Зміст:
- Принцип дії та види парових котлів
- Жаротрубні установки
- Водотрубні агрегати
- Висновок
Котельні установки, що генерують пар з води, заслуговують особливої уваги. Вони рідко застосовуються для обігріву будівель, зазвичай опалення – їх вторинна функція. Головним завданням подібних агрегатів є виробництво пари для різних технологічних процесів. В залежності від необхідних параметрів пари на виході підбирається пристрій парового котла, яке забезпечує ці параметри.
Принцип дії та види парових котлів
Якщо метою опалювальних установок є нагрів води для обігріву будинку при недопущенні її закипання в котельному баку, то робота парового котла вирішує завдання протилежне. Вона полягає в тому, щоб спрямувати всю теплову енергію спалювання палива на кип’ятіння води і її випаровування. Деякі технологічні процеси вимагають підвищеної температури пари, тому третьою стадією роботи агрегату стає його підігрівання до цієї температури (перегрів). Головними робочими показниками парогенераторів є тиск і продуктивність, яка виражається в тоннах за 1 годину.
Конструкції даного виду теплосилового устаткування бувають різні, але принцип роботи парового котла залишається незмінним: спалюючи рідке паливо або природний газ в топці, передати всю теплоту згоряння воді, що проходить через теплообмінник з метою випарувати її і направити споживачам. За способом передачі тепла в парогенераторах використовуються теплообмінники:
- жаротрубні (димогарні);
- водотрубні.
У них є одна загальна особливість: це труби, що виготовляються в різних установках різного перетину і форми. Усередині труб переміщається одна з середовищ – учасниць процесу передачі тепла, а зовні вони омиваються другий середовищем. В жаротрубних теплообмінниках всередині проходять розжарені продукти горіння, що нагрівають воду в котельному баку до стану пароутворення. Все відбувається навпаки в водотрубном агрегаті, де за змеевикам циркулює вода, а прогрівається вона зовні полум’ям пальника і димовими газами.
Жаротрубні установки
На малюнку представлена конструкція парового котла з жаротрубних триходовим теплообмінником. Триходовий – це означає, що димові гази перед викидом назовні здійснять три ходи по трубках, омиваним водою. Перший хід – це сама камера згоряння, в ній температура найвища. В її кінці гази змінюють напрямок руху, попадаючи в труби другого, а потім третього ходу. До такого руху продукти горіння спонукає робота вентилятора плюс природна тяга димової труби.
Рівень води в котельному баку цієї конструкції нестабільний, оскільки в процесі нагрівання її частина кипить і у вигляді пари надходить в апарат, що відокремлює дрібні краплі, — сепаратор. Відділення рідини треба робити обов’язково, інакше у паропроводах, провідних до споживачів, будуть виникати гідроудари, результатом стане їх руйнування. Нестача води в сорочці необхідно постійно поповнювати, для цього задіяний живильний насос для парового котла.
Важливо! Особливість будь-яких парогенераторів полягає в тому, що в них не можна подавати холодну воду, мінімальну температуру кожен виробник вказує індивідуально для свого виробу.
Підігрів живильної води здійснюється двома способами:
1. З допомогою додаткового пластинчастого теплообмінника, що віднімає енергію для підігріву у вироблюваного пара.
2. За допомогою економайзера, встановленого на виході димових газів з агрегату. Економайзер ще більше знижує температуру продуктів горіння, за рахунок цього підігріваючи живильну воду. Метод підвищує загальну ефективність роботи генератора на 3-6%.
Водотрубні агрегати
Інша схема парового котла – з водотрубным спіральним теплообмінником. Тут димові гази теж роблять кілька ходів, перед тим як покинути агрегат. Пальниковий пристрій вміщено по центру, всередині змійовика з водою. При такій організації нагріву пароутворення в змійовику відбувається досить швидко і продуктивність установки в цілому вище. Але тут криється і недолік: найменша затримка з підживленням змійовика викличе прогоряння труб і аварійну ситуацію. Жаротрубні схеми позбавлені цього недоліку, але вони більш інерційні і володіють великими габаритами.
Окремо слід зазначити вимоги до якості підживлювальної води. Технологія процесу і пристрій парових котлів такі, що вона повинна пройти кілька етапів підготовки:
- Очищення і доведення до питної якості.
- Знесолення хімічним способом.
- Видалення бульбашок повітря термічним або хімічним способом (деаерація).
Примітка: при виборі деаерації термічним способом одночасно вирішується питання з підігрівом живильної води, оскільки в деаераторі вона нагрівається до 70-80 С
Незважаючи на заходи по водопідготовці, паровий котел потребує періодичного очищення від накипу, яка все одно з’являється на поверхнях обміну. Операція носить назву «продувка», проводиться різними способами і полягає в промиванні труб теплообмінника під тиском.
Висновок
Парогенератори – це достатньо складні і енергоємні пристрої, що застосовуються в промисловому виробництві. Щоб уникнути аварійних ситуацій, їх монтаж, пусконалагоджувальні роботи та експлуатація повинні проводитися добре навченим висококваліфікованим персоналом.