Паровой котел — это данное устройство, в котором размещена камера сгорания. В ней выполняется сгорание твёрдого или подвижного топлива с дальнейшим выделением тепла.
За счёт этого теплу вода в котле греется и из нее создается пар (сочный или перегретый). Исходящий пар имеет давление выше атмосферного и применяется в индустриальных потребностях.
Для того чтобы паровой котел хорошо исполнял собственную важную функцию, нужно выбрать его по размерам отопительной площади жилищных помещений.
В общем виде устройство котла выглядит так. Расположенный сверху котла барабан совмещается с коллекторами, раставленными в его части которая находится снизу, с помощью опускных труб (они сами не отапливаются). При помощи подъемных труб коллекторы замыкаются на барабане. Подъемные трубы находятся в территории сгорания топлива. По трубам вверх подымается смесь пара и воды, в сепараторе выполняется разграничение данной смеси на составляющие. Пар поступает в паропровод, а вода возвращается в барабан и опять участвует в процедуре выработки пара.
Важные части и устройство парового котла
- Нагревательные устройства (трубы, отопительные приборы, батареи, регистры);
- Магистральные магистрали из труб;
- Регулирующая и арматура запорная;
- Насосы;
- Средства управления;
- Автоматика.
Пример организации парового отопления.
Устройство парового котла предусматривает наличие разных труб и сосудов. Трубы и сосуды разных диаметров между собой соединяются способом вальцовки либо сварки. В котлах имеются особые люки, которые дают возможность чистки и осмотра коллекторов и барабана. В середине котла существует два пространства: водное и паровое. Водное заполнено водой, а паровое — паром. В паровом пространстве котла размещается сепаратор, который разделяет пар от влажности. Устройство делит эти два пространства зеркалом испарения.
Основной составляющей парового котла считается камера сгорания. В ней выполняется процесс горения. Это клетка из отвесных труб, которые присоединены отверстиями для выхода ко включенным в циркуляцию котла барабанам коллектора. С наружной стороны камера сгорания обшита огнеупорными и теплоизолирующими материалами. Между трубами и их обшивкой размещаются особые кирпичи. Эти кирпичи открывают прихожие плоскости труб, но закрывают задние, благодаря чему на поверхности стен камеры сгорания не останавливаются шлак и зола.
При эксплуатации твёрдого топлива оно размещается на колосниковой решётке. Через воздушные отверстия в само измельченное горючее попадает воздух. При коксовании угля его нужно иногда размешивать, чтобы подача воздуха не прекращалась.
При эксплуатации подвижного топлива (угольной пыли, мазута, топливного газа) оно вводится при помощи горелки в камеру сгорания. В данной горелке сильно закрученные потоки воздуха мешаются между собой с поступающей струёй топлива.
Средства управления дают автоматическое выключение и включение парогенераторов по заложенной программе, запоминание начальной причины аварии, регулировку водного уровня в барабане и давления пара. Данная система автоматично оповещает о появлении опасной ситуации. Так, например, при перенасыщении котла водой либо при крепком увеличении давления пара, при пропуске котлом воды и остальных ситуациях на случай аварий система автоматично включит сигнализацию.
Вариации и устройство паровых котлов, их КПД
для того чтобы понимать устройство котла, нужно знать принципы, по которой их делят между собой:
- По способу движения пароводяной смеси. Отмечают по данному принципу несколько видов котлов: с естественной и циркуляцией принудительного типа.
- По способу возврата конденсата котлов два типа: замкнутые и разомкнутые.
- По принципу движения среды, принимающей участие в теплообмене (пар, вода, дымовые газы) могут быть водотрубные и жаротрубные котлы.
Схема устройства парового котла.
Котлы могут быть 2-ух видов: водотрубные и газотрубные. У них различное устройство и КПД. Газотрубными называются подобные котлы, в которых газы перемещаются в середине дымогарных и дымогарных труб, нагревая воду. Они опираются на стены камеры сгорания с боковой стороны. В водотрубных котлах вода двигается по трубам, а газы омывают их с наружи. Фиксируются водотрубные котлы к каркасу строения или котла.
Теперь в основном выпускают паровые котлы серии ДЕ, КЕ, МЕ. Они имеют не только различное устройство, ни и работают на разном топливе. Котлы серии ДЕ имеют большой коэффициэнт полезного действия, работают на газовом топливе и мазуте, серии КЕ — на твёрдом топливе.
Рабочий принцип и устройство парового котла
полученное в камере сгорания тепло, выделяемое топочными газами, поступает к поверхностям нагрева (паронагреватель и кипятильные трубы). Плоскости нагрева могут быть двух вариантов: радиационные и конвективные. Конвективные плоскости нагрева включают такие элементы: контактные трубные змеевики, водяные экономайзеры, воздухоподогреватели. Они предназначены для повышения КПД установки, уменьшения теплопотерь с выходящими газами, уменьшения топливного расхода.
Рабочий принцип парового котла.
Большое значение в работе паровых котлов имеет качество воды. В них может применяться только чистейшая вода без примесей. Благодаря этому перед подачей в котел вода должна идти химическую чистку и деаэрацию (из воды убираются газы). Распростране потом вода становится питательной.
Потом калорийная вода закачивается питательным насосом в водяной экономайзер. Там она греется топочными газами и поступает в часть сверху барабана, там же выполняется смешивание питательной воды и котловой.
Часть воды котла из верхнего барабана опускается в нижний по трубам, которые называются кипятильными. Сверху барабана у топочных газов температуры невысокие, а снизу — высокие. Аналогичным образом вода греется и в комплекте с пароводяной смесью подымается в верхний барабан по подъемным трубам.
Вторая часть воды котла из верхнего барабана проходит по опускным трубам, которые находятся с наружной стороны камеры сгорания, потом отправляется на перераспределение по коллекторам. Потом котловая вода в экранных трубах греется, благодаря чему появится пароводяная смесь и пузыри пара, которые отправляются в верхний барабан.
Путь перемещения носителя тепла имеет наименование циркуляционного контура.
Схема двухтрубной разводки системы обогрева.
В верхнем барабане парового котла приобретенный в испарительных поверхностях нагрева пар идет через сепаратор, где выполняется выделение капель воды из него. Так выходит сухой сочный пар и возрастает КПД. Этот пар поступает по паропроводу к потребителю. Этот пар может и поехать по тому же паропроводу в пароперегреватель, где греется до более большой температуры при сохранении давления.
В рабочий период паровых котлов в верхнем барабане всегда выполняется колебание водного уровня между высшим и нижним положениями. Это рассчитано для повышения КПД паровых котлов. Тот водный объем, который расположился между этими 2-мя уровнями, считается резервным для работы без разных перебоев котла во время отсутствия поступления в него воды. Чтобы сделать больше КПД парового котла, устанавливают воздухопрогреватели.
Обозначение положения самого большого или как говорят иначе наибольшего допускаемого водного уровня в барабане парового котла выполняется с тем расчетом, чтобы предупреждать попадение воды в пароперегреватель.
Трубы из меди — крепкие, хорошие, удобные. Такой провод труб выдерживает большие температуры носителя тепла.
Обозначение положения очень маленького или невысокого позволяемого водного уровня в барабане парового котла выполняется с тем расчетом, чтобы убрать перегревание поверхности металла кипятильного пучка и верхнего барабана, а еще чтобы гарантировать стабильное водоподачу в опускные трубы.
Устройство паровых котлов учитывает движение воды по замкнутому контуру. Она может быть натуральная и понудительная. Гравитационная циркуляция в паровых котлах, которую учитывает их устройство, снабжается за счёт разной плотности пара и воды. Плотность пароводяной смеси в подъемных трубах ниже плотности воды в опускных трубах. Однако при этом температура и давление равные в течении всей трубы. Более того пар — это газ, который постоянно стремится вверх.
Циркуляция принудительного типа в паровых котлах выполняется при помощи особых насосов.
Https://www.Youtube.Com/watch?V=pt8_7bypnf0
Несоблюдение циркуляции может происходить:
- В результате неравномерного прогрева плоскости испарения в результате зашлаковывания труб;
- В результате неравномерного распределения воды по коллекторным и экранным трубам из-за загрязнения их шламом и т. Д.
Условия неопасной работы паровых котлов
основным требованием для неопасной работы парового котла и повышения его КПД считается температурная поддержка поверхностей из металла нагрева на заданном уровне. Это происходит благодаря постоянной работе носителя тепла в середине нагреваемых труб, которую обеспечивает его устройство (выполняется активное охлаждение данных поверхностей нагрева). Это нужно, так как топочные газы на выходе имеют очень большие температуры. Теплового носителя должен всегда отводить тепло от стенок труб, которые греются от тепла дымовых топочных печей. На случай недостаточного отвода тепла от труб металл перегревается, теряет собственную надёжность, уменьшается КПД. Могут возникать свищи и отдулины. Самый плохой вариант — это разрыв труб и аварийная остановка котла.
Https://www.Youtube.Com/watch?V=p_edphyi0hy
Непозволительно халатное отношение штата к работе оборудования для котельной. В результате может случиться не только понижение коэффициента полезного действия, но выпуск воды из барабана. В опускные трубы попадет пар, появится кавитация, перегреются верхний барабан и трубы. В конечном итоге случится авария.