Parni kotao: što je to, karakteristike, uređaj, princip rada, gdje se koristi, klasifikacija, struktura, održavanje

Parni kotao je stari izum, ali se još uvijek koristi u industriji. Na primjer, u elektranama, gdje je generator pare jedan od glavnih elemenata proizvodnje električne energije. U svim kotlovnicama i tvornicama ugrađeni su i parni kotlovi. U svakodnevnom životu danas se rijetko koriste jer su ih zamijenili sigurniji i energetski učinkovitiji bojleri.

Klasifikacija parnih postrojenja

Postoji nekoliko ljestvica za klasifikaciju. Glavne su tri ljestvice.

Watertube

Pretvaraju vodu u paru brže nego plinske cijevi. Imaju veću učinkovitost zbog dizajnerskih značajki jedinice. Zapravo, ovo je kućište unutar kojeg se nalazi veliki broj cijevi. Voda teče kroz cijevi, a gorivo gori između cijevi.

Voda se pretvara u paru na visokim temperaturama. A budući da ima puno cijevi, onda, prema tome, imaju veće područje grijanja. A što je više cijevi u kotlu, to je intenzivniji prijelaz tekućine u parovito stanje.

Vodocijevni parni kotlovi dijele se u dvije podskupine:

ravno kroz;
tip bubnja.

Prvi su strukture tipa cijevi, koje smo gore spomenuli. Potonji su na tržištu zastupljeni u dva položaja - vodoravno i okomito. Ali princip rada ove vrste uređaja je isti.

U svom dizajnu postoji bubanj koji ne samo da skuplja paru u sebi, već i odvaja kondenzat iz nje. Potonji se šalje u zonu grijanja, odnosno smanjuju se gubici vode.

Za dobivanje suhe pare visoke temperature u industriji, nekoliko bubanjskih kotlova postavlja se u seriju. A takva se para može komprimirati do maksimalnog tlaka, što je potrebno u mnogim tehnološkim procesima.

Kotlovi ove vrste podijeljeni su u dva položaja - neisparljivi i cirkulacijski. Međusobno se razlikuju u odsutnosti ili prisutnosti cirkulacijske pumpe. Prisutnost potonjeg povećava učinkovitost instalacije. Stvar je u tome da za jedan okretaj vode u kotlu ispari 10% njegovog volumena. Odnosno, da bi ispario cijeli volumen, trebat će najmanje 10 okretaja.

S gravitacijskim protokom, to će trajati dugo, što će smanjiti učinkovitost. Cirkulacijska pumpa brzo pokreće tekućinu, više okretaja će se izvršiti u istom vremenskom razdoblju. To znači da će se cijeli volumen vode brzo pretvoriti u paru.

Ali u bubanjskim kotlovima, regulator razine kondenzata mora biti instaliran na crpku. Mjesto ugradnje - separator pare. Njegov zadatak je kontrolirati količinu kondenzata koji nastaje.

Na primjer, ako ga ima malo, tehničke karakteristike parnog postrojenja su smanjene. Ako se formira puno, to dovodi do pada tlaka unutar jedinice. Posljedice - brzo ključanje i eksplozija.

Odvajač pare je cijev velikog presjeka koja podsjeća na bubanj. Odatle i naziv kotla. Ova cijev skuplja vodu zasićenu parom. Zapravo, dva procesa (zagrijavanje tekućine i isparavanje) odvijaju se odvojeno jedan od drugog. Otuda visoka sigurnost rada opreme ove vrste.

Modifikacija cijevi za vodu

Plinska cijev

Strukturno, ovo je kotao, unutar kojeg su cijevi velikog promjera smještene oko peći.U njima se kreću vrući plinovi, a između njih teče voda. To jest, to je suprotno od parnjaka s vodenim cijevima. Postrojenja s plinskim cijevima proizvode paru visoke temperature koja se češće koristi u procesima iskorištavanja.

Plinski parni kotao ima jednu značajnu manu - visoki tlak finalnog proizvoda. Potonji je u agregatu u velikim količinama. To je ono što uzrokuje smanjenje sigurnosti rada instalacije. Stoga su kotlovi opremljeni skupim i složenim sigurnosnim sustavom. Osim toga, i tijelo i cijevi izrađeni su od debelog čelika, što poskupljuje opremu.

Upečatljiv predstavnik tipa plinskih cijevi je kotao za lokomotive.

Uređaj horizontalnog kotla lokomotive

Obje instalacije (vodovod i plinovod) mogu proizvoditi različite vrste pare:

bogati;
pregrijana voda.

Prvi je medij koji nastaje na temperaturi od +100°C. Brzo se hladi stvaranjem kondenzata, koji ponovno ulazi u zonu grijanja. Takve instalacije se koriste za grijanje kućanstva. Tlak u ovom tipu parnog kotla ne prelazi 100 kPa.

Drugi je medij dobiven na temperaturi od +500°C. Stoga se u njemu nikada ne stvaraju vodene suspenzije i kapljice. Postupnim zagrijavanjem može se stvoriti voda, ali za to je u dizajnu jedinice ugrađen separator.

Znanstveni i tehnološki napredak ne miruje. Danas proizvođači nude vodocijevne instalacije koje se po učinkovitosti i sigurnosti ne razlikuju od plinskih. Prvo su obloženi materijalom za toplinsku izolaciju. Drugo, iznutra su obložene IR materijalom koji djeluje kao reflektor toplinske energije.

A budući da su strojevi s vodenom cijevi nekoliko puta jeftiniji od strojeva s bubnjem, a uz to im je rukovanje jednostavno, danas su njihova popularnost i potražnja dramatično porasli.

Učinkovitost raste i zbog najnovijih legura čelika od kojih su izrađeni dijelovi aparata. Uvedena je i nova tehnologija grijanja koja koristi dvije baklje smještene jedna nasuprot druge. Tehnologija se zove "na suprotnim bakljama" .

Uz njihovu pomoć temperatura zagrijavanja doseže 1800-1900°C. Obično ne prelazi 1200°C. Prema tome, učinkovitost takvih instalacija je najmanje 90%.

Kućni bojleri

Danas postoji veliko zanimanje za ove jedinice. Ali zahtjevi za njih su poprilični:

kompaktno;
mala težina, da se ne ispuni temelj ispod njega;
visoki faktor sigurnosti;
mogućnost servisiranja od strane nekvalificiranog osoblja;
minimalno vrijeme pokretanja i grijanja.

Danas proizvođači nude dvije vrste kućnih instalacija - zavojnica, aka klasična, vortex košulja.

Prva je jedna cijev smotana u spiralu. Voda se kreće duž njega, pretvarajući se u paru. Kapacitet pare opreme je mali. Ali u ovom slučaju to ne igra najvažniju ulogu, jer bi bojler za kućanstvo trebao proizvoditi nisku paru.

Radna učinkovitost je također niska, ali to se ispravlja čestim postavljanjem spirala. Ali takav kotao je rekorder u vremenu grijanja - 3 minute nakon paljenja baklje.

Drugi je potpuno jedinstven uređaj parnog kotla. Tijelo se sastoji od dvije ljuske, između kojih prolazi voda. Unutra je smješteno ložište, dok se baklja tijekom izgaranja uvija u spiralu, povećavajući prijenos topline. Bez cijevi.

Ostale pogodnosti:

vertikalni raspored, stoga povećana kompaktnost;
učinkovitost, poput bubnjeva;
vrijeme zagrijavanja - 5 minuta.

Tri minusa:

oprema je skupa;
konstrukcija je složena;
energetska ovisnost je potpuna - puhalo bez kojeg uređaj ne radi treba struju.

serpentine parni kotao

Tehnološka primjena kotlovskih parnih postrojenja

Postoji nekoliko industrija u kojima se stalno koriste parni kotlovi:

Druga industrija je energija. Ovdje se para koristi za pokretanje turbine koja proizvodi električnu energiju.
Treća industrija je proizvodnja građevinskog materijala. Na primjer, betonski proizvodi suše se parom.

U mnogim industrijama parni kotlovi sastavni su dio tehnologije. Ovdje i dezinfekcija, i sušenje hrane, kuhanje, konzerviranje itd.

Iskorišćavanje plinovitog otpada uključuje i korištenje parnih postrojenja. Oni djeluju kao rashladna sredstva u ovom procesu. Takav bojler uzima toplinsku energiju iz plinova koji izlaze, na primjer, iz peći s visokom temperaturom.

Principi rada i uređaj

Njihova osnovna namjena je promjena agregatnog stanja vode, odnosno prijelaz iz tekućeg u plinovito stanje sa potrebnim parametrima. Proces ide ovako:

bojler se puni vodom gravitacijom ili pomoću pumpe;
sustav grijanja uključen;
steam počinje;
razina tekućine postupno opada, dostižući minimalnu oznaku;
senzor razine reagira i uključuje pumpu;
voda puni cijevi.

Može se reći da parni kotlovi rade u ciklusima.

Zgrada

Parni kotlovi sastoje se od glavnih i pomoćnih jedinica i dijelova, plus automatizacija.

Glavni zahtjev za proizvode od čelika je da budu izrađeni od legura otpornih na toplinu. To je jedini način da se postigne maksimalna razina sigurnog rada kotlovske opreme.

Dijagram parnog kotla

Sigurnosni sustav igra važnu ulogu. Ovo nisu samo senzori temperature i tlaka. Sustav uključuje mehaničku sigurnost. To uključuje nepovratne ventile, električne zasune, druge zaporne ventile. Ova dvostruka zaštita osigurava maksimalnu sigurnost, posebno u slučajevima kvara elektronike.U ovom trenutku sve funkcije preuzimaju mehaničari.

Posebni zahtjevi postavljeni su na sustav za obradu vode. Voda mora zadovoljavati određene standarde. Ovi se standardi razlikuju za jedinice s izravnim protokom i jedinice s bubnjem. U potonjem, tekućina mora biti savršeno čista, gotovo destilirana. Uostalom, u takvim uređajima ne nestaje nigdje. Odnosno, jednom su napunili kotao i radit će mnogo godina.

Ako je voda tvrda s nečistoćama, nakon nekog vremena sve će se cijevi začepiti naslagama i hrđom. Njihov promjer se smanjuje, toplinska vodljivost se smanjuje, što dovodi do smanjenja učinkovitosti. Para neće biti onakva kakvu želite (temperatura, vlažnost).

Usprkos svom složenom dizajnu i niskoj sigurnosti, parni kotlovi su još uvijek traženi. Osobito u brodovima, tehnologiji elektrana, postrojenjima gdje su potrebne visoke temperature rashladnog sredstva. Stoga proizvođači čine sve kako bi povećali sigurnost rada, smanjili troškove opreme i složenost održavanja.

Ako imate pitanja, postavite ih u komentarima. Ako vam se članak svidio - proširite ga na društvenim mrežama, neka se drugi upoznaju s temom. Označite link.

Preporučamo i gledanje odabranih videa na našu temu.

Kako radi parni kotao?