Паровые котлы виды: устройство, принцип работы

Использование пара имеет довольно длительную историю, но этот ресурс настолько универсален, что и сегодня имеет востребованность. Конечно, паровоз в наше время уже не встретишь, но пар под высоким давлением успешно вращает турбины электростанций, обогревает здания с огромными площадями, дезинфицирует и обезжиривает большие цистерны и другие емкости.

Для получения горячего пара не так уж и много надо – вода и температура. Необходимо довести воду до точки интенсивного испарения – в этом весь принцип работы парового котла. Такие установки при соответствующей адаптации способны работать практически на всех видах топлива. Новейшие разработки в этой сфере позволяют производить парогенерацию с максимальной экономией топливных ресурсов. При помощи современных электронных контроллеров системы снятия показаний и управления котлом выводятся в полностью автоматический режим (см. Особенности отопления промышленных помещений).

Одним словом, за несколько столетий в этой сфере было сделано множество открытий и разработок. Все это вылилось в технологии, которые применяются в изготовлении современных паровых котлов. Эта статья как раз и предназначена для ознакомления со сферами применения и конструктивными особенностями паровых котлов.

Как устроен паровой котел

Простейший парообразователь – это свистящий на плите чайник. То, как расположен источник нагрева (в нашем случае горелка на кухонной плите) и емкость с водой, уже демонстрирует, что наш чайник можно отнести к определенному виду парогенератора. Конечно, устройство парового котла сложнее, но суть та же – довести воду до кипения, тем самым превратив ее в пар.

В принципе, котел – это емкость с расположенными внутри трубами. В зависимости от конструкции сжигание топлива и теплообмен осуществляются двумя способами:

• газотрубный способ предполагает сжигание топлива или прохождение горячих газов внутри труб, расположенных в котле. Вода находится в емкости котла. Такой метод используется для получения пара низкого давления, до 1 Мпа;
• водотрубный способ предполагает сжигание топлива или прохождение горючих газов вне труб. Трубы, наполненные водой, способны выдерживать высокое давление. Благодаря этому принципу производятся паровые котлы высокого давления, более 26 МПа.

Под определенный вид топлива предназначается своя камера сгорания. В основном в устройствах такого типа используется газ, уголь, мазут. Газовые горелки и топочные камеры оборудуются органами управления и контроля подачи топлива. Парообразующие котлы, работающие на природном газе, как правило, имеют горизонтальное расположение. Относительно других видов топлива расположение может быть каким угодно, вертикальная позиция котла вообще может быть оправдана экономией места.

Ни одна система отопления не обходится без запорно регулирующей арматуры. К ней относятся шаровые краны, термостатические и балансировочные вентили.

 

Есть много способов как защитить фундамент от грунтовых вод. Причем делать это можно даже после окончания строительства или в старых домах.

Способ осуществления циркуляции рабочей среды также влияет на конструкцию парообразователя в котле (см. Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя). В системах с принудительной циркуляцией особенно популярны установки с барабаном, в котором происходит отделение воды от пара с последующим их перенаправлением в соответствующие магистрали. Этот элемент имеет большую нагрузочную площадь, толщина стенок барабана в котлах высокого давления может достигать 110 мм. Округлые формы также способствуют сопротивлению давлению и его перепадам.

Напротив, в конструктиве прямоточных паровых котлов барабан отсутствует, и вода однократно проходит через испаритель. Дальше смесь воды и пара попадает в пароперегреватель и проходит сепарацию. Благодаря современным технологиям показатели КПД паровых котлов превысили 90%. Оригинальные способы внутренней обвязки труб позволяют производить несколько внутренних циркуляционных циклов, во время которых происходит вторичное нагревание и производство сухого пара высокого давления. Температура сухого пара может достигать 500 ˚С.

Виды паровых котлов

Классификацию водогрейных и паровых котлов целесообразно начинать проводить по типу предназначения. Для бытового назначения используются маломощные (до 500 кВт) устройства низкого и среднего давления (см. Как сделать паровое отопление дома своими руками).

Промышленные масштабы требуют более мощных парообразующих установок, способных выдавать до нескольких десятков мВт тепловой энергии. Энергетические парогенераторы заняли прочное место в электроэнергетике. Благодаря перегретому пару высокого давления вращаются турбины генераторов тепловых электростанций. Утилизационные установки исполняют двойное предназначение – сжигают отходы и производят горячий пар.

Также виды паровых котлов зависят от топлива, на котором они работают

• газовые;
• на жидком топливе (дизель);
• комбинированные газомазутные;
• твердотопливные (в основном используется уголь).

Сделанный змеевик своими руками может выполнять функции бытовой батареи, полотенцесушителя или промышленного регистра отопления.

 

Для гарантированной прочности толщина отмостки вокруг дома должна составлять не менее десяти сантиметров (это без дренажного слоя, только бетон).

Низкотемпературные паровые котлы малой мощности способны выдать температуру, не превышающую 110˚С. Высокотемпературными считаются устройства, способные производить нагрев более 150˚С. По принципу цикличного движения воды и пара в системе котлы бывают с принудительной и пассивной циркуляцией.

Самодельный парогенератор

При изготовлении парового котла своими руками целесообразно обратить внимание на несколько общих принципов для исключения лишних телодвижений. Не забываем о технике безопасности. Конструкции паровых котлов подразумевают возможность возникновения избыточного давления, способного стать причиной довольно мощного взрыва. Поэтому обязательно необходимо предусмотреть аварийные системы сброса высокого давления.

Не начинайте работу, не имея окончательного проекта. Старайтесь по максимуму проработать в эскизах и чертежах конструкцию узлов устройства. Если котел будет использоваться в отопительных целях, необходимо оптимизировать его будущую мощность с площадью обогрева.

Важные аспекты:

• для изготовления узлов, подвергающихся воздействию высоких температур, используйте специальную жаропрочную сталь;
• сварку деталей котла должен производить высококвалифицированный специалист;
• в местах соединения толстых заготовок необходимо произвести разделку фасок под ванну сварочного шва.

Наибольшую рентабельность использование пара приобретает в энергетике и промышленности. Некоторые схемы паровых котлов и теплогенераторов высокой мощности предусматривают переоборудование их в водонагревательный режим для обогрева крупных объектов или жилых микрорайонов.