Паровые котлы: рекомендации и советы экспертов

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.

котлы паровые

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

паровые котлы

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.


термопара для газового котла

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.

комментария 3
  1. Дамир Ильдарин:

    Расскажите пожалуйста как устроены такие котлы ?!

  2. Серега Велик:

    Благодаря большому давлению вода превращается в пар и тем самым создает тепло с помощью горячего пара!

  3. Старый Мастер:

    Для справки могу добавить что раньше делали из чугуна и нагрев был немного дольше чем сейчас, так как сейчас используют красную медь!

Написать комментарий

*