Как работает паровой котел

Данный вид оборудования является узкоспециализированным и, несмотря на его большое разнообразие, основное предназначение сводится к одному, — получение пара из воды. Получаемый пар может использоваться для самых различных производственных нужд, а также для отопления, но в основном больших зданий промышленного назначения, а также тех, что находятся в суровых климатических зонах.

Паровой котел

В качестве энергоносителя для работы парогенераторных установок может быть использовано много видов топлива, как твердого, так и жидкого или газообразного. Некоторые типы установок получают пар методом отбора тепла от работающих крупных промышленных агрегатов. Для того, чтобы знать предназначение тех или иных парогенераторных систем, а также для его правильного выбора при необходимости, следует знать принцип работы парового котла, в том числе различия между основными видами подобного оборудования. Именно об этом и пойдет речь далее.

Предназначение паровых котлов

Во многих производственных циклах использование пара предусмотрено технологией. Для его получения необходимо соответствующее оборудование. Также мощные парогенераторы являются неотъемлемой частью некоторых видов электростанций, где турбину электрогенерирующей машины вращает именно перегретый пар под очень высоким давлением. Производительность используемых здесь парообразующих агрегатов достигает 5000 тонн пара в течение часа, причем температура его на выходе из сопла составляет порядка 500 градусов. Давление при этом также более чем внушительное, — приблизительно 270 кгс/см2.

Паровые котлы

Парообразующее оборудование, что предназначается для нужд отопления, выдает продукт гораздо более низкого давления, причем в достаточно влажном состоянии. Часто в некоторых организациях парогенератор работает не только на систему отопления, но и для других производственных необходимостей, обеспечивает прачечную, например.

Часто паровые котлы также можно встретить в крупных медицинских учреждениях, где с их помощью проводят стерилизацию инструментария, а также перевязочных и некоторых других материалов.

Подытожив сказанное, можно сделать такую классификацию парогенерирующего оборудования согласно его предназначению и применяемости в различных сферах деятельности:

  • энергетическая отрасль;
  • производственные нужды;
  • отопление зданий и некоторые специальные задачи (прачечная, дезинфекция).

Принцип действия парового котла, несмотря на кажущуюся схожесть функций, сильно отличается от водогрейного оборудования. В последнем также возможно незначительное парообразование, однако, не в таком количестве и не с той температурой и давлением. Поэтому парогенераторы и водогрейные приборы сравнивать некорректно.

Виды паровых установок

Принцип работы всех котлов по производству пара принципиально схож, и заключается в передаче воде тепловой энергии сгорающего энергоносителя с целью преобразовать жидкость в газообразное состояние. Однако, в зависимости от предполагаемой конечной цели, а также от рабочих параметров оборудования, применяется разный технологический подход. В основном подобные установки можно разделить на два типа:

  • газотрубные;
  • водотрубные.

Первый тип парогенераторов имеет цилиндрический замкнутый корпус и расположенные в нем трубы, в которых происходит процесс горения по всей их длине за счет имеющегося наддува, или через их полость проходят горячие продукты горения. Первый вариант называется жаровой, второй, — дымогарный.

Схема водотрубного парового котла

Парообразование происходит в верхней части корпуса. При достижении паром, что внутри цилиндра, определенного давления, открывается имеющийся здесь клапан и продукт сбрасывается в магистральный трубопровод. Эти агрегаты устроены так, что весь объем газообразной воды, имея избыточное давление, скапливается непосредственно в корпусе, что чревато его прорывом и выходом опасного продукта в рабочую зону. Поэтому по мощности такое оборудование ограничено. Оно не бывает мощнее 450 кВт, а внутреннее давление ограничено 9,5 кгс/см2.

Второй тип парогенерирующих агрегатов построен так, что в так называемых кипятильных трубах находится вода, а горелка расположена в корпусе. Вода циркулирует по трубам до достижения необходимого состояния. Водотрубные парогенераторы согласно рабочей схеме разделяются в свою очередь на:

  • барабанные;
  • прямоточные.

Агрегаты с барабанной схемой, что бывают горизонтального и вертикального типа, состоят из топочной камеры, вверху которой располагаются пучки труб, что выходят в собирающий готовый продукт барабан. В последнем происходит сепарирование, в итоге которого отделяется неиспарившаяся часть воды и вбрасывается снова в кипятильные трубы. В агрегатах с натуральной циркуляцией жидкость может проходить по трубным нагревателям до 25 раз, пока полностью не перейдет в газообразное состояние.

Прямоточный паровой котел

В водотрубных парогенераторах, работающих по циркуляционному принципу, требуется больше тепловой энергии, однако и выход продукта в разы больше, причем происходит все быстрее. Горизонтальный тип устройства предполагает установку одного барабана, тогда как в вертикальном паровом котле этих приспособлений для скапливания готового пара может быть больше.

Также в парогенераторах подобного типа может быть установлен такой элемент, как пароперегреватель. Он также сооружен из пучка трубных элементов, в которых находится пар. Сами же трубы нагреваются горячим дымовым газом.

Паровые котлы с прямоточной системой являются наиболее производительными, однако рабочая температура здесь необходима очень высокая, так как предполагается переход жидкости в пар за один проход трубной магистралью.

Водотрубные парогенерирующие установки требуют подготовки воды, что заключается в удалении из нее молекул кислорода и растворенных солей, что производится с помощью специальной химии. Если этого не сделать, рабочие поверхности очень быстро покроются солевыми отложениями, какие поначалу просто снизят эффективность оборудования, а в дальнейшем приведут к прогару трубы. Если такой парогенератор включен в замкнутый контур, скажем, систему отопления, водоподготовка делается единожды. В том же случае, когда предусмотрен постоянный расход пара для различных нужд, готовить воду нужно каждый раз перед запитыванием оборудования.

Отопление паром

Такой тип отопления для жилых помещений не совсем подходит, так как есть вероятность получить тепловые травмы от соприкосновения с обогревающими элементами системы, что могут иметь температуру до 140 градусов. Поэтому чаще всего такой тип обогрева применяют для производственных и технических помещений. Особенно это характерно для крупных производственных цехов, где часто есть возможность получения пара с помощью горячих дымовых газов, образующихся в результате основного производственного процесса.

Устройство котла для парового отопления

Если же в целом сравнивать паровую систему отопления с водогрейной, то первая отличается такими достоинствами:

  • применение меньших по площади батарей за счет гораздо большей тепловой мощности;
  • быстрый прогрев помещений благодаря меньшей инерции;
  • небольшой объем воды в обратной магистрали, что дает возможность использования труб меньшего диаметра.

Однако есть и недостатки, опять же, если сравнивать с системой отопления, работающей от водогрейного прибора:

  • нет возможности производить регулировку температуры батарей;
  • есть возможность получения температурной травмы при тактильном контакте со структурными элементами отопительной системы;
  • высокая стоимость парогенераторных установок;
  • шумность оборудования во время работы.

Таким образом, для отопления жилых домов все же лучше устанавливать системы отопления на основе водогрейных агрегатов. Принцип работы парового котла больше подходит для включения подобного оборудования в отопительный контур производственных и прочих технических помещений.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: