Паровые котлы: рекомендации и советы экспертов. Котлы паровые

Газовые паровые котлы принцип работы и сфера примененения

В промышленности эксплуатируется большое количество котельного оборудования, которое используется для отопления производственных и административных помещений, для своевременной подачи теплоносителя в системы ГВС и вентиляции, а также для обеспечения основного технологического процесса. При организации полноценного производственно-технологического процесса на предприятиях в разных отраслях экономики используется мощное оборудование для создания промышленного пара – паровой котел газовый, имеющий разную конструкцию, мощность и габариты.

Производственные паровые котлы на магистральном/сжиженном газе

Промышленные котлы паровые газовые (котлоагрегаты) – устройство, основной функцией которого является генерация насыщенного пара посредством нагрева теплоносителя тепловой энергией, выделяющейся в процессе сгорания топлива. Газовое оборудование для производства пара использует в качестве топлива магистральный газ или сжиженный газ из резервуаров-накопителей.

Паровой котел газовый, используемый на промышленных объектах, является сложной конструкцией, которая состоит из механических компонентов/рабочих узлов (сосуды, трубки, цилиндры, которые соединены между собой при помощи сварки и вальцовки) и элементов высокоточной электроники. Промышленный паровой котел, использующий в качестве топлива магистральный или сжиженный резервуарный газ, состоит из нескольких основных элементов:

• Каркас – это основа котла, к которой крепятся все детали, элементы, узлы оборудования
• Топка, в которой осуществляется сжигание газа
• Электронное оборудование – котел газовый паровой промышленного образца оснащен большим количеством высокоточной электроники: релейные и автоматические переключатели, измерительные и индикационные приборы, сигнализаторы, термостаты и экономайзеры
• Датчик давления – служит для определения уровня давления пара внутри оборудования
• Емкость для технической подготовленной воды, которая оснащена датчиками для контроля уровня жидкости
• Встроенные электронасосы, предназначенные для подачи жидкости в агрегат и др.

Каждый промышленный газовый паровой котел оснащен барабанами, коллекторами и трубопроводами. Выполнение профилактических и ремонтных работ (чистка, замена деталей/узлов, контроль состояния котельного оборудования) выполняется через лазы (технологические отверстия в каркасе котла).

Внутренние емкости, заполненные питательной водой – это водные пространства, а резервуары, в которые поступает готовый пар разной температуры и давления, - паровые пространства, оснащенные устройствами для сепарации пара и влаги. Эти два пространства разделены зеркалом испарения.

Конструктивные особенности паровых котлов на природном газе

Для создания промышленного пара в производственных котельных эксплуатируются котлы газовые паровые, отличающиеся конструкцией основных элементов: Газотрубные – газообразные продукты сгорания топлива циркулируют по жаровым или дымогарным трубам, которые расположены внутри наполненных подготовленной водой емкостей (резервуаров). Вода нагревается, проходя вдоль поверхности трубок

Газотрубные паровые котлы – это агрегаты высокого давления с номинальной мощностью до 360 кВт и оптимальный давлением до 1МПа. Не рекомендуется превышать эти показатели, так как котел паровой газовый, не выдерживая чрезмерного внутреннего давления, взрывается, обеспечивая выброс большого количества пара. Котлы с данной конструкцией практически вытеснены более производительными и надежными водотрубными моделями котельного оборудования.

Водотрубный газовый паровой котел – техническая вода подается в трубки, вдоль внешней поверхности которых циркулируют горячие продукты сгорания природного газа. Этот тип паровых котлоагрегатов отличается высокой производительностью, безопасностью и продолжительными межремонтными периодами. Если сравнивать их с газотрубными, то стоит отметить более сложную конструкцию с большим количеством деталей и рабочих узлов, а также возможность выполнения ремонта/наладки только после отключения и полного остывания оборудования.

Водотрубные котлы газовые (паровые) выделены в несколько групп:

• Горизонтальные с поперечным или продольным барабаном
• Вертикальные виды котлов, которые оснащены одним или несколькими паровыми барабанами
• Вертикальные с поперечным или продольным барабаном
• Модели, в которых комбинируются несколько вариантов исполнения.

Горизонтальный паровой котел газовый предполагает наличие коллекторов, который соединяются с навесными барабанами. Вертикальные котлы оснащены барабанами, которые закреплены на разных уровнях (зеркало воды располагается в «верхнем» барабане).

