Парен котел: какво е това, характеристики, устройство, принцип на работа, къде се използва, класификация, структура, поддръжка

Парният котел е старо изобретение, но все още се използва в индустрията. Например в електроцентрали, където парогенераторът е един от основните елементи на производството на електроенергия. Във всички котелни заводи и фабрики са монтирани и парни котли. В ежедневието те рядко се използват днес, защото бяха заменени с по-безопасни и енергийно ефективни бойлери.

Класификация на парните инсталации

Има няколко скали за класификация. Основните са три скали.

Watertube

Те превръщат водата в пара по-бързо от газовите тръби. Те имат по-висока ефективност поради конструктивните характеристики на устройството. Всъщност това е корпус, вътре в който има голям брой тръби. Водата се движи през тръбите, а горивото гори между тръбите.

Водата се превръща в пара при високи температури. И тъй като има много тръби, те съответно имат по-голяма отоплителна площ. И колкото повече тръби има в котела, толкова по-интензивен е преходът на течността в парообразно състояние.

Водотръбните парни котли са разделени на две подгрупи:

направо;
тип барабан.

Първите са конструкции от тръбен тип, които бяха споменати по-горе. Последните са представени на пазара с две позиции - хоризонтална и вертикална. Но принципът на работа на този тип устройства е същият.

В конструкцията му има барабан, който не само събира парата в себе си, но и отделя кондензата от нея. Последният се изпраща в нагревателната зона, т.е. загубите на вода се намаляват.

За получаване на суха пара с висока температура в промишлеността се монтират последователно няколко барабанни котли. И такава пара може да бъде компресирана до максимално налягане, което е необходимо в много технологични процеси.

Котлите от този тип са разделени на две позиции - енергонезависими и циркулационни. Те се различават помежду си съответно в отсъствието или наличието на циркулационна помпа. Наличието на последното повишава ефективността на инсталацията. Работата е там, че за един оборот на водата в котела се изпаряват 10% от обема му. Тоест, за да се изпари целият обем, ще са необходими поне 10 оборота.

При гравитачен поток това ще отнеме много време, което ще намали ефективността. Циркулационната помпа движи течността бързо, повече обороти ще бъдат извършени за същия период от време. Това означава, че цялото количество вода бързо ще се превърне в пара.

Но при барабанните котли към помпата трябва да се монтира регулатор на нивото на конденза. Място на монтаж - пароотделител. Неговата задача е да контролира количеството образуван кондензат.

Например, ако има малко от него, техническите характеристики на парната инсталация се намаляват. Ако се образува много от него, това води до спад на налягането вътре в уреда. Последствия - бързо кипене и експлозия.

Пароуловителя е тръба с голямо сечение, наподобяваща барабан. Оттук и името на котела. Тази тръба събира вода, наситена с пара. Всъщност два процеса (нагряване на течността и изпаряване) протичат отделно един от друг. Оттук и високата безопасност на работа на оборудване от този тип.

Модификация на водопроводната тръба

Газова тръба

Структурно това е котел, вътре в който около пещта са разположени тръби с голям диаметър.В тях се движат горещи газове, а между тях тече вода. Тоест, това е обратното на водните тръби. Инсталациите с газови тръби произвеждат пара с висока температура, която се използва по-често в процесите на оползотворяване.

Газотръбният парен котел има един съществен недостатък - високото налягане на крайния продукт. Последният е в агрегата в големи количества. Това води до намаляване на безопасността на работа на инсталацията. Поради това котлите са оборудвани със скъпа и сложна система за сигурност. В допълнение, тялото и тръбите са направени от дебела стомана, което оскъпява оборудването.

Ярък представител на газотръбния тип е локомотивният котел.

Устройството на хоризонтален локомотивен котел

И двете инсталации (водопровод и газопровод) могат да произвеждат различни видове пара:

богат;
прегрята вода.

Първата е средата, която се образува при температура от +100°C. Охлажда се бързо с образуването на кондензат, който отново влиза в нагревателната зона. Такива инсталации се използват за битово отопление. Налягането в този тип парен котел не надвишава 100 kPa.

Втората е средата, получена при температура +500°C. Следователно в него никога не се образуват водни суспензии и капки. При постепенно нагряване може да се образува вода, но за това в конструкцията на модула е монтиран сепаратор.

Научният и технологичен прогрес не стои на едно място. Днес производителите предлагат водотръбни инсталации, които по ефективност и безопасност не се различават от газотръбните. Първо, те са обвити с топлоизолационен материал. Второ, те са облицовани с IR материал отвътре, който действа като рефлектор на топлинна енергия.

И тъй като машините с водотръбни тръби са няколко пъти по-евтини от дръм машините, освен това работата им е проста, днес популярността и търсенето им се увеличиха драстично.

Ефективността също расте благодарение на най-новите стоманени сплави, от които са направени частите на апарата. Въведена е и нова технология за отопление, която използва две факли, разположени една срещу друга. Технологията се нарича „на срещуположните факли“.

С тяхна помощ температурата на нагряване достига 1800-1900°C. Обикновено тя не надвишава 1200°C. Съответно ефективността на такива инсталации е най-малко 90%.

Битови котли

Днес има голям интерес към тези единици. Но изискванията към тях са значителни:

компактен;
леко тегло, за да не запълни основата под него;
висок фактор на безопасност;
възможност за обслужване от неквалифициран персонал;
минимално време за стартиране и загряване.

Днес производителите предлагат два вида домашни инсталации - бобина, известна още като класическа, вихрова риза.

Първата е единична тръба, навита на спирала. Водата се движи по него, превръщайки се в пара. Капацитетът на парата на оборудването е малък. Но в този случай това не играе най-важната роля, защото битовият бойлер трябва да произвежда нискокачествена пара.

Ефективността на работа също е ниска, но това се коригира от честото поставяне на спирали. Но такъв котел е рекордьор по време на нагряване - 3 минути след включване на факела.

Вторият е напълно уникален парен котел. Тялото се състои от две черупки, между които преминава вода. Вътре е разположена горивна камера, докато факелът се усуква в спирала по време на горене, увеличавайки топлообмена. Без тръби.

Други предимства:

вертикално разположение, оттук и повишената компактност;
ефективност, като барабани;
време за нагряване - 5 минути.

Три минуса:

оборудването е скъпо;
конструкцията е сложна;
енергийната зависимост е пълна - духалката, без която уредът не работи, изисква ток.

серпентинен парен котел

Технологично приложение на котелни парни инсталации

Има няколко индустрии, където парните котли се използват през цялото време:

Втората индустрия е енергетиката. Тук парата се използва за завъртане на турбина, която генерира електричество.
Третата индустрия е производството на строителни материали. Например, бетонови изделия се изсушават с пара.

В много индустрии парните котли са неразделна част от технологията. Тук и дезинфекция, и сушене на храна, готвене, консервиране и др.

Оползотворяването на газообразни отпадъци също включва използването на парни инсталации. Те действат като охладители в този процес. Такъв котел взема топлинна енергия от газове, излизащи, например, от пещи с висока температура.

Принципи на работа и устройство

Основната им цел е да променят агрегатното състояние на водата, т.е. да я прехвърлят от течно в газообразно с необходимите параметри. Процесът протича така:

бойлерът се пълни с вода гравитачно или с помпа;
отоплителната система е включена;
steam стартира;
нивото на течността постепенно намалява, достигайки минималната маркировка;
сензорът за ниво реагира и включва помпата;
вода пълни тръбите.

Може да се каже, че парните котли работят на цикли.

Сграда

Парните котли се състоят от основни и спомагателни възли и части, плюс автоматизация.

Основното изискване към стоманените продукти е да са изработени от топлоустойчиви сплави. Това е единственият начин да се постигне максимално ниво на безопасна работа на котелното оборудване.

Схема на парния котел

Системата за сигурност играе важна роля. Това не са само сензори за температура и налягане. Системата включва механична безопасност. Включва възвратни клапани, електрически шибъри, други спирателни вентили. Тази двойна защита гарантира максимална безопасност, особено в случаите, когато електрониката откаже.По това време всички функции се поемат от механика.

Към системата за пречистване на водата има специални изисквания. Водата трябва да отговаря на определени стандарти. Тези стандарти са различни за директен поток и барабанни модули. При последния течността трябва да е идеално чиста, почти дестилирана. В крайна сметка в такива устройства не изчезва никъде. Тоест напълнили са котела веднъж и ще работи много години.

Ако водата е твърда с примеси, след известно време всички тръби ще се запушат с отлагания и ръжда. Техният диаметър намалява, топлопроводимостта намалява, което води до намаляване на ефективността. Парата няма да е това, което искате (температура, влажност).

При целия си сложен дизайн и ниска безопасност, парните котли все още са търсени. Особено в кораби, технологии за електроцентрали, инсталации, където се изискват високи температури на охлаждащата течност. Ето защо производителите правят всичко възможно, за да повишат безопасността на работа, да намалят цената на оборудването и сложността на поддръжката.

Ако имате въпроси, задайте ги в коментарите. Ако статията ви е харесала - разпространете я в социалните мрежи, оставете и други да се запознаят с темата. Маркирайте връзката.

Също така препоръчваме да гледате избрани видеоклипове по нашата тема.

Как работи парният котел?