Устройство и работа парового котла

Сегодня поможем разобраться в теме: "Устройство и работа парового котла". Предлагаем полное описание тематики, взятое из источников, заслуживающих доверия, с комментариями специалистов. Если все же остаются вопросы, то их можно задать дежурному консультанту.

В чем заключается принцип работы паровых котлов

Паровые котлы являются специализированным оборудование для производства пара из жидкостей, в основном из воды. Пар применяется в различных сферах производства, энергетике и в отопительных системах, например для отопления промышленных зданий, учреждений, находящихся в тяжелых климатических условиях. Использование пара оправдано при дезинфекционных мероприятиях в медицинских учреждениях. В зависимости от поставленных задач, существуют промышленные парогенераторные установки, и котлы, предназначенные для бытовых задач. Эти агрегаты могут работать на различных источниках тепловой энергии. Существуют устройства, которые генерируют пар при помощи утилизации излишков тепла, полученного от крупных промышленных установок. Выбор необходимого парогенераторного оборудования должен происходить на основе знаний принципов работы данных устройств и их классификации.

Содержание

Паровой котел, для чего он нужен?

Паровые котлы, в зависимости от назначения применяются в определенных областях, где использование пара необходимо для соблюдения технологического цикла производства или в некоторых проектах отопительных систем.

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

  • паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
  • паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
  • паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
  • утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь. Выдача пара котлом всегда происходит под избыточным давлением и в зависимости от назначения его величина колеблется в широких пределах и может меняться от1 кгс/см2 до нескольких сотен кгс/см2.

Схема работы парового котла

Как разобраться, какая лучше чугунная печь камин длительного горения? Все можно тут.

Современное оборудование более безопасно, по причине применения таких схем конструкции котла, при которых образование пара происходит в малых объемах, но с высокой скоростью, то есть не происходит аккумуляция значительных масс парообразного состояния воды. Тем не менее, безопасность паровых установок зависит от контроля параметров давления и температуры и от уровня автоматики, осуществляющей сброс излишков пара и отключения нагрева в случае аварийной ситуации.

Различия и виды парового оборудования

Несмотря на то, что принцип действия всех котлов основан на передаче теплоты сгорания горючих веществ воде для ее перехода в парообразное состояние, конструктивный подход в парогенерирующих агрегатах разный.

Основные виды оборудования:

  • с газотрубным методом получения пара;
  • с водотрубным методом.

Газотрубные котлы предусматривают получение пара следующим способом. В цилиндрический корпус котла встроены трубы, в которых происходит горение или проходят разогретые дымовые газы. От этих труб происходит передача тепла воде, которая затем превращается в пар. Эти агрегаты подразделяются на котлы с жаровыми или дымогарными трубами. Жаровой тип предполагает процесс сгорания топлива непосредственно в самой трубе, для этого на входе в нее устанавливается горелка с наддувом, которая позволяет равномерно сгорать топливу по всей длине трубы. В дымогарных трубах, горения не происходит, а теплота воде передается за счет подачи в них разогретого газа (продуктов сгорания). То есть теоретически происходит процесс утилизации избыточного тепла продуктов сгорания. Процесс испарения происходит в верхней части цилиндра и накопленный пар постепенно сбрасывается в магистраль через перепускной клапан, рассчитанный под требуемое давление.

Котел с газотрубным методом получения пара

В газотрубных котлах происходит образование пара непосредственно в самом корпусе устройства, из-за этого емкость котла является накопителем большой массы пара под избыточным давлением. Этот факт ограничивает мощностные характеристики агрегатов, так как в случае генерации пара под высоким давлением возможен разрыв сосуда агрегата и мгновенное высвобождение большой массы парообразного вещества. Мощность газотрубных котлов ограничена и составляет приблизительно 400 кВт, рабочее давление не выше 10 кгс/см2.

Водотрубные парогенераторы имеют противоположный принцип работы. В них теплота сгорания топлива передается трубам, к которых находится вода, вследствие чего происходит закипание и переход ее в парообразное состояние. Расположение кипятильных труб и способ циркуляции воды по ним зависит от конструктивных особенностей.

Наиболее распространенные схемы водотрубных генераторов пара:

Барабанная схема

Барабанные устройства бывают горизонтальными или вертикальными, состоят из топки, сверху которой расположены обвязки из труб, выходящие в барабан, накапливающий готовый пар. Теплота сгорания топлива передается трубам, в них образуется насыщенный пар, в барабане происходит отделение неиспарившейся воды, которая возвращается обратно в трубы. Прогон жидкости по ним может происходить до 30 раз и зависит от типа агрегатов. Котлы с естественной циркуляцией воды работают по принципу поднятия разогретых водных слоев и считаются менее производительными. В циркуляционных водотрубных генераторах количество прогонов сокращается и повышается выход готового пара, при этом требуется большее количество топлива для обеспечения скорости парообразования. Исполнение котлов может быть горизонтальное или вертикальное. В горизонтальных конструкциях используется один барабан для приема пара, а в вертикальных решениях допускается несколько барабанов.

Читайте так же:  Дисциплинарная и материальная ответственность в административном праве

Барабанный котел с водотрубным методом получения пара

Современные конструкции предусматривают установку радиационных экранов в топке, позволяющих отбирать лучистый тип энергии при сгорании и дополнительно производить пар. Геометрическое расположение труб в кожухе котла напрямую влияет на скорость нагрева и парообразования, при этом происходит экономия топлива.

Для того чтобы производить перегретый пар с нужной температурой, устанавливается пароперегреватель. Его конструкция напоминает пучковое соединение труб, только в них подается насыщенный пар, а на выходе он выходит в перегретом состоянии. Нагрев ведется также дымовыми газами.

Прямоточная схема

Комплексная парогенерирующая установка содержит специальный сепаратор, задача которого состоит в удалении жидкой составляющей парообразной смеси. Это критично для потребителей, требующих подачу сухого пара. Содержание жидкой фазы воды ухудшает теплоотдачу и может привести к конденсационным эффектам в узлах магистрали, в результате возникает риск гидроудара в системе.

Схема прямоточного котла с водотрубным методом получения пара

Водотрубные котлы, в отличие от газотрубных нуждаются в тщательной водоподготовке, так как при парообразовании может происходить отложение солей на внутренней поверхности труб. Это приводит к снижению производительности или к аварийным ситуациям из-за прогара. Водоподготовка включает удаление растворенного кислорода и смягчение воды специальными химическими веществами. При эксплуатации котла в замкнутом контуре, например в отопительной системе, водоподготовка проводится один раз. Если предусматривается постоянный забор готового пара, то подпитка ведется только подготовленной водой.

Топливом для паровых котлов может служить:

  • природный газ;
  • уголь;
  • дизельное топливо;
  • электроэнергия;
  • мазут;
  • атомная энергия.

Паровые котлы с низкой производительностью, применяемые для отопления различных площадей, чаще всего используют природный газ, уголь или дизельное топливо.

Для каких помещений подходит паровое отопление?

Паровое отопление применяется в определенных случаях, в основном, когда целесообразно утилизировать энергию дымовых газов от какого-либо производства. Как правило, чаще всего отапливаются производственные площади (цеха, мастерские, подсобные помещения, гаражи).

Паровые котлы, работающие на угле, газе или дизельном топливе устанавливают в тех помещениях, в которых нужно установить определенную температуру за короткий период времени. Объясняется это малой инерционностью паровых систем и большой отдачей тепловой энергии. Пар, кроме передачи своего тепла, передает скрытый тип тепловой энергии во время своей конденсации, которая была получена в процессе испарения. То есть тепловая энергия передается не только за счет охлаждения массы пара, но и за счет его конденсации.

Для каких целей, какие нормы и прочее можно узнать в статье печь буржуйка для гаража.

Схема парового отопления дома

Достоинства парового отопления:

  • можно применять радиаторы меньшей площади, за счет большой ∆t;
  • быстрое достижение требуемой температуры в помещении;
  • малый объем сконденсированной воды на возвратном трубопроводе, позволяет применять трубы небольшого диаметра;
  • возможность сократить расходы на отопление при возможности утилизации дымовых газов в парогенераторе.

Недостатки:

  • невозможность регулировки температуры радиаторов;
  • вероятность ожога при прикосновении к элементам отопительной системы (температура 120-130 С);
  • высокий уровень шума работы паровых котлов;
  • потери тепла в магистралях.
  • Паровые котлы, спецификации по их эксплуатации, должны подбираться в зависимости от поставленных задач и финансовой целесообразности их использования.

Котел паровой, цена зависит от объема

Парогенерирующее оборудование, специфично и кроме промышленного и энергетического применения может использоваться в качестве альтернативы водяному отоплению в нежилых помещениях при проектных требованиях данной системы.

Принцип работы парового котла (видео)

В данном видео вы узнаете как происходит процесс работы парового котла

Источник: http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/kotlu/parovue.html

Статьи | Теплоэнергетика, паровые котлы, котельные

Технологические процессы в разных отраслях промышленности предусматривают использование пара. Его вырабатывают паровые котлы. Они отличаются по конструкции, мощности и видам топлива, которое используется для растопки.

Главное предназначение паровых котлов – это разогрев воды и выработка нужного количества пара. Высокотехнологичное оборудование используется:

— в коммунальном хозяйстве;

— в лёгкой промышленности и сельском хозяйстве;

— в деревообрабатывающих и целлюлозно-бумажных цехах;

— в медицине и пищевой промышленности;

— в нефтегазовой отрасли и строительстве.

Паровые установки используются для отопления помещений и запуска производственных агрегатов. Они работают на предприятиях разных функциональных схем. Для промышленного использования пар нагревают до 115°С. Поэтому эксплуатация паровых котлов требует соблюдения особых требований безопасности.

Классификация установок по видам используемого топлива

По этому признаку различают газовые, мазутные, угольные и электрические паровые котлы. Сами названия говорят о том, какой вид топлива используется для запуска оборудования:

газовые котлы работают на природном или сжиженном газу;

— для растопки угольных установок используют каменный уголь, сланцы или торф, отходы деревообрабатывающих предприятий;

мазутные агрегаты заправляются продуктами переработки нефти (лёгкий мазут или дизельное топливо).

паровые котлы высокого давления могут запускаться от электрической энергии.

Самыми экономичными являются установки, которые работают на природном газе. Угольные котлы используют там, где нет технологической возможности использовать газ. Жидкое топливо гораздо дороже.

Принцип работы парового котла

Энергия используется для разогрева воды. Пар, который образовывается в процессе этого, является теплоносителем. Его задача заключается в том, чтобы переносить тепловую энергию от сгорания топлива к месту её использования.

Выделяют такие этапы работы паровых котлов.

Очищенная вода подаётся в резервуар при помощи насоса.

По трубам она стекает в нижний коллектор.

Проходя через зону нагрева, вода превращается в пар.

В сепараторе он очищается и поступает в паропровод.

В парогенераторах пар проходит через зону нагрева повторно.

Устройство паровых котлов

Чаще всего, резервуар установки представляет собой трубу. Именно в ней вода нагревается и испаряется. Кроме резервуара устройство парового котла подразумевает наличие топочной камеры (если оборудование не работает от электричества). Устройство топочной камеры зависит от того, какой вид топлива используется.

Читайте так же:  Санминимум для уборщицы служебных помещений ответы

По конструктивным особенностям различают два типа агрегатов.

Газотрубные котлы. При сгорании топлива образуются горячие газы. Они обогревают трубы с водой. Такое устройство котла подразумевает больший диаметр труб для воды и пара. Мощность установки ограничена давлением 1Мпа и способностью образовывать тепло до 360кВт.

Водотрубные котлы. Горячий газ может двигаться по трубе, которая расположена внутри резервуара с водой. Схема парового котла немного сложней. Мощность водотрубного агрегата будет выше, поскольку диаметр труб меньше. В них температура и давление пара будет больше.

Водотрубные агрегаты безопасней использовать. Они гораздо мощнее. Такое устройство паровых котлов допускает возможность перегрузки. Поэтому в промышленности они чаще используются, чем газотрубные аналоги.

Дополнительные элементы парового котла котельной

Конструкция может быть дополнена некоторыми элементами. Среди них:

— нагреватель повышает температуру пара, что увеличивает КПД работы машины;

— сепаратор высушивает пар, удаляя из него частицы воды;

— паровой аккумулятор контролирует количество пара в системе;

— встроенные фильтры очищают воду перед подачей в резервуар.

Преимущества и недостатки промышленных паровых котлов

Преимуществом является простота монтажа парового котла. Нет необходимости постоянного контроля работы этим оборудования. За давлением внутри парового котла «наблюдают» встроенные в систему контрольно-измерительные приборы. Установки комплектуются предохранительными клапанами, которые, открываясь, не дают давлению подняться выше критичного значения.

Недостатком промышленного агрегата является невозможность точной регулировки температуры парового котла. Это значит, что нет возможности контролировать температурные показатели выдаваемого пара. Быстрое остывание установки после отключения подачи топлива можно также отнести к негативным факторам.

Правила эксплуатации паровых котлов

Промышленные котлы регистрируются в органах Гостехнадзора. Есть правила устройства паровых котлов, без соблюдения которых невозможна их регистрация и использование. Предъявляются особые требования к помещениям, в которых устанавливается оборудование. Должна быть разработана специальная инструкция по охране труда для персонала, который обслуживает или производит ремонт парового котла (если в штате предприятия есть ремонтник). В помещении должны быть средства тушения пожара. Периодически агрегат должен проходить техническое освидетельствование.

Причиной возгорания и взрыва может стать:

— эксплуатация парового котла необученным персоналом;

— неисправность измерительных приборов и элементов предохранительно-клапанной системы;

— изменение процесса приготовления горючей смеси;

— конструкционные нарушения под воздействием коррозии или собравшейся накипи.

Видео (кликните для воспроизведения).

Как купить паровой котел?

Компания Energo Standart в процессе производства использует передовые технологии и оборудование. Специалисты предприятия проводят тщательную экспертизу каждого агрегата перед его продажей. При соблюдении правил это гарантирует безопасную эксплуатацию паровых котлов.

Наши специалисты оказывают послепродажную поддержку. Вы можете заказать монтаж, диагностику и ремонт паровых котлов, которые были приобретены у нас. Консультанты Energo Standart разъяснят правила безопасной эксплуатации и обучат ваш персонал.

Мы предлагаем прямую поставку без участия посредников. Отсутствие накруток позволит сэкономить средства. Обращайтесь уже сейчас к менеджерам компании по указанным контактным телефонам, чтобы получить бесплатную консультацию и уточнить нюансы по оплате и доставке заказа.

Источник: http://kzko-gaz.ru/articles/vidy-printsip-raboty-ustroystvo-i-vozmozhnosti-ispolzovaniya-promyshlennykh-parovykh-kotlov/

StroyStory.ru

Строительство, ремонт, дизайн

Как правильно выбирать освещение для квартиры Как правильно выбирать освещение для квартиры

Сегодня речь пойдет о том какие источники освещения, точнее какие типы источников освещения можно использовать современном Мы поговорим о периметральной подсветке и световых панелях и софтбоксах. Периметральная подсветка Начнем с

Варианты водоснабжения загородного дома Варианты водоснабжения загородного дома

Какие есть варианты водоснабжения загородного дома Загородная недвижимость сегодня используется более или менее постоянно. При таких обстоятельствах поддержание в доме комфортной обстановки становится актуальной задачей. Это касается и обеспечения собственного

Гидроизоляция цоколя Гидроизоляция цоколя

Гидроизоляция цокольного этажа: современные материалы и технологии Цоколь, по сути, является продолжением фундамента, его верхней частью ограждающей пространство под полом здания, поэтому на него действуют большие, нежели на стену нагрузки.

Как правильно клеить флизелиновые обои Как правильно клеить флизелиновые обои

Как выбрать и поклеить флезилиновые обои Обои из флизелина — современный отделочный материал, прекрасно зарекомендовавший себя. С его помощью можно воплотить в жизнь самые невероятные дизайнерские решения. Для отделки потолка

Как сделать опалубку своими руками? Как сделать опалубку своими руками?

Опалубкой называют форму, в которую укладывают бетонный раствор. Используют опалубку при строительстве железобетонных, бетонных конструкций домов: основания, стен, межэтажных перекрытий. Внутри конструкций монтируют каркас из арматуры. Бетон создает огромное давление

Мини-бассейн на загородном участке Мини-бассейн на загородном участке

Можно без преувеличения сказать, что практически каждый собственник загородного дома мечтает о бассейне, расположенном на участке. Это не только модно и стильно. Мини-бассейн своими руками, построенный на даче, многофункционален. Он

Расчёт объема необрезной доски с помощью кубатурника Расчёт объема необрезной доски с помощью кубатурника

Как рассчитать сколько досок в 1 кубе Необрезная доска — один из простейших видов пиломатериалов. Обычно она используется в тех случаях, когда декоративные свойства не имеют значения. Обшивки, леса, настилы,

Монтаж лестничных маршей и площадок из бетона Монтаж лестничных маршей и площадок из бетона

Одним и важнейших и основополагающих элементов многих домов являются лестничные марши. Они выполняют несколько важных функций. Первая – это, собственно, подъем и спуск людей. А вторая – это неповторимый декор,

Строительство фундамента на склоне Строительство фундамента на склоне

При строительстве дома на сложных грунтах необходимо учитывать многочисленные параметры, среди которых угол склона. Часто случается так, что поставить дом в другом месте просто не представляется возможным, поэтому склон —

Белые двери в интерьере квартиры фото Белые двери в интерьере квартиры фото

Белые межкомнатные двери в интерьере Давно ли вы делали ремонт своей квартире? Судя по тому, что вас заинтересовал заголовок этой статьи, ремонт в вашей квартире идет полным ходом. Как человеку,

Читайте так же:  Какие документы требуются для подачи алиментов

Источник: http://stroystory.ru/stroitelstvo-2/kotly-dlja-otoplenija/14850-princip-raboty-parovogo-kotla.html

Устройство и принцип работы паровых котлов

Котельные установки, генерирующие пар из воды, заслуживают особого внимания. Они редко применяются для обогрева зданий, обычно отопление – их вторичная функция. Главной задачей подобных агрегатов является производство пара для различных технологических процессов. В зависимости от требуемых параметров пара на выходе подбирается устройство парового котла, обеспечивающее эти параметры.

Принцип действия и виды паровых котлов

Если целью отопительных установок есть нагрев воды для обогрева дома при недопущении ее закипания в котловом баке, то работа парового котла решает противоположную задачу. Она состоит в том, чтобы направить всю тепловую энергию сжигания топлива на кипячение воды и ее испарение. Некоторые технологические процессы требуют повышенной температуры пара, поэтому третьей стадией работы агрегата становится его подогревание до этой температуры (перегрев). Главными рабочими показателями парогенераторов являются давление и производительность, которая выражается в тоннах за 1 час.

Конструкции данного вида теплосилового оборудования бывают разные, но принцип работы парового котла остается неизменным: сжигая жидкое топливо или природный газ в топке, передать всю теплоту сгорания воде, проходящей через теплообменник с целью испарить ее и направить потребителям. По способу передачи тепла в парогенераторах используются теплообменники:

  • жаротрубные (дымогарные);
  • водотрубные.

У них есть одна общая особенность: это трубы, изготавливаемые в различных установках разного сечения и формы. Внутри труб перемещается одна из сред – участниц процесса передачи тепла, а снаружи они омываются второй средой. В жаротрубных теплообменниках внутри проходят раскаленные продукты горения, нагревающие воду в котловом баке до состояния парообразования. Все происходит наоборот в водотрубном агрегате, где по змеевикам циркулирует вода, а прогревается она снаружи пламенем горелки и дымовыми газами.

Жаротрубные установки

На рисунке представлена конструкция парового котла с жаротрубным трехходовым теплообменником. Трехходовой – это значит, что дымовые газы перед выбросом наружу совершат три хода по трубкам, омываемым водой. Первый ход – это сама камера сгорания, в ней температура наиболее высокая. В ее конце газы меняют направление движения, попадая в трубы второго, а затем и третьего хода. К такому движению продукты горения побуждает работа вентилятора плюс естественная тяга дымовой трубы.

Уровень воды в котловом баке этой конструкции нестабилен, поскольку в процессе нагрева ее часть закипает и в виде пара поступает в аппарат, отделяющий мелкие капли, — сепаратор. Отделение жидкости надо делать обязательно, иначе в паропроводах, ведущих к потребителям, будут возникать гидроудары, результатом станет их разрушение. Недостаток воды в рубашке необходимо постоянно пополнять, для этого задействован питательный насос для парового котла.

Важно! Особенность любых парогенераторов заключается в том, что в них нельзя подавать холодную воду, минимальную ее температуру каждый производитель указывает индивидуально для своего изделия.

Подогрев питательной воды осуществляется двумя способами:

1. С помощью дополнительного пластинчатого теплообменника, отнимающего для подогрева энергию у производимого пара.

2. Посредством экономайзера, установленного на выходе дымовых газов из агрегата. Экономайзер еще больше понижает температуру продуктов горения, за счет этого подогревая питательную воду. Метод повышает общую эффективность работы генератора на 3—6%.

Водотрубные агрегаты

Другая схема парового котла – с водотрубным спиралевидным теплообменником. Здесь дымовые газы тоже делают несколько ходов, перед тем как покинуть агрегат. Горелочное устройство помещено по центру, внутри змеевика с водой. При такой организации нагрева парообразование в змеевике происходит достаточно быстро и производительность установки в целом выше. Но тут кроется и недостаток: малейшая задержка с подпиткой змеевика вызовет прогорание труб и аварийную ситуацию. Жаротрубные схемы лишены этого недостатка, но они более инерционны и обладают большими габаритами.

Отдельно следует отметить требования к качеству подпиточной воды. Технология процесса и устройство паровых котлов таковы, что она должна пройти несколько этапов подготовки:

  • Очистка и доведение до питьевого качества.
  • Обессоливание химическим способом.
  • Удаление пузырьков воздуха термическим либо химическим способом (деаэрация).

Примечание: при выборе деаэрации термическим способом одновременно решается вопрос с подогревом питательной воды, поскольку в деаэраторе она нагревается до 70—80 ºС

Невзирая на мероприятия по водоподготовке, паровой котел требует периодической очистки от накипи, которая все равно появляется на поверхностях обмена. Операция носит название «продувка», производится различными способами и заключается в промывке труб теплообменника под давлением.

Заключение

Парогенераторы – это достаточно сложные и энергоемкие устройства, применяющиеся в промышленном производстве. Во избежание аварийных ситуаций их монтаж, пусконаладочные работы и эксплуатация должны проводиться хорошо обученным высококвалифицированным персоналом.

Источник: http://cotlix.com/ustrojstvo-i-princip-raboty-parovyx-kotlov

Принцип работы и устройство парового котла – различия, преимущества

Паровые котлы – это оборудование, которое может использоваться как на промышленных объектах, так и для бытовых целей. Главной функцией таких устройств является преобразование воды в пар, который в дальнейшем может использоваться для обогрева помещений или обеспечения движения различных механизмов. В данной статье будет рассмотрено устройство парового котла, его особенности и применение.

Сферы применения паровых котлов и назначение

Паровые котлы активно используются в следующих отраслях:

  1. Отопительные системы. Существуют промышленные и бытовые модели паровых котлов, позволяющие использовать пар в качестве теплоносителя. Пар проходит через отопительные контуры и/или поступает в теплообменники устройств горячего водоснабжения, тем самым обеспечивая перемещение тепловой энергии. Бытовой паровой отопительный котел часто комбинируется с твердотопливными отопительными устройствами. На промышленных объектах используются более мощные и надежные устройства, вырабатывающие перегретый пар, имеющий повышенную теплоотдачу.
  2. Энергетика. Паровые машины позволяют преобразовывать разогретый пар в электрическую энергию. Рабочий процесс выглядит довольно просто: пар перемещается в турбину и вращает вал, за счет чего и происходит выработка электричества. Данный принцип с успехом используется на множестве электростанций.
  3. Промышленность. Паровые устройства вполне могут обеспечивать механическое движение различных элементов систем. Принцип работы парового котла промышленного назначения выглядит так же, как и в предыдущем случае, но выработанная энергия направлена на осуществление механического воздействия на элементы, которые должны двигаться.
Читайте так же:  Периодичность прохождения санминимума

Знание того, для чего нужен паровой котел и где он применяется, позволяет использовать устройство с предельной эффективностью.

Принцип работы парового котла

В первую очередь нужно понять, что называется паровым котлом. Паровой котел – это устройство, генерирующее пар. Существует два вида вырабатываемого пара – насыщенный и перегретый. Температура насыщенного составляет 100 градусов, а давление – 100 кПа. Перегретый пар разогревается вплоть до 500 градусов, а величина давления при этом может превышать 26 МПа. Насыщенный пар используется в агрегатах бытового назначения, а перегретый ввиду своих особенностей применим только на объектах промышленного масштаба.

Сырьем для создания пара является вода, которая перерабатывается в котле, работающем на любом виде топлива. Созданный пар в процессе работы преобразуется в теплоноситель, доставляющий тепловую энергию на участок его применения.

Независимо от особенностей конструкции конкретного устройства, общий принцип работы парового котла всегда остается неизменным:

  • Первым делом воду проходит этап очистки и направляется в резервуар (обычно находящийся в верхней части устройства) при помощи электрического насоса;
  • Накопленная в резервуаре вода поступает в трубы, ведущие к расположенному ниже коллектору;
  • Из коллектора вода направляется вверх, поступая в зону нагрева;
  • В трубе вода преобразуется в пар, выходящий вверх за счет разницы давлений жидкости и газа;
  • В верхней части конструкции располагается сепаратор, позволяющий отделить пар от воды и отвести излишки последней в резервуар;
  • Пар направляется в трубопровод и отправляется к потребителям;
  • В парогенераторах этап нагрева осуществляется еще раз для достижения паром необходимого состояния.

Чтобы хорошо понять, как работает паровой котел, нужно также рассмотреть особенности его конструкции, о чем речь пойдет дальше.

Устройство парового котла

Конструктивно паровой котел – это емкость, в которой происходит процесс преобразования воды в пар. Емкость обычно выполняется из трубы, диаметр которой может варьироваться в достаточно широких пределах. Помимо заполненной трубы, схема парового котла включает в себя топочную камеру, предназначенную для сжигания топлива.

Топка может иметь определенные особенности, которые напрямую зависят от используемого вида топлива. Например, твердотопливные топочные камеры в нижней части оборудуются колосниковой решеткой, сквозь которую в камеру поступает кислород. В верхней части конструкции устанавливается традиционный дымоход, создающий тягу и обеспечивающий нормальное горение. В случае использования жидких энергоносителей или газа топочная камера снабжается горелкой.

В любом случае, выделяемый при сгорании топлива газ подступает к заполненной водой емкости, отдает ей свое тепло и выводится в атмосферу дымоходом. Вода в определенный момент начинает кипеть и превращаться в пар, который направляется в верхнюю часть емкости, а потом – в трубы.

Виды паровых котлов

Первый параметр, по которому классифицируются паровые котлы – вид используемого топлива, в зависимости от чего выделяют следующие виды котлов:

В зависимости от их предназначения выделяют следующие виды паровых котлов:

  • Бытовые;
  • Промышленные;
  • Энергетические;
  • Утилизационные.

Последний параметр – конструкция, позволяющая выделить два вида котлов:

Конструкция парового котла довольно важна, поэтому стоит разобраться, в чем заключаются отличия этих видов устройств.

Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы

Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.

В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.

Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:

  1. Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
  2. Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
  3. Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.

Дополнительные элементы котлов

Устройство парового котла не ограничивается основными элементами, которые уже были описаны выше. Иногда паровой котел может комплектоваться дополнительными устройствами, позволяющими повысить эффективность или функциональность системы.

Речь идет о следующих элементах:

  1. Пароперегреватель. Данный элемент позволяет разогреть пар до температуры свыше 100 градусов, что позволяет добиться большей экономичности за счет увеличения КПД агрегата. Пар при использовании перегревателя может достигать температуры в 500 градусов, причем его нагрев осуществляется уже в трубах, то есть после этапа испарения воды. Пароперегреватель может быть как встроенным, так и выполняться в формате отдельного устройства. Существуют конвекционные и радиационные устройства (второй тип имеет в 2-3 раза большую мощность).
  2. Сепаратор пара. Этот элемент парового котла позволяет устранить всю лишнюю влагу из пара и максимально его высушить. При использовании сепаратора КПД всего котла существенно повышается.
  3. Паровой аккумулятор. Данное устройство позволяет стабилизировать работу системы. Аккумулятор вбирает в себя излишки выработанного пара и возвращает их в систему, если его становится слишком мало.
  4. Устройство для очистки воды. Данное приспособление позволяет снизить насыщенность воды кислородом и различными химическими веществами. Своевременная подготовка воды дает возможность уменьшить воздействие коррозии на внутренние элементы котла и свести к минимуму количество отложений в системе.
Читайте так же:  Какие выплаты положены при сокращении пенсионера

Также устройство парового котла включает в себя клапан для спуска конденсата, подогреватели воздуха и блок управления агрегатом, в который входит выключатель горения и регуляторы расхода сырья и энергоресурсов. Понимание того, из чего состоит паровой котел, позволяет подогнать его конфигурацию под решение конкретных задач.

Парогенератор

Парогенераторы – это разновидности паровых котлов, снабженные дополнительными элементами. В частности, конструкция такого устройства может включать в себя несколько промежуточных пароперегревателей, позволяющих многократно повысить мощность оборудования.

Чаще всего парогенераторы используются в атомных электростанциях. Использование пара позволяет преобразовать вырабатываемую при распаде атомов энергию в электричество.

Пар в атомных реакторах может работать следующим образом:

  1. Вода окружает внешнюю часть корпуса реактора, принимая его тепловую энергию. Пар образуется в собственном контуре, находящемся снаружи реактора. Парогенератор в подобной конструкции выполняет функцию теплообменника.
  2. Вторая схема подразумевает нахождение труб для нагрева воды в самом реакторе. В результате получается, что реактор превращается в своеобразную топочную камеру, а выработанный пар отправляется сразу в электрогенератор. Данная конструкция называется кипящим реактором и не требует установки парогенератора.

Заключение

Паровые котлы – это достаточно мощные и эффективные устройства, оказывающиеся незаменимыми в ряде ситуаций. Бытовые паровые котлы дают возможность прогревать дом или выполнять какую-то работу, а промышленные агрегаты позволяют вырабатывать электрическую энергию в огромных количествах. В любом случае, для эффективного решения поставленных задач назначение и устройство котла должны соответствовать друг другу.

Источник: http://teplospec.com/alternativnoe-otoplenie/printsip-raboty-i-ustroystvo-parovogo-kotla-razlichiya-preimushchestva.html

Устройство и работа парового котла

Паровой котел – отопительное устройство, предназначенное для получения пара за счет теплоты, которая образуется при сгорании топлива, а также теплоты отходящих газов.

Схема и принцип работы парового котла

Рассмотрим, на чем основывается работа современных паровых котлов. Топливо сжигается в топке при высокой температуре – около 1800° С, при этом вырабатываются газы.

Дойдя до конвективной шахты, газы остывают до 800°С, происходит поглощение тепла специальными топочными экранами. Пройдя через дымоход, газы охлаждаются до 100° и выводятся из дымохода.

То есть, принцип работы парового котла основан на образовании тепла в результате сгорания топлива и передачи его теплоносителю, воде.

Далее происходит нагрев воды до температуры кипения с образованием пара и дальнейшим его нагревом для применения в технологических процессах или для отопления помещений.

Твердотопливные котлы предназначены для получения горячей воды, используемой в системах отопления.

Что такое газовые водогрейные котлы и места их применения, вы можете узнать тут.

В зависимости от конструктивных особенностей паровые котлы бывают:

В газотрубных продукты сгорания топлива движутся по трубам малого диаметра, нагревая теплоноситель, который эти трубы окружает.

В водотрубных котлах движение теплоносителя происходит по кипятильным трубкам, которые нагреваются от продуктов сгорания топлива.

По принципу принципу движения теплоносителя:

Циркуляция воды в паровом котле

Конструкция котла включает в обязательном порядке циркуляционный контур, по которому движутся вода и пароводяная смесь. За счет этого достигается постоянное парообразование и нагрев теплоносителя (воды).
В паровых котлах применяются следующие схемы циркуляции воды:

Схема циркуляции Описание
Естественная Постоянное движение теплоносителя обеспечивается за счет разности плотности теплоносителя в обогреваемой и необогреваемой частях контура
Многократная принудительная Котлы с принудительной циркуляцией имеют встроенный в водяной контур циркуляционный насос. Насос обеспечивает постоянное движение теплоносителя
Прямоточная В прямоточном котле нет барабана, сетевая вода закачивается насосами в трубную систему котла

Паровые котлы с естественной циркуляцией

В паровых котлах с естественной циркуляцией циркуляционный контур состоит из обогреваемых и необогреваемых труб.

Необогреваемые трубы находятся за пределами топочного пространства. Вверху трубы соединяются с барабаном котла, поэтому подобные схемы называют барабанными. В нижней части трубы соединены коллектором.

Обогреваемые и необогреваемые части контура разделяются между собой теплоизоляционной футеровкой. Прогретая пароводяная смесь меньшей плотности попадает в барабан, где происходит ее закипание, а холодная вода, имеющая большую плотность, движется вниз.

Обогреваемые трубы, в которых вода движется вверх, называются подъемными, а необогреваемые называтся опускными. Чтобы обеспечить надежную работу котла с естественной циркуляцией, необходима постоянная разница в плотностях воды и пара.

Допустимая разница в давлении должна быть не более 18МПа – это критическое давление для котлов с естественной циркуляцией. При серийном производстве такого оборудования рабочее давление ограничивают обычно до 13,5 МПа.

Современные котлы оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.

О том, какие бывают марки водогрейных котлов, читайте здесь.

Применение устройств

По назначению паровые котлы можно разделить на 3 основных типа:

Энергетические устройства вырабатывают перегретый пар, который используют в дальнейшем для паровых турбин. Температура такого пара превышает температуру кипения.

Промышленные котлы вырабатывают пар, который применяется для технологических нужд и используются на различных предприятиях в производственных процессах.

Водный режим котла – поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.

О том, какие работают водогрейные котлы, читайте здесь.

Например, на деревообрабатывающих предприятиях котлы обеспечивают поддержание необходимого уровня влажности в сушильных камерах, в нефтяной промышленности – для подогрева нефтепродуктов при их транспортировке по трубопроводу. Промышленные котлы производят насыщенный пар, который имеет температуру кипения воды.

Особенностью паровых котлов-утилизаторов является отсутствие топки. Такое оборудование работает на вторичных энергетических ресурсах – той тепловой энергии, которая образуется в процессе технологического цикла производства.

Видео (кликните для воспроизведения).

Источник: http://kotlotech.ru/rabota-parovogo-kotla/

Устройство и работа парового котла
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here