Котел паровой газовый (промышленный) в вертикальном исполнении отличается компактностью, относительно малым весом и средним уровнем производительности. Для создания пара в больших объемах с высоким уровнем давления применяют горизонтальные котлоагрегаты, оборудованные автоматикой и системами безопасной эксплуатации.

Котлы паровые газовые: аспекты выбора оборудования

Рынок промышленной котельной техники достаточно обширен. Все модели газовых паровых котлов имеют отличия во внешнем виде, конструкции основных рабочих узлов, номинальной мощности, давлении пара.

При выборе парового котельного оборудования, использующего в качестве топлива природный газ, стоит учитывать следующие факторы:

• Производительность – правильно подобранное оборудование производит пар в том количестве, которое необходимо для технологического процесса или систем отопления, вентиляции, ГВС (без дефицита и переизбытка)
• Номинальная мощность
• Габариты оборудования. Это важный аспект на этапах проектирования котельных и в момент монтажа в уже имеющемся помещении
• Конструктивные особенности (жаро- или водотрубные котлы паровые газовые) – от особенностей нагрева теплоносителя зависит производительность оборудования и максимальное давление насыщенного пара
• Тип инсталляции (вертикальный или горизонтальный котел) и др.

На этапах выбора котельного парового оборудования необходимо обратить внимание на специфику производства, оборудовать помещение, в котором будут устанавливаться и эксплуатироваться котлы газовые паровые. Также стоит заблаговременно подготовить обслуживающий технический персонал (обеспечить допуски к работе с оборудованием высокого давления).

Принцип работы паровых газовых котлов

Газовый паровой котел оснащается надувной топкой, в которую подается топливо (газ) и нагнетается воздух для поддержания процесса горения. Магистральный или сжиженный газ сгорает в топке при температуре до 1900С. Продукты сгорания поступают в конвекторную шахту со значительно меньшими температурными показателями (в пределах 800С), остальное тепло поглощается топочными экранами. А после прохождения системы дымоходов газы приобретают оптимальную температуру в пределах 100С и направляются на нагрев жидкости.

Водотрубные котлы газовые (паровые) при помощи жаропрочных теплообменников обеспечивают практически мгновенный нагрев воды до температуры кипения. Следующий этап – образование пара, а также последующий нагрев готового пара и удаление из него излишней влаги. Образование пара происходит в отдельных встроенных агрегатах, а его нагрев и осушение – в теплообменнике (пароперегревателе), который расположен непосредственно в топке газового парового котла. Газотрубный котел газовый паровой имеет аналогичный принцип работы, за исключением конструктивной особенности – в трубках циркулирует нагретый газ, а вода, омывая систему труб, нагревается и направляется на образование пара.

Сфера применения газовых паровых котлов

Неограниченное количество пусков оборудования, быстрый нагрев теплоносителя (выход в рабочий режим) – это факторы, которые делают паровой котел газовый незаменимым агрегатом на объектах, где насыщенный пар требуется порционно (переменный объем) или постоянно. Паровые котлы, работающие на магистральном или сжиженном газе, широко применяются во всех сегментах деятельности:

• Легкая промышленность
• Мясопереработка, колбасные и рыбные производства
• Производство пива
• Хлебопекарни и кондитерская промышленность
• Изготовление ЖБИ разных конструкций (для перегрева и подготовки форм)
• Дезинфекция и обработка всех поверхностей и оборудования в пищевой, фармацевтической, бумажно-целлюлозной и нефтеперерабатывающей промышленности
• Обработка и обеззараживание зерна в элеваторных хранилищах
• Производство металлопроката и комбинаты по переработке/обогащению руды и др.

Сфера использования не ограничивается вышеперечисленными отраслями – котел паровой газовый промышленного образца применяется повсеместно, при условии оптимального подбора производительности, потребляемой мощности и учета специфики объекта.

www.energy-gr.com

конструктивные особенности и принцип работы

Для организации полноценного производственно-технологического процесса на различных предприятиях во всех отраслях экономики используется мощнейшее оборудование для создания промышленного пара — газовые паровые котлы, которые различаются по своей конструкции, мощности и габаритах.

Общие сведения

Сегодня паровые котлы приобрели большую популярность как в большой промышленности, так и в мелкой, то есть для домашнего потребления. Паровые котлы малой мощности могут приобретаться в специализированных магазинах или изготавливаться своими силами, базируясь на определенных знаниях. Изготовление котла своими руками требует от проектировщика определенного багажа знаний, правильно орудуя которым можно создать рациональную отопительную систему в помещении, которая будет отлично работать на обогрев дома, подогрев воды.

Примышленный паровой газовый котел – это устройство, главной задачей которого является генерация насыщенного пара, используя нагрев теплоносителя тепловой энергией, которая выделяется в процессе сгорания топлива. Для производства пара в газовом оборудовании используется магистральный или сжиженный газ из резервуаров-накопителей.

Промышленный газовый паровой котел представляет собой сложную конструкцию, состоящую из механических компонентов, то есть рабочих узлов, и элементов электроники. В состав такого агрегата входят несколько основных элементов:

• Каркас. Представляет собой основу всего котла, к которой крепятся все составляющие элементы и узлы оборудования.
• Топка. В ней происходит сжигание газа.
• Электронное оборудование. В состав такого оборудования входят различного рода переключатели, сигнализаторы, экономайзеры, сигнальные вещатели, приборы для измерения и индикации, которые обладают высокой точностью.
• Датчик давления. Определяет уровень давления внутри котла.
• Электронасосы встроенные. Основным их предназначением является подача жидкости в котел.
• Емкость для воды и др.

Цена котлов различного предназначения полностью зависит от производителя, типа котла и характеристик.

Конструктивные особенности

Газотрубные паровые котлы – это установки высокого давления, в которых номинальная мощность достигает 360 кВт с оптимальным давлением до 1 МПа. В случае превышения таких показателей может произойти взрыв парового котла, что приведет за собой выброс горячего пара в помещение. Сегодня котлы с такой конструкцией практически не применяются на производствах. Их заменили более мощные и надежные агрегаты – водотрубные модели.

Конструктивными особенностями водотрубного газового парового котла является подача технической воды в трубки, вдоль которых с внешней стороны циркулируют продукты сгорания природного газа высокой температуры. Такой прямоточный тип котлов отличается от своих предшественников высокой производительностью, безопасностью и длительным межремонтным периодом.

Если проводить сравнительный анализ между газотрубными и водотрубными котлами, то следует отметить достоинство последних в:

• наличии более сложной конструкции, которая состоит из множества мелких деталей и рабочих узлов;
• осуществлении ремонтных работ, в которые входят и продувка системы, только после абсолютного охлаждения оборудования.

На современном рынке промышленной техники различают несколько групп водотрубных газовых котлов:

• горизонтальные установки с поперечным/продольным барабаном.
• вертикальные установки с одним или несколькими паровыми барабанами.
• вертикальные котлы с поперечным/продольным барабаном.
• котлы, работа которых происходит в комбинированном исполнении.

Горизонтальное крепление парового котла предполагает наличие коллекторов в нем, которые соединяются с барабанами навесными. В вертикальных котлах крепление барабанов осуществлено на разных уровнях.

Промышленный паровой газовый котел вертикального исполнения применяется для создания небольших объемов пара, что обусловлено небольшими габаритами и весом. Для получения пара больших объемов с высоким уровнем внутреннего давления используют горизонтальные котельные агрегаты, которые оснащены специальной автоматикой и системами безопасности.

Следует заметить, что на сегодня одной из лидирующих компаний по производству котельных установок является компания VIESSMANN, качество и долговечность которых подтверждена не только словом, но и временем.

Котлы серии ДКВР, и их достоинства

Паровые котлы ДКВР – это двухбарабанные, вертикально-водотрубные агрегаты с экранированной топочной камерой и конвективным пучком труб, установку которых утверждает ГОСТ. Для осуществления осмотра барабанов и находящихся в них устройствах, чистки труб на задних днищах котлов находятся лазы. Основными преимуществами парового котла ДКВР по сравнению с иными моделями являются:

• Большой диапазон регулирования производительностью.
• Возможность использования различных видов топлива.
• Наличие разборной конструкции дает возможность осуществлять установку и подключение оборудования в кротчайшие сроки без сноса стен в помещении.
• Высокий КПД.
• Низкая стоимость обслуживания и ремонта. Для осуществления ремонта такой марки котлов можно вызвать частного или сервисного мастера.

Критерии выбора оборудования

На сегодняшний день промышленный рынок котельной техники является достаточно обширным. Каждая моделей газовых паровых котлов имеет свои как внешние, так и внутренние отличия, которые заключаются в конструкции основных узлов, мощности и давлении пара.

Выбирая паровое котельное оборудование, в котором природный газ используется в качестве топлива, необходимо учитывать следующие факторы:

• Производительность. Идеально подобранное оборудование всегда производит пар в необходимом количестве, без переизбытка или дефицита, для осуществления правильного технологического процесса отопления, вентиляции.
• Номинальная мощность.
• Габариты установки. Являются важным критерием на момент проектирования котельного здания и осуществления монтажа в помещении. Прилагающаяся схема работы всегда несет в себе информацию о размерах и особенностях конструкции.
• Конструктивные особенности котлов. Особенность нагрева теплоносителя оказывает влияние на производительность самого оборудования и максимальное давление насыщенного пара.
• Тип инсталляции. Установка оборудования в горизонтальном или вертикальном положении.

Следует отметить, что еще на этапе выбора и определения типа котельного оборудования необходимо ознакомиться со спецификой работы оборудования, тщательно подготовить рабочее место для установки и провести инструктаж рабочего персонала.

Принцип работы

Основной принцип работы газовых паровых котлов базируется на надувной топке, в которую попадает газ и подкачивается воздух для поддержания самого процесса горения. Горда температура в топке достигает 1900 С происходит сжигание магистрального газа. После чего продукты сгорания направляются в конвекторную шахту, в которой температурные показатели значительно меньше и остаточное тепло поглощается топочными экранами. В результате прохождения пути по системам дымоходов газы получают оптимальную температуру 100 С и направляются на обогрев жидкости.

Газовые водотрубные котлы благодаря жаропрочным теплообменникам обеспечивается нагрев воды до температуры кипения мгновенно. В результате таких действий агрегат образует пар, который в дальнейшем нагревается и обсушивается. Образование пара осуществляется в отдельных встроенных агрегатах, а его нагрев до максимальной температуры и осушение происходит в теплообменнике, который находиться в самой топке газового парового котла.

По аналогичному принципу работает и газотрубный газовый котел. Исключением является лишь конструктивная особенность, которая заключается в омывании водой системы труб, наполненных горячим газом, и образовании горячего пара.

Области применения

Газовый паровой котел является незаменимым агрегатом на различного рода объектах, где востребованность в насыщенном паре может быть порционной или постоянной. Наиболее важными факторами, которые делают паровой котел незаменимым являются: неограниченное количество запусков оборудования, скорый нагрев теплоносителя, то есть выход в полный рабочий режим.

Паровые котлы, непрерывная работа которых осуществляется за счет магистрального или сжиженного газа, получили широкое применение во всех сегментах деятельности человека:

• легкой промышленности;
• производстве колбасных, рыбных и мясоперерабатывающих цехах;
• производстве пива;
• хлебопекарное и кондитерское производство;
• изготовление ЖБИ различных конструкций;
• осуществлении дезинфекции и обработки всех поверхностей, оборудования в пищевой, фармацевтической, бумажно-целлюлозной и нефтеперерабатывающей промышленностях;
• проведении обработки и обеззараживания зерна внутри элеваторных хранилищ;
• производстве металлопроката и комбинатах по переработке/обогащению руды и так далее.

Котельное оборудование сегодня занимает одно из лидирующих мест по востребованности для реализации отопления на производственных и административных территориях, обеспечения технологического процесса. Применение парового котла промышленного образца при правильном подборе относительно производительности, потребляемой мощности, учете специфики объекта является повсеместным.

energomir.biz

Паровые котлы: конструкция и другие параметры

Спецпредложение! Отопительное оборудование со скидками до 50%.Есть в наличии весь модельный ряд Vaillant, Viessmann, Baxi, Bosch, ACV, Protherm, РУСНИТ, Buderus, Kermi и другие. Грамотное проектирование и установка систем под ключ.Звоните: +7 (499) 110-02-51 (Москва и область). E-mail: [email protected]

Сегодня деятельность человека развивается бешеными темпами, растет и развивается промышленность, различные виды хозяйства, строится жилье. Все это требует не только специализированного оборудования и навыков и умений, но и создания определенных условий для нормальной деятельности и развития.

Одним из таких условий является поддержание определенной температуры. Оптимальным вариантом для решения таких потребностей являются паровые котлы отопления и их великое множество. Что же это такое? Какими они бывают, чем отличаются и на каком из них остановить свой выбор? Давайте посмотрим.

Что такое паровой котел

На самом деле конструкция и принцип действия данных котлов не так сложны. Это устройство представляет собой определенную систему способную производить насыщенный пар. Происходит это  благодаря высокой температуре создаваемой или нагреванием тенов  или за счет сгорания всевозможного топлива. При этом температура воды повышается и высвобождается пар, который и нужен для отопления или приведения в действие промышленного оборудования. Струя пара способна приводить в движение определенные предметы или устройства.

Конструкция

Схема устройства парового котла

Конструкция такого котла – это система труб и сосудов, сообщающихся между собой и замыкающаяся на резервуаре. Котлы могут быть не большими и предназначаться для обогрева жилых помещений они способны давать 20 кг/час пара, а могут быть и крупными, используемыми на производстве или на электростанциях, они способны производить до 4500 тонн пара в час.

Применение и преимущество данного типа котлов

На сегодняшний день применение паровых котлов, как в быту, так и на производстве считается одним из самых не дорогих и безопасных вариантов. Преимущество такого оборудования в том, что оно способно генерировать энергию из абсолютно любого источника тепла и превращать его в механическую силу, в то время как двигатель внутреннего сгорания, к примеру, способен работать исключительно на одном виде топлива. Паровозы и пароходы на много легче своих дизельных собратьев, а это достаточно важно с экономической точки зрения.

Благодаря паровым котлам на производстве можно значительно улучшить качество и количество выполняемой работы, оптимизируя множество процессов, при не больших денежных затратах.

Какими бывают паровые котлы

Отопительное оборудование подразделяется по таким признакам:

• метод  передвижения пара;
• циркуляция пароводяной смеси;
• способ перемещения конденсата;

По типу циркуляции делятся:

• Водотрубные –  их конструкция такова, что вода в них перемещается по трубам, нагреваемым за пределами аппарата.  Дымовой канал находится прямо в самом барабане, в котором установлен теплонагреватель. Эти котлы имеют простую конструкцию, но финансово более затратные,  ибо нуждаются в топливе высокого качества.
• Жаротрубные – их работа основана на передвижении смесей в результате перепада плотности.

Также они бывают

• Замкнутые – работают при температуре не выше 115˚С . Такие котлы не нуждаются в постоянном присутствии оператора. Могут быть одно- или двух контурными.
• Разомкнутые – они же прямоточные паровые котлы. Такие устройства требуют оснащения насосом, он периодически перекачивает не преобразованную в пар воду из резервуара в установку. Также могут иметь один или два контура, в зависимости от потребностей.

Классификация паровых котлов

• Энергетические – производят пар для паровых турбин;
• Промышленные – производят пар для работы разнообразной техники. Еще их называют промышленными парогенераторами;
• Утилизаторы – вырабатывают горячую воду или пар, беря за источник тепла горячие газы, возникающие при различных технологических процессах.

Эксплуатация котлов

В воде содержатся минеральные соли,  они будут откладываться в трубах паровых котлов. Из-за этого теплопередача значительно снижается, это снижает КПД  и со временем  может стать причиной поломки.  Потому важна  подготовка воды для оборудования.

Как правило, проблема решаема добавлением в воду химических веществ снижающих уровень минеральных солей и установкой фильтров. Также воду желательно освободить от содержащегося в ней кислорода иначе трубы могут ржаветь. Периодическая проверка состояния оборудования и своевременная очистка и ремонт по необходимости, значительно увеличат и сроки службы парового котла  и качество его работы.

Что нужно знать при выборе котла

Паровые котлы используются повсеместно. Им найдется применение и в пищевой и в легкой промышленности, ну и конечно же для обогрева жилых домов. Потому важно подобрать именно ту установку, которая отвечает вашим требованиям и будет для вас экономически выгодной.

Спектр рыночных предложений парового оборудования сегодня огромен, установки предлагаются как отечественные, так и заграничного производства. Все они совершенно разные и по типу работы и по характеристикам и по цене. Как не потеряться во всех этих предложениях и приобрести именно то что оптимально подойдет вам? К выбору нужно подойти очень серьезно.

Выбрать, конечно же, нужно ориентируясь на собственные потребности. Одними из самых важных характеристик выступают производительность и мощность установки, а также ее тип и функциональность.  Следует помнить, что от мощности будет зависеть КПД паровых котлов,  в среднем  потребляемая мощность варьирует в пределах 100-1200 кВт. Производительность важна более для оборудования, используемого в производственных целях. Также учтите и тепловой баланс котла.

По типу паровые установки можно разделить на:

Автономные — как правило, устанавливают на улице. В обслуживании достаточно просты и надежны.

Тэновые — отлично подходят как для размещения в производственных помещениях, так и на улице. По функциональности такие котлы достаточно производительны, просты в обслуживании, удобны и надежны в использовании.

Электродные — котлы также надежны и просты в применении, но требуют больших расходов энергии. Этот фактор следует учитывать в случае, если вы хотите приобрести котел для судна.

Рынок также представляет сегодня оборудование и для использования в пищевой промышленности, это варочный котел с паровой рубашкой.

Производительность паровых котлов напрямую связана с  температурным коэффициентом, давления пара на выходе (МПа) и количеством вырабатываемого пара (кг/час).

Нельзя оставить без внимания и еще один фактор – вид топлива. Он достаточно важен, котлы могут использовать совершенно разные виды топлива, хотя большинство из них работает на традиционном для всей технике – угле. Хотя в последнее время растет тенденция использования вместо угля природного газа, он не дорог и его продукты горения  менее загрязняют оборудование и окружающую среду. Но вы должны ориентироваться на свои потребности и возможности. Возможно, для вас наиболее подходящим вариантом станет отработанное масло или дизельное топливо.

Решившись на приобретения парового котла нужно учитывать не только его параметры, а и всю систему в целом.

Обратите внимание на трубы, вернее на тот материал из которого они изготовлены, а они могут быть:

• Нержавеющие – они устойчивы к коррозии и очень надежны и прочны, монтируются на резьбе, но очень дороги.
• Медные – им не страшны не высокие температуры, ни давление. Они самые надежные и долговечные, но цена на них высока из-за стоимости самого материала.
• Стальные – для их монтажа потребуются сварочные работы и они не устойчивы к коррозии, хотя так же обладают хорошей прочностью.

Одними из самых популярных и хорошо себя зарекомендовавших являются парогенераторы электронного типа. Их производительность варьирует в пределах 30 – 200 кг/час. Такое оборудование не требует для установки никаких разрешительных документов, это может существенно сэкономить ваше время и деньги. Они отлично подходят для частных лиц и из них можно выбрать котел с производительностью 4-18 кг/час, работающий на газу.

Неплохо зарекомендовали себя котлы низкого давления с производительностью до 370 кг/час, работать они могут на самом различном топливе.

Если вам требуется оборудования с высоким давлением до 8 атмосфер, остановите свой выбор на котлах высокого давления марок МЗК-7АГ, они производят до 2500 кг пара.

Видео по теме

Заключение

Выбор  предлагаемого оборудования очень велик. Главное для вас четко определить, что конкретно вам необходимо и как вы планируете использовать ту или иную установку. Конечно же, при покупке парового котла будет неплохо обратится за консультацией к специалисту. Он поможет вам в вашем выборе, подскажет, на что вам ориентироваться в первую очередь с учетом ваших пожеланий и финансовых возможностей.

1pokotlam.ru

отопление с помощью воды и пара

Паровые котлы используются для получения пара, при помощи которого отапливаются здания, и которым питаются промышленные оборудования (турбины, к примеру), приводящие в действие электрические генераторы.

Устройство и принцип действия

С помощью горящего топлива эти котлы под давлением превращают воду (другую жидкость) в пар. Поэтому паровые котлы производят из исключительно плотного и невероятно прочного материала, способного не пропускать пар и выдерживать его давление.

Лучшими материалами, из которых производятся котлы, по мнению специалистов, являются красная медь, мягкая сталь либо листовое железо. Отметим, что долгое время подобные установки изготавливались из чугуна. Но его признали ненадежным материалом, поэтому он сегодня чрезвычайно редко используется при производстве паровых агрегатов.

Малые «паровики», используемые в быту, дают за час примерно 20 кг пара. А вот крупные промышленные котлы способны вырабатывать за это же время около 4500 тонн пара (давление до 28 МПа). Отметим, что давление воды (22,1 МПа), при котором она превращается в пар, называется критическим. А всё, что выше этой отметки — сверхкритическое давление.

Если необходимо создать принудительную циркуляцию, то следует использовать насосы или другие механические средства.

Чтобы выработать 1300 МВт электрической энергии, огромный промышленный котёл должен потреблять в час пылевидный уголь (несколько сот тонн), а температура внутри него должна достигать 550 градусов, что гораздо больше электрических котлов отопления. Все котлы оборудованы топочными камерами, предназначенные для сжигания топлива. Горячие продукты горения (газы), покидая зону горения, омывают поверхности кипятильных труб, которые, находясь в газовом тракте, образуют пар. Тепло газов поглощается водой, которая, нагреваясь, превращается в пар. Получается естественная циркуляция.

Заметим, что самую высокую температуру газы имеют в топочной камере, а самую низкую — в дымоходе. Значит, проходя по шахте котла, газы постепенно охлаждаются. Рекомендуются конструкции цилиндрической формы, созданные из нержавеющей стали.

Паровые котлы делятся на два типа.

1. Газотрубные котлы

Первый тип — это газотрубные установки. Здесь высокотемпературные газы двигаются по трубам, которые окружает вода. При прохождении внутри труб, газы отдают тепло воде. Газотрубные котлы обычно имеют упор на боковых стенках топки. Подобные котлы, хотя еще и находятся в эксплуатации, уже считаются устаревшими моделями.

Тепловая мощь газотрубных котлов — 360 кВт, а рабочее давление — 1 МПа. Что не скажешь о двухконтурных газовых котлах.

2. Водотрубные котлы

В этих установках по трубам течет вода, которая нагревается топочными газами, окружающими трубы снаружи. Водотрубные котлы крепят либо к каркасу здания, либо самого котла.Современная промышленность требовала повышения давления пара и его производительности. Поэтому специалисты разработали водотрубный котел, который начал постепенно вытеснять газотрубного «брата».

Конечно, конструкция таких установок гораздо сложнее газотрубных котлов, но преимуществ больше. Водотрубные модели быстро разогреваются, практически безопасны, исключительно легко регулируются при изменении нагрузок, довольно просто транспортируются, выдерживают большие перегрузки и без проблем перестраиваются в проектных решениях.

Правда, имеются и недостатки. В конструкции установки чересчур агрегатов и различных узлов, которые соединены между собою. Эти соединения не должны, даже под высоким давлением и высокой температуре (для её измерения возможно применение термопары для газового котла), допускать протечек. Элементы котла тяжело ремонтировать, потому что к ним затруднен доступ.

Топка котла

Это важнейший агрегат установки. Ведь именно здесь сжигается топливо и вырабатывается тепло, передаваемое рабочей жидкости для её превращения в пар. Снаружи топка оборудована огнеупорной и теплоизолирующей обшивкой. Внутри конструкция состоит из вертикальных труб, концы которых присоединены к коллекторным барабанам, входящим в циркуляционную систему аппарата. Промежуток между ними заполняют кирпичами специальной формовки. Получается гладкая конструкция, не задерживающая шлак и золу.

В качестве топлива можно использовать дрова или каменный уголь (твердое топливо), мазут или топливный газ (подвижное топливо). Чтобы топка эффективно работала, необходима тяга. А для её создания самым простым способом является дымовая труба(так же как и в случае с дымоходами для газовых котлов). В этом случае тяга получается естественной.

Пароперегреватель

Это теплообменный аппарат, способный повысить температуру пара выше нормы кипения. Обычно на крупных электростанциях температура пара достигает 500 градусов. Поэтому необходима термопара, которая незаменима для измерения высоких температур.

Перегретый пар, позволяет увеличить экономичность паровых турбин.

Пароперегреватель, созданный из стальных труб, может быть отдельным агрегатом, но обычно его монтируют в систему парогенератора.

Парогенератор и термопара для котла

Это котёл, оснащенный разнообразными агрегатами и вспомогательным оборудованием, позволяющими установке нормально функционировать. Рабочие параметры парогенератора подразумевают паропроизводительность — свыше 4500 т/ч, давление — примерно 28 МПа, температуру, которую измеряет термопара для газового котла, — 550 градусов, а КПД — 85%. Так же в купе с термопарой используют стабилизатор напряжения для котла.

nashkotel.ru

Котлы паровых машин « Попаданцев.нет

Паровая машина — вещь непростая. И ее конструкция только для кочегара выглядит как всегда. С той стороны лопаты ее устройство может быть очень даже разным. А попаданцу для внедрения паровика придется выбирать какую-либо схему…

На самом деле говорить, что паровые машины отличаются топками неверно. Они отличаются котлами, просто очень часто топка и котел это конструктивно один элемент (хотя и топки тоже бывают очень разные по принципу работы). В этой же статье будут рассмотрены только особенности котлов, связанных с нагреванием воды.

На первый взгляд задача несложная. У нас есть герметичный котел с водой и у нас есть уголь. Уголь сжигают под котлом, вода кипит и все крутится. Однако, на практике, как всегда, возникают технологические проблемы.

Во-первых, котел с паровозом — это не кастрюля с пельменями. Вода в кастрюле кипит при 100°С, пока вся не выкипит и пельмени не начнут поджариваться. Для паровой машины 100°С — температура смешная. Даже самые первые и простые машины нагревали воду до 200°С (при этом давление было в районе 5-8 атмосфер), а последние из паровозов умудрялись раскочегарить воду в котле до 530°С, при этом давление уходило за 25 атмосфер. Такую температуру просто на открытом огне не получить, необходимы различные ухищрения.

Во-вторых — уголь, он денег стоит. А в океана на пароходе да в шторм — он может оказаться просто бесценным. Поэтому свою роль играет и КПД котла паровой машины, то есть какой процент тепла не улетит в паровозную трубу. Ведь хочешь-не-хочешь, а дым выходить должен. Дым горячий. Поэтому желательно по всей длине его движения отбирать тепло, чтобы повысить эту самую КПД.

Поэтому котел паровой машины — очень сложная конструкция. И по размеру это, наверное, самая большая часть паровой машины.

Котлы делятся на два типа — водотрубные и жаротрубные. Вместо «жаротрубный» можно увидеть термины и «огнетрубный» и «дымогарный», это одно и то же.В водотрубном огонь нагревает трубы, которые выходят из котла и в которых есть вода.В жаротрубном огонь проходит по трубам, пронизывающим котел насквозь и по пути греет воду.

Рассмотрим сначала жаротрубный котел.В самой идее нет ничего сложного — ну трубы, проходящие через котел. Любимый тип котла для паровоза. Однако, если посмотреть на паровоз в разрезе, становится понятна сложность реализации:

Большая емкость слева — это топка. Забор из труб — это и есть дымогарные трубы, по которым проходит горячий воздух, нагревая воду вокруг них. Справа — зачаток дымовой трубы. Количество труб могло быть и заметно больше. Чем тоньше трубы — тем выше КПД котла, но чем больше труб, тем дороже паровоз. Этот вариант имеет сравнительно крупные дымогарные трубы и поэтому их не так много. Но слишком тонкими трубы делать тоже нельзя — они быстро забьются сажей и теплопроводность упадет. Приходилось искать баланс между этими основными свойствами. Много зависело от качества угля — чем он качественнее, тем меньше он дает золы и сажи.

Нужно помнить, что они должны быть герметично заделаны в котел с двух сторон. А температура в топке — 800°С и давление в котле — 20 атм. И нигде ни в одной трубе не должно быть ни малейших утечек.Естественно, задача сложная именно с точки зрения качества производства.Но конструкция такова, что топка становится продолжением котла и это позволяет либо сделать короткий паровоз, либо увеличить производительность пара (то есть мощность) паровоза.

Второй тип — водотрубный котел.

Здесь из котла выходят трубки с водой, которые греются пламенем.Тут тоже — чем тоньше трубки, тем быстрее нагревается вода и тем выше КПД котла. Однако, чем тоньше трубки, тем труднее готовому пару выходить из них и поэтому пар водотрубного котла «сырой». Так же в трубках образовывается накипь, что ограничивает уменьшение их диаметра.

Водотрубных котлов было два типа — прямоточный и барабанный.

В прямоточном все просто — вода однократно течет через трубки, постепенно превращаясь в пар. Эта схема имеет недостаток — на выходе вся вода должна превратится в пар, поэтому здесь важна точность теплодинамики. Однако, успехи расчета котлов со временем сделали именно этот тип пригодным для быстроходных паровозов и пароходов.

В барабанном типе котла вода имеет несколько контуров и вода циркулирует по ним несколько раз, пока не превратится в пар. Реализовать такой котел проще с точки зрения термодинамики, но конструктивно он сложнее — должны быть несколько контуров — один для разогрева воды, а второй — для подогрева уже готового пара (на картинке изображена схема именно барабанного котла).

Ну и естественно, были гибридные котлы, в которых использовались как огнетрубные, так и водотрубные элементы. Распространения они не получили, видимо они больше сочетали недостатки двух видов котлов, чем их достоинства.

Итак, как видно попаданцу — котел просто так не построишь.Котел должен давать требуемое количество пара в минуту и требуемой температуры. Топка должна быть точно рассчитана — чтобы и машина не оказалась слишком сложной (то есть дорогой и ненадежной), и чтобы КПД котла было максимальным, ведь обогревать вселенную — зряшная затея…

www.popadancev.net

Смотрите также

• 
  Прометей котел
• 
  Демянский котел
• 
  Галан котлы
• 
  Котлы эван
• 
  Аристон котел
• 
  Котел дизельный
• 
  Дизельный котел
• 
  Обвязка котла
• 
  Паровой котел
• 
  Зота котел
• 
  Котел куппер