Parný kotol je starý vynález, ale stále sa používa v priemysle. Napríklad v elektrárňach, kde je parogenerátor jedným z hlavných prvkov výroby elektriny. Vo všetkých kotolniach a továrňach sú inštalované aj parné kotly. V každodennom živote sa dnes používajú len zriedka, pretože boli nahradené bezpečnejšími a energeticky úspornejšími bojlermi.
Klasifikácia parných zariadení
Na klasifikáciu existuje niekoľko stupníc. Hlavné sú tri stupnice.
Watertube
Premieňajú vodu na paru rýchlejšie ako plynové potrubia. Majú vyššiu účinnosť vďaka konštrukčným vlastnostiam jednotky. V skutočnosti ide o kryt, vo vnútri ktorého je veľké množstvo potrubí. Voda sa pohybuje potrubím a palivo horí medzi potrubím.
Voda sa pri vysokých teplotách mení na paru. A keďže existuje veľa potrubí, majú teda väčšiu vykurovaciu plochu. A čím viac rúrok v bojleri, tým intenzívnejší je prechod kvapaliny do skupenstva pary.
Vodorúrkové parné kotly sú rozdelené do dvoch podskupín:
- priamy;
- typ bubna.
Prvými sú rúrkové konštrukcie, ktoré boli spomenuté vyššie. Tie sú na trhu zastúpené dvoma pozíciami – horizontálnou a vertikálnou. Ale princíp fungovania tohto typu zariadenia je rovnaký.
V jeho prevedení je bubon, ktorý nielen zbiera paru v sebe, ale oddeľuje z nej aj kondenzát. Ten sa posiela do vykurovacej zóny, to znamená, že straty vody sa znížia.
Na získanie vysokoteplotnej suchej pary v priemysle je niekoľko bubnových kotlov inštalovaných v sérii. A takáto para sa dá stlačiť na maximálny tlak, ktorý je potrebný pri mnohých technologických procesoch.
Kotly tohto typu sú rozdelené do dvoch polôh - neprchavé a cirkulačné. Líšia sa od seba neprítomnosťou alebo prítomnosťou obehového čerpadla, resp. Prítomnosť posledne menovaného zvyšuje účinnosť inštalácie. Ide o to, že na jednu otáčku vody v kotle sa odparí 10% jej objemu. To znamená, že na odparenie celého objemu bude treba aspoň 10 otáčok.
Pri gravitačnom prúdení to bude trvať dlho, čo zníži účinnosť. Obehové čerpadlo pohybuje kvapalinou rýchlo, za rovnaký čas sa vykoná viac otáčok. To znamená, že celý objem vody sa rýchlo zmení na paru.
V bubnových kotloch však musí byť k čerpadlu nainštalovaný regulátor hladiny kondenzátu. Miesto inštalácie - odlučovač pary. Jeho úlohou je kontrolovať množstvo vznikajúceho kondenzátu.
Napríklad, ak je ho málo, technické vlastnosti parnej elektrárne sú znížené. Ak sa ho tvorí veľa, vedie to k poklesu tlaku vo vnútri jednotky. Následky - rýchly var a výbuch.
Odvádzač kondenzátu je rúrka s veľkým prierezom pripomínajúca bubon. Odtiaľ pochádza názov kotla. Toto potrubie zhromažďuje vodu nasýtenú parou. V skutočnosti dva procesy (ohrievanie kvapaliny a odparovanie) prebiehajú oddelene od seba. Z toho vyplýva vysoká bezpečnosť prevádzky zariadení tohto typu.
Úprava vodnej rúry
Plynové potrubie
Konštrukčne ide o kotol, vo vnútri ktorého sú okolo pece umiestnené rúry veľkého priemeru.Pohybujú sa v nich horúce plyny a medzi nimi prúdi voda. To znamená, že je opakom náprotivkov s vodnou trubicou. Plynovody vyrábajú vysokoteplotnú paru, ktorá sa častejšie používa vo výrobných procesoch.
Plynový rúrový parný kotol má jednu významnú nevýhodu - vysoký tlak finálneho produktu. Ten je v súhrne vo veľkých množstvách. To spôsobuje zníženie bezpečnosti prevádzky zariadenia. Preto sú kotly vybavené drahým a zložitým bezpečnostným systémom. Telo aj potrubie sú navyše vyrobené z hrubej ocele, čo zvyšuje náklady na zariadenie.
Výrazným predstaviteľom plynovodného typu je kotol lokomotívy.
Zariadenie horizontálneho kotla lokomotívy
Obe zariadenia (vodné potrubie a plynové potrubie) môžu produkovať rôzne druhy pary:
- bohatý;
- prehriata voda.
Prvým je médium, ktoré vzniká pri teplote +100°C. Rýchlo sa ochladzuje s tvorbou kondenzátu, ktorý sa opäť dostáva do vykurovacej zóny. Takéto zariadenia sa používajú na vykurovanie domácností. Tlak v tomto type parného kotla nepresahuje 100 kPa.
Druhé je médium získané pri teplote +500°C. Preto sa v nej nikdy netvoria vodné suspenzie a kvapky. Pri postupnom zahrievaní sa môže vytvárať voda, ale na to je v prevedení jednotky namontovaný separátor.
Vedecký a technologický pokrok nestojí na mieste. Výrobcovia dnes ponúkajú vodovodné inštalácie, ktoré sa z hľadiska účinnosti a bezpečnosti nelíšia od plynových. Najprv sú opláštené tepelne izolačným materiálom. Po druhé, sú zvnútra podšité IR materiálom, ktorý pôsobí ako reflektor tepelnej energie.
A keďže automaty na vodu sú niekoľkonásobne lacnejšie ako bubnové automaty a navyše ich obsluha je jednoduchá, dnes ich popularita a dopyt dramaticky vzrástli.
Efektívnosť rastie aj vďaka najnovším zliatinám ocele, z ktorých sú časti prístroja vyrobené. Zavedená bola aj nová technológia ohrevu, ktorá využíva dve horáky umiestnené oproti sebe. Táto technológia sa nazýva „na opačných pochodniach“.
S ich pomocou dosiahne teplota ohrevu 1800-1900°C. Zvyčajne nepresahuje 1200 °C. Účinnosť takýchto zariadení je teda minimálne 90 %.
Domáce kotly
O tieto jednotky je dnes veľký záujem. Ale požiadavky na ne sú značné:
- kompaktný;
- nízka hmotnosť, aby sa nevyplnil základ pod ňou;
- vysoký bezpečnostný faktor;
- možnosť obsluhy nekvalifikovaným personálom;
- minimálny čas spustenia a ohrevu.
Výrobcovia dnes ponúkajú dva typy domácich inštalácií - špirálová, alias klasická, vortexová košeľa.
Prvá je jedna rúrka stočená do špirály. Voda sa po nej pohybuje a mení sa na paru. Kapacita pary zariadenia je malá. Ale v tomto prípade to nehrá najdôležitejšiu úlohu, pretože kotol pre domácnosť by mal produkovať paru nízkej kvality.
Efektivita práce je tiež nízka, čo je však korigované častým umiestnením špirál. Ale taký kotol je rekordérom v čase ohrevu - 3 minúty po zapnutí baterky.
Druhé je úplne unikátne zariadenie na parný kotol. Telo sa skladá z dvoch schránok, medzi ktorými prechádza voda. Vo vnútri sa nachádza ohnisko, zatiaľ čo horák sa počas spaľovania krúti do špirály, čím sa zvyšuje prenos tepla. Žiadne fajky.
Ďalšie výhody:
- vertikálne usporiadanie, teda zvýšená kompaktnosť;
- účinnosť ako bubny;
- doba ohrevu - 5 minút.
