Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Radiatori
Polipropilēna caurules vērtējums. Polipropilēna caurules, kas ir labāk?
2 Sūkņi
Galvenie ķieģeļu krāsniņu modeļi mājai uz koksnes, to īpašības un ražošanas metodes
3 Sūkņi
Kā izveidot siltu grīdu: sastāvdaļu izvēles iezīmes, soli pa solim instalēšanas instrukcijas
4 Sūkņi
Metāla krāsns vannai to dara pats
Galvenais / Kamīni

Katalogs / Katli



Mūsdienās viens no galvenajiem siltumenerģijas iegūšanas veidiem ir dažādu degvielu sadedzināšana katlā un apkure, izmantojot to degšanas dzesēšanas šķidruma enerģiju, kas parasti ir ūdens. Ūdens katlā ir augsta temperatūra un ļoti bieži ir augsts spiediens, kas izraisa to, ka katli ir objekti ar augstu bīstamību, kuru ārkārtas gadījumi izraisa nepieciešamību labot ne tikai pašu katlu, bet arī nozīmīgas problēmas siltumenerģijas patērētājiem. Lai novērstu šādas situācijas, jums rūpīgi jāievēro darbības noteikumi. Mēs iesakām lejupielādēt dažādu katlu un siltuma vienību rasējumus, kas mūsdienās aktīvi tiek izmantoti. Mums ir rasējami katli DKVR, BKZ, DE, TP un daudzi citi, ieskaitot importētos.

Zīmēšanas katalogs

Automatizācija

Papildu materiāls

Konkursi (*)

GOST (*)

Dažādi

Inženierijas sistēmas

Mašīnbūve un mehānika

Aprakstošā ģeometrija un inženiergrafika

Ieroči

Rūpniecība

Lauksaimniecība

Būvniecība

Shēmas

Transports

Elektriskās automašīnas

Programmatūra: AutoCAD 2011

Sastāvs: Iekšējā gāzes apgāde., Termomehāniskie risinājumi., Automatizācija., Gāzes piegādes automatizācija. Gāzes kontrole, paskaidrojums

Programmatūra: SolidWorks 2016 SP5.0

Sastāvs: montāžas rasējums, detalizācija, 3D montāža, 3D detaļas

Programmatūra: AutoCAD 2017

Sastāvs: 3D katla modelis vienā detaļā

Programmatūra: KOMPAS-3D 16

Struktūra: PZ, gāzes nafta deglis (VO), katls (VO), pārnēsājamais ciklons (VO), cilindru separācijas ierīces (VO), remontdarbnīcu plāns (VO), specifikācijas

Programmatūra: KOMPAS-3D 16

Sastāvs: 3D montāža bez griešanas - visu detaļu izmēri ir detaļu nosaukumā

Tvaika katlu rasējumi

- pārkarsēta tvaika temperatūra (540 560 0 С0;

- Brutus apkures katla efektivitāte (80 92 0 C).

50. Ūdensapgādes katli

Paredzēts karstam ūdenim.

VK tiek uzstādīts rūpnieciskajos apkures katlos un siltumapgādes katlu koģenerācijas stacijā.

Darbs pie tiešās plūsmas shēmas Katlā nav ūdens aprites. Ūdens temperatūra pie katla ieplūdes ir no 70 līdz 120 0 С, un pie izejas 150-200 0 С.

Standarta skalošanas katli:

KV-GM-100 (karstā ūdens katls, gāzes eļļa -100 Gcal / stundā);

KV-TS-20 (karstā ūdens katls, cietais kurināmais, slāņa dedzināšana 20 Gkal / stundā);

KV-TK-50 (karstā ūdens katls, cietais kurināmais, degošs kamera 50 Gcal / stundā).

51. Termiskais process turbīnas stadijā. Turbīnas pakāpes reaktivitāte

2 - darba asmeņi;

tvaika entalpija pie sprauslas ieplūdes;

tvaika entalpija pie sprauslas izejas;

tvaika ātrums pie sprauslas priekšpuses un uz sprauslas izejas.

- siltuma turbīnas solis.

Detalizēts turbīnas posms:

1 2 1 - sprauslas fiksētas asmeņi;

2 - darba mobilās lāpstas;

darba šķidruma absolūtais ātrums;

darba asmeņu apļveida ātrums;

darba šķidruma relatīvais ātrums.

Fiksēto sprauslu asmeņu komplekts veido sprauslu režģi, un pārvietojamo darba asmeņu komplekts veido darba režģi. Sprausla un darba režģi veido turbīnas stadiju. Kanāla kombinācija sprauslā un darba režģos veido turbīnas posma plūsmas daļu.

Turbīnas pakāpes reaktivitātes pakāpe -

siltuma padeve uz skatuves darba asmeņiem;

vienreizējās lietošanas siltuma turbīnas posms;

aktīvās turbīnas posms;

strūklas turbīnas posms.

52. Aktīvās un reaģējošās tvaika turbīnas. Pusreaģējošs turbīnu dizains

Aktīvajā turbīnā pieejamais diferenciālis un līdz ar to arī diferenciālais spiediens tiek iedarbināts sprauslu aparātā, pagriežot ātruma galviņu. Darba asmeņos darba ķermenis palēninās, tā kinētiskā enerģija tiek pārvērsta rotora kinētiskajā enerģijā.

Darba šķidruma temperatūras samazināšana līdz darba asmeņu temperatūrai labvēlīgi ietekmē to darbu.

Turbīnas parasti ir daudzpakāpju, plūsmas daļas ģeometriskie izmēri tvaika palielināšanās gaitā.

Daudzpakāpju daļēji reaktīvs turbīns:

Tvaika katls: teorija, ekspluatācijas noteikumi, dizains un veidi, pielietojums

Tvaika katls ir paredzēts darba (vai spēcīga) tvaika ražošanai, kas spēj veikt mehānisko darbu vai izdalīt līdzvērtīgu siltuma daudzumu. Ierīces, kas veido tvaiku, ar noteiktu spēku, kas nav vajadzīgs, sauc par tvaika ģeneratoriem. Tos plaši izmanto rūpniecībā (piemēram, betona tvaicēšanai) pārtikas tehnoloģijās (tvaika katli), medicīnā (inhalatoros, sterilizatoros) un ikdienā (tvaicēšanai un tīrīšanai vannā utt.), Bet tvaika ģenerators ir tālu no tvaika katls.

Mūsdienu rūpniecības un sadzīves tvaika katli

Kāpēc jums vajag spēcīgu tvaiku?

Gadsimtā, kad kvantu datori un sakaru ierīces ir "ceļā", kas spēj neatkarīgi domāt par mākslīgo intelektu un kosmosa kuģi starpzvaigžņu lidojumiem, vajadzība pēc darba pāriem joprojām ir augsta. Rūpniecībā vispirms tiek nodoti lieli daudzumi gatavās lietošanai paredzētās siltuma un dzinēju tehnoloģiskās iekārtas: preses, āmuri, svayezabivateley utt. Ūdens transportā un enerģētikā tas ir tvaika turbīnu un citu lieljaudas mehānisko dzinēju darba šķidruma ražošana: sākot no kurienes ar 5-10 MW uz vārpstu, mehāniskās tvaika izmantošanas vienības izmaksas ir zemākas par jebkuru citu darba šķidrumu.

Piezīme: pāra tvaika cilindra - virzuļa ir ievērojams īpašums - lielākais spēks uz stienis attīstās pie nulles virzuļa ātruma. Citiem vārdiem sakot, tvaika dzinēja ārējā īpašība ir ideāla, un tās efektivitāte gandrīz nav atkarīga no darbības režīma; Pārnesumkārba tvaika dzinējs nav nepieciešams.

Ikdienas dzīvē tiek izmantoti arī tvaika katli; galvenokārt tvaika un divkanālu apkures sistēmās (CO). Steam CO nepieciešama rūpīgāka plombēšana nekā ar siltuma pārneses šķidrumu, bet ļauj atvienot un no jauna savienot atsevišķas filiāles ar sistēmu apkures sezonas laikā, neriskējot izšķīdināt visu apkuri. Tas, savukārt, ļauj siltumizolētām komunālajām telpām ar impulsiem, kas vietās ar skarbu klimatu ietaupa līdz 30% vai vairāk siltumenerģijas izmaksas sezonā.

Apvedceļš CO, gluži pretēji, izrādās ekonomiskāks ar malām ar ilgu starpsienu un vieglu, nestabilu ziemu. Vienstāva CO plūsmas temperatūra nedrīkst būt zemāka par apm. +45 grādi pēc Celsija, pretējā gadījumā apkures katlā nokristos skābes kondensāts, izraisot visas sistēmas nepareizu darbību. Siltuma zudumi maģistrālajās caurulēs ir ievērojami, tādēļ mājās un / vai sadales sildīšanas vietās viņi nodod tā sauktās. Lifta mezgli, kurā dzesēšanas šķidruma daļa no barības tiek iesūknēta atpakaļgaitas līnijā, to apsildot. Tomēr tajā pašā laikā katls virza lielu daļu dzesēšanas šķidruma apļa, patērējot lieko kurināmo, par kuru abonentiem ir jāmaksā. Jo augstāka ir ārējā temperatūra un mazāka apkure, jo lielāks siltums, ko rada katls, tiek iztērēts nevis lietotāju apsildīšanai, bet gan saglabāšanos režīmā. Kurš tomēr nav optimāls.

CO 2 shēmā tvaika katls ražo tvaiku, kas siltē CO dzesēšanas šķidrumu caur siltummaini. Tagad var nolaisties plūsmas temperatūru, kas samazinās strāvas zudumus: tie ir lielāki, jo dzesēšanas šķidruma karstāks. Atgriešanās temperatūra var būt tik zema, cik nepieciešams, kamēr sistēma nav atkausēta: siltummaiņā nekas neizdegas, un nav izveidoti skābie radikāļi, kas var izkrist no skābā lietuma. Nekas neapdraud arī tvaika katlu: kopš tā laika nav galveno zaudējumu siltummainis netālu; Tvaika padeve tam tiek regulēta ar automātisku vārstu, kas balstās uz 2. ķēdes temperatūru, un atpakaļgaitas tvaiks uz katlu paliek ļoti karsēts.

Kas ar to nepareizi?

Galvenais tvaika katlu trūkums ir liels gatavības laiks. Vislabākie mūsdienu modeļi nokļūst darba režīmā 3-5 minūšu laikā, un parastajā katlā pāri šķēros apmēram stundu. Tādēļ praktiski nav zemes tvaika transportēšanai, lai gan mūsdienu keramikas tvaika dzinēju efektivitāte nav sliktāka nekā iekšdedzes dzinējs. Bet jūs varat izslēgt dzinēju, bet katla apturēšanu nav.

Ne mazāk svarīgi ir sprādzienbīstamība. Ja automašīnas degvielas tvertnē esošais enerģijas daudzums tiek mērīts desmitiem kg TNT ekvivalenta, tad tvaika katlā ar centneriem un tonnām. Benzīns un dīzeļdegviela var un vienkārši sadedzināt, un katls eksplodē negadījumā. Moderns - ļoti reti, bet to sprādzienbīstamība vēl nav nulle.

No otrā trūkuma izriet arī cits: lai barotu tvaika katlu, jums ir nepieciešams ļoti kvalitatīvs labi sagatavots ūdens. Mērogs - briesmīgs boilera ienaidnieks, tas ievērojami samazina tā siltuma efektivitāti un palielina sprādziena risku.

Otrajā un trešajā - 4. smagā trūkuma dēļ: tvaika katliem ir nepieciešama regulāra kvalificēta pārbaude un apkope ar katla slēgšanu. Iedomājieties, ka jums noteikti ir jābrauc ar automašīnu uz degvielas uzpildes staciju ik pēc sešiem mēnešiem un pasūtiet dzinēja starpsienu, pretējā gadījumā vairs nerunās klausīties stūres ratu un pati nonāks stūrī.

Nedaudz vēstures

Domas par tvaika spēka izmantošanu praktiskajos tūkstošgades mērķos. Tiek uzskatīts, ka pirmais tvaika katls, kas vienlaikus bija arī strūklas tvaika turbīna, izgudroja Aleksandrijas herons. Ir pierādījumi, ka XVI gs. Spānijas flotes Blasco de Garay kapteinis uzbūvēja un parādīja karalim... tvaikonis, kas kuģoja. Bet, ja tas ir taisnība, tad vienreizējs izlases atklājums - termodinamika kā zinātne vēl neeksistē, un bez tā nav iespējams aprēķināt tvaika dzinēju un katlu tam. Edisons no praktizētājiem vienu reizi teica: "Nav nekas vairāk praktisks kā laba teorija."

Pateicoties tvaika katla darbam ar raktuvju lifts, 1698. gadā to iegādājās anglis T. Severi. Praksē viņa ideju vienlaikus realizēja arī anglis T. Ņūkomēns līdz 17. gadsimta beigām. Bet Newcomen katls principā neatšķīrās no vietējā tējkanna un ražoja ļoti vāju tvaiku, tādēļ Newcomen mašīnas nesaņēma plašu pielietojumu un neradīja revolūciju tehnoloģijās.

Tvaika katls I. I. Polzunova

Pirmais, kurš saprot, kā katls jādara, dodot spēcīgu tvaiku (jaudas tvaiks) XVIII gs. Otrajā pusē. neatkarīgi viens no otra ir arī angļu dizainers J. Watts (vatu spēka vienība ir nosaukts pēc viņa) un krievu pašmācītais mehāniķis I. I. Polzunovs. Viņš nevarēja pabeigt savu tvaika dzinēju - viņš nomira no slimības, bet katlu pabeidza 1765. gadā. Ūdens un Polzunova tvaika katlu konstrukcijas (attēlā pa labi) ir gandrīz identiskas, un tajā laikā nav citu tehnisku risinājumu.

Ūdens un Polzunova katlu siltumenerģijas efektivitāte un tvaika ražošana (sk. Zemāk) ļāva sākt mašīnas, kas veic ienesīgu lietderīgu darbu, bet nebija iespējamas ar tā laika tehnoloģiju. Tvaika katlu tehniskie parametri uzlabojās, un pirmās tvaika lokomotīvju izgudrotāji R. Trevičiks un J. Stephensons padarīja tos kompaktīvākus. Vēlāk angļu inženieri J. Thornycroft un E. Yarrow un pēc tam krievu zinātnieks V. G. Šukhovs, kas uzcēla televīzijas torni uz Shabolovka, lieliski veicināja katlu ēkas attīstību.

Pirmās Trevitik, Stephenson un Cherepanov lokomotīves

Piezīme: Stephensona pirmais tvaika dzinējs "Blucher" (centrā attēlā) ir skaitlis 2, bet tas ir tāpēc, ka viņa pieredzējis priekšgājējs nebija piemērots ilgstošai darbībai.

Mazliet teorija

Šajā sadaļā nav formulu no skolas un universitātes mācību grāmatām. Tiek pieņemts, ka jūs tos atcerēsities. Un, ja jūs aizmirstat, jūs zināt, kur meklēt. Šeit mēs apspriedīsim tvaika katla procesos esošo procesu būtību un informāciju, kas ir svarīga praksei, un no tiem izdarītos secