě (pro napařování a čištění, ve vaně atd.), ale pára generátor je daleko od parního kotle.

Proč potřebujete silnou páru?

Ve věku, kdy jsou na cestě kvantové počítače a komunikační zařízení, umělá inteligence schopná samostatně uvažovat a kosmické lodě pro mezihvězdné lety, zůstává potřeba fungujícího páru vysoká. V průmyslu především pro přenos velkého množství tepla a pohonu na vzdálenost technologické vybavení: lisy, beranidla, beranidla atd. Ve vodní dopravě a v energetice jde o výrobu pracovní kapaliny pro parní turbíny a další vysoce výkonné mechanické motory: počínaje někde od 5-10 MW na hřídeli, jednotková cena mechanická práce pára je nižší než jakákoli jiná pracovní tekutina.

Poznámka: dvojice parní válec-píst má pozoruhodnou vlastnost - největší síla na tyč vzniká při nulové rychlosti zdvihu pístu. Jinými slovy, vnější charakteristika Parní motor ideální a jeho účinnost je téměř nezávislá na provozním režimu; Parní stroj nepotřebuje převodovku.

V běžném životě nacházejí uplatnění i parní kotle; nejvíce v parních a dvouokruhových topných systémech (CO). Parní CO vyžadují důkladnější utěsnění než u kapalného chladiva, ale umožňují vypnout a znovu připojit jednotlivé větve do systému na vrcholu topné sezóny, aniž byste riskovali přerušení veškerého vytápění. To zase umožňuje impulsně vytápět dobře izolované technické místnosti, což v místech s drsným klimatem ušetří až 30 % i více nákladů na vytápění za sezónu.

Dvouokruhové CO se naopak ukazují jako ekonomičtější v regionech s dlouhou mimosezónou a mírnými, nestabilními zimami. Teplota zpátečky jednookruhového CO nesmí klesnout pod cca. +45 stupňů Celsia, jinak bude v kotli padat kyselý kondenzát, který způsobí poruchu celého systému. Tepelné ztráty v hlavním potrubí jsou značné, proto se v domech a/nebo distribučních tepelných bodech dávají tzv. výtahové jednotky, ve kterých je část chladiva z přívodu nasávána do zpátečky a ohřívat ji. Zároveň však teplovodní kotel pohání velkou část chladicí kapaliny v kruhu a spotřebovává přebytečné palivo, za které musí předplatitelé platit. Čím vyšší je venkovní teplota a čím menší je potřeba vytápění, tím větší část tepla generovaného kotlem není vynaložena na vytápění uživatelů, ale na udržování sebe sama v režimu. Což stále není optimální.

Ve 2-okruhovém CO vyrábí parní kotel páru, která ohřívá chladicí kapalinu CO přes výměník tepla. Teplotu přívodu lze nyní snížit, což sníží ztráty ve vedení: jsou tím větší, čím teplejší je chladicí kapalina. Teplota zpátečky může být libovolně nízká, pokud se systém neodmrazuje: ve výměníku tepla se nic nehoří a nevznikají žádné kyselé radikály, které by mohly vypadávat jako kyselý déšť. Nic neohrožuje ani parní kotel: nejsou zde žádné hlavní ztráty, protože výměník tepla v blízkosti; přívod páry do něj je regulován automatickým ventilem podle teploty 2. okruhu a vratná pára do kotle zůstává velmi horká.

co je na tom špatného?

Hlavní nevýhodou parních kotlů je dlouhá doba připravenosti. Nejlepší z moderních dosáhnou provozního režimu za 3-5 minut a v běžném kotli jsou páry rozvedeny asi hodinu. Povrchová doprava páry tedy prakticky neexistuje, i když účinnost moderních keramických parních strojů není o nic horší než u motoru s vnitřním spalováním. Ale můžete vypnout spalovací motor, ale nemůžete zastavit kotel.

Neméně významné je nebezpečí výbuchu. Pokud se energetická rezerva v palivové nádrži automobilu měří v desítkách kilogramů ekvivalentu TNT, pak v parním kotli v centech a tunách. Benzín a nafta mohou jen tak shořet a kotel při nehodě exploduje. Moderní jsou extrémně vzácné, ale jejich výbušnost stále není nulová.

Další nedostatek vyplývá z 2. nedostatku: parní kotel je potřeba napájet velmi kvalitní a dobře připravenou vodou. Vodní kámen je strašným nepřítelem kotle, dramaticky snižuje jeho tepelnou účinnost a zvyšuje nebezpečí výbuchu.

V důsledku 2. a 3. - 4. závažného nedostatku: parní kotle vyžadují pravidelnou kvalifikovanou kontrolu a údržbu při odstavení kotle. Představte si, že s autem určitě musíte jednou za půl roku zajet do servisu a objednat si repas motoru, jinak přestane poslouchat volant a samo narazí do sloupu.

Trocha historie

Myšlenky na využití síly páry pro praktické účely tisíciletí. Předpokládá se, že první parní kotel, který byl zároveň proudovou parní turbínou, vynalezl Heron Alexandrijský. Existují důkazy, že v XVI. stol. kapitán španělské flotily Blasco de Garay postavil a předvedl králi... parník, který plul. Ale pokud je to pravda, pak jediný náhodný objev - termodynamika jako věda ještě neexistovala a bez ní nelze spočítat parní stroj a kotel na něj. Edison, jeden z praktických praktiků, jednou řekl: "Není nic praktičtějšího než dobrá teorie."

Patent na důlní vodní výtah poháněný parním kotlem získal poprvé Angličan T. Savery v roce 1698. V praxi jeho nápad realizoval ve stejné době také Angličan T. Newcomen, do konce 17. stol. . Newcomenův kotel se ale v zásadě nelišil od konvice pro domácnost a produkoval velmi slabou páru, takže Newcomenovy stroje nebyly široce používány a neznamenaly revoluci v technologii.

První, kdo pochopil, jak by měl fungovat kotel, vydávající silnou páru (silovou páru) ve druhé polovině 18. století. nezávisle na sobě také anglický konstruktér J. Watt (je po něm pojmenována jednotka výkonu Watt) a ruský mechanik samouk I. I. Polzunov. Nemohl dokončit svůj parní stroj - zemřel na nemoc, ale kotel byl dokončen v roce 1765. Konstrukce parních kotlů Watt a Polzunov (na obrázku vpravo) jsou téměř totožné a jiné technické řešení nemohlo být v té době.

Tepelná účinnost a parní kapacita (viz níže) kotlů Watt a Polzunov umožnily nastartovat stroje, které pracují hospodárně. užitečná práce, ale s tehdejší technikou to zdaleka nebylo možné. Vylepšené technické ukazatele parních kotlů a udělal z nich kompaktnější vynálezce prvních lokomotiv R. Trevitik a J. Stephenson. Následně k rozvoji stavby kotlů výrazně přispěli angličtí inženýři J. Thornycroft a E. Yarrow a poté ruský vědec V. G. Shukhov, tentýž, kdo postavil televizní věž na Šabolovce.

Poznámka: na první parní lokomotivě Stephensona "Blucher" (uprostřed obrázku) je číslo 2, ale to proto, že její zkušený předchůdce byl nevhodný pro dlouhodobý provoz.

Trochu teorie

Tato část nebude obsahovat vzorce ze školních a vysokoškolských učebnic. Očekává se, že si je zapamatujete. A pokud jste zapomněli, víte, kde hledat. Zde si povíme o podstatě procesů probíhajících v parním kotli a jejich detailech a závěrech, které jsou důležité pro praxi. A matematika je věc. Bez pochopení podstaty výpočtů stále nemá smysl.

Hlavním principem fungování parního kotle, o kterém Watt a Polzunov hádali, je, že se v něm voda nevaří. Vaření je proces, který není zvenčí plynule řízen: voda dosáhla bodu varu a přijala latentní teplo vypařování – vaří se; ne ne V normální tlak vařící voda je relativně bezpečná, ale účinnost odcházející páry je zanedbatelná; prý má nízký potenciál. A okamžitě začne jeho kondenzace, a proto je pára zcela zbavena síly.

Pára pracuje vlastním tlakem. Řekněme, že jeho přebytek nad atmosférickým je pouze 1 MPa. Poté na píst o ploše 500 metrů čtverečních. cm parní lisy o síle cca. půl tuny. Pro začátek to není špatné.

Tlak nasycené vodní páry se zvyšováním její teploty roste podle mocninného zákona, tzn. velmi rychle, vlevo na obr. Současně se také zvyšuje bod varu vody a výstup páry na jednotku plochy odpařovacího zrcadla (WP). Ale latentní výparné teplo zůstává nezměněno a část spotřeby paliva, která nedává energii páře, klesá a klesá. Takže ve všech ohledech je výhodné zvýšit tlak v kotli, ale tím se zvýší jeho výbušnost (viz dále). A to do určité hranice, nad kterou začnou do průběhu procesu interferovat netermodynamické síly.

Tabulka parametrů přehřáté nasycené vodní páry je uvedena vpravo na Obr. Věnujte pozornost zeleně zvýrazněným sloupcům (částečně nebo úplně). Je z nich vidět, že maximální výkon páry spadá do teplotního rozsahu 200-260 stupňů. Tlak páry v něm, na kterém závisí síla vytvářená akčním členem, se ztrojnásobí. Celková tepelná kapacita (s přihlédnutím k latentnímu teplu) se v tomto rozsahu neustále zvyšuje. To je výhodné pro pára-kapalina CO s částečnou nebo úplnou kondenzací chladicí kapaliny.

Špatná zpráva začíná ve žlutých čarách: pára se stává chemicky velmi aktivní – koroduje parovodu a mechanismy z obyčejné oceli a část její síly se i přes zvýšení tlaku vynakládá na „chemii“. Červené čáry - zpráva je ještě horší: tepelná disociace vody je patrná v páře a kotel se stává extrémně nebezpečným.

O notaci

V éře parních strojů se používaly tlakové jednotky atmosféra (at) a přebytečná atmosféra (ati). 1 při \u003d 1 kgf * sq. viz p(ati) = p(at) –1, protože tlak vzduchu 1 at. Nyní se tlak měří v pascalech (Pa). 1 při = 1,05 MPa. To je správné, protože Provozní režim kotle je výrazně závislý na okolním tlaku vzduchu. Nejsou zde však žádné přebytečné pascaly, proto je pro určení síly páry nutné odečíst 1 MPa od tlaku v kotli. Například při 240 stupních je tlak v kotli 3,348 MPa. Pro práci můžete použít ne více než 2,298 MPa, ale pro každý čtvereční. cm povrchu dílů uvnitř kotle stlačí více než 30 kg * sq. viz Pro výpočet výkonu kotle je nutné použít také jeho parní výkon v kg * s nebo kg * h. Další hodnotou, kterou potřebujete znát, je tepelná účinnost kotle, která se rovná poměru tepelné energie uložené v jednotkové hmotnosti páry ke spalnému teplu paliva potřebnému k její výrobě. Tepelná účinnost je často označována jako účinnost kotle, ale je třeba mít na paměti, že účinnosti výkonových a topných kotlů stejné konstrukce jsou různé: v druhém případě je možné vrátit latentní teplo z výparů. ve formě latentního kondenzačního tepla, ale ne v prvním.

Poznámka: někdy přehnané atmosférický tlak pára se vyjadřuje v barech (bar). Například ve specifikaci u kotle píšou - tlak 1,5 bar, což se rovná cca. 1,5 ati. Lišta je ale také mimosystémová jednotka, její použití není regulováno. Proto ve stejné specifikaci musíte najít teplotu vody v bojleru a zkontrolovat ji.

parní potenciál

Spolu s teplotou v kotli rychle roste i jeho výbušnost. Při teplotách nad cca. 200 stupňů může i pokles tlaku v důsledku nadměrného odběru páry vést k varu celé hmoty vody v kotli a jejímu výbuchu. V příběhu Novikova-Priboje „Zátoka radosti“ je se všemi technickými detaily popsáno, jak hasič, který sympatizoval s rudými, vyhodil do povětří kotel na Bílém vojenském parníku, do jehož velení byl násilně zařazen. Na základě těchto úvah se páry dělí podle velikosti pracovního potenciálu na:

  • Nízkopotenciální - teplota do 113 stupňů Celsia, tlak do 1,7 MPa. Výbuch kotle je prakticky nemožný kvůli malému množství energie v něm.
  • Nízký potenciál - teplota 113-132 stupňů, tlak 1,7-3 MPa. Výbuch kotle je možný při náhlém zničení jeho tělesa.
  • Střední potenciál - teplota 132-280 stupňů, tlak 3-6,42 MPa. Při zničení kotlového tělesa nebo selhání automatiky může dojít k výbuchu.
  • Vysoký potenciál - teplota 280-340 stupňů, tlak 6,42-14,61 MPa. Výbuch je možný, kromě výše uvedených důvodů, v důsledku porušení pravidel provozu kotle (viz níže) a odtlakování parovodů.
  • Ultravysoký potenciál - teplota je nad 340 stupňů, tlak je více než 14,61 MPa. Výbuch, kromě popsaných důvodů, je možný v důsledku náhodné kombinace okolností.

Jemnosti odpařování

Pro praktické účely je vhodné použít hodnotu výkonu páry na jednotku plochy WZ, ale ve skutečnosti k tvorbě páry v kotli dochází v objemu vody: je nasycena mikrobublinkami páry. Představu o tom dává bílá vroucí voda, která má podle pravidel orientálního vaření vařit čaj. Ale v bílé vroucí vodě se uvolňuje vzduch rozpuštěný ve vodě a v normálně fungujícím kotli vypadá voda průhledně. Pokud se ve vodním skle zakalí, kotel je na pokraji výbuchu. Výše zmíněný rudý topič byl specialistou extratřídy: podle typu vody určoval, jak brzy kotel vybuchne, a podařilo se mu uniknout. Parník byl starý s kotlem se středním potenciálem; od vybělení vodoměru po výbuch uběhne několik minut. Vysokopotenciální kotel okamžitě exploduje, trochu zakalený vodoměr.

Druhý důležitý bod- s RFP, tzv. mokrá pára, která navíc obsahuje neviditelné mikrokapky vody. Mokrá pára je nepřítel kotle neméně hrozný než vodní kámen: mikrokapky vlhkosti jsou přirozenými centry kondenzace páry. Pokud v některém bodě parního okruhu začne teplota klesat rychleji než tlak, může začít lavinová kondenzace páry. Tlak v celém systému prudce klesne a pak i nízkopotenciální kotel může vřít a explodovat. Co se týče mechanismů poháněných párou z kotle, kondenzace také prudce zhoršuje jejich technické parametry (prudce klesá tlak v pracovních orgánech) a způsobuje zvýšené opotřebení: mikrokapky přehřáté vody jsou chemicky agresivní. Jediným místem, kde je kondenzace pracovní páry užitečná, je CO pára-kapalina (viz výše), protože v tomto případě se latentní kondenzační teplo uvolňuje k ohřevu.

Ideální kotel

Při znalosti těchto vlastností si lze z dnešního hlediska představit, jak by měl být uspořádán ideální parní kotel. Ve skutečnosti se ukáže jako velmi drahý a náročný na údržbu a ve „zlatém věku“ páry byl takový kotel technicky nerealizovatelný. Celý vývoj stavby kotelen šel cestou zjednodušování zařízení (potrubí) kotle a kombinování funkcí jeho systémů. Ale abychom zjistili, co kotel potřebuje pro normální provoz, pomůže toto schéma.

Zobecněné schéma zařízení parního kotle je uvedeno na obr.

Parogenerátor je kanálový (trubkový) výměník tepla plyn-voda. Zvětšení kontaktní plochy nosiče tepla s ohřívačem zvyšuje tvorbu parních mikrobublin v jeho hmotě a separaci páry z jednotkové plochy topné zóny při stejné teplotě. Čistá pára a vodní mikrosuspenze jsou separovány v suchém parním zařízení gravitační nebo absorpční metodou bez uvolnění latentního kondenzačního tepla. Horký kondenzát proudí zpět do parogenerátoru nebo u cirkulačních kotlů (viz níže) je do něj čerpán oběhovým čerpadlem.

Role přehřívače je velmi důležitá. Bez poklesu tlaku po délce parovodu přes něj pára neproudí, ale zároveň klesá síla páry a zvyšuje se pravděpodobnost její rychlé kondenzace. Přehřívák „napumpuje“ odcházející páru energií zdarma – kvůli zbytkovému teplu spalin.

Ekonomizér dále zvyšuje tepelnou účinnost kotle. Jedná se rovněž o kanálový výměník tepla, ve kterém je spalinami ohřívána i napájecí voda. Při nejnižších otáčkách kotle se může ekonomizér přechladit a růst saze a při nabití kotle se může přehřívat a dokonce vařit. Proto se někdy do ekonomizéru zavádí samostatný okruh cirkulace vody s vodním výtahem, podobný těm, které se používají u jednookruhového CO (viz výše). Při běžném provozu kotle je vlastní oběh ekonomizéru odpojen uzavíracím ventilem.

Poslední věcí, která umožňuje „vytáhnout“ tepelnou účinnost kotle na teoretickou hranici, je ohřev vzduchu vstupujícího do pece. Ve výkonných tepelných zařízeních jde o velmi účinné opatření. Ohřev vzduchu v cowperech kdysi umožňoval snížit spotřebu paliva pro vysokopecní tavbu téměř trojnásobně. Pokud jde o řídicí jednotku (nebo zařízení) pro celou tuto ekonomiku, nyní je to krabice nebo skříň s mikroprocesorem a jeho elektromechanickým potrubím a za starých časů - tým strojníka a hasiče.

Konstrukce parních kotlů

V závislosti na účelu, provozních podmínkách a požadavcích na parametry páry se může zařízení parního kotle lišit. Strukturálně se parní kotle liší v:

  1. Metoda oddělování páry - přímý průtok (průtok) a cirkulace;
  2. Podle zařízení odlučovače páry - buben a další (zvonový typ, cívka atd.);
  3. Způsob výměny tepla - plynová trubka (dříve požární trubka; stará požární trubka) a vodní trubka;
  4. Podle orientace a konfigurace kanálů parogenerátoru - horizontální, vertikální, kombinované (horizontální vstup spalin, vertikální výstup; zakřivené kanály), šikmé, multikolektorové, hadovité, plášťové vírové spalování atd.;
  5. V toku spalin - vpřed a vzad;
  6. Podle hydrodynamiky - s otevřeným nebo uzavřeným parovodním okruhem, viz níže;
  7. Podle způsobu vytápění - ohnivé (palivové), elektrické, nepřímé vytápění, solární kotle atd.

Pokud jde o způsob ohřevu, elektrické parní kotle umožňují získat pouze nízko a nízkopotenciální páru - topné těleso nesnese přísnější provozní podmínky v kotli. Používají se především kotle nepřímého ohřevu. v jaderné elektrárně. Když píšou, že teplota chladicí kapaliny v nich dosahuje 500 stupňů a více, týká se to prvního okruhu, který prostřednictvím výměníku tepla ohřívá běžný vysokopotenciální kotel, který dodává páru do turbíny. Solární kotle (solární kotle) ​​atd. exotika je předmětem samostatné úvahy. Zběžně se jich dotkneme na konci, ale budeme se zabývat především ohnivými parními kotli - jednotka účinnosti páry z nich je nejlevnější a nejdostupnější.

Poznámka: ponorky si občas hrají na suchozemské „figuríny“ s historkami o tom, jak si údajně smyly hodinky a spaly na prvním okruhu reaktoru jaderné ponorky. To je čistý vtip – na prvním okruhu je nejen teplota nad 400 stupňů, ale i smrtící záření a neoprávněné opuštění hodinek je závažný zločin. Primární okruh jaderných reaktorů je navržen tak, aby nedocházelo k uvolňování páry z chladiva.

Dopředný tok nebo cirkulace

U průtočných parních kotlů (poz. A na obrázku) se mokrá pára dostává do výměníku, trubkového kolektoru nebo pod kapotu, kde z ní vypadává vodní suspenze, která gravitačně proudí do vyvíječe páry.

Průtočné kotle jsou konstrukčně jednodušší a z automatizace většinou potřebují zkušeného topiče. Průtočné kotle mohou být energeticky nezávislé - obejdou se bez napájecího čerpadla, vodu přijímají samospádem z napájecí nádrže. Jsou však mnohem výbušnější než cirkulační a jejich tepelná účinnost a produkce páry jsou nízké. Nejintenzivnější pára se uvolňuje z nejsvrchnějších vrstev vody v kotli. Voda zbavená mikrobublinek páry klesá a znovu stoupá, když se nasytí párou. V průtočném kotli se voda obnovuje gravitační konvekcí (voda, která uvolnila páru, je těžší), čímž se spotřebovává palivo. Potřebuje hodně, protože. konvektivní proudy jsou chaotické, víří a rozptýlí přijatou energii více, než že unesou vodu nahoru. Tepelná účinnost průtočného kotle je cca. 35-40% Vynásobením této hodnoty účinností parního stroje 25-30% (u moderních až 45%) dostaneme notoricky známou účinnost "lokomotivy" 8-16%.

V cirkulačním kotli je celkový průtok vody směřován nahoru samostatným oběhovým čerpadlem, které odčerpává kondenzát z pařáku; ztráty vnitřním třením ve vodě jsou minimální a výkon oběhové čerpadlo je vyžadováno malé. Základní objem vody před úplným odpařením udělá 5 až 30 i více otáček, což dále zvyšuje tepelnou účinnost a produkci páry kotle. Předpokládejme, že za jednu otáčku části vody se odpaří pouze 10 % vody. Na další otáčku zůstane 90%, z toho se 10% odpaří, tzn. zbyde dalších 9% původního objemu a 81% vody.Podobným výpočtem dále (matematici takové výpočty nazývají rekurentní vztahy) dostaneme 63% účinnost kotle pro 5 otáček a 92,6% pro 30 otáček. V tomto případě se efektivní plocha ZP zvyšuje proti geometrické cca. 1,5 a 2krát.

bubnové kotle

Cirkulační kotel musí být napojen na potrubí nejen s čerpadly, ale také s regulátorem hladiny kondenzátu v odlučovači páry. Pokud se ukáže, že je to příliš, technické parametry kotle se prudce zhorší. Pokud nestačí, hrozí obecně katastrofa: mokrá pára rychle zkondenzuje, tlak v kotli také prudce klesne - var - výbuch. Bubnové kotle umožňují takové situaci předejít. Mají odlučovač páry - část široké trubky (bubnu), do které vstupuje voda nasycená párou z kotle (ohřívače), což v tomto případě není parogenerátor; tím je oddělen ohřev vody a uvolňování páry z ní. Ohřívač v zásadě není schopen varu a var bubnu není tak nebezpečný, protože. většina uvolněné energie se v tomto případě spotřebuje na vytlačení vody zpět do ohřívače a zásobní nádrže.

Vlhká pára z odvaděče kondenzátu vstupuje do „volného“ kondenzátoru o malém objemu, rovněž zaokrouhleného dovnitř průřez. Přívodní potrubí stoupá nad dnem kondenzátoru a zaručuje konstantní hladinu kondenzátu v něm. Pro normální provoz bubnového kotle je nutné, aby si tlaky vodních sloupců v bubnu a kondenzátoru byly navzájem shodné. Aby se zajistila druhá podmínka, není kondenzátor umístěn blízko bubnu, ale vyvýšen nad ním. Výsledkem je, že režim bubnového kotle je jasně udržován energeticky nezávislou automatikou (viz obrázek výše): hodně vody v bubnu, výstupní tlak je nadnormální - diferenciální regulátor tvorby páry odpojí napájení; naopak zapíná. Současně je v bubnu udržována standardní hladina vody v přijatelných mezích. Bubnový parní kotel může pracovat i s přirozenou cirkulací, viz video níže:

Video: o bubnovém kotli

Pár slov o vodě pro buben

Protože voda v bubnových kotlích cirkuluje mnohokrát, musí být nejčistší; prakticky destilát. Zásobování bubnových kotlů z vodárenských zdrojů jako hydrodynamicky otevřených kotlů je nepřijatelné. Bubnové kotle jsou stavěny pouze hydrodynamicky uzavřené: napájecí voda se v nich otáčí podle schématu: napájecí nádrž - kotel - kondenzátor páry (na lodích je omýván mořskou vodou) - zpět do napájecí nádrže atd.

Plynové potrubí a vodovodní potrubí

Plynové a vodotrubné kotle jsou, dalo by se říci, jeden vzhůru nohama. V parogenerátoru s plynovou trubicí prorazí vodní nádrž svazek trubek, kterými proudí horké plyny z pece. Ve vodní trubce je naopak svazek trubek s chladivem oplachován proudem spalin. Rozdíl je velmi, velmi významný.

Pro přenos energie spalin do vody je potřeba velký teplotní spád (rozdíl). Tepelná vodivost kovu trubek parogenerátoru je stokrát větší než tepelná vodivost spalin. Uvnitř plamencových trubic tedy může být přes 1000 stupňů a jejich vnější povrch je chlazen vodou maximálně 350-400 stupňů. Obrovská tepelná napětí vznikají ve stěnách potrubí a kolem - velké množství přehřáté vody, která se při poklesu tlaku vaří po celé hmotě. Nával pouze jedné trubky plynového kotle nevyhnutelně vede k jeho explozi. Proto je třeba důsledně dodržovat předpisy pro kontrolu a preventivní výměnu plynového potrubí a tato práce je obtížná, poměrně dlouhá a nákladná.

Teplota vnějšího povrchu trubek parního generátoru vodotrubného kotle se z uvedených důvodů téměř rovná teplotě vody v nich. Tepelná napětí v materiálu vodovodního potrubí jsou řádově menší než u plynového potrubí. Spolehlivost kotle je mnohem vyšší, doba mezi odstávkami na údržbu je delší. Poryv jedné trubky nevede k explozi kotle: před varem se rozšíří na celou masu vody (které je u vodotrubkového kotle několikrát méně než u plynového kotle), mohutný proud páry -směs vody uhasí pec a ochladí zbytek potrubí. Nevýhodou vodotrubných kotlů je teoreticky nižší tepelná účinnost a produkce páry než u plynových. Konstruktivní vylepšení vodních trubkových kotlů jim však umožnila zaujmout dominantní postavení v průmyslu - dnes se plynové trubkové kotle nestaví a jednotky zbývajícího klasického designu dokončují svůj zdroj.

Poznámka: bubnové parní kotle lze vyrobit pouze s vodotrubnými kotli.

Evoluce struktur

Zařízení nejarchaičtějšího (a ukázalo se jako velmi houževnatého) horizontálního plynového trubkového parního kotle je vhodné zvážit na příkladu lokomotivního kotle, viz obr.

Sukhaparnik - nejjednodušší zvonový typ. Automatizace je jen pojistný ventil. Chybí napájecí čerpadlo, voda teče z nádrže samospádem. Tepelná účinnost cca. 40 %, ale staletími ověřená „dubnost“ designu je výjimečná. Některé lokomotivní kotle jsou v provozu dodnes. Už neřídí vlaky, poskytují páru pro výrobu.

Existují také vodotrubné kotle s více než 100 letou zkušeností. Obecně ale platí, že tento typ parního kotle není zdaleka vysloužilý. V námořnictvu se vodotrubné kotle dodnes hojně používají v elektrárnách. Na lodích je problém kompaktnosti kotle poměrně akutní. Civilní parníky potřebují prostor pro nákladní prostory a prostory pro cestující. Na válečných lodích je nutné spolehlivěji krýt životně důležité a nejzranitelnější jednotky před nepřátelskou municí.

Zdá se, že přirozenou cestou ven je použití vertikálního kotle, ale „vertikální kotle“ se svazky trubek jsou teoreticky neúčinné: parogenerátor plýtvá příliš velkým množstvím spalin a plocha kotle je malý. Proto se v lodních elektrárnách používají převážně. bubnové parní kotle se šikmým potrubím (viz obr. B - buben, P - přehřívák):

  1. S přirozenou cirkulací, nízkým a částečně středním výkonem;
  2. S nuceným oběhem - až do vysokého výkonu včetně;
  3. Multi-rozdělovač symetrický (se 2-3 vodními kolektory a výměníky tepla pracujícími na jednom bubnu) - od středního po extra vysoký výkon;
  4. Stejné, asymetrické - na sílu od velkých po jedinečné.

Na souši jsou také vyžadovány kompaktní kotle - údržba výrobních zařízení není levná. Ale v civilním životě cena, konstrukční jednoduchost a snadná údržba zařízení často převažují nad technickou dokonalostí. Proto se pozemní kompaktní kotle často vyrábějí podle principu: nejen otočit naruby, ale také ohýbat na polovinu. Konkrétně: zabalit spaliny. Tím se mírně zhoršují kvalitativní ukazatele kotle, ale prostoru pro něj je potřeba téměř o polovinu méně než pro stejný výkon lokomotivy a je mnohem pohodlnější kotel udržovat, protože. kořen komína, hrdlo topeniště a popelník (pokud je kotel na tuhá paliva) jsou umístěny ve stejné místnosti.

Jednodušší je vyrobit plynový trubkový kotel otočný. Horizontální plná velikost (vlevo na obrázku) v tomto provedení se ukazuje být téměř stejně účinná, odolná a bezpečná jako vodní potrubí: téměř všechno teplo uvolněné v peci jde na ohřev vody a plynové potrubí zevnitř se méně zahřívají, protože spaliny do nich vstupují již vychlazené. Kotel se zkráceným vyvíječem páry (uprostřed; takové kotle se někdy nesprávně nazývají vertikální) je extrémně kompaktní, ale neekonomický. Aby jeho výkon byl přijatelný, povolte v plamenné komoře štíty dobře odrážející tepelné (infračervené, IR) záření.

Moderní úspěchy

Vybavit parní kotel IR reflektory je obecně plodný nápad. Moderní vodotrubné kotle jsou kromě vnější tepelné izolace zevnitř opláštěny reflexním IR materiálem. To umožňuje, aby svazky kanálů jejich parogenerátorů byly vyrobeny ze stejných rovných trubek, viz obr. Což zase umožňuje opustit buben a napájet kotel ze strany. Není těžké si představit, jak moc on sám a jeho vykořisťování z toho zlevní.

Poznámka: parní kotle se zabudovanými IR reflektory se ve speciální literatuře nazývají sálavé kotle. Žádná radioaktivita v nich samozřejmě není. To se týká tepelného záření (IR záření).

Jedním z nejnovějších výdobytků velkovýroby kotelen jsou plynové kotle ze žáruvzdorných speciálních ocelí s dvojčinnou pecí na pultových hořákech, viz obr. napravo. Účinnost kotle, jako každého tepelného stroje, je teoreticky dána poměrem teplot na začátku a na konci pracovního cyklu k počáteční teplotě (pamatujete na Carnotův vzorec?) a teplota spalin zůstává stejná, 140 -200 stupňů. Celková účinnost kotle v opačném směru může bez složitých dodatečných opatření přesáhnout 90 % a u nich i více než 95 %.

Poznámka: jak jsou uspořádány a fungují moderní parní kotle pro hromadné použití, viz dále. videoklip:

Video: jak funguje parní kotel


A v životě taky

Pokrok tepelné techniky se dotkl i domácích parních kotlů. Mají poskytovat nekvalitní páru pro topné systémy a varná zařízení, ale bezpečnostní požadavky na domácí parní komory jsou přísné a musí umožňovat běžnou údržbu nekvalifikovaným personálem. Dalším požadavkem je, že domácí parní kotel by měl být co nejkompaktnější, lehčí (nevyžadující základ) a levnější. Dalším je extrémně krátká doba spouštění. Věnovat rozvádějícím se párům až hodinu a více pracovní směny je nepřijatelné plýtvání i ve společnosti rozvinutého socialismu.

Klasickým řešením tohoto druhu je hadovitý kotel. Je to extrémně bezpečné pro tuto třídu zařízení: pravděpodobnost výronu přehřáté páry mimo vnější plášť v případě havárie (takový případ je považován za výbuch kotle) ​​je mnohem menší, než by byly trubky ve svazku vody -trubkový kotel stejného výkonu. Důvodem je, že existuje pouze jedna trubka, dlouhá, stočená. Výstup páry a parní účinnost spirálové kotle jsou malé, ale první je v tomto případě bezvýznamný a druhý je navýšen počítačovým návrhem prostorové spirály a instalací IR reflektoru, viz obr. Automatizace spirálového kotle je dostatečně termomechanická energeticky nezávislá, převádí hořák do minimálního režimu.

Nejnovější úspěch v konstrukci parních kotlů nízké kvality nízký výkon- vortexový kotel na košile. Byl, obrazně řečeno, obrácený naruby spolu se všemi droby. A technicky vzato rozvířili plamen hořáku vírem a místo nepříliš technologického svazku trubek nebo hadce dali obyčejný kotlový plášť, ale ne vodní, ale parovodní. .

Zařízení a obvod pro zapnutí parního kotle s vírovým hořákem jsou na obr.:

Označení na schématu:

  1. Napájecí čerpadlo;
  2. komín;
  3. ekonomizér (povinný u kotlů tohoto typu, jinak se může ohnivá vichřice níže ztratit);
  4. potrubí;
  5. dmychadlo;
  6. vírový hořák;
  7. parní zóna košile;
  8. vodní zóna košile;
  9. ventil a ventil pro nouzové vypouštění páry;
  10. separátor páry (obvykle absorpční);
  11. výstup páry;
  12. hladinový vodoměr (vodoměrné sklo);
  13. odvodňovací ventil.

Parní kotle vířivého spalování jsou mimořádně kompaktní, protože zásadně vertikální. Jejich tepelná účinnost není horší než u bubnových. Steam lze vydat až do průměrného potenciálu včetně. Čas zahájení - cca. 5 minut. Nevýhody - složitost, vysoká cena a úplná energetická závislost: bez natlakování vzduchu do hořáku kotel vůbec nefunguje.

Provoz parního kotle

Pravidla pro používání parních kotlů nejsou napsána v článcích, ale ve svazcích regulačních dokumentů. A zanedbání některého z jejich bodů může vést k nehodě. A popáleniny přehřátou párou jsou mnohem nebezpečnější než klasické tepelné: na tělo a předměty čerpané párou se uvolňuje velké latentní teplo kondenzace a stupeň poškození je mnohem větší. V praxi, pokud parní popálenina těla zabírá více než 10-15 % jeho plochy, je medicína často bezmocná. Proto čtenáře jednoduše informujeme Starý bezpečnostní kód pro kotle a tlakové nádoby již neplatí. Je nutné se řídit federálním souborem dokumentů se silou zákona „Pravidla průmyslové bezpečnosti pro nebezpečná výrobní zařízení, která používají zařízení pracující pod nadměrným tlakem“, přijatá v roce 2003, zveřejněná v otevřených široce dostupných zdrojích v roce 2013, uvedená v platnost koncem roku 2014 a plně aktualizována (tedy s vyloučením aplikace předchozích Pravidel) v roce 2017. Nová Pravidla provozu parních kotlů si můžete prostudovat a stáhnout ve formátu .pdf k bezplatnému použití.

Poznámka: Průběh videonávodů na obsluhu běžných parních kotlů DVKR si můžete prohlédnout níže:

Video: série lekcí o parních kotlích DVKR

Poznámka pro kutily

Stavba kotle ve skutečnosti není pro dílnu v garáži. Svědomí inženýra však nedovoluje čtenářům bez rozdílu odrazovat od toho, aby to dělali: v tomto odvětví je příliš mnoho neorané pole působnosti. Například využití výkonových parních kotlů v každodenním životě. Schéma je například následující: solární koncentrátor ohřívá hydrodynamicky uzavřený kotel, z něhož pára pohání miniturbínu, která roztáčí elektrický generátor. Sluneční záření je stabilnější než vítr a v jižních oblastech dosahuje významné hodnoty. Životnost parních mechanismů více než 100 let není kuriozitou, ale solární baterie degraduje po 3-10 letech. Specialisté se s instalacemi tohoto typu potýkají již delší dobu, ale zatím to nemá smysl. A stejný Edison také řekl: „Každý ví, že to nelze. Existuje blázen, který to neví. On je ten, kdo dělá vynález."

Nespěchejte však s uchopením řezání, ohýbání, svařování. Za prvé, nezapomeňte: máte co do činění s výbušným zařízením. Parní kotle s nulovou výbušností neexistují a v zásadě ani být nemohou. Přidejte si proto do četby například další oblíbené materiály. odtud :( en.teplowiki.org/wiki/Steam_boiler). Spolu s obsahem této publikace vám pomohou porozumět odborné literatuře. Poté si pečlivě prostudujte výše uvedená Bezpečnostní pravidla.

Dále - pamatujte, že účinnost malého kotle je stejná jako velkého, nemůžete dosáhnout designu. Důvodem je v technice známý zákon čtvercové krychle. S zmenšováním velikosti kotle klesá objem chladiva a tepelná rezerva v něm o krychli lineárních rozměrů a plocha, která udává tepelné ztráty, o čtverec, tzn. pomalejší.

Konečně si plně uvědomujte, čeho chcete dosáhnout. Poté pečlivě promyslete návrh ve své mysli (nebo simulujte na počítači, pokud můžete). A teprve teď můžete začít experimentovat, viz např. video

Video: pokusy s domácím parním kotlem

Parní kotel je zařízení pro přeměnu vody na páru, používané jak v každodenním životě, tak v průmyslu. Pára se používá k vytápění místností, zařízení a potrubí a také k otáčení lopatkových strojů. Pojďme se dozvědět více o tom, co jsou parní kotle. Princip fungování, zařízení, klasifikace, rozsah a mnoho dalšího - to vše bude diskutováno níže.

Definice

Jak jste již pochopili, parní kotel je jednotka, která vyrábí páru. Kotle tohoto typu mohou zároveň vyrábět dva druhy páry: sytou a přehřátou. V prvním případě je jeho teplota asi 100 stupňů a tlak asi 100 kPa. Teplota přehřáté páry stoupá na 500 stupňů a tlak - až 26 MPa. Sytá pára se používá pro domácí účely, především pro vytápění soukromých domů. Přehřátá pára našla uplatnění v průmyslu a energetice. Dobře přenáší teplo, takže jeho použití značně zvyšuje efektivitu instalace.

Rozsah použití

Existují tři hlavní oblasti použití parních kotlů:

  1. Topné systémy. Pára funguje jako nosič energie.
  2. Energie. Průmyslové parní stroje, nebo, jak se jim také říká, parní generátory, se používají k výrobě elektrické energie.
  3. Průmysl. Pára v průmyslu se používá nejen k ohřevu „košile“ přístrojů a potrubí, ale také k přeměně tepelné energie na mechanickou a pohybu vozidel.

Parní kotle pro domácnost slouží k vytápění bytů. Jednoduše řečeno, jejich úkolem je ohřívat vodu a pohybovat párou potrubím. Takový systém je často vybaven stacionární pecí nebo kotlem. Domácí spotřebiče obvykle produkují nasycenou, nikoli přehřátou páru, což je dostačující k vyřešení úkolů, které jim byly přiděleny.

V průmyslu se pára přehřívá - po odpaření se dále zahřívá, aby se dále zvýšila teplota. Taková zařízení podléhají zvláštním požadavkům na kvalitu, protože při přehřátí páry hrozí nebezpečí výbuchu nádoby. Přehřátá pára získaná z kotle může být použita k výrobě elektřiny nebo mechanickému pohybu.

Elektrický proud pomocí páry vzniká následovně. Pára se odpařováním dostává do turbíny, kde vlivem hustého proudění roztáčí hřídel. Tepelná energie se tak přeměňuje na mechanickou energii a ta se zase přeměňuje na elektrickou energii. Takto fungují turbíny elektráren.

Rotace hřídele, ke které dochází při odpařování velkého množství přehřáté páry, může být přenášena přímo na motor a kola. Takto se dá do pohybu parní doprava. Jako oblíbené příklady práce Parní motor můžete si přivézt parogenerátor parní lokomotivy nebo lodní parní kotel. Princip fungování druhého je poměrně jednoduchý: při spalování uhlí vzniká teplo, které ohřívá vodu a tvoří páru. No a pára zase roztáčí kola, nebo v případě lodi šrouby.

Podívejme se podrobněji na to, jak takové kotle fungují. Zdrojem tepla potřebného pro ohřev vody může být jakýkoli druh energie: elektrická, solární, geotermální, teplo ze spalování plynu nebo tuhého paliva. Pára vznikající při ohřevu vody je nosičem tepla, tedy předává Termální energie z místa vytápění do místa použití.

Navzdory rozmanitosti provedení se základní struktura a princip fungování parních kotlů neliší. Obecné schéma ohřevu vody s její následnou přeměnou na páru vypadá takto:

  1. Čištění vody na filtrech a její přívod do nádrže k ohřevu pomocí čerpadla. Nádrž je obvykle umístěna v horní části rostliny.
  2. Z nádrže potrubím voda vstupuje do kolektoru, který se nachází níže.
  3. Voda opět stoupá, jen nyní ne potrubím, ale topnou zónou.
  4. V topné zóně vzniká pára. Vlivem rozdílu tlaků mezi kapalnou a plynnou látkou bude stoupat.
  5. Nahoře prochází ohřátá pára separátorem, kde se nakonec oddělí od vody. Zbytek kapaliny se vrací do nádrže a pára jde do parního potrubí.
  6. Pokud se nejedná o běžný kotel, ale o parní generátor, jsou jeho potrubí dodatečně ohřívána. Způsoby jejich ohřevu budou diskutovány níže.

přístroj

Parní kotle jsou nádobou, ve které se ohřívá voda a tvoří páru. Obvykle jsou vyrobeny ve formě trubek různých velikostí. Kromě vodovodního potrubí má kotel vždy spalovací komoru paliva (pec). Jeho konstrukce se může lišit v závislosti na typu použitého paliva. Pokud se jedná o palivové dřevo nebo černé uhlí, pak je ve spodní části topeniště instalován rošt, na který je položeno palivo. Ze spodní části roštu vstupuje vzduch do spalovací komory. A v horní části pece je vybaven komín, který je nezbytný pro efektivní trakci - cirkulaci vzduchu a spalování paliva.

Princip fungování parních kotlů na tuhá paliva se poněkud liší od zařízení, ve kterých se jako nosič tepla používá kapalný nebo plynný materiál. Ve druhém případě je spalovací komora vybavena hořákem, který funguje jako hořáky domácího plynového sporáku. Pro cirkulaci vzduchu se dále používá rošt a komín, protože bez ohledu na druh paliva je vzduch nejdůležitější podmínkou spalování.

Získává se spalováním paliva, stoupá do nádoby s vodou. Své teplo odevzdává vodě a vystupuje komínem do atmosféry. Když se voda zahřeje na bod varu, začne se odpařovat. Stojí za zmínku, že voda se odpařuje dříve, ale ne v takovém množství a ne s takovou teplotou páry. Odpařená pára se sama dostává do potrubí. Přirozeně tak dochází k cirkulaci páry a změně stavu agregace vody. Princip fungování parního kotle s přirozenou cirkulací zahrnuje minimální zásahy člověka. Obsluha musí pouze zajistit stabilní ohřev vody a řídit proces pomocí speciálních zařízení.

V případě ohřevu vody je to jednodušší. Ohřívá se pomocí topných prvků, jako jsou topné prvky, nebo působí jako vodič a ohřívá se podle Joule-Lenzova zákona.

Klasifikace

Parní kotle, jejichž princip fungování dnes zvažujeme, lze klasifikovat podle několika parametrů.

Podle typu paliva:

  1. Uhlí.
  2. Plyn.
  3. Olej.
  4. Elektrický.

Po domluvě:

  1. Domácnost.
  2. Energie.
  3. Průmyslový.
  4. Využití.

Podle návrhu:

  1. Plynové potrubí.
  2. Vodní dýmka.

Jaký je rozdíl mezi plynovými a vodními trubkovými parními kotli

Princip činnosti kotlů je založen na ohřevu nádoby s vodou. Nádoba, ve které voda přechází do stavu páry, je zpravidla trubka nebo několik trubek. Spotřebiče, ve kterých palivo ohřívá potrubí stoupající vzhůru, se nazývají plynové kotle.

Existuje však další možnost - když se pohybuje potrubím umístěným uvnitř nádoby s vodou. V tomto případě se vodní nádrže nazývají bubny a samotný kotel se nazývá vodní trubkový kotel. V každodenním životě se mu také říká žáruvzdorný kotel. Podle umístění vodních bubnů se kotle tohoto typu dělí na: horizontální, vertikální a radiální. Existují také modely, ve kterých jsou implementovány různé směry potrubí.

Zařízení a princip činnosti žárotrubného parního kotle se poněkud liší od plynového. Za prvé se jedná o velikost vodního a parního potrubí. Vodotrubné kotle mají menší potrubí než plynové. Za druhé, existují rozdíly v síle. Plynový trubkový kotel dává tlak maximálně 1 MPa a má tepelný výkon až 360 kW. Důvodem jsou velké trubky. Aby se v trubkách vytvořil dostatek páry a tlaku, musí být jejich stěny tlusté. V důsledku toho je cena takových kotlů příliš vysoká. silnější. Díky tenkým stěnám trubek se pára lépe zahřívá. A za třetí jsou bezpečnější vodní trubkové kotle. Oni produkují vysoká teplota a nebojí se výrazného přetížení.

Doplňkové prvky kotlů

Princip fungování parního kotle je poměrně jednoduchý, jeho konstrukce se však skládá z poměrně velkého počtu prvků. Kromě spalovací komory a potrubí pro cirkulaci vody / páry jsou kotle vybaveny zařízeními pro zvýšení jejich účinnosti (zvýšení teploty, tlaku a množství páry). Mezi taková zařízení patří:

  1. Přehřívák. Slouží ke zvýšení teploty páry nad 100 stupňů. Přehřátí páry zvyšuje účinnost zařízení a jeho účinnost. Přehřátá pára může dosáhnout teploty 500 stupňů Celsia. Takto vysoké teploty se vyskytují v parní elektrárny jaderné elektrárny. Podstatou přehřívání je, že po odpaření se pára proudící potrubím znovu ohřeje. K tomu může být zařízení vybaveno přídavnou spalovací komorou nebo jednoduchým potrubím, které před uvedením páry do určeného použití několikrát prochází hlavní pecí. Přehříváky jsou sálavé a konvekční. Ti první pracují 2-3krát efektivněji.
  2. Oddělovač. Slouží k "odvodu" páry - jejímu oddělení od vody. To vám umožní zvýšit efektivitu instalace.
  3. Parní akumulátor. Toto zařízení je navrženo tak, aby udržovalo konstantní úroveň výstupu páry z instalace. Když je páry málo, přidá ji do systému a naopak odebere v případě přebytku.
  4. Zařízení na přípravu vody. Aby zařízení fungovalo déle, musí do něj vstupující voda splňovat specifické požadavky. Toto zařízení snižuje množství kyslíku a minerálů ve vodě. Tato jednoduchá opatření pomáhají předcházet korozi potrubí a tvorbě vodního kamene na jejich stěnách. Rez a vodní kámen nejen snižují účinnost zařízení, ale také jej rychle činí nepoužitelným, zejména v případě aktivního používání.

Ovládací zařízení

Kromě toho je kotel vybaven pomocnými zařízeními pro monitorování a ovládání. Například indikátor limitu vody hlídá udržování konstantní hladiny kapaliny v bubnu. Princip činnosti detektoru hladiny parního kotle je založen na změně hmotnosti speciálních nákladů při jejich přechodu z kapalné fáze do plynné fáze a naopak. V případě odchylky od normy se podřídí zvukový signál informovat zaměstnance společnosti.

Pro polohovou regulaci hladiny vody slouží i hladinoměrný sloupek parního kotle. Princip činnosti zařízení je založen na elektrické vodivosti vody. Kolona je trubka vybavená čtyřmi elektrodami, které kontrolují hladinu vody. Pokud vodní sloupec dosáhne spodní značky, je připojeno podávací čerpadlo, pokud horní, zastaví se zásobování kotle vodou.

Dalším jednoduchým zařízením pro měření hladiny vody v parním kotli je vodoměrka zabudovaná v těle přístroje. Princip činnosti vodoměrky parního kotle je jednoduchý - je určen pro vizuální kontrolu hladiny vody.

Kromě hladiny kapaliny se v systému měří teplota a tlak pomocí teploměrů, respektive tlakoměrů. To vše je nutné pro normální fungování kotle a zamezit možnosti vzniku havarijních situací.

Parní generátory

Již jsme uvažovali o principu fungování parního kotle, nyní se krátce seznámíme s vlastnostmi parních generátorů - nejvýkonnějších kotlů vybavených přídavnými zařízeními. Jak jste již pochopili, hlavní rozdíl mezi parním generátorem a kotlem spočívá v tom, že jeho konstrukce obsahuje jeden nebo více mezipřehříváků, což umožňuje dosáhnout nejvyšší teploty páry. V jaderných elektrárnách díky velmi horké páře přeměňují energii rozpadu atomu na elektrickou energii.

Existují dva hlavní způsoby, jak ohřát vodu a převést ji do plynného stavu v reaktoru:

  1. Voda omývá nádobu reaktoru. V tomto případě se reaktor ochladí a voda se ohřeje. Pára se tak vyrábí v samostatném okruhu. V tomto případě parní generátor funguje jako výměník tepla.
  2. Uvnitř reaktoru prochází potrubí s vodou. V této variantě je reaktor spalovací komorou, ze které je pára přiváděna přímo do elektrického generátoru. Tato konstrukce se nazývá varný reaktor. Vše zde funguje bez parního generátoru.

Závěr

Dnes jsme se setkali s tak užitečným zařízením, jako je parní kotel. Zařízení a princip fungování tohoto zařízení jsou poměrně jednoduché a založené na banálních fyzikální vlastnosti voda. Přesto parní kotle velmi usnadňují lidský život. Zahřívají budovy a pomáhají vyrábět elektřinu.

Kotle nebo parní stroje jsou uzavřená zařízení na výrobu páry, tlakové nad atmosférou, z vody nebo jiné kapaliny, působením hořícího paliva. Parní kotle musí být vyrobeny z materiálu, který je hustý, nepropustný pro páru a dostatečně pevný, aby bezpečně vydržel tlak páry. Nejlepší materiály pro výrobu kotlů jsou železné plechy, měkká ocel a červená měď.

Litina, ze které byly původně všechny kotle vyrobeny, se dnes používá jen zřídka, protože materiál na kotle je velmi nespolehlivý. Při odběru páry z kotle musí být ztráta páry kompenzována párou nově vznikající v kotli; jinak tlak páry v kotli velmi rychle klesne. Proto musí být rozměry kotle a spalovací komory dobře přizpůsobeny množství páry požadované z kotle.

V praktickém životě je zvykem posuzovat sílu nebo parní výkon kotle podle síly parního stroje napájeného párou z kotle; proto parní výkon kotle, t. j. vážené množství páry dodané kotlem za hodinu, je určeno počtem jím vyprodukovaných koní P. (viz P. stroje), za předpokladu, že 15 kg (36 2/ 3 ruské fn.) je zapotřebí pro každého P. koně .) pár za hodinu.

Podle toho, co bylo řečeno, musí být kotel o výkonu 60 hp schopen dodat 60 x 15 = 900 kg páry za hodinu. Teplo ze spalování paliva proniká do vody stěnami kotle; čím větší je topná plocha, tedy plocha stěn kotle, která je zevnitř pokryta vodou a zvenčí ohřívána ohněm nebo horkými plyny ze spalování paliva, tím větší část tepla hořlavý materiál se převede do vody, aby se přeměnil na páru a menší část marně odlétá do komína; ale s nárůstem topné plochy se zvyšuje i hmotnost a cena kotle; ekonomicky nejvýhodnější je tedy kotel, u kterého budou náklady na spotřebované palivo za rok sečtené s úroky ze splácení kapitálu vynaloženého na kotel s celým souborem zařízení (pec, komín atd.). nejmenší.

U továrních nebo továrních kotlů, od kterých je vyžadována velká kapacita páry, se obvykle dostává do popředí úspora paliva, v důsledku čehož se u takových kotlů snaží co nejvíce zvětšit topnou plochu, aniž by věnovali velkou pozornost nákladům. kotlů.

A teplovodní kotle

V případě nedodržení termíny certifikace a pravidla technický provoz jsou možné výbuchy a nehody.
Pravidla pro provoz kotlů stanoví ruský Gosgortekhnadzor. Od 1. června 1986 je v platnosti OST 46.3.2.199 - 85. V souladu s těmito pravidly a teplovodní kotle předpokládá se instalace v samostatné protipožární budově nebo v místnostech sousedících s průmyslovými objekty, ale oddělené od nich pevnou ohnivzdornou stěnou. Uvnitř průmyslové prostory instalace průtočných kotlů je povolena za předpokladu:

(t - 100) V< 100

kde t je teplota syté páry při provozním tlaku, °C; V je objem vody v bojleru, m3.
V průmyslových budovách sousedících s obytnými prostory, ale oddělených od nich hlavní stěnou, je povoleno instalovat kotle, ve kterých:

(t - 100) V< 5

Prostory, ve kterých jsou instalovány parní a horkovodní kotle, musí zároveň splňovat požadavky požárního a konstrukčního řešení. průmyslové podniky a obydlené oblasti (SanPiN 11-2-80), Hygienické normy projektování průmyslových podniků (SN-245 - 71) a Pravidla pro projektování a bezpečnost provozu parních a horkovodních kotlů.
Kotle instalované uvnitř musí být ve vzdálenosti 3 m od stěny při provozu na tuhá paliva a 2 m při provozu na kapalné palivo nebo plyn. Šířka průchodu mezi kotli je povolena minimálně 1 m.
Podlaha v kotelně musí být betonová. V kotelně o ploše 200 m2 by měla být jedna Vstupní dveře a o ploše více než 200 m2 - dvoje dveře. Dveře se musí otevírat směrem ven a nesmí být zamykané zevnitř. Kotelna musí být větraná, ovládací zařízení musí mít individuální osvětlení.
Správa hospodářství je povinna učinit opatření k proškolení kvalifikovaných topičů (školení ve speciálních kurzech) J Každých 12 měsíců, jakož i při přechodu topiče z jednoho podniku do druhého nebo při přechodu do provozu kotlů jiných typů, by jeho znalosti měly být testován.
Topič musí pečlivě sledovat odečet na tlakoměru a v případě zvýšení tlaku v kotli okamžitě zasáhnout. Při servisu teplovodních kotlů je povinen dodržovat údaj teploměru a nedovolit regulaci spalovacího procesu v topeništi teplotu vody nad 95 °C. Za účelem kontroly vodního indikačního zařízení musí hasič 2 ... 3 krát za směnu profouknout vodovodní potrubí, otevřít horní a spodní kohoutky a také násilným zvednutím pojistných ventilů a ujistit se, že jsou v dobrý stav. Zvláštní pozornost věnujte hladině vody v bojleru.
V případě mimořádné události neprodleně informovat správu a přijmout opatření k přerušení provozu kotle.
V poslední době se stále více používají kotle na kapalná paliva nebo plyn. V zařízení pro přívod kapalného paliva může dojít k jeho úniku z trysky, v důsledku čehož se palivo hromadí v topeništi, částečně se odpařuje a při zapálení topeniště kotle může explodovat.
Je nutné důsledně dodržovat bezpečnostní předpisy pro přívod plynu do kotlů. V takových instalacích je nutné pečlivě sledovat provozuschopnost ventilů a kohoutků. Pokud dojde k poruše uzavíracího zařízení, může se v peci a komínu hromadit plyn a ve spojení se vzdušným kyslíkem vytvořit výbušnou směs.
Při zapalování topeniště kotle nejprve zkontrolujte topeniště a poté k hořáku přiveďte hořák (pilotní hořák) a poté teprve otevřete uzávěr v plynovodu. Nedodržení těchto pravidel nevyhnutelně povede k explozi.
Každý parní kotel je vybaven manometrem, který komunikuje s parním prostorem kotle, a pro regulaci vody - jedním vodním indikačním zařízením a dvěma zkušebními ventily pára-voda: jeden v parním prostoru, druhý ve vodním prostoru kotle. kotel. Parní kotle značky KB jsou vybaveny dvěma nákladními pojistnými ventily, z nichž jeden je regulační. Pojistné ventily jsou nastaveny tak, aby při překročení provozního tlaku o více než 9,8 kPa u kotlů došlo k vypuštění přebytečné páry nízký tlak; 19,6 kPa (regulační ventil) a 30 kPa (pracovní ventil) pro kotle s provozním tlakem do 1,3 MPa.
Nízkotlaký parní kotel D-721A je vybaven manometrem páry, ukazatelem vody, dvěma zkušebními kohouty, dvěma pojistné ventily a výfukové potrubí, uzavírací, proplachovací a další armatury. Hladina vody v kotli se mění automaticky pomocí regulátoru hladiny, který zapíná a vypíná podávací čerpadlo. Kotel je dále vybaven hladinovou pojistkou, která v případě havarijního poklesu hladiny přeruší přívod paliva do trysky. V případě náhlého výpadku plamene trysky je přívod paliva do topeniště okamžitě zastaven spínačem ochrany hoření.
Pro napájení parních kotlů by měla být instalována alespoň dvě napájecí čerpadla, přičemž každé čerpadlo zásobuje alespoň 120 % jmenovité potřeby všech současně pracujících kotlů.
V kotelně musí být na nápadném místě vyvěšen bezpečnostní pokyn pro obsluhu kotlů.
Na každém kotli nebo potrubí horká voda mezi kotlem a uzamykacím zařízením je instalován tlakoměr a na potrubí pro přívod a odvod vody jsou instalovány teploměry.
Na farmách hospodářských zvířat se nejvíce používají automatické elektrické ohřívače VET-200 a VEP-600. Příčiny úrazů při provozu těchto ohřívačů vody jsou jejich nesprávná obsluha, nesprávná instalace, nedodržování bezpečnostních předpisů, nečinnost zařízení.
Zabezpečení práce s elektrické ohřívače vody je zajištěna provozuschopností tepelného relé s rtuťovým spínačem, bezpečnostním a zpětné ventily a teploměr; integrita vícekanálových izolátorů vyrobených z mastku-šamotu; spolehlivost uzavíracího ventilu a vypouštěcího kohoutu; uzemnění tělesa ohřívače vody a krytu spouštěcích zařízení; uzavření kabelu (nebo drátu) spojujícího startér s topnými tělesy uvnitř místnosti, v kovová trubka o průměru 1"; s použitím spínačů a pojistek pouze uzavřeného typu.
Aby se zabránilo odstranění elektrického potenciálu z ohřívače vody, je nutné mezi vodní dýmka a vstupní trubku, stejně jako mezi výstupní trubku ohřívače vody a spotřebiče, nainstalujte pryžovou trubku o délce nejméně 1 m.
Provoz domácích ohřívačů vody je přísně zakázán.
předchozí další

Jaký parní kotel vybrat?

Vysokotlaký parní kotel Viessmann Vitomax 200-HS s ekonomizérem

Parní kotel Viessmann Vitomax 200-HS kompletní s ekonomizérem (výměník spaliny/voda) – efektivní řešeníúkoly zajistit zařízení vysokotlakou párou.

Použití ekonomizéru umožňuje zvýšit efektivitu až o 95 %. Požadovaný model výměníku je možné vybrat až po obdržení podrobných údajů o projektovaném inženýrském systému. Poté bude možné stanovit provozní a konstrukční parametry ekonomizéru.

Zastavme se trochu více u principu činnosti výměníku tepla instalovaného v parogenerátoru.

Hlavním úkolem ekonomizéru v parním kotli je zvýšení teploty napájecí vody podle tzv. „suché technologie“ (bez kondenzace par). K tomu jsou výfukové plyny ochlazovány při teplotách nad rosným bodem. Tento proces vyžaduje neustálé sledování teploty spalin, aby je bylo možné v případě potřeby poslat do komína s obtokem ekonomizéru.

Předpokladem pro provoz parního kotle se spalinovým výměníkem je plynulá regulace hladiny vody.

Při dodržení všech provozních pravidel je nárůst účinnosti 4,5-5%. Tím se výrazně zkrátí doba návratnosti topné zařízení a snížit náklady na palivo.

Součástí dodávky vyvíječe páry s ekonomizérem je potrubí napájecí vody s tepelnou izolací a plynový kryt pro montáž na místě.
Více informací o parogenerátoru Vitomax 200-HS

Produktivita 0,5 - 25 t / h;
Používá kapalná a plynná paliva;
Kotel s velkou vodní náplní;
Tepelné ztráty jsou minimalizovány instalací kruhové tepelné izolace.

Parní kotle Vitomax 200-HS se dodávají s namontovanou průchozí deskou. To značně zjednodušuje instalaci a další Údržba parní kotel. Na přání zákazníka lze instalovat kotlovou plošinu a žebřík.

Správná obsluha a údržba parního kotle

Účelem údržby kotle je vyrábět páru včas, bezpečně a rentabilně (z hlediska úspory paliva a úspory kotle na delší životnost). Pro bezpečnost proti výbuchu a ochranu kotle před předčasným poškozením je nutné nejen zabránit nadměrnému zvýšení tlaku páry v kotli a udržovat hladinu vody v odpovídající výšce, ale také neustále sledovat dobrý stav kotle. stěny, protože tyto stěny, stejně jako nýtové švy a hlavy nýtů, zatímco pod vlivem ohně a škodlivé nečistoty obsažené ve vodě a palivu podléhají různým druhům koroze uvnitř i vně kotle; navíc by nemělo být povoleno příliš silné nebo příliš rychlé zahřívání a chlazení kotle; zejména místní, které její síle velmi škodí.

Pro rentabilní výrobu páry je nutné neustále pečovat o možné úplné a dokonalé spálení paliva, přivádět do topeniště množství vzduchu potřebného ke spalování a řádně jej promíchat s palivem; k tomu je nutné procházet vzduchem zespodu, přes vrstvu paliva, a ne nad ní; kromě toho je nutné poměrně často čistit rošt, kterým proudí vzduch od strusky a popela, který jej ucpává, včas a obratně vhazovat palivo do topeniště a dbát na rovnoměrné rozložení paliva po celé ploše \u200b\ u200b rošt; při nalévání paliva a smekání (čištění roštu) by mělo být možné co nejrychleji zavřít dvířka topeniště, aby se eliminoval nadměrný příliv studeného vzduchu nad vrstvu paliva, protože stěny kotle jsou silně ochlazovány; dále musí odstraňovat překážky pohybu plynů v komínech, čistit komíny od usazenin popela a sazí na stěnách a dovedně kontrolovat tah v komíně správným zvednutím nebo spouštěním klapky (ventilu) v frézách; je také nutné očistit stěny kotle od vodního kamene nebo kotlového kamene, který na nich pevně ulpívá, usazený v důsledku odpařování z vody různých solí v ní rozpuštěných, zejména solí vápenatých a hořečnatých.

Vodní kámen je velmi špatným vodičem tepla a proto značně brání proudění tepla do vody stěnami kotle; vodní kámen nejen snižuje užitný účinek kotle, ale často způsobuje zahřívání jeho stěn, což způsobuje vyboulení (průduchy) až praskliny v nich (podrobněji viz Vodní kámen). Vliv topiče na užitečný provoz kotle dostatečně potvrzují výsledky soutěží či soutěží pro topiče konaných v zahraničí a v Petrohradě.

Belgická společnost vlastníků kotlů na základě výsledků soutěží zavedla systém školení topičů přímo na místě pomocí zkušeného kočičího kočíka (řidič-instruktor Lehrheizer) vyslaného do továren; porovnání jeho práce s prací topičů před tréninkem – často zjištěna úspora až 25 % spotřeby paliva. Na soutěžích topičů, kterých se obvykle účastní lidé zkušení ve svém oboru, se také ukázalo, že jejich chyby „mají tím menší vliv na výsledky práce, tím lepší je kotelní systém, tedy tím větší účinnost dává “ (Depp, “ Výsledky soutěží topičů).

VI. Výbuchy kotlů. Výbuchem se obvykle rozumí náhlá a dosti výrazná destrukce celého kotle nebo některé jeho části; přesná znalost tohoto termínu však dosud nebyla stanovena. Výbuchy jsou často doprovázeny smrtí lidí a zničením kotelny, někdy i sousedních budov. Kotle s vysokým obsahem vody jsou zvláště destruktivní při výbuchu.

Vznik významné trhliny v nich sice způsobuje pokles tlaku par, ale také způsobuje téměř náhlé uvolnění velmi významného množství páry z vody v důsledku přebytečného tepla v ní, což odpovídá rozdílu teplot varu pro předchozí a nové, snížený tlak par. Každý krychlový metr vody při poklesu tlaku o jednu atmosféru dodá počet krychlových metrů páry uvedený v přiložené tabulce (tabulka je vypočtena podle Zeinera; požadovaný objem je z = (qo - q) / r ∙ (u + σ) / σ, kde σ = 0,001, adiabatický výpočet: z = (τo - τ)T/r ∙ (u + σ)/σ, dává stejné výsledky).

V kotlích válcových, jednoduchých a s vnitřním (plamenným) potrubím připadá na každý běžný metr délky kotle přibližně od 0,5 do 2 metrů krychlových. m vody; a délka dosahuje 7 - 10 i více m. Z toho je vidět, jak velký může být objem páry uvolněné z vody při poklesu tlaku o jednu atmosféru; pro kotel o objemu 10 metrů krychlových. m vody, objem vypouštěné páry bude 52 metrů krychlových. m (asi 5 1/3 cu. sazí) při 5 atmosfér a 228 cu. m (asi 23,5 metrů krychlových) při dvou atmosférách tlaku v kotli podle tlakoměru. Vysoký obsah vody je však a ze stejného důvodu velkou výhodou při správném provozu kotle. Velká zásoba vody slouží jako výborný regulátor tepla zabraňující rychlým a výrazným výkyvům tlaku páry a nerovnoměrné produkci i při velmi proměnlivé spotřebě páry.

Při náhlém zvýšení průtoku se chybějící pára okamžitě uvolní z vody a při poklesu nebo zastavení průtoku jde většina tepla ohně k ohřevu vody, aniž by se výrazně a rychle zvýšil tlak páry v kotli. . Ale když se v prvé řadě požaduje, aby kotel co nejrychleji ředil páry, jako například z kotlů požárních čerpadel (čerpadla), pak je nutné odkázat na typy kotlů s velmi nízkým obsahem vody v nich . Příčiny výbuchů mohou být velmi různorodé. Nyní je vrhá jasné světlo práce vládních inženýrů a mnoha zahraničních společností pro dozor nad kotli, z nichž první vznikla v Anglii v roce 1855 z iniciativy Fairbairna pod názvem: „Manchester Steam Users Society“ (Manchester Steam Users sdružení).

Neustálé vyšetřování příčin výbuchů ze strany vlád a výše zmíněných společností s naprostou jistotou zjistilo, že naprostá většina výbuchů je způsobena jednou nebo více z následujících příčin: špatná konstrukce kotle, jeho nadměrné opotřebení a špatné údržbu kotle.

Špatné zařízení spočívá: v křehkosti kotlových plechů kvůli nedostatečné tloušťce nebo kvůli špatnému materiálu; ve špatném nýtování kotlíku a vůbec nešikovné kotelní práci při výrobě kotlíku; při absenci správných upevňovacích prvků; ve špatném uspořádání dílů; v nedostatku zařízení pro zásobování kotle vodou atd. K nadměrnému opotřebení může dojít buď z příliš dlouhé životnosti kotle, nebo z neprovedení včasné opravy (opravy) kotle, v případech např. poškození jeho stěn korozí a jinými příčinami.

Špatná údržba spočívá v umožnění: nadměrného zvýšení tlaku páry, nadměrného snižování hladiny vody, výrazné tvorby vodního kamene; v nedostatečném dohledu na dobrý stav stěn kotle a komínů apod.

Předpoklady o možnosti výbuchů v důsledku tvorby výbušné směsi uvnitř kotle v důsledku disociace vody, tj. jejího rozkladu na její složky: vodík a kyslík, nebo z jeho náhodného sféroidního stavu nebo nakonec v důsledku přehřátí vody , jsou vysoce pochybné a nepravděpodobné. Vznik výbušné směsi v komínech občas způsobil výbuch, ale i požár v kotelně.

vysokotlaký parní kotel

Parní kotel je zařízení, které se používá v každodenním životě a průmyslu. Je určen k přeměně vody na páru. Výsledná pára se následně používá k ohřevu skříně nebo otáčení lopatkových strojů. Co jsou to parní stroje a kde jsou nejvíce žádané?

Parní kotel je stroj na výrobu páry. V tomto případě může zařízení produkovat 2 druhy páry: sytou a přehřátou. Sytá pára má teplotu 100ºC a tlak 100 kPa. Přehřátá pára se vyznačuje vysokou teplotou (až 500ºC) a vysokým tlakem (více než 26 MPa).

Poznámka: Nasycená pára se používá při vytápění soukromých domů, přehřátá - v průmyslu a energetice. Lépe předává teplo, takže použití přehřáté páry zvyšuje účinnost zařízení.

Kde se používají parní kotle?

  1. V topení- pára je nosič energie.
  2. V energetice se k výrobě elektřiny používají průmyslové parní stroje (parogenerátory).
  3. V průmyslu lze přehřátou páru použít k přeměně na mechanický pohyb a pohyb vozidel.

Parní kotle: rozsah

Parní spotřebiče pro domácnost se používají jako zdroj tepla pro vytápění domácností. Ohřívají nádobu s vodou a ženou vznikající páru do topných trubek. Často je takový systém vybaven stacionární uhelnou pecí nebo kotlem. Domácí spotřebiče pro vytápění párou produkují zpravidla pouze nasycenou, nepřehřátou páru.

Pro průmyslové aplikace pára je přehřátá. Po odpaření se pokračuje v zahřívání, aby se dále zvýšila teplota. Takové instalace vyžadují vysoce kvalitní provedení, aby se zabránilo explozi parní nádrže.

Přehřátou páru z kotle lze využít k výrobě elektřiny nebo mechanickému pohybu. jak se to stane? Po odpaření pára vstupuje do parní turbíny. Zde proud páry otáčí hřídelí. Tato rotace se dále zpracovává na elektřinu. Tak se získává elektrická energie v turbínách elektráren – při otáčení hřídele lopatkových strojů vzniká elektrický proud.

Kromě generování elektrického proudu lze otáčení hřídele přenášet přímo na motor a na kola. V důsledku toho se doprava páry dává do pohybu. Známým příkladem parního stroje je parní lokomotiva. V něm se při spalování uhlí ohřívala voda, tvořila se sytá pára, která roztáčela hřídel motoru a kola.

Princip činnosti parního kotle

Zdrojem tepla pro ohřev vody v parním kotli může být jakýkoli druh energie: solární, geotermální, elektrické, spalovací teplo tuhé palivo nebo plyn. Vzniklá pára je chladivo, předává spalné teplo paliva na místo jeho aplikace.

V různých provedeních parních kotlů, obecné schéma ohřívání vody a její přeměna na páru:

  • Voda se čistí a přivádí do nádrže pomocí elektrického čerpadla. Zásobník je zpravidla umístěn v horní části kotle.
  • Z nádrže voda stéká potrubím do kolektoru.
  • Z kolektoru voda opět stoupá vzhůru topnou zónou (spalování paliva).
  • Uvnitř vodního potrubí se tvoří pára, která vlivem tlakového rozdílu mezi kapalinou a plynem stoupá vzhůru.
  • Nahoře pára prochází separátorem. Zde se odděluje od vody, jejíž zbytky se vrací zpět do nádrže. Pára pak vstupuje do parního potrubí.
  • Pokud se nejedná o jednoduchý parní kotel, ale o parní generátor, pak jeho trubky opět procházejí spalovací a topnou zónou.

Zařízení parního kotle

Parní kotel je nádoba, uvnitř které se ohřátá voda odpařuje a tvoří páru. Zpravidla se jedná o potrubí různých velikostí.

Kromě potrubí s vodou mají kotle spalovací komoru (v ní hoří palivo). Provedení topeniště je dáno druhem paliva, pro které je kotel konstruován. Pokud je to černé uhlí, palivové dříví, tak na dně spalovací komory je rošt. Má uhlí a dříví. Zespodu prochází vzduch přes rošt do spalovací komory. Pro účinnou trakci (pohyb vzduchu a spalování paliva) jsou topeniště uspořádána nahoře.


Pokud je nosič energie kapalný nebo plynný (topný olej, plyn), je do spalovací komory zaveden hořák. Pro pohyb vzduchu vytvářejí také vstup a výstup (rošt a komín).

Horký plyn ze spalování paliva stoupá do nádoby s vodou. Ohřívá vodu a vystupuje komínem. Voda zahřátá na bod varu se začne odpařovat. Pára stoupá a vstupuje do potrubí. V systému tedy dochází k přirozené cirkulaci páry.

Klasifikace parních kotlů

Parní kotle jsou klasifikovány podle několika kritérií. Podle typu paliva, na kterém pracují:

  • plyn;
  • uhlí;
  • topný olej;
  • elektrický.

Podle účelu:

  • Domácnost;
  • průmyslový;
  • energie;
  • recyklace.

Podle konstrukčních vlastností:

  • plynové potrubí;
  • vodní dýmka.

Podívejme se na rozdíl mezi konstrukcí plynových a vodotrubných strojů.

Plynové a vodní trubkové kotle: rozdíly

Nádoba na výrobu páry je často trubka nebo několik trubek. Voda v potrubí je ohřívána horkými plyny vznikajícími při spalování paliva. Zařízení, ve kterých plyny stoupají do potrubí s vodou, se nazývají plynové trubkové kotle. Schéma jednotky plynové trubky je znázorněno na obrázku.


Schéma plynového kotle: 1 - přívod paliva a vody, 2 - spalovací komora, 3 a 4 - topeniště s horkým plynem, který jde dále komínem (pozice 13 a 14 - komín), 5 - rošt mezi trubkami, 6 - vstup vody , výstup je označen číslem 11 - jeho výstup, navíc je zde zařízení pro měření množství vody na výstupu (označeno číslem 12), 7 - výstup páry, zóna jejího útvar je označen číslem 10, 8 - odlučovač páry, 9 - vnější povrch nádrže, ve které cirkuluje voda.

Existují i ​​jiné konstrukce, ve kterých se plyn pohybuje potrubím uvnitř nádoby s vodou. V takových zařízeních se vodní nádrže nazývají bubny a samotná zařízení se nazývají vodní trubkové parní kotle. Podle umístění bubnů s vodou se vodní trubkové kotle dělí na horizontální, vertikální, radiální a také na kombinace různých směrů potrubí. Schéma pohybu vody vodotrubným kotlem je na obrázku.


Schéma vodního trubkového kotle: 1 - přívod paliva, 2 - pec, 3 - potrubí pro pohyb vody; směr jeho pohybu je označen čísly 5,6 a 7, místo vstupu vody je 13, místo výstupu vody je 11 a místo odtoku je 12, 4 je zóna, kde se voda začíná otáčet do páry, 19 je zóna, kde je pára i voda, 18 - parní zóna, 8 - přepážky usměrňující pohyb vody, 9 - komín a 10 - komín, 14 - výstup páry přes separátor 15, 16 - vnější povrch vodní nádrže (buben).

Plynové a vodní trubkové kotle: srovnání

Pro srovnání plynových a vodních trubkových kotlů uvádíme několik faktů:

  1. Velikost potrubí pro vodu a páru: u plynových trubkových kotlů jsou trubky větší, u vodotrubných kotlů menší.
  2. Výkon plynového trubkového kotle je omezen tlakem 1 MPa a tepelným výkonem do 360 kW. Je to spojeno s velká velikost potrubí. Mohou vytvářet značné množství páry a vysoký tlak. Zvýšení tlaku a množství generovaného tepla vyžaduje výrazné zesílení stěn. Cena takového kotle s tlustými stěnami bude nepřiměřeně vysoká, ekonomicky nerentabilní.
  3. Výkon vodotrubného kotle je vyšší než u plynového. Zde se používají trubky malého průměru. Proto může být tlak a teplota páry vyšší než u plynových jednotek.

Poznámka: Vodotrubné kotle jsou bezpečnější, výkonnější, produkují vysoké teploty a umožňují značné přetížení. To jim dává výhodu oproti jednotkám s plynovými trubicemi.

Další prvky jednotky

Konstrukce parního kotle může zahrnovat nejen spalovací komoru a potrubí (bubny) pro cirkulaci vody a páry. Dále se používají zařízení, která zvyšují účinnost systému (zvyšují teplotu páry, její tlak, množství):

  1. Přehřívač - zvyšuje teplotu páry nad +100ºC. To zase zvyšuje hospodárnost a efektivitu stroje. Teplota přehřáté páry může dosáhnout 500 ºC (takto fungují parní kotle v jaderných elektrárnách). Pára se dodatečně ohřívá v trubkách, do kterých po odpaření vstupuje. Zároveň může mít vlastní spalovací komoru nebo být zabudován do společného parního kotle. Konstrukčně se rozlišují konvekční a sálavé přehříváky. Sálavé konstrukce ohřívají páru 2-3x více než konvekční.
  2. Odlučovač par - odstraňuje vlhkost z páry a dělá ji suchou. Tím se zvyšuje účinnost zařízení, jeho účinnost.
  3. Parní akumulátor je zařízení, které odebírá páru ze systému, když je jí hodně, a přidává ji do systému, když je jí málo.
  4. Zařízení na úpravu vody - snižuje množství kyslíku rozpuštěného ve vodě (což zabraňuje korozi), odstraňuje minerály rozpuštěné ve vodě (chemickými činidly). Tato opatření zabraňují zanášení potrubí vodním kamenem, který zhoršuje přenos tepla a vytváří podmínky pro hoření potrubí.

Kromě toho jsou zde ventily pro odvod kondenzátu, ohřívače vzduchu a samozřejmě monitorovací a řídicí systém. Obsahuje spínač a spínač spalování, automatické regulátory spotřeby vody a paliva.

Parní generátor: výkonný parní stroj

Parní generátor je parní kotel, který je vybaven několika přídavnými zařízeními. Jeho konstrukce zahrnuje jeden nebo více mezipřehřívačů, které zvyšují výkon jeho provozu desítkykrát. Kde se používají silné parní stroje?

Parní generátory se používají především v jaderných elektrárnách. Zde se pomocí páry přeměňuje energie rozpadu atomu na elektřinu. Popišme dva způsoby ohřevu vody a výroby páry v reaktoru:

  1. Voda omývá nádobu reaktoru zvenčí, přičemž se sama zahřívá a ochlazuje reaktor. K tvorbě páry tedy dochází v samostatném okruhu (voda se ohřívá proti stěnám reaktoru a předává teplo odpařovacímu okruhu). V tomto provedení je použit parní generátor - funguje jako výměník tepla.
  2. Uvnitř reaktoru vedou potrubí pro ohřev vody. Když jsou potrubí přiváděna do reaktoru, stává se z něj spalovací komora a pára je přenášena přímo do elektrického generátoru. Tato konstrukce se nazývá varný reaktor. Není potřeba parní generátor.

Průmyslové parní generátory jsou výkonné stroje, které lidem dodávají elektřinu. Bytové jednotky - pracují i ​​ve službách člověka. Parní kotle umožňují vytápět dům a provádět různé práce a také poskytují lví podíl elektrické energie pro hutní závody. Parní kotle jsou páteří průmyslu.