Tri mínusy:
- vybavenie je drahé;
- konštrukcia je zložitá;
- energetická závislosť je úplná - dúchadlo, bez ktorého jednotka nefunguje, vyžaduje elektrinu.
hadovitý parný kotol
Technologická aplikácia kotlových parných zariadení
Existuje niekoľko odvetví, kde sa parné kotly používajú neustále:
- Prvým odvetvím je tepelná energetika. Para sa používa na vykurovanie veľkých dielní, napríklad v automobilovom priemysle. Para ohrieva vodu na požadovanú teplotu, ktorú potom čerpadlá poháňajú cez rozvody kúrenia do viacposchodových budov a iných objektov.
- Druhým odvetvím je energetika. Tu sa para používa na otáčanie turbíny, ktorá vyrába elektrinu.
- Tretím odvetvím je výroba stavebných materiálov. Napríklad betónové výrobky sa sušia parou.
V mnohých odvetviach sú parné kotly neoddeliteľnou súčasťou technológie. Tu a dezinfekcia a sušenie jedla, varenie, konzervovanie atď.
Využitie plynného odpadu zahŕňa aj využitie parných zariadení. V tomto procese pôsobia ako chladivo. Takýto kotol odoberá tepelnú energiu z plynov vychádzajúcich napríklad z pecí s vysokou teplotou.
Princípy a zariadenie práce
Ich hlavným účelom je zmena fyzikálneho skupenstva vody, teda prechod z kvapalného na plynné s požadovanými parametrami. Proces prebieha takto:
- kotol sa plní vodou samospádom alebo čerpadlom;
- zapnutý vykurovací systém;
- spúšťa sa para;
- hladina tekutiny postupne klesá a dosahuje minimálnu značku;
- snímač hladiny reaguje a zapne čerpadlo;
- voda napĺňa potrubie.
O parných kotloch sa dá povedať, že pracujú v cykloch.
Budova
Parné kotly sa skladajú z hlavných a pomocných jednotiek a častí, plus automatizácia.
Hlavnou požiadavkou na oceľové výrobky je, aby boli vyrobené zo žiaruvzdorných zliatin. Len tak dosiahnete maximálnu úroveň bezpečnej prevádzky kotlových zariadení.
Schéma parného kotla
Bezpečnostný systém hrá dôležitú úlohu. Nejde len o snímače teploty a tlaku. Súčasťou systému je mechanická bezpečnosť. Zahŕňa spätné ventily, elektrické posúvače, iné uzatváracie ventily. Táto dvojitá ochrana zaisťuje maximálnu bezpečnosť najmä v prípadoch zlyhania elektroniky.V tomto čase všetky funkcie preberá mechanika.
Na systém úpravy vody sú kladené špeciálne požiadavky. Voda musí spĺňať určité normy. Tieto normy sa líšia pre jednotky s priamym tokom a jednotky valca. V druhom prípade musí byť kvapalina dokonale čistá, takmer destilovaná. Koniec koncov, v takýchto zariadeniach nikde nezmizne. To znamená, že raz naplnili kotol a bude fungovať dlhé roky.
Ak je voda tvrdá s nečistotami, po chvíli sa všetky potrubia zanesú usadeninami a hrdzou. Ich priemer sa zmenšuje, tepelná vodivosť klesá, čo vedie k zníženiu účinnosti. Para nebude taká, akú chcete (teplota, vlhkosť).
Pre ich komplexný dizajn a nízku bezpečnosť sú parné kotly stále žiadané. Najmä v lodiach, v technológii elektrární, v zariadeniach, kde sa vyžadujú vysoké teploty chladiacej kvapaliny. Výrobcovia preto robia všetko pre to, aby zvýšili bezpečnosť prevádzky, znížili náklady na zariadenia a zložitosť údržby.
Ak máte nejaké otázky, opýtajte sa ich v komentároch. Ak sa vám článok páčil - šírte ho na sociálnych sieťach, nech sa s témou zoznámia aj ostatní. Uložiť odkaz do záložiek.
Odporúčame pozrieť si aj vybrané videá na našu tému.
Ako funguje parný kotol?
Parný kotol - zariadenie a údržba, podrobný prehľad.
Zdroje informácií:
- https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
- https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
- https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov