Na aké účely je potrebný parný kotol: schéma a prevádzka
Parný kotol je starý vynález, ale stále sa používa v priemysle.Napríklad v elektrárňach, kde je jednotka na výrobu pary jedným z hlavných prvkov výroby elektriny. Parné kotly sú tiež inštalované vo všetkých kotolniach závodov a tovární. V každodennom živote sa dnes používajú len zriedka, pretože ich nahradili bezpečnejšie a energeticky úsporné bojlery na vodu.
Obsah článku:
Klasifikácia parných zariadení
Existuje niekoľko stupníc, podľa ktorých sa klasifikácia vykonáva. Hlavné sú tri stupnice.
Vodná trubica
Premieňajú vodu na paru rýchlejšie ako plynové potrubia. Majú vyššiu účinnosť vďaka konštrukčným vlastnostiam jednotky. V podstate ide o puzdro s veľkým počtom rúrok umiestnených vo vnútri. Voda sa pohybuje potrubím a palivo horí medzi potrubiami.
Pri vysokých teplotách sa voda mení na paru. A keďže existuje veľa rúr, ich vykurovacia plocha je zodpovedajúcim spôsobom väčšia. A čím viac potrubí je v kotle, tým intenzívnejší je prechod kvapaliny do stavu pary.
Vodná trubica parné kotly sa delia na dve podskupiny:
- Priamo cez;
- typ bubna.
Prvým sú konštrukcie rúrkového typu, ktoré boli uvedené vyššie. Tie sú na trhu prezentované v dvoch polohách – horizontálnej a vertikálnej. Princíp fungovania tohto typu zariadenia je však rovnaký.
Jeho konštrukcia obsahuje bubon, ktorý nielen zbiera paru, ale oddeľuje z nej aj kondenzát. Ten sa posiela do vykurovacej zóny, to znamená, že straty vody sa znížia.
Na získanie vysokoteplotnej suchej pary v priemysle je niekoľko bubnových kotlov inštalovaných v sérii. A takáto para sa dá stlačiť na maximálny tlak, ktorý je potrebný pri mnohých technologických procesoch.
Kotly tohto typu sú rozdelené do dvoch polôh - neprchavé a cirkulačné. Líšia sa od seba neprítomnosťou alebo prítomnosťou obehového čerpadla, resp. Prítomnosť posledne menovaného zvyšuje účinnosť inštalácie. Ide o to, že pri jednej otáčke vody v kotle sa odparí 10% jej objemu. To znamená, že na odparenie celého objemu bude potrebných aspoň 10 otáčok.
S gravitačným pohybom to zaberie veľa času, čo spôsobí pokles účinnosti. Obehové čerpadlo pohybuje kvapalinou rýchlo, za rovnaký čas sa vykoná viac otáčok. To znamená, že celý objem vody sa rýchlo zmení na paru.
Ale v kotloch bubnového typu musí byť v čerpadle nainštalovaný regulátor hladiny kondenzátu. Miesto inštalácie: odlučovač pary. Jeho úlohou je kontrolovať objem vzniknutého kondenzátu.
Napríklad, ak sa ho tvorí málo, technické charakteristiky parného zariadenia sa znižujú. Ak sa ho tvorí veľa, vedie to k poklesu tlaku vo vnútri jednotky. Dôsledkom je rýchly var a výbuch.
Odlučovač pary je rúrka s veľkým prierezom pripomínajúca bubon. Odtiaľ pochádza názov kotla. Toto potrubie zhromažďuje vodu nasýtenú parou. V skutočnosti dva procesy (ohrievanie kvapaliny a odparovanie) prebiehajú oddelene od seba. Z toho vyplýva vysoká bezpečnosť prevádzky tohto typu zariadenia.
Plynové potrubie
Štrukturálne ide o kotol, vo vnútri ktorého sú okolo ohniska umiestnené rúry s veľkým priemerom.Pohybujú sa v nich horúce plyny a medzi nimi prúdi voda. To znamená, že ide o opak analógov vodných rúrok. Zariadenia na výrobu plynovodov vyrábajú paru s vysokou teplotou, ktorá sa častejšie používa v recyklačných procesoch.
Plynový parný kotol má jednu významnú nevýhodu - vysoký tlak konečného produktu. Ten sa v jednotke nachádza vo veľkých množstvách. To spôsobuje zníženie bezpečnosti inštalácie. Preto sú kotly vybavené drahým a zložitým bezpečnostným systémom. Okrem toho sú telo aj rúry vyrobené z hrubej ocele, čo zvyšuje náklady na zariadenie.
Výrazným predstaviteľom plynového typu je rušňový kotol.
Obidve zariadenia (vodná rúra a plynová rúra) môžu produkovať rôzne druhy pary:
- nasýtený;
- prehriata voda.
Prvým je médium, ktoré vzniká pri teplote +100°C. Rýchlo sa ochladzuje s tvorbou kondenzátu, ktorý sa opäť dostáva do vykurovacej zóny. Takéto zariadenia sa používajú na vykurovanie domácností. Tlak v parnom kotli tohto typu nepresahuje 100 kPa.
Druhým je médium získané pri teplote +500°C. Preto sa v nej nikdy netvoria vodné suspenzie a kvapky. Pri postupnom ohreve sa môže vytvárať voda, ale na tento účel je v dizajne inštalácie inštalovaný separátor.
Vedecký a technologický pokrok nezostáva stáť. Výrobcovia dnes ponúkajú vodovodné potrubia, ktoré sa z hľadiska účinnosti a bezpečnosti nelíšia od plynových potrubí. Po prvé, sú opláštené tepelne izolačným materiálom. Po druhé, vnútro je vystlané infračerveným materiálom, ktorý pôsobí ako reflektor tepelnej energie.
A keďže zariadenia s vodnou trubicou sú niekoľkonásobne lacnejšie ako zariadenia bubnového typu a navyše ich obsluha je jednoduchá, dnes ich obľuba a dopyt prudko vzrástli.
Účinnosť sa zvyšuje aj vďaka najnovším zliatinám ocele, z ktorých sa vyrábajú časti zariadenia. Zavedená bola aj nová technológia ohrevu, ktorá využíva dve horáky umiestnené oproti sebe. Táto technológia sa nazýva „oncoming baterky“.
S ich pomocou dosiahne teplota ohrevu 1800-1900°C. Zvyčajne nepresahuje 1200 °C. V súlade s tým je účinnosť takýchto zariadení najmenej 90%.
Domáce kotly
O tieto jednotky je dnes veľký záujem. Ale tiež požiadavky pre nich značné:
- kompaktnosť;
- nízka hmotnosť, aby sa pod ňou nenalial základ;
- vysoký bezpečnostný faktor;
- možnosť servisu nekvalifikovaným personálom;
- minimálny čas spustenia a ohrevu.
Výrobcovia dnes ponúkajú dva typy inštalácií pre domácnosť - špirálovú, známu aj ako klasická, vírivá bunda.
Prvá je jedna rúrka, stočená do špirály. Voda sa po nej pohybuje a mení sa na paru. Kapacita pary zariadenia je malá. Ale v tomto prípade to nehrá najdôležitejšiu úlohu, pretože domáci kotol musí produkovať nízkopotenciálnu paru.
Nízka je aj prevádzková účinnosť, čo sa však dá korigovať častým usporiadaním špirál. Ale taký kotol drží rekord v čase ohrevu - 3 minúty po zapnutí horáka.
Druhým je úplne unikátny dizajn parného kotla. Telo z dvoch škrupín, medzi ktorými prechádza voda. Vnútri je ohnisko a pri horení sa horák krúti do špirály, čím sa zvyšuje prenos tepla. Žiadne potrubia.
Iné benefity:
- vertikálne usporiadanie, teda zvýšená kompaktnosť;
- účinnosť, ako bubny;
- doba zahrievania - 5 minút.
Tri mínusy:
- vybavenie je drahé;
- dizajn je zložitý;
- úplná závislosť od energie - dúchadlo, bez ktorého jednotka nefunguje, vyžaduje prívod elektriny.
Technologická aplikácia kotlových parných zariadení
Existuje niekoľko priemyselných odvetví, kde sa parné kotly neustále používajú:
- Prvým odvetvím je tepelná energetika. Para sa používa na vykurovanie veľkých dielní, napríklad v automobilovom priemysle. Para ohrieva vodu na požadovanú teplotu, ktorú potom čerpadlá poháňajú po rozvodoch kúrenia do viacposchodových budov a iných objektov.
- Druhým odvetvím je energetika. Para sa tu používa na roztočenie turbíny, ktorá vyrába elektrický prúd.
- Tretím odvetvím je výroba stavebných materiálov. Napríklad betónové výrobky sa sušia parou.
V mnohých priemyselných odvetviach sú parné kotly neoddeliteľnou súčasťou technológie. To zahŕňa dezinfekciu, sušenie potravinárskych výrobkov, kulinárske spracovanie, konzerváciu atď.
Likvidácia plynného odpadu zahŕňa aj využitie parných zariadení. V tomto procese fungujú ako chladiče. Takýto kotol odoberá tepelnú energiu z plynov vychádzajúcich napríklad z vysokoteplotných pecí.
Prevádzkové princípy a dizajn
Ich hlavným účelom je zmeniť fyzikálne skupenstvo vody, to znamená previesť ju z kvapalného na plynné s požadovanými parametrami. Proces prebieha takto:
- kotol sa plní vodou samospádom alebo pomocou čerpadla;
- vykurovací systém sa zapne;
- začína tvorba pary;
- hladina kvapaliny postupne klesá a dosahuje minimálnu úroveň;
- snímač hladiny reaguje a zapne čerpadlo;
- voda napĺňa potrubia.
Môžeme povedať, že parné kotly fungujú na cyklickom princípe.
Štruktúra
Parné kotly sa skladajú z hlavných a pomocných jednotiek a častí, plus automatizácia.
Hlavnou požiadavkou na výrobky z ocele je, aby boli vyrobené zo zliatin odolných voči teplu. Len tak dosiahnete maximálnu úroveň bezpečnej prevádzky kotlových zariadení.
Dôležitú úlohu zohráva bezpečnostný systém. Nejde len o snímače teploty a tlaku. Súčasťou systému je mechanická bezpečnosť. Zahŕňa spätné ventily, elektrické ventily a iné uzatváracie ventily. Táto dvojitá ochrana zaisťuje maximálnu bezpečnosť najmä v prípadoch zlyhania elektroniky. V tomto čase preberá všetky funkcie mechanika.
Na systém úpravy vody sú kladené špeciálne požiadavky. Voda musí spĺňať určité normy. Tieto normy sa líšia pre jednotky s priamym tokom a jednotky valca. V druhom prípade musí byť kvapalina dokonale čistá, takmer destilovaná. Koniec koncov, v takýchto zariadeniach nikde nezmizne. To znamená, že naplňte kotol raz a bude fungovať mnoho rokov.
Ak je voda tvrdá s nečistotami, tak všetko potrubia po chvíli sa zanesú usadeninami a hrdzou. Ich priemer sa zmenšuje, tepelná vodivosť klesá, čo vedie k zníženiu účinnosti. Para nebude taká, ako je potrebné (teplota, vlhkosť).
Napriek zložitému dizajnu a nízkej bezpečnosti sú parné kotly stále žiadané. Najmä na lodiach, v technológii elektrární, továrňach, kde sa vyžadujú vysoké teploty chladiacej kvapaliny. Výrobcovia preto robia všetko pre zvýšenie bezpečnosti prevádzky, zníženie nákladov na zariadenia a náročnosť údržby.
Ak máte otázky, opýtajte sa ich v komentároch.Ak sa vám článok páčil, zdieľajte ho na sociálnych sieťach, aby sa s témou oboznámili aj ostatní. Uložte odkaz do svojich záložiek.
Odporúčame tiež pozrieť si vybrané videá na našu tému.
Ako funguje parný kotol?
Parný kotol - návrh a údržba, podrobný prehľad.
Zdroje informácií:
- https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
- https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
- https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov
