Какое давление в паровом котле
Содержание статьи
Классификация паровых котлов по давлению: оборудование низкого и высокого давления, принцип работы
Паровые котлы делятся на два типа: газотрубные и водотрубные.
Газотрубными называются котлы, в которых газообразные продукты горения выходят по дымогарным, а также жаровым трубам, размещенным внутри емкостей с нагревающейся водой.
Они бывают дымогарными, жаротрубными и дымогарожаротрубными. В водотрубных устройствах трубы с нагреваемой водой находятся внутри газопровода.
Содержание
- Что представляют собой паровые котлы высокого давления
- Применение на производстве
- Использование оборудования низкого давления
- Принцип работы
Что представляют собой паровые котлы высокого давления
Котлы паровые газовые или же газотрубные — это агрегаты высокого давления. Их использование в теплоэнергетике допустимо при необходимой мощности в 360 кВт с рабочим давлением в 1 мегапаскаль.
При превышении давления в паровом котле может случиться взрыв с выбросом пара в большом количестве, приводящий к чрезвычайной ситуации. Сегодня такие системы считаются устаревшими и применяются довольно редко. Современные водонагревательные системы рассчитаны на большую мощность.
Потребность в разработке водотрубных котлов появилась вследствие роста производства и необходимости получения пара в большом количестве.
Наличие множества узлов и составляющих в системе считается одним из недостатков данных устройств. Ремонт такого оборудования возможен только в отключенном состоянии.
Применение на производстве
Промышленные паровые устройства высокого давления или же парогенераторы — это сложнейшая система, состоящая из механических и электрических компонентов. Парогенератор состоит из нескольких частей:
- каркас, куда крепятся все остальные элементы;
- электрическое оснащение — приборы для измерения, индикации, релейные переключатели, сигнальные лампы и другая аппаратура;
- датчики давления — выполняют контроль давления в системе;
- котел парогенератора — емкость для воды с установленными датчиками контроля уровня жидкости;
- электронасос — используется для непосредственного закачивания воды в котел.
Для нагрева воды в электропаровых котлах используют 3 метода:
1) Применение ТЭНов разной мощности.
2) Электропроводность воды — при пропускании через воду электрического тока выделяется тепло.
3) Нагрев воды с поддержкой частотного излучения или же индукционного нагрева.
Водогрейные котлы используются для обеспечения дома горячей водой и теплом. Поэтом сегодня такая услуга, как установка водогрейных котлов стала сегодня весьма популярной.
Подробнее о водогрейных котлах читайте здесь.
Котлы высокого давления имеют давление пара более 20 атмосфер. Разработка и внедрение аналогичных установок вызваны непосредственным ростом мощности силовых агрегатов. Работа оборудования направлена на получение большого объема пара и горячей воды. Все клапаны и задвижки должны быть выполнены с учетом работы в условиях высокого внутреннего давления.
Использование оборудования низкого давления
На современном рынке представлены паровые котлы как российского, так и зарубежного производства. Они отличаются по функциональности, дизайну и качеству сборки. Выбор необходимой модели должен происходить с учетом требуемой мощности и производительности.
Паровые котлы низкого давления предназначены для выработки насыщенного пара, давление которого не выше 0,07 МПа, а его температура составляет 115 °С. Данное оборудование способно производить 140-3000 кг пара в час. Эти агрегаты применяются для технологических процессов в сельскохозяйственных организациях, на предприятиях пищевой, деревообрабатывающей индустрии и для обогрева помещений различной площади.
Современные котлы оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.
О том, какие бывают марки водогрейных котлов, читайте здесь.
Принцип работы
Паровое оборудование низкого давления устроено так, что вода в процессе сгорания топлива забирает все тепло. Газы, в процессе выхода из топливной части, попадают прямо в трубный пучок, который объединяет две части водяной базы.
Эти продукты нагревают воду, в результате чего она начинает испаряться. Пар сервируется через паропровод и используется в технологических процессах. Благодаря большому количеству воды, формируется устойчивое давление в паровом котле, которое сохраняется даже при неравномерной подаче пара. Впрочем, не стоит игнорировать ситуации, когда давление быстро падает и может спровоцировать взрыв.
Котел низкого давления — это система, которая состоит из двух и более цилиндров разных размеров, вставленных один в другой. В жаровой трубе расположена топка, в ее заднем отсеке имеется конвективный пучок труб. Угольное паровое оборудование оснащается плитой, которая крепится к фронтальной стороне. На плите размещаются крепления для вентилятора. Благодаря этому, процесс горения улучшается, а значит, улучшается и производительность оборудования.
Водный режим котла — поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.
О том, какие работают водогрейные котлы, читайте здесь.
Газовые и жидкотопливные установки оснащаются особыми горелками. Насыщенный пар, вырабатываемый устройством, осушается, благодаря особому внутрикотловому сепарационному устройству. При этом, отходы горения удаляются через дымопровод.
Паровые котлы делятся на устройства высокого и низкого давления. В зависимости от необходимой мощности используется тот или иной тип оборудования. Данные устройства характеризуется надежностью, высокой производительностью и безопасностью применения.
Источник
Какое давление в паровозном котле и какая температура кипения воды?
Известно, что температура кипения воды тем выше, чем выше давление. Поскольку в паровозе используется энергия давления пара, то значит и температура кипения там выше привычных 100 градусов. Какие температуры и давления присутствуют в паровозном котле? бонус за лучший ответ (выдан): 5 кредитов Отвечающие писали о температуре не кипящей воды, а о температуре пара. А это не одно и то же. Известно, что с повышением давления повышается и температура кипения жидкостей, в том числе и воды. Например, в кастрюле-скороварке предохранительный клапан срабатывает (как указано в инструкции по эксплуатации) при давлении пара внутри кастрюли 1,8 атм. При таком давлении вода в кастрюле кипит при температуре 118°С, поэтому пище варится в несколько раз быстрее. При давлении 3 атм. вода кипит уже при 134°С, при 10 атм — при температуре 180,3°С. При 20 атм — при температуре 213°С. В паровозном котле давление может быть и более высокое. Писали, что может достигать 25 атм. Если это так, то вода при таком давлении кипит при температуре почти 225°С. А выше 218,5 атм вода переходит в сверхкритическое состояние (температура при этом 374°С). автор вопроса выбрал этот ответ лучшим Ладлен [256K] 5 лет назад Дело в том, что процесс работы парового двигателя в паровозе отличается от работы паровых турбин и здесь можно долго спорить и о давлении и о температуре внутри паровозного котла. Как показали в передаче Наука 2.0, то первые паровые двигатели работали по принципу Стирлинга. Так что можно спорить, но конструкции паровых котлов различаются, и я не беру на себя доказывать, то что описано в литературе. Так что ответ даю в цитате. Ёпрст Известный [253K] 5 лет назад Что там «паровозники» говорят? В котле паровоза, который готов к началу движения, создается давление порядка 5-7 атм. При движении давление повышается до 10 атмосфер. При этом температура нагретого пара в паросъемнике около 180 градусов Цельсия. На трудных подъемах машинист мог повышать давление в котле до 25 атмосфер (при температуре пара около 200 гр.), но на короткое время. Предохранительные клапаны усиленно сбрасывали пар, вместе с ним и воду. Срочно добавить воду машинист не в состоянии. И котел, потеряв воду мог взорваться. Не смотря на наличие между котлом и топкой предохранительных плавких пробок, которые при перегреве должны расплавиться и пустить воду (пар) в топку. Aleksandr6052 [71.1K] 5 лет назад В паровозном котле давление пара достигает до двадцати атмосфер и даже выше. Максимальная температура пара в пароперегревателе — порядка четырёхсот градусов Цельсия. Такие высокие параметры давления и температуры пара довольно-таки опасны при возникновении аварийных сбоев в работе котла. Поэтому на случай незапланированного повышения давления в котлах предусмотрены специальные аварийные клапаны. Они сбрасывают повышенное сверх нормы давление в котле, предотвращая его взрыв. Жекан Иванов [1.9K] 5 лет назад Как известно, в паровозном котле очень большие температуры. Так как паровой котел является тем самым источником энергии для движения паровоза, то к нему достаточно много требований. Давление пара может достигать в нем аж 20 атмосфер, поэтому котел — это считай бомба, которую нужно контролировать. Что касается температуры в котле, то она может достигать до 1600 градусов. С паровозным котлом надо очень аккуратно себя вести, потому что именно его взрыв чаще всего забирал жизни экипажа. И этот же взрыв стал причиной отказа от паровозной тяги. Вот схема котла: Знаете ответ? |
Источник
Паровые котлы: устройство и классификации
Несмотря на стремительное развитие технологий, в производственных процессах целого ряда отраслей водяной пар не может быть эффективно заменен никаким другим теплоносителем. Поэтому каждый раз при проектировании и закладке новых производств инженерам придется решать задачу подбора подходящего котельного оборудования. В этом обзоре мы хотели бы разобрать основные классификации паровых котлов и соотнести их с моделями, представленными в продуктовом портфеле ICI Caldaie, чтобы обеспечить информацией специалистов, занятых выбором.
Устройство парового котла: как менялась конструкция
Принцип работы парового котла остается неизменным с момента его изобретения: тот или иной источник тепла нагревает воду, заключенную в большом или малом металлическом сосуде до температуры кипения и испарения. Скапливаясь в верхней части сосуда продукты испарения достигают необходимых величин давления и температуры, после чего направляются через паропровод потребителям или в пароперегреватель для достижения более высоких рабочих параметров. Эффективность процесса выработки пара определяется наиболее полным использованием теплоты, выделяемой источником. Развитие инженерной мысли в этом направлении можно отследить по тому, как менялась конструкция парового котла.
цилиндрический котел с внешней топкой
Первые парогенераторы напоминали котлы для варки пищи. Дровяная или угольная топка располагалась снаружи, нагревая бак с водой снизу. При такой схеме значительная часть тепла расходовалась на обогрев окружающей среды, что и обуславливало крайне низкий КПД первых паровых котлов.
паровой котел с жаровыми трубами
Разумным решением стало размещение топки внутри водяного объема котла. Вкупе с теплоизоляцией внешней обшивки бака это значимо повысило КПД, позволив расходовать тепло преимущественно на нагрев воды.
жаротрубно-дымогарный котел
Поскольку высокой температурой обладало не только открытое пламя в топке, но и выделяющиеся при сгорании дымовые газы, следующей задачей усовершенствования конструкции парового котла стало удержание тепла уходящих газов внутри водяного объема. Задача была решена размещением в нем дымогарных труб малого диаметра. Перед удалением через дымоход газы проходили по этим трубам, ускоряя нагрев и испарение воды.
В принципиально ином направлении развивалась конструкция паровых водотрубных котлов, чаще всего используемых в качестве силовых установок в электроэнергетике, на железнодорожном и водном транспорте. В случае водотрубного котла не источники тепла — топка и газоходы — размещались внутри водяного объема, а наоборот: водяной объем, распределенный по трубам малого диаметра, размещался в газоходах, по которым движутся продукты сгорания.
Такая конструкция с высокой эффективностью позволяет вырабатывать пар критического давления, избыточного для технологических процессов большинства отраслей. Принципиальные различия в конструкции водотрубных и жаротрубных котлов легли в основу большинства классификаций котельного оборудования.
Классификации паровых котлов
Классификация по назначению
Данная классификация соотносит те или иные типы паровых котлов не с конкретными отраслями, а скорее с укрупненными сферами применения. В соответствии с ней, паровые котлы делятся на энергетические, промышленные (технологические) и отопительные (энерготехнологические).
Энергетические котлы используются на электростанциях для передачи вращения турбинам, генерирующим электричество. Вырабатываемый данным оборудованием пар характеризуется высоким и сверхвысоким давлением.
Промышленные или технологические паровые котлы вырабатывают насыщенный пар для технологических нужд. Давление получаемого пара редко превышает 3 МПа (30 бар). В общей классификации котлов по давлению данный класс оборудования относится к котлам низкого и сверхнизкого давления. Если же рассматривать технологические паровые котлы как отдельный сегмент, то разделение оборудования на котлы низкого и высокого давления привязано к нормативам Ростехнадзора, устанавливающим поднадзорность сосудов, работающих под давлением. Подробнее об этом — в статье «Производственные котлы высокого и низкого давления».
Отопительные или энерготехнологические котлы находятся на стыке промышленных и энергетических. В России их широкое применение было обусловлено повсеместным строительством моногородов и жилых районов при промышленных предприятиях. Энерготехнологические паровые котлы вырабатывали пар одновременно для производственных нужд и для отопления коммунального сектора. В настоящее время в соответствии с программами повышения энергоэффективности и реконструкции производств крупнотоннажные паровые котлы заменяются котлами меньшей паропроизводительности, а для теплоснабжения жилых районов строятся более экономичные водогрейные котельные.
Компетенция ICI Caldaie — производство экономичных производственных паровых котлов жаротрубного типа с проходной и реверсивной топкой, отвечающих высоким стандартам эксплуатационной и экологической безопасности.
Классификация паровых котлов по давлению
Сквозная классификация по давлению, объединяющая все виды паровых котлов выглядит следующим образом. Область высокого давления (энергетики) включает котлы высокого, критического и сверхкритического давления. Диапазон: от 3,9 МПа до 22,5 МПа (39-225 бар). Область низкого давления (промышленность) включает котлы серхнизкого (до 0,1 МПа), низкого (0,1-1 МПа) и среднего (1-39 МПа) давления. Котлы сверхнизкого давления не подлежат регистрации в территориальных органах Ростехнадзора.
В модельном ряду ICI Caldaie область сверхнизкого давления представлена сериями:
Область среднего и высокого давления (если рассматривать промышленные котлы как самостоятельный сегмент) представлена сериями:
Классификация паровых котлов по производительности
Рассматривая деление паровых котлов по производительности, нужно снова разграничить сферы энергетики и промышленности. Так, принятая в российской технической литературе классификация относит паровые котлы для технологических нужд с паропроизводительностью до 25 т/ч к категории малой производительности. Выработка пара котлами средней производительности находится в диапазоне от 35 до 160 т/ч. Это область водотрубных энерготехнологических котлов. Паровые котлы большой производительности — это оборудование с выработкой от 160 до 250 тонн пара в час. Подобная паропроизводительность востребована исключительно в энергетике.
В сегменте производственных паровых котлов классификация несколько иная. К категории малой производительности относятся паровые котлы и прямоточные генераторы с выработкой пара на уровне от 100 до 500 кг/ч; к средней категории — котлы с выработкой от 500 до 5000 кг/ч, к паровым котлам большой производительности относятся модели с выработкой от 10 т/ч.
ICI Caldaie предлагает решения во всех трех категориях:
Паровые генераторы малой производительности
Паровые котлы средней производительности
Котлы большой производительности
Классификация паровых котлов по видам топлива
Последний вид классификации — это деление котлов по видам сжигаемого топлива. До середины 20-го века паровые котлы были преимущественно твердотопливными и работали на угле, торфе или дровах. В 50-х гг. стали серийно выпускаться жидкотопливные и газовые горелки. Это позволило пересмотреть конструкцию котлов в направлении уменьшения водяного объема и габаритных размеров. Еще одним следствием использования горелок стала автоматизация работы котлов.
В настоящее время основную часть парка современных производственных генераторов пара составляют газовые и дизельные паровые котлы. Твердотопливные модели используются значительно реже, преимущественно в местностях, не имеющих доступа к магистральным газопроводам.
Паровое оборудование ICI имеет универсальную топку камерного типа, совместимую как с газовыми горелками, так и с горелками на дизеле или мазуте.
Классификация котлов по типу
Как было упомянуто в самом начале, совершенствование конструкции парогенераторов привело к появлению двух типов оборудования: жаротрубных и водотрубных котлов. Сравнительно небольшой объем паропотребления на малых и средних производствах не позволяет эффективно использовать водотрубные котлы, обладающие избыточными параметры по давлению и производительности. Поэтому основным типом паровых котлов для производственного применения становятся жаротрубные котлы. Все котельное оборудование, выпускаемое под маркой ICI Caldaie относится к жаротрубному типу.
Для полноты обзора стоит упомянуть о растущем предложении прямоточных парогенераторов, выпускаемых в качестве альтернативы паровым котлам с водяным объемом. Принцип их работы подразумевает непрерывное испарение воды, подаваемой на конвективные поверхности в виде труб или пластин. Прямоточные парогенераторы некоторых производителей могут рассматриваться в качестве альтернативы жаротрубным котлами в широком диапазоне производительности в процессах, не требующих особой точности поддержания поддержания рабочих параметров — температуры, давления и степени сухости пара.
Классификация паровых котлов по числу оборотов дымовых газов
У жаротрубных котлов имеются свои внутренние классификации. Одна из них — деление моделей на двух- и трехходовые по количеству прохождений дымовых газов через дымогарные трубы или поворотные камеры. Двухходовые паровые котлы имеют реверсивную топку и одну группу дымогарных труб, после прохождения которой газы удаляются через дымоход. Трехходовые котлы оснащаются проходной топкой и двумя группами дымогарных труб, заставляя продукты сгорания совершать дополнительный проход перед тем как покинуть контур котла. Более подробно их различия и технические особенности рассматриваются в отдельном материале — «Двухходовые и трехходовые паровые котлы».
В каталоге ICI Caldae представлены оба вида оборудования:
Двухходовые паровые котлы
Трехходовые паровые котлы
Классификация по компоновке дымогарных труб
Еще одна классификация, характерная исключительно для жаротрубно-дымогарных котлов — по схемам компоновки. Котлы различных производителей могут иметь отличающиеся схемы расположения жаровой трубы и дымогарных каналов друг относительно друга. Встречаются котлы с симметричной и ассиметричной компоновкой.
/фото примеров/
ICI Caldaie выпускает котлы с симметричной компоновкой.
Классификация паровых котлов по типу газовоздушного тракта
Еще один момент — тип газовоздушного тракта. По этому признаку котлы делятся на:
- котлы с естественной тягой (движение воздуха и продуктов сгорания обеспечивается напором, возникающим под действием разности плотностей атмосферного воздуха и газа в дымовой трубе)
- котлы с наддувом (сопротивление газовоздушного тракта преодолевается работой дутьевых вентиляторов, установленных на горелках)
- котлы с уравновешенной тягой (когда давление в топке и начале горизонтального газохода (перед поверхностью нагрева) поддерживается близким к атмосферному совместной работой дутьевых вентиляторов и дымососов)
Котлы ICI как и большая часть котлов европейского производства относятся к котлам с наддувом.
Заключение
Мы рассмотрели наиболее распространенные классификации паровых котлов в разрезе технической компетенции компании ICI Caldaie.
Для проектов вновь возводимых и реконструируемых паровых котельных могут быть предложены экономичные двух- и трехходовые паровые котлы, вырабатывающие пар давлением от 0,7 до 25 бар. Диапазон прроизводительности от 50 кг до 32 т/ч. В зависимости от типа горелки котлы могут работать как на магистральном метане, сжиженных углеводородных газах, а также легком и тяжелом жидком топливе с соответствующей системой предварительной очистки.
По вашему запросу инженеры компании подготовят технико-коммерческое предложение с рекомендацией модели парового котла, наиболее полно отвечающего вашим технологическим задачам.
Источник
Водогрейные котлы используются для обеспечения дома горячей водой и теплом. Поэтом сегодня такая услуга, как установка водогрейных котлов стала сегодня весьма популярной.
Современные котлы оснащаются системами автоматического регулирования различной степени сложности, предназначенными для обеспечения безопасной работы котла без постоянного присутствия людей.
Водный режим котла — поддержание определенных качеств, показателей поступающей в паровой котел питательной и циркулирующей в нем котловой воды.