Паровой котел - технологически комплексное оборудование, предназначенное для получения пара из воды, используемое в разных областях промышленности, включая энергетику, ЖКХ, нефтехимию, строительство и многие другие.
По применению они делятся на два больших вида: промышленные с большой мощностью и бытовые устройства с меньшей мощностью работы. Они могут использовать для работы разные виды топлива, в том числе и отходы с предприятий в рамках вторичной переработки.
Какими бывают паровые котлы?
Паровые котлы могут производить два типа пара: насыщенный пар и перегретый пар. Первый широко используется в бытовых и коммунальных службах и перегревается только на объектах промышленного масштаба, так как он опаснее в применении.
Имеющиеся сейчас на рынке механизмы отличаются давлением пара в МПа. По уровню давления внутри установки пар делится на низкое (одна атмосфера), среднее (от одной до десяти атмосфер), высокое (более четырнадцати атмосфер), сверхвысокое (от восемнадцати до двадцати атмосфер) и сверхкритическое давление (до двадцати двух с половиной атмосфер).
Устройство и принцип работы паровых котельных
По внутреннему устройству механизма, паровой котел представляет собой сосуд, в котором происходит превращение воды в пар. Емкости как правило изготавливают из труб, размер которых варьируется в довольно широком диапазоне. В контуре котла кроме труб имеется также камера сгорания топлива.
Печи могут иметь специфические характеристики, прямо зависящие от вида сжигаемого топлива. К примеру, нижняя камера сгорания твердого топлива снабжена решеткой, сквозь которую поступает кислород для сжигания топлива. На верхней части механизма установлен дымоход для создания тяги и обеспечения правильного горения. При использовании жидкого энергоносителя или газа отсек сгорания оснащается горелками.
Газы, выделяющиеся при сжигании топлива, подходят к баку, наполненному водой, отдают ему тепло и через дымовую трубу выбрасываются в атмосферу. В какой-то момент вода закипает, превращается в пар, который перемещается наверх в баке, а затем выходит в трубу.
Процесс выработки энергии паровых котлов основан на использовании пары и преобразования его энергии в электрическую. Устройство при работе заполняется водой только на пятьдесят процентов через подающий трубопровод. При нагреве до высоких температур вода испаряется и переходит в пар, попадая внутрь парового отсека, а затем и дальше перемещаясь по частям установки. Испаряющаяся вода восполняется по мере ее расхода насосом.
Циркуляция пара в котле может происходить двумя разными способами: естественным и искусственным. При искусственной циркуляции пара его движение поддерживается специальным насосом.
Дополнительные элементы устройства котлов
Оборудование котельной установки не ограниченно только основными элементами. В некоторых случаях паровые котлы могут иметь в себе дополнительные устройства для повышения эффективности и функциональности системы:
- Пароперегреватель. Это устройство помогает нагревать воду до температур выше температуры кипения. Это делает агрегат более эффективным. С пароперегревателем пар становиться температурой вплоть до пятисот градусов, нагрев которого происходит уже внутри устройства, т.е. после стадии образования пара. Пароперегреватели могут быть встроенными или использоваться как отдельные установки. Различают конвективные и лучистые механизмы (у второго типа в 2-3 раза больше мощность).
- Паровой сепаратор. Это позволяет удалить из пара всю излишнюю воду и сделать его максимально обезвоженным. Использование сепаратора может значительно повысить эффективность всего котла.
- Аккумулятор. С помощью этого вы можете сделать всю систему более стабильной. Механизм поглощает избыточный вырабатываемый пар и возвращает его в систему, когда он становится слишком низким.
- Водоочиститель. С помощью этого можно уменьшить насыщение воды газами и прочими примесями. Это позволять свести накипь к минимуму.
Также в состав оборудования также входят клапаны для слива конденсированного пара, воздухонагреватели и блоки управления агрегатами, в том числе топочные выключатели и регуляторы использования энергоресурсов. Понимая компоненты парового котла, вы можете настроить его устройство для решения вашей конкретной задачи.
Сфера применения
Паровые котлы имеют три основных способа применения:
- Отопительное использование. В таком случае пар представляет собой энергоноситель и способ передачи тепла.
- Промышленность. Здесь парогенераторы применяются для выработки электроэнергии, а также для нагрева «рубашек» оборудования и труб.
- В быту. Парогенераторы могут применяться для обогрева домов и жилых зданий. Проще говоря, их работа заключается в том, чтобы нагревать воду и пропускать пар по трубопроводам. Такие системы часто оснащаются стационарными печами. Бытовые парогенераторы обычно производят насыщенный, а не перегретый пар, которого хватает для выполнения поставленных перед ними требований.
Что касается промышленного использования, то здесь пар перегревают, добиваясь температуры значительно более высокой, чем температура испарения воды. К установкам, которые осуществляют такие технологии предъявляются более высокие требования по внутреннему устройству и качеству сборки, так как и использование сопряжено с намного большими рисками (в частности, с риском взрыва). Перегретый пар, получаемый из парогенератора, можно использовать для выработки электроэнергии и механического движения.
Классификация паровых котлов
По используемому топливу, паровые котлы классифицируются на четыре основных вида. Они могут работать на газу, угле, масле или электричестве. По конструкции они могут быть газо— и водотрубные.
Разница между газотрубным котлом и водотрубным заключается в первую очередь в способе их работы.
Сосуды, вырабатывающие пар, как правило состоят из одной или более труб. Вода внутри нагревается с помощью нагретых испарений, выделяющихся при сгорании топлива. Механизм такого плана предполагает, что газ естественным образов поднимается в заполненную водой трубу. Именно такое устройство можно назвать газотрубным котлом.
В котлах водотрубного типа газ проходит по трубам в самом баке для воды. Сосуд в этом варианте называется барабаном, а само оно относится к разряду водопроводных труб. Такие сосуды могут размещаться по горизонтали, по вертикали, или комбинированно. Все зависит от того, какой тип водотрубного котла устанавливается.
Однако это далеко не все отличительные особенности котлов. Можно также выделить разные размеры труб, которые применяются в том или другом случае. В газотрубных установках часто применяются трубы большого диаметра. Они также имеют больший предел мощности и более высокие ограничения максимального давления. Это приводит к необходимости утолщать стенки устройства, что также увеличивает его конечную стоимость.
Водотрубные установки не имеют таких недостатков. Можно использовать более тонкостенные трубы, что позволяет достигать более высоких температур и давлений в сравнении с их аналогами из газовых труб.
Мощность и высокая температура – не единственные отличия водотрубных котлов. К их достоинствам также можно отнести способность подвергаться более серьезным перегрузкам. Это указывает на то, что такие устройства обладают высокой степенью безопасности.
Таким образом, парогенератор — очень сложная машина. Ее использование или установка — процесс достаточно сложный и ответственный. Важно соблюсти все нюансы, от качества комплектующих и материалов до процесса монтажа и подключения. Поэтому, важно доверять эту работу только проверенным и надежным исполнителям. Например, МОСОБЛГАЗ . Это компания, специализирующаяся на многих сложных строительных работах. В том числе и на установке паровых котельных установок. Профессионалы компании смогут обеспечить правильное проектирование и соблюдение стандартов на каждом этапе установки котельной. Это поможет создать комфортные условия использования устройства и его бесперебойную работу, а также защитит людей от несчастных случаев.