Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Krby
Dvojvodičové zapojení topného systému: klasifikace, typy a typy
2 Kotle
Izolace pro topné potrubí: Přehled druhů + příklady použití
3 Palivo
Elektrický kotel pro garáž
4 Palivo
Jak vytvořit automatickou topnou vodu
Hlavní / Krby

Katalog / Kotle



Jedním z hlavních způsobů získání tepelné energie dnes je spalování různých druhů paliva v kotlích a vytápění pomocí energie jejich spalovacího chladiva, což je obvykle voda. Voda v kotli má vysokou teplotu a velmi často je pod vysokým tlakem, což vede k tomu, že kotle jsou předměty vysokého nebezpečí, jehož nouzová porucha vede k potřebě opravit nejen samotný kotel, ale také k významným problémům pro spotřebitele tepelné energie. Abyste předešli takovým situacím, musíte pečlivě dodržovat pravidla provozu. Doporučujeme vám stahovat výkresy různých kotlů a tepelných jednotek, které jsou v naší době aktivně používány. Máme výkresy kotlů DKVR, BKZ, DE, TP a mnoho dalších, včetně dovážených.

Katalog výkresů

Automatizace

Další materiál

Soutěže (*)

GOST (*)

Různé

Inženýrské systémy

Strojírenství a mechanika

Popisná geometrie a inženýrská grafika

Zbraně

Průmysl

Zemědělství

Výstavba

Schémata

Doprava

Elektrické automobily

Software: AutoCAD 2011

Složení: Vnitřní dodávky plynu., Termomechanické řešení., Automatizace., Automatizace dodávky plynu. Kontrola plynu, vysvětlivka

Software: SolidWorks 2016 SP5.0

Složení: Montážní výkres, detaily, 3D montáž, 3D detaily

Software: AutoCAD 2017

Složení: 3D model kotle v jednom detailu

Software: KOMPAS-3D 16

Konstrukce: PZ, hořák na plynový olej (VO), bojler (VO), přenosný cyklón (VO), zařízení pro oddělování bubnů (VO), plán opravy (VO)

Software: KOMPAS-3D 16

Sestava: 3D montáž bez řezání - rozměry všech částí jsou v názvu dílů

Výkresy parních kotlů

- teplota přehřáté páry (540 560 0 С0;

- Účinnost kotle Brutus (80 92 0 C).

50. Vodní kotle

Určeno pro teplou vodu.

VK je instalován v průmyslových topných kotlích a v top-kotle CHP.

Práce na schématu přímého toku, tj. v kotli není cirkulace vody. Teplota vody u vchodu do kotle je od 70 do 120 0 C a při výstupu 150-200 0 С.

Standardní výkonové kotle:

KV-GM-100 (ohřívač vody, plynový olej -100 Gcal / hodina);

KV-TS-20 (kotel na teplou vodu, tuhá paliva, spalování vrstev 20 Gkal / hodina);

KV-TK-50 (kotel na teplou vodu, tuhá paliva, spalovací komora 50 Gcal / hod.).

51. Tepelný proces ve fázi turbíny. Reaktivita turbínové fáze

2 - pracovní lopatky;

entalpie páry na vstupu trysky;

entalpie páry na výstupu trysky;

rychlost páry před tryskou a na výstupu trysky.

- krok tepelné turbíny.

Podrobné uspořádání turbíny:

1 2 1 - pevné břity trysky;

2 - pracovní mobilní lopaty;

absolutní rychlost pracovní tekutiny;

obvodová rychlost pracovních lopatek;

relativní rychlost pracovní tekutiny.

Sada pevných lopatek trysek tvoří mřížku trysek a soubor pohyblivých pracovních lopatek tvoří pracovní mřížku. Tryska a pracovní mříž tvoří turbínový stupeň. Kombinace kanálu v trysce a pracovní mřížky tvoří průtokovou část turbínové stupně.

Stupeň reaktivity etapy turbíny -

přehřátí tepla na pracovním ostří jeviště;

jednorázová tepelná turbína;

aktivní etapa turbíny;

proudové turbíny.

52. Aktivní a reaktivní parní turbíny. Semi-reaktivní konstrukce turbíny

V aktivní turbíně je dostupný diferenciál, a tudíž diferenční tlak, spuštěn v tryskovém zařízení, který se mění na rychlostní hlavu. Na pracovních čepelích se pracovní tělo zpomaluje a jeho kinetická energie se přemění na kinetickou energii rotoru.

Snížení teploty pracovní kapaliny na teplotu pracovních lopatek má příznivý vliv na jejich práci.

Turbíny jsou obvykle vícestupňové, geometrické rozměry průtokové části v průběhu zvyšování páry.

Vícestupňová polozpouštěcí turbína:

Parní kotel: teorie, provozní pravidla, konstrukce a typy, aplikace

Parní kotel je určen k výrobě pracující (nebo silné) páry, která je schopna provádět mechanickou práci nebo izolovat ekvivalentní množství tepla. Přístroje, které vytvářejí páru, sílu určité velikosti, která se nevyžaduje, se nazývají parní generátory. Jsou široce používány v průmyslu (např. Pro páře betonu), v potravinářských technologiích (parní kotle), v medicíně (inhalátory, sterilizátory) av každodenním životě (pro páření a čištění, v koupelně atd.). parní kotel.

Moderní parní kotle pro průmysl a domácnost

Proč potřebujete silnou páru?

Ve století, kdy jsou kvantové počítače a komunikační zařízení "na cestě" schopné samostatného myšlení na umělou inteligenci a kosmické lodě pro mezihvězdné lety, zůstává potřeba pracovní dvojice stále vysoká. V průmyslu, především v oblasti přenosu velkého množství hotových tepelných a pohonných technologických zařízení: lisy, kladiva, svayezabivateley atd. V oblasti vodní dopravy a energetiky je to výroba pracovní kapaliny pro parní turbíny a další vysoce výkonné mechanické motory: s výkonem 5 až 10 MW na hřídel, jsou náklady na jednotku mechanické páry nižší než u jakékoliv jiné pracovní tekutiny.

Poznámka: dvojice pístních válců - píst má pozoruhodnou vlastnost - největší síla na tyči se vyvíjí při rychlosti zdvihu pístu s nulovým počtem pístů. Jinými slovy, vnější charakteristika parního stroje je ideální a jeho účinnost téměř nezávisí na způsobu provozu; Parní stroj s převodovkou není nutný.

V každodenním životě se také používají parní kotle; především v parních a dvouokruhových vytápěcích systémech (CO). Steam CO vyžaduje důkladnější utěsnění než u teplonosné kapaliny, ale umožňují odpojit a opětovně připojit jednotlivé větve k systému na výšku topné sezóny, aniž byste riskovali rozpuštění celého vytápění. To zase umožňuje ohřát dobře izolované místnosti s impulsy, které na místech s drsným klimatem ušetří až 30% nákladů na vytápění za sezónu.

Bypass CO, naopak, se zdá být ekonomičtější na okrajích s dlouhým intersezonem a mírnou, nestabilní zimou. Teplota průtoku CO s jedním okruhem by neměla klesnout pod cca. +45 stupňů Celsia, jinak dojde k pádu kyselého kondenzátu kotle, což způsobí selhání celého systému. Tepelné ztráty v trubicových trubicích jsou značné, proto v domovech a / nebo distribučních vytápěcích místech dávají tzv. Výtahové uzly, v nichž je část chladicí kapaliny z přívodu nasávána do zpětné linky a ohřívá ji. Současně však kotel přenese dobrou část chladicí kapaliny do kruhu a spotřebovává přebytečné palivo, které musí zaplatit účastník. Čím vyšší je venkovní teplota a méně ohřevu, tím více tepla vyvíjeného kotlem se nevyužívá k ohřevu uživatelů, ale k udržení se v režimu. Což zatím není optimální.

Ve dvouvodičovém systému CO vytváří parní kotel páru, která ohřívá chladicí kapalinu CO přes výměník tepla. Teplota výstupu může být nyní snížena, což sníží ztráty v síti: jsou větší, tím je chladnější chladicí kapalina. Teplota vratného média může být tak nízká, jak je požadováno, dokud se systém nezmrazí: ve výměníku tepla nehřeje nic a nevytvoří se žádné zbytky kyseliny, které by mohly vypadnout z kyselého deště. Nic neohrožuje parní kotel: od té doby neexistují žádné hlavní ztráty výměník tepla v blízkosti; Přívod páry k tomu je regulován automatickým ventilem založeným na teplotě 2. okruhu a zpětná pára k kotli zůstává velmi vyhřátá.

Co je s tím?

Hlavní nevýhodou parních kotlů je velká doba připravenosti. Nejlepší z moderních přechází do provozního režimu za 3-5 minut a v běžném bojleru spáruje rozvod asi hodinu. Proto neexistuje prakticky žádný pozemní transport páry, ačkoli účinnost moderních keramických parních strojů není horší než motor s vnitřním spalováním. Motor můžete vypnout, ale není kotel zastaven.

Ne méně významný je nebezpečí výbuchu. Pokud je zásoba energie v palivové nádrži automobilu měřena v desítkách kilogramů ekvivalentu TNT, pak v parním kotli s centrály a tunami. Benzín a motorová nafta mohou a jen spálí a kotle exploduje při nehodě. Moderní - extrémně vzácné, ale jejich výbušnost stále není nulová.

Z druhé nevýhody vyplývá další: k napájení parního kotle potřebujete velmi kvalitní dobře připravenou vodu. Scale - hrozný nepřítel kotle, dramaticky snižuje jeho tepelnou účinnost a zvyšuje riziko výbuchu.

Výsledkem druhého a třetího - čtvrtého vážného nedostatku: parní kotle potřebují pravidelnou kontrolu a údržbu při odstavení kotle. Představte si, že určitě potřebujete řídit auto na čerpací stanici každých šest měsíců a objednat přepážku motoru, jinak přestane naslouchat volantu a sama se rozběhne do tyče.

Trochu historie

Myšlenky na využití síly páry pro praktické tisíciletí. Předpokládá se, že první parní kotel, který byl současně tryskovou parní turbínou, byl vynalezen Alexandrem Heronem. Existují důkazy, že v XVI. Století. kapitán španělské flotily Blasco de Garay postavil a ukázal králi... parníku, který se plavil. Ale pokud je to pravda, pak jediný náhodný objev - termodynamika jako věda ještě neexistovala, a bez ní není možné vypočítat parní stroj a kotel za to. Edison, od praktiků, jednou řekl: "Není nic praktičtějšího než dobrá teorie."

Patent byl v roce 1698 vyhlášen britským T. Severiem v patentu pro parní kotle. V praxi si jeho nápad realizoval současně anglický T. Newcomen do konce 17. století. Ale kotle Newcomenu se v zásadě nelišily od domácích konvic a produkovaly velmi slabé páry, takže stroje společnosti Newcomen nebyly rozšířené a nevytvářely technologickou revoluci.

Parní kotel I. I. Polzunová

První, kdo chápal, jak by měl kotel působit, a to ve druhé polovině 18. století. nezávisle na sobě je také anglický návrhář J. Watt (jmenuje se wattová jednotka energie) a ruský samozásobený mechanik I. I. Polzunov. Nemohl dokončit svůj parní stroj - on zemřel na nemoc, ale kotel byl dokončen v roce 1765. Projekty parních kotlů Watt a Polzunov (na obrázku vpravo) jsou téměř shodné a v té době nemohlo být žádné jiné technické řešení.

Tepelná účinnost a výroba páry (viz níže) kotlů Watt a Polzunov umožnily spuštění strojů, které provádějí užitečnou užitečnou práci, ale nebylo možné s technologií té doby. Technické parametry parních kotlů se zlepšily a vynálezci prvních parních lokomotiv R. Trevithic a J. Stephenson je kompaktnější. Později, angličtí inženýři J. Thornycroft a E. Yarrow, a poté ruský vědec V. G. Shukhov, ten, kdo postavil televizní věž na Shabolovce, významně přispěl k rozvoji výstavby kotlů.

První lokomotivy Trevitika, Stephensona a Cherepana

Poznámka: na prvním parním motoru Stephensona "Blucher" (ve středu na obrázku) je číslo 2, ale to proto, že jeho zkušený předchůdce byl nevhodný pro dlouhodobý provoz.

Trochu teorie

V této sekci nebudou k dispozici žádné vzorce ze školních a univerzitních učebnic. Předpokládá se, že si je pamatuješ. A pokud zapomenete, víte, kde hledat. Zde budeme diskutovat o podstatě procesů, které se vyskytují v parním kotli, a podrobnostech, které jsou pro tuto praxi důležité, a závěry z nich vyvozené. A matematika je zisková. Bez pochopení podstaty výpočtů stále není smysl.

Hlavním principem fungování parního kotle, který uvažoval Wutt a Polzunov, je to, že neváří vodu. Proces varu z boku je hladce řízen: voda dosáhla bodu varu a dostala latentní teplo odpařování - hoří; ne ne ne Při normálním tlaku je vroucí voda relativně bezpečná, ale účinnost odpadní páry je zanedbatelná; on říká, že má nízký potenciál. A okamžitě začne kondenzovat, což způsobí, že pára zcela ztratí svou pevnost.

Pára pracuje pod tlakem. Předpokládejme, že jeho přebytek nad atmosférickým je jen 1 MPa. Pak na pístové ploše 500 metrů čtverečních. cm. půl tuny. Není to špatné na začátek.

Tlak nasycené páry se zvyšující se teplotou se zvyšuje podle zákona o výkonu, tj. velmi rychle, vlevo na obr. Zároveň se také zvyšuje bod varu vody a výstup páry na jednotku plochy odpařovacího zrcadla (GP). Ale latentní teplo odpařování zůstává nezměněno a část spotřeby paliva, která nedává pár sil, všechno klesá a klesá. Takže ve všech ohledech je výhodné zvýšit tlak v kotli, což však zvyšuje jeho výbušnost (viz níže). A až do určitého limitu, nad nímž nekompromisní síly začnou zasahovat do procesu.

Závislost parametrů nasycené páry na teplotě

Tabulka parametrů přehřáté nasycené vodní páry je uvedena vpravo na obr. Věnujte pozornost zvýrazněným zeleným sloupcům (částečně nebo úplně). Ukazuje se, že maximální účinnost páry klesá v teplotním rozsahu 200-260 stupňů. Tlak par v něm, na kterém síla generovaná pohonem závisí trojnásobně. Celková tepelná kapacita (s ohledem na latentní teplo) v tomto rozsahu se neustále zvyšuje. To je přínosné pro parní kapalinu CO s částečnou nebo úplnou kondenzací chladicí kapaliny.

Špatné zprávy začínají v žlutých liniích: pára se stává chemicky velmi aktivní - odvádí parní linky a mechanismy z obyčejné oceli a část své síly jde navzdory nárůstu tlaku do "chemie". Červené čáry - zprávy jsou ještě horší: tepelná disociace vody se stává zřejmá u páru a kotel se stává extrémně nebezpečným.

O notaci

V éře parních strojů se používaly atmosférické tlakové a nadměrné tlakové jednotky. 1 am = 1 kgf * sq. viz p (ati) = p (a) -1, protože tlak vzduchu 1 atm. Nyní se tlak měří v pascalu (Pa). 1 am = 1,05 MPa. To je pravda, protože provozní režim kotle významně závisí na tlaku okolního vzduchu. Neexistují však žádné nadbytečné pascaly, takže pro stanovení pevnosti páry je třeba 1 MPa odečíst od tlaku v kotli. Například při 240 stupních je tlak v kotli 3 348 MPa. Pro práci můžete použít maximálně 2 288 MPa, ale pro každý čtverec. cm povrchů součástí uvnitř kotle rozdrtí více než 30 kg * cm. Pro výpočet výkonu kotle je také nutné použít výkon páry v kg * s nebo kg * h. Další známou hodnotou je tepelná účinnost kotle, která se rovná poměru tepelné energie uložené v jednotce hmotnosti páry k teplu spalování paliva potřebného pro její výrobu. Tepelná účinnost se často označuje jako účinnost kotle, ale je třeba mít na paměti, že účinnost výkonových a topných kotlů stejné konstrukce je odlišná: ve druhém případě může být latentní teplo odpařování vráceno ve formě latentního kondenzačního tepla, nikoliv však v prvním.

Poznámka: někdy je přebytek nad atmosférickým tlakem par vyjádřen v baru (bar). Například ve specifikaci kotle píší - tlak 1,5 bar, který se rovná cca. 1,5 ati. Bar je však také systémovou jednotkou, její použití není regulováno. Proto je ve stejné specifikaci nutné zjistit teplotu vody v kotli a zkontrolovat ji.

Parní potenciál

Spolu s teplotou kotle se jeho výbušnost také rychle zvyšuje. Při teplotách nad cca. 200 stupňů, a dokonce i snížení tlaku v důsledku přebytečné páry, může způsobit varu celé vody v kotli a jeho výbuch. V příběhu Novikov-Surf „Bay of Joy“ se všemi technickými detaily popisovány jako sympatizující s červeným hasič foukal kotel na vojenské lodi bílé barvy, jehož tým byl násilně narukoval. Na základě těchto úvah je pára rozdělena velikostí pracovního potenciálu na:

  • Nízký potenciál - teplota do 113 stupňů Celsia, tlak do 1,7 MPa. Výbuch kotle je téměř nemožný kvůli malému množství energie v něm.
  • Nízký potenciál - teplota 113-132 stupňů, tlak 1,7 až 3 MPa. Výbuch kotle je možný při náhlém zničení jeho těla.
  • Průměrný potenciál je teplota 132-280 stupňů, tlak 3 až 6,42 MPa. Výbuch je možný se zničením tělesa kotle nebo poruchou automatizace.
  • Vysoký potenciál - teplota 280-340 stupňů, tlak 6,42-14,61 MPa. Výbuch je možný, kromě výše uvedených důvodů, kvůli porušení pravidel provozu kotle (viz níže) a odtlakování parních potrubí.
  • Ultrahigh-potenciál - teplota nad 340 stupňů, tlak vyšší než 14,61 MPa. Výbuch, s výjimkou popsaných důvodů, je možný kvůli náhodnému souhře okolností.

Nenápadnost odpařování

Pro praktické účely je vhodné použít hodnotu výstupu páry na jednotku plochy RFP, ale ve skutečnosti se odpařování v kotli odehrává v objemu vody: nasytí se mikrobublinami páry. Myšlenka na to dává bílou vroucí vodu, která podle pravidel východního vaření má vařit čaj. Ale v bílé vroucí vodě se uvolní vzduch rozpuštěný ve vodě a v normálně fungujícím bojleru je voda průhledná. Pokud je v rozmezí skla tlumen - kotel je na pokraji výbuchu. Červený stoker, který byl zmíněn výše, byl špičkovým specialistou: podle typu vody rozhodl, jak brzy kotle exploduje a podaří se uniknout. Parník byl starý se středním kotlem; trvá několik minut od bělení vodoměru na výbuch. Kotel s vysokým potenciálem okamžitě vybuchne jen ztlumeným vodoměrem.

Druhý důležitý bod - s RFP vyniká tzv. vlhká pára, ve které jsou také neviditelné mikrokvapky vody. Vlhká pára je nepřítelem kotle není o nic méně hrozná než měřítko: kapičky vlhkosti jsou přirozené kondenzační centra páry. Pokud na nějakém místě parního okruhu začne teplota klesat rychleji než tlak, může začít lavínová kondenzace páry. Tlak v celém systému prudce klesne a dokonce i nízkopotenciální kotel může varit a explodovat. Pokud jde o mechanismy poháněné parou z kotle, kondenzace také drasticky zhoršuje jejich technické parametry (tlak v pracovních tělech prudce klesá) a způsobuje zvýšené opotřebení: mikrokvapky přehřáté vody jsou chemicky agresivní. Jediným místem, kde je užitečná kondenzace pracovní páry, je CO - plyn (viz výše), protože současně se uvolňuje latentní kondenzační teplo pro zahřívání.

Perfektní kotel

Známe tyto vlastnosti, je možné z dnešního dne představit, jak by měl být uspořádán určitý ideální parní kotel. Ve skutečnosti se to ukáže jako velmi nákladné a obtížně udržovatelné a v "zlatém věku" páry byl takový kotel technicky nerealizovatelný. Celý vývoj stavby kotle následoval cestu zjednodušení zařízení (páskování) kotle a kombinace funkcí jeho systémů. Ale zjistit, co potřebuje kotel pro normální provoz, pomůže tento režim.

Obecné schéma zařízení parního kotle je uvedeno na obr.

Obecná schéma parního kotle

Generátor páry je kanálový (trubkový) výměník tepla plyn-voda. Zvětšení plochy styku chladicí kapaliny s ohřívačem zvyšuje tvorbu mikrobublinek páry v jeho hmotnosti a oddělení páry od jednotky jednotky RFP při stejné teplotě. V místnosti s suchou párou se čistá parní a vodní mikro-suspenze oddělují gravitační nebo absorpční metodou bez uvolnění latentního kondenzačního tepla. Hotový kondenzát proudí zpět do generátoru páry nebo v cirkulačních kotlích (viz níže) je do něj čerpán oběhovým čerpadlem.

Role přehřívače je velmi důležitá. Bez poklesu tlaku podél délky parní linky nedojde k průchodu páry, ale současně dochází k poklesu výkonu páry a zvyšuje se pravděpodobnost její násilné kondenzace. Přehřívák páry "vyčerpává" odváděnou páru s energií za nic - v důsledku zbytkového tepla spalin.

Dokonce zvyšuje tepelnou účinnost ekonomizéru kotle. Jedná se také o kanálový výměník tepla, v němž je přívodní voda rovněž ohřívána spalinami. Při nejpomalejší rychlosti kotle může ekonomizér přehřívat a přeplňovat sazemi a když je nucen, může se kotel přehřívat a dokonce i vařit. Proto se někdy do ekonomizéru zavádí samostatný vodní okruh s vodním výtahem, podobně jako u jednokruhového CO (viz výše). Při normálním provozu kotle se vlastní cirkulační čerpadlo vypne uzavíracím ventilem.

Poslední věc, která vám umožňuje "vytáhnout" tepelnou účinnost kotle na teoretickou hranici - ohřívání vzduchu vstupujícího do pece. U tepelných zařízení s vysokým výkonem je to velmi efektivní opatření. Současně ohřívání vzduchu v přístřešcích umožnilo téměř třikrát snížit spotřebu paliva při topení ve vysokých pecích. Pokud jde o řídicí jednotku (nebo zařízení) všech těchto ekonomik, je to nyní krabice nebo skříňka s mikroprocesorem a jeho elektromechanickým postrojem a v bývalé době to byla posádka řidiče a hasič.

Parní kotle

V závislosti na účelu, provozních podmínkách a požadavcích na parametry páry se může zařízení parního kotle lišit. Strukturálně se parní kotle liší:

  1. Způsob odlučování par je přímý (průtok) a cirkuluje;
  2. Na zařízení odlučovače páry - bubnu a dalších (zvonovité, hadovité a jiné;
  3. Metoda výměny tepla - plynová trubka (dříve nazývaná požární trubice, stará požární trubice) a vodní trubice;
  4. Podle orientace a konfigurace kanálů parogenerátoru - horizontální, vertikální, kombinované (vodorovný přívod spalin, vertikální výstup, zakřivené kanály), šikmé, vícenásobné kolektorové, hadovité, vířivé pláště atd.;
  5. Během průchodu spalin - dopředu a dozadu;
  6. Pro hydrodynamiku - s otevřeným nebo uzavřeným okruhem parní vody viz níže;
  7. Podle způsobu vytápění - ohně (palivo), elektrické, nepřímé vytápění, heliocotla atd.

Pokud jde o způsob vytápění, elektrické parní kotle umožňují přijímat pouze parní topné články s nízkým a nízkým potenciálem, které nevydržují přísnější pracovní podmínky v kotli. Kotle na nepřímé vytápění se používají předem. v jaderné elektrárně. Když píší, že teplota chladicí kapaliny v nich dosahuje 500 stupňů a více, jedná se o první okruh, který ohřívá běžný vysoce kvalitní kotel přes výměník tepla, který dává parní turbíně. Solární kotle (heliocotla) apod. Exotický předmět samostatné úvahy. Dotkneme se jim na konci a budeme se zabývat především ohnivými parními kotly - jednotka účinnosti páry z nich je nejlevnější a nejlevnější.

Poznámka: Submarináři někdy hrají pozemní figuríny s příběhy, protože, jak se údajně vyplavují z hodin, spali na primárním okruhu jaderného ponorného reaktoru. To je čistě žertování - na prvním okruhu je nejen teplota nad 400 stupňů, ale i smrtící záření a neoprávněné odchod z hodin je vážným zločinem. První okruh jaderných reaktorů je navržen tak, aby z chladicí kapaliny nebyla uvolněna žádná pára.

Dopředný tok nebo cirkulace

U parních kotlů s přímým průtokem (poloha A na obr.) Vstoupí vlhká pára do cívky, trubkového potrubí nebo pod čepičkou, kde klesá vodní suspenze a proudí dolů do generátoru páry.

Schematické diagramy zařízení pro přímé proudění a cirkulační parní kotle

Kotle s přímým průtokem jsou z hlediska designu jednodušší a od automatizace stačí, aby byli obecně zkušení hasiči. Kotle s přímým průtokem mohou být energeticky nezávislé - provádějte bez napájecího čerpadla a získávejte vodu proudící ze zásobní nádrže. Ale jsou mnohem výbušnější než cirkulující, a jejich tepelná účinnost a výstup páry jsou nízké. Nejvíce intenzivní pára se uvolňuje z nejvyšších vrstev vody v kotli. Po uvolnění z mikrobublin páry voda klesá a zvedá znovu, když je nasycena párou. U jednorázového kotle je voda obnovována gravitační konvekcí (která vypouští páru vody je těžší), na kterém je paliva vyčerpána. Potřebuje hodně, protože konvekční toky jsou nepravidelné, s turbulencí a rozptýlením přijaté energie, než přenášejí vodu nahoru. Tepelná účinnost jednorázového kotle je cca. 35-40% Vynásobením této hodnoty parní motorovou účinností 25-30% (až do 45% u moderních) získáme notoricky známou "lokomotivu" efektivitu 8-16%

V cirkulačním kotli je celkový průtok vody nasměrován směrem nahoru samostatným cirkulačním čerpadlem, které vypouští kondenzát z jímky; ztráty vnitřního tření ve vodě jsou minimální a výkon cirkulačního čerpadla vyžaduje jen málo. Základní objem vody před úplným odpařováním činí 5 až 30 nebo více otáček, což dále zvyšuje tepelnou účinnost a výkon páry kotle. Například při jedné otáčce části vody se pouze 10% odpařuje. Další obrat bude 90%, z čehož 10% se vypaří, tj. další 9% původního objemu a vody zůstanou 81%. Počítá se podobně dále (matematika, takové výpočty se nazývají rekurzní vztahy), získáváme 63% účinnosti kotle na 5 otáček a 92,6% na 30 otáček. Účinná oblast RFP se v důsledku toho zvětšuje oproti geometrickému přibl. 1,5 a 2 krát.

Bubnové kotle

Cirkulační kotel musí mít v potrubí nejen čerpadla, ale i regulátor hladiny kondenzátu v odlučovači páry. Pokud se ukáže příliš, technické parametry kotle se prudce zhorší. Pokud to nestačí, obecně hrozí neštěstí: vlhká pára se rychle kondenzuje, tlak v kotli také prudce klesne - varí - výbuch. Aby nedošlo k takové situaci, povolte kotlové bubny. V nich je parní lapač částí širokého potrubí (bubnu), do něhož nasávaná voda vstupuje do vody z kotle (ohřívače), což v případě není parním generátorem; takže je odděleno ohřev vody a uvolňování páry z ní. Ohřívač nemůže v zásadě varit a varu bubnu není tak nebezpečný, protože Většina energie uvolněné během tohoto procesu se vyčerpá tlakovou vodou zpět do ohřívače a napájecí nádrže.

Princip provozu automatického bubnového parního kotle

Mokrá pára od odlučovače páry vstupuje do "volného" kondenzátoru s malým objemem, který má také kruhový průřez. Napájecí tryska stoupá nad dnem kondenzátoru a zajišťuje konstantní kondenzát. Pro normální provoz kotlového bubnu je nutné, aby tlak vodních sloupů v bubnu a kondenzátoru byl stejný. Aby se zajistil tento stav, není kondenzátor umístěn v blízkosti bubnu, ale je nad ním vyvýšen. V důsledku toho je režim kotlového ohřívače jasně udržován energeticky nezávislou automatizaci (viz obr. Výše): v bubnu je spousta vody, výstupní tlak je nad normou - diferenciální regulátor odpařování snižuje výkon; naopak - to zahrnuje. V bubnu se standardní hladina vody udržuje v přijatelných mezích. Drum parní kotel může pracovat na přirozeném oběhu, viz video níže:

Video: o zařízení kotle bubnu
Slovo o vodě pro buben

Protože voda v bubnových kotlích koluje mnohokrát, musí to být nejčistší; prakticky - destilát. Dodávka bubnových kotlů z vodních zdrojů, jako jsou hydrodynamicky otevřené kotle, je nepřijatelná. Bubnové kotle jsou stavěny pouze hydrodynamicky uzavřeným: napájecí voda v nich je zabalena podle schématu: napájecí nádrž - kotel - parní vodní chladič (vyplachován mořskou vodou na lodích) - zpět do napájecí nádrže apod.

Plynová trubka a vodní trubka

Plynové trubky a vodní trubky jsou, jak bychom mohli říct, jednu věc odlišnou od ostatních. V parním generátoru prochází plynovodová nádoba s vodou svazek trubek, ze kterých proudí horké plyny z pece. Ve vodovodním potrubí je naopak potrubí s chladicí kapalinou omyta proudem spalin. Rozdíl je velmi, velmi významný.

K přenosu energie spalin do vody je zapotřebí velký teplotní gradient (rozdíl). Tepelná vodivost kovu trubek parního generátoru je stokrát vyšší než tepelná vodivost kouřových plynů. Proto uvnitř plamenových trubek může být více než 1000 stupňů a jejich vnější povrch je ochlazován vodou nejvýše 350-400 stupňů. Obrovské tepelné namáhání vznikají ve stěnách potrubí a kolem - velkého množství přehřáté vody vroucí po celé hmotnosti s klesajícím tlakem. Poryv jediného potrubí kotle plynové trubky nevyhnutelně vede k jeho výbuchu. Z tohoto důvodu musí být striktně dodržen postup kontroly a profylaktické výměny plynových trubek a tato práce je obtížná, poměrně dlouhá a drahá.

Teplota vnějšího povrchu trubek parního generátoru vodního trubkového kotle je z těchto důvodů téměř stejná jako teplota vody v nich. Tepelné namáhání v materiálu vodovodních potrubí je o řádu menší než u plynu. Spolehlivost kotle je mnohem vyšší, doba mezi zastaveními pro prevenci je delší. Poryv jedné trubky nevede k výbuchu kotle: před varem se rozptyluje na celou vodu (což je několikrát méně v kotli s vodním potrubím než v plynovém kotli), silný proud směsi páry a vody zhasne pec a ochlazuje ostatní potrubí. Nedostatek vodních trubkových kotlů - teoreticky menší než kotle na plynové trubky, tepelná účinnost a výroba páry. Ale konstruktivní vylepšení vodních trubkových kotlů jim umožnilo zaujímat dominantní postavení v průmyslu - dnes se nevybudují plynové kotle a jednotky zbývající klasické stavby rafinují své zdroje.

Upozornění: Kotlové bubny mohou být vyrobeny pouze z vodovodu.

Vývoj struktur

Pro příklad lokomotivního kotle je vhodné uvažovat o zařízení nejvíce archaického (a ukázalo se být velmi houževnatého) vodorovného plynového parního kotle, viz obr.:

Zařízení vodorovného plynového potrubí (lokomotivního) parního kotle

Suhaparnik - nejjednodušší zvon. Automatizace - pouze jeden pojistný ventil. Neexistuje žádné napájecí čerpadlo, voda pochází sama od nádrže. Tepelná účinnost cca. 40%., Ale "dubnost" stavby ověřené stoletími je výjimečné. Některé lokomotivní kotle jsou ještě dnes používány. Vlaky, které už neříkají, dávají produkci páru.

Vodní trubky s pracovními zkušenostmi více než 100 let jsou také k dispozici. Obecně platí, že tento typ parních kotlů je daleko od odchodu do důchodu. Ve flotile jsou vodní trubky ještě dnes v elektrárnách široce využívány. Na lodích je problém kompaktnosti kotle velmi akutní. Civilní parníky potřebují místo pro nákladní prostory a prostory pro cestující. Na válečných lodích musí být bezpečnostní a zranitelné jednotky bezpečněji pokryty z nepřátelské munice.

Přirozenou cestou se zdá být použití vertikálního kotle, ale "svislé uzly" s trubkovými svazky jsou teoreticky neúčinné: příliš mnoho kouřových plynů vynechá generátor páry a oblast RFP je malá. Proto jsou v lodních elektrárnách používány preim. bubnové parní kotle se šikmým uspořádáním trubek (viz rýže, B - buben, P - přehřívák):

Zařízení vodních bubnových kotlů

  1. S přirozenou cirkulací, nízkým a částečně středním výkonem;
  2. S nuceným oběhem - až po vysoký výkon včetně;
  3. Symetrický sběrač s více kolektory (s 2-3 kolektory vody a výměníky tepla pracující na jednom bubnu) - od středních až po velmi velké;
  4. Stejné, asymetrické - na síle od velkých po jedinečné.

Na pozemku jsou požadovány také kompaktní kotle - údržba výrobního prostoru není levná. V občanské společnosti však cena, konstrukční jednoduchost a snadná údržba zařízení často převažují nad technickou dokonalostí. Proto se pozemní kompaktní kotle často vyrábějí podle principu: nejen otočit dovnitř, ale i ohýbat na polovinu. Konkrétně: zabalte tok kouřových plynů. Indikátory kvality kotle se trochu zhoršují, ale vyžaduje téměř polovinu prostoru jako pro stejnou sílu lokomotivy a je mnohem pohodlnější udržet kotel, protože komínový kořen, přístřešek a popelník (pokud je kotel pevný) jsou ve stejné místnosti.

Snadnější otáčení plynového kotle. Horizontální rozměr (vlevo na obrázku) je v tomto provedení téměř stejně účinný, odolný a bezpečný jako trubka na vodu: téměř veškeré teplo uvolněné v peci vede k ohřevu vody a plynové potrubí zevnitř se zahřívá méně, protože kouřové plyny jsou již v nich již zcela chladné. Kotel se zkráceným parním generátorem (ve středu, tyto kotle jsou někdy nesprávně nazývány vertikálně) je extrémně kompaktní, ale nehospodárné. Pro dosažení přijatelnosti umožňujících stínění v požární komoře reflektuje tepelné (infračervené, IR) záření.

Zařízení parních kotlů s cirkulací kouřových plynů

Moderní úspěchy

Dodávka parního kotle s IR reflektorem je obecně plodná myšlenka. Moderní vodní trubkové kotle, s výjimkou vnější izolace, jsou z vnitřní strany opatřeny reflexním IR materiálem. To umožňuje, aby svazky kanálů jejich parních generátorů byly vyrobeny z identických přímých trubek, viz obrázek. Tím se zase dá opustit buben a kohoutek přivádět ze strany. Není těžké si představit, kolik on a jeho vykořisťování snižují náklady na to.

Konstrukce moderního radiačního parního kotle s reflektorem tepla uvnitř

Poznámka: Parní kotle s vestavěnými infračervenými reflektory v odborné literatuře se nazývají záření. Samozřejmě, že v nich není žádná radioaktivita. To se týká tepelného záření (IR záření).

Zařízení parního kotle s krbovou kamnou na protipoložkách

Jedním z posledních úspěchů velkých kotlů je plynové kotle z tepelně odolných speciálních ocelí s dvojčinnou pecí na protipolohovách, viz obr. vpravo. Energetická účinnost kotle je teoreticky stanovena poměrem teplot na počátku a na konci provozního cyklu k počáteční teplotě (Carnotův vzorec, pamatujete?). U kotlů na opačných výbojkách dosahuje teplota v peci 1800-1900 stupňů oproti 1100-1200 a další a teplota spalin zůstává stejná, 140-200 stupňů. Celková účinnost kotle na počitadle může přesáhnout 90% bez komplikovaných dodatečných opatření a s nimi je vyšší než 95%.

Poznámka: jak moderní parní kotle hromadného použití jsou uspořádány a pracují, viz následující. video:

Video: jak pracuje parní kotel

A v každodenním životě

Probíhal vývoj tepelného inženýrství a domácí kotle. Měly by poskytovat nízkokvalitní páru pro topné systémy a zařízení pro vaření, ale bezpečnostní požadavky na domácnost jsou nejtěžší a měly by umožňovat běžnou údržbu nekvalifikovaným personálem. Dalším požadavkem je, aby domácí parní kotel byl co nejkompaktnější, lehčí (nevyžadoval základ) a levnější. Další je velmi krátký čas spuštění. Vynaložení až jedné hodiny práce na oddělené páry je nepřijatelným odpadem ve společnosti rozvinutého socialismu.

Klasickým řešením tohoto druhu je kotlové těleso. Je to extrémně bezpečné pro danou třídu zařízení: pravděpodobnost přehřáté páry mimo vnější plášť (takový případ je považován za výbuch kotle) ​​je mnohem menší než trubky ve vodním trubkovém kotelním svazku stejné kapacity. Důvod - trubka je pouze jedna, dlouhá, stočená. Parní výkon a účinnost pary kotlů na kotle jsou malé, avšak první je v tomto případě nevýznamné a druhá je zvětšena počítačovým designem prostorové cívky a instalací IR reflektoru, viz obr.. Automatizační spirálový kotel dostatečně tepelně mechanický, nepřetržitý, čímž hořák překládá v minimálním režimu.

Zařízení moderní kotlové parní kotelny

Nejnovějším úspěchem při navrhování nízkopříkonných parních kotlů je vířivý vířivý kotel. Obrazně řečeno, obrátil se dovnitř se všemi drobkami. A z technického hlediska - stočili plamenem hořáku ve vichřici a namísto ne příliš high-tech svazku trubek nebo serpentinu dali pravidelnou kosmetickou košili, ale ne vodní ohřev, ale páru a vodu.

Zařízení a okruh pro spínání parního kotle vířivým hořákem jsou znázorněny na obr.

Zařízení a obvod pro zapnutí parního kotle s vířivým hořákem

Označení na schématu:

  1. napájecí čerpadlo;
  2. komín;
  3. ekonomizér (u kotlů tohoto typu je nutný, jinak by mohlo dojít ke spuštění ohnivého víru ve spodní části);
  4. vzduchové potrubí;
  5. dmychadlo;
  6. vířivý hořák;
  7. košile pro parní zóny;
  8. vodní bunda;
  9. ventil a ventil pro nouzové vypouštění páry;
  10. pára (obvykle absorpční);
  11. výstup páry;
  12. hladinoměr (sklo měřidla);
  13. vypouštěcí ventil.

Parní kotle spalování vortexu jsou extrémně kompaktní, protože zásadně vertikální. Jejich tepelná účinnost není horší než buben. Steam může vzdát průměrného potenciálu včetně. Doba uvedení do provozu je cca. 5 min Nevýhody - složitost, vysoká cena a úplná volatilita: bez stlačování vzduchu do hořáku nefunguje vůbec.

Provoz parních kotlů

Na pravidlech pro použití parních kotlů nepište články a objem regulačních dokumentů. A zanedbání některé z jejich položek může vést k nehodě. A popáleniny s přehřátou párou jsou mnohem nebezpečnější než běžné termické: velké množství latentního kondenzačního tepla se uvolňuje na těle a předměty obklopené párou a stupeň poškození je mnohem větší. Prakticky, jestliže spalování páry v těle je více než 10-15% jeho oblasti, lék je často impotentní. Proto čtenáři jednoduše informujeme, že starý kód bezpečnostních pravidel pro kotle a tlakové nádoby je již dlouho neplatný. Je nutno řídit federální právně závaznou sadu dokumentů "Průmyslová bezpečnostní pravidla pro nebezpečné výrobní zařízení používající zařízení vystavená nadměrnému tlaku" přijatá v roce 2003, zveřejněná ve veřejně dostupných zdrojích v roce 2013, která vstoupí v platnost na konci roku 2014 a (tj. s výjimkou uplatnění bývalých pravidel) v roce 2017. Můžete studovat nová pravidla pro provoz parních kotlů a stáhnout je ve formátu PDF pro volné použití na tomto odkazu.

Poznámka: Můžete si prohlédnout video tutoriál o tom, jak používat společné parní kotle na níže uvedeném KRND:

Video: série hodin na kotlích DVKR

Poznámka pro domácí umělce

Obecně platí, že budova kotle není určena pro dílnu v garáži. Avšak inženýrské svědomí neumožňuje bezdůvodně odradit čtenáře od toho, aby se zapojili do nich: pole je příliš daleko v průmyslu. Například domácí použití energetických parních kotlů. Schéma je například následující: solární koncentrátor ohřívá hydrodynamicky uzavřený kotel, jehož pára pohání mini-turbínu, která otáčí elektrický generátor. Izolace je stabilnější než vítr a v jižních oblastech dosahuje významné hodnoty. Životnost parních mechanismů po více než 100 let není divu, ale solární baterie se ponižuje za 3-10 let. Odborníci již dlouho bojují o instalace tohoto typu, ale zatím nemá smysl. A stejný Edison řekl: "Každý ví, že to nemůže být provedeno. Je tu blázen, který neví. To je on, kdo dělá vynález. "

Nepřipojujte se však k řezání, ohýbání, svařování. Nejprve nezapomeňte: jednáte s výbušným zařízením. Neexistují žádné parní kotle s nulovým nebezpečím výbuchu a v zásadě nemohou být. Proto přidejte do přečtení další populární materiály, například. odtud: (ru.teplowiki.org/wiki/Parovoy_kotel). Oni spolu s obsahem této publikace vám pomohou porozumět speciální literatuře. Pak pečlivě prostudujte výše uvedená bezpečnostní pravidla.

Další - nezapomeňte, že účinnost malého kotle je stejná jako velká, nedosáhnete designu. Důvodem je známý zákon o čtvercové kostce. Při poklesu velikosti kotle spadá objem chladiva a výhřevného tepla podél krychle lineárních rozměrů a plocha povrchu, která způsobuje tepelné ztráty, je čtvercová pomalejší

Nakonec si plně uvědomte, co chcete dosáhnout. Poté promyslete pečlivě o návrhu ve své mysli (nebo simulujte v počítači, pokud můžete). A teprve teď můžete začít experimentovat, viz například. video

Energetický blog

energie prostými slovy

Parní kotle tepelných elektráren (TPP)

Parní kotle a parní turbíny jsou hlavními jednotkami tepelné elektrárny (TPP).

Parní kotel je zařízení, které má systém topných ploch k získání páry z napájecí vody, která se do ní tekoucí tekoucí tekoucí tekutinou uvolňuje při spalování fosilních paliv (obr. 1).

U moderních parních kotlů je uspořádání spalování paliva uspořádáno v komorové peci, která je hranolovou svislou šachtou. Způsob spalování je charakterizován nepřetržitým pohybem paliva spolu se vzduchem a spalovacími produkty ve spalovací komoře.

Palivo a vzduch potřebný pro jeho spalování jsou zaváděny do kotlové pece pomocí speciálních zařízení - hořáků. Pec v horní části je spojena s hranolovou vertikální šachtou (někdy se dvěma), nazývanou základním typem přenosu tepla, konvektivní hřídel.

V peci, horizontálním plynovém kanálu a konvekčním hřídeli jsou ohřívací plochy, které jsou vytvořeny ve formě systému trubek, ve kterém se pracovní médium pohybuje. V závislosti na převládající metodě přenosu tepla na topné plochy se mohou rozdělit do následujících typů: záření, radiační-konvektivní, konvektivní.

V komoře pece kolem obvodu a celé výšky stěn jsou obvykle umístěny ploché potrubní systémy - pece, které jsou povrchy záření.

Obr. 1. Schéma parního kotle TPP.

1 - spalovací komora (požární komora); 2 - horizontální kouř; 3 - konvektivní důl; 4 - pece; 5 - stropní obrazovky; 6 - odvodňovací trubky; 7 - buben; 8 - radiačně-konvektivní přehřívač; 9 - konvektivní přehřívač; 10 - úspora vody; 11 - ohřívač vzduchu; 12 - ventilátor ventilátoru; 13 - spodní kolektory sítí; 14 - zásuvková komoda; 15 - studená koruna; 16 - hořáky. Diagram nezobrazuje popelník a ventilátor výfuku.

V moderních konstrukcích kotlů jsou pece vyráběny buď z běžných trubek (obr. 2, a), nebo z trubek svařovaných k sobě podél žeber a vytvářejících plynulé plynulé skořepiny (obr. 2, b).

Přístroj, ve kterém je voda zahřátá na teplotu nasycení, se nazývá ekonomizér; vytváří se pára v parní vytápěcí (odpařovací) topné ploše a její přehřátí se vyskytuje v přehříváku.

Obr. 2. Schéma provedení spalinových sítí
a - z běžných trubek; b - z trubek trubek

Systém trubkových prvků kotle, ve kterém se pohybuje napájecí voda, směs páry a vody a přehřátá pára, tvoří, jak již bylo zmíněno, vodní páru.

Pro nepřetržité odstraňování tepla a pro zajištění přijatelného teplotního režimu pro kov na topných plochách je organizován nepřetržitý pohyb pracovního média v nich. V tomto případě voda v ekonomizéru a pára v přehříváku jednou procházejí. Pohyb pracovního média skrze pára vytvářející (odpařovací) topné povrchy může být buď jednoduchý, nebo vícenásobný.

V prvním případě se kotel nazývá přímým prouděním a ve druhém je kotel s vícenásobným oběhem (obr. 3).

Obr. 3. Schéma vodních parních cest kotlů
a - systém přímého toku; b - systém s přirozeným oběhem; in - systém s vícenásobným nuceným oběhem; 1 - napájecí čerpadlo; 2 - ekonomizér; 3 - kolektor; 4 - potrubí na výrobu páry; 5 - přehřívák páry; 6 - buben; 7 - potrubí; 8 - čerpadlo s vícenásobným oběhem.

Vodní parou kotle s přímým průtokem je otevřený hydraulický systém, u kterého se všechny pracovní prvky média pohybují pod tlakem vytvořeným napájecím čerpadlem. U kotlů s přímým průtokem není jasné oddělení ekonomizéru, zón tvorby páry a přehřívače. Kotle s přímým průtokem pracují při podkritickém a nadkritickém tlaku.

U kotlů s vícenásobnou cirkulací je uzavřená smyčka tvořená soustavou vytápěných a nevyhřívaných trubek, spojených nahoře bubnem a nahoře sběračem. Buben je válcovitá vodorovná nádoba s objemem vody a páry, která je oddělena povrchem zvaným odpařovací zrcadlo. Kolektor je trubka s velkým průměrem, která je od konců připojena, do kterých jsou přivařeny trubky menšího průměru.

U kotlů s přirozenou cirkulací (obr. 3, b) se napájecí voda dodávaná čerpadlem zahřívá v ekonomizéru a vstupuje do bubnu. Z bubnu, přes nevytápěné potrubí, proudí voda do spodního kolektoru, odkud je rozváděna do vyhřívaných trubek, ve kterých se vaří. Neohřežené potrubí je naplněno vodou o hustotě ρ 'a vyhřívané trubky jsou naplněny směsí páru a vody o hustotě ρviz, jehož průměrná hustota je menší než ρ '. Spodní část okruhu - kolektor - je na jedné straně vystavena tlaku vodního sloupce, který vyplňuje neohřáté potrubí rovnající se Hρ'g, a na straně druhé - tlaku Hpvizg směs páry a vody. Výsledný tlakový rozdíl H (ρ '- ρviz) g způsobuje pohyb v obrysu a nazývá se hnacím tlakem přirozené cirkulace Sdvě (Pa):

kde H je výška obrysu; g - gravitační zrychlení.

Na rozdíl od jediného pohybu vody v ekonomizéru a páru v přehříváku je pohyb pracovní tekutiny v cirkulačním okruhu vícenásobný, jako když při průchodu trubkami generujícími páru se voda neúplně odpařuje a obsah páry směsi na výstupu z nich je 3-20%.

Poměr hmotnostního průtoku vody cirkulujícího v okruhu k množství vyrobené páry za jednotku času se nazývá poměr oběhu.

U kotlů s přirozenou cirkulací R = 5-33 a kotlů s nuceným oběhem - R = 3-10.

V bubnu je vytvořená pára oddělena od vodních kapiček a přiváděna do přehřívače a pak k turbíně.

U kotlů s vícenásobným nuceným oběhem (obr. 3, c) je nainstalováno doplňkové cirkulační čerpadlo pro zlepšení oběhu. To umožňuje lepší sestavení topných ploch kotle, což umožňuje pohyb směsi páry a vody nejen podél svislých trubek generujících páru, ale také podél skloněných a vodorovných.

Vzhledem k tomu, že přítomnost dvou fází, vody a páry, na párach vytvářejících plochách je možná pouze podkritickým tlakem, bubnové kotle pracují při tlacích méně než kritických.

Teplota v peci v oblasti hoření hořáku dosahuje 1400-1600 ° C. Proto stěny komory pece šíří žáruvzdorný materiál a jejich vnější povrch je pokryt tepelnou izolací. Částečně chlazené produkty spalování s teplotou 900-1200 ° C vstupují do horizontálního plynového kouřovodu kotle, promývají přehřívač a přejdou na konvekční hřídel, do které jsou umístěny přehřívač, úspora vody a poslední topný povrch, ohřívač vzduchu vzduch se zahřeje předtím, než je přiveden do kotlové pece. Produkty spalování za tímto povrchem se nazývají spaliny: mají teplotu 110-160 ° C. Vzhledem k tomu, že další využití tepla při takové nízké teplotě není výhodné, jsou kouřové plyny odstraněny odvaděčem kouře do komína.

Většina kotelních pecí pracuje pod mírným vakuem 20-30 Pa (2-3 mm vody) v horní části komory pece. V průběhu produktů spalování se zřasení v cestě plynu zvyšuje a činí 2000-3000 Pa před odsávacími zařízeními kouře, což způsobuje proudění atmosférického vzduchu přes netěsnosti stěn kotle. Zředí a ochlazuje produkty spalování, snižuje účinnost použití tepla; Kromě toho narůstá zatížení kouřovodů a náklady na elektrickou energii na jejich pohonu rostou.

Nedávno byly vytvořeny přeplňované kotle, když spalovací komora a potrubí pracují pod přetlakem vytvářeným ventilátorem a ventilátory nejsou instalovány. U přeplňovaného provozu kotle musí být plynotěsné.

Ohřívací plochy kotlů jsou vyrobeny z ocelí různých stupňů v závislosti na parametrech (tlak, teplota apod.) A povaze média pohybující se v nich, stejně jako na úrovni teplot a agresivity spalovacích produktů, se kterými jsou v kontaktu.

Kvalita napájecí vody je důležitá pro spolehlivý provoz kotle. U kotle se s ním neustále proudí určité množství suspendovaných pevných látek a rozpuštěných solí, stejně jako oxidy železa a mědi, které vznikají v důsledku korozi zařízení elektráren. Velmi malá část soli je odvedena generovanou párou. U kotlů s vícenásobným oběhem dochází k zadržení hlavního množství solí a téměř všech pevných částic, díky čemuž se jejich obsah v kotlové vodě postupně zvyšuje. Při vroucí vodě v kotli spadne sůl roztok a na vnitřním povrchu vyhřívaných trubek se objeví měřítko, které nevytváří dobře teplo. Výsledkem je, že trubky pokryté zevnitř vrstvou měřítka nejsou dostatečně ochlazeny médiem pohybujícím se v nich, ohřívají se díky tomu produkty spalování na vysokou teplotu, ztrácejí svou pevnost a mohou se zhroutit pod působením vnitřního tlaku. Část vody s vysokou koncentrací soli musí být proto z kotle odstraněna. Pro doplnění odstraněného množství vody je voda dodávána s nižší koncentrací nečistot. Tento proces výměny vody v uzavřeném okruhu se nazývá kontinuální čištění. Nejčastěji se provádí nepřetržité čištění z kotlového bubnu.

U kotlů s přímým průtokem kvůli nedostatku bubnu nedochází k nepřetržitému odvzdušňování. Proto je kvalita napájecí vody těchto kotlů obzvláště vysoká. Poskytují se vyčištění turbínového kondenzátu po kondenzátoru ve speciálních zařízeních na úpravu kondenzátu a odpovídající úpravu dodatečné vody ve stanicích na úpravu vody.

Pára vyráběná moderním kotlem je pravděpodobně jeden z nejčistších produktů vyráběných průmyslem ve velkém množství.

Například u kotle s přímým průtokem pracujícího při nadkritickém tlaku by obsah znečištění neměl překročit 30-40 μg / kg páry.

Moderní elektrárny pracují s relativně vysokou účinností. Teplo vynaložené na ohřev pitné vody, její odpařování a výrobu přehřáté páry je užitečné teplo Q1.

Hlavní ztráta tepla v kotli nastává u výfukových plynů Q2. Kromě toho může dojít ke ztrátám Q.3 od chemického neúplného spalování v důsledku přítomnosti CO, H ve výfukových plynech2, CH4 ; ztráty s mechanickým spalováním tuhého paliva Q4, spojené s přítomností částic nespáleného uhlíku v popelu; ztráty životního prostředí skrze oplocovací kotel a plynové kanály konstrukce Q5; a nakonec fyzikální tepelné ztráty strusky Q6.

Označení q1 = Q1 / Q, q2 = Q2 / Q atd., Získáváme účinnost kotle:

kde Q je množství tepla uvolněné při úplném spalování paliva.

Ztráta tepla s výfukovými plyny je 5-8% a snižuje se snižující se přebytečný vzduch. Menší ztráty odpovídají prakticky spalování bez přebytečného vzduchu, kdy se do pece dodává pouze 2-3% více vzduchu než teoreticky potřebné pro spalování.

Poměr skutečného objemu vzduchu VD, dodávané do pece, teoreticky potřebné VT pro spalování paliva se nazývá koeficient přebytečného vzduchu:

Snížení α může vést k neúplnému spalování paliva, tj. ke zvýšení ztrát při chemickém a mechanickém spalování. Proto, když q5 a q6 stálý, zřídit takový přebytek vzduchu a, při kterém je součet ztrát

Optimální přebytečný vzduch je udržován elektronickými automatickými řízeními spalovacího procesu, které mění tok paliva a vzduchu se změnami v zatížení kotle a současně zajišťuje ekonomičtější provoz. Účinnost moderních kotlů činí 90-94%.

Všechny prvky kotle: topné plochy, kolektory, bubny, potrubí, obložení, lešení a servisní žebříky jsou namontovány na rámu, což je struktura rámu. Rámeček spočívá na podkladu nebo je zavěšen z nosníků, tj. založené na nosné konstrukci budovy. Hmotnost kotle spolu s rámem je značná. Celková zátěž přenášená do základů sloupů rámu kotle s kapacitou páry D = 950 t / h je například 6 000 tun. Stěny kotle jsou zevnitř pokryty žárovzdornými materiály a vnějšími zatepleními.

Použití plynotěsných sít zajišťuje úspory kovů při výrobě topných ploch; V tomto případě jsou namísto žáruvzdorných cihelných obkladů stěny pokryty pouze měkkou tepelnou izolací, která umožňuje snížit hmotnost kotle o 30-50%.

Energetické stacionární kotle vyráběné ruským průmyslem jsou označeny následovně: E - parní kotel s přirozenou cirkulací bez přehřátí páry; Еп - parní kotel s přirozenou cirkulací s přehřátím páry; PP- parní kotle s přímým průtokem s přehříváním přehřáté vody. Za čísly následuje označení písmen: první je kapacita páry (t / h), druhá je tlak par (kgf / cm 2). Například PC - 1600 - 255 znamená: parní kotel s komorovou pecí se suchou troskou, s parním generátorem 1600 t / h, tlakem páry 255 kgf / cm 2.

Zdroj: Poleshchuk I.Z., Tsirelman N.M. Úvod do tepelné energetiky: Studijní průvodce / Ufa Státní letecká technická univerzita. - Ufa, 2003.

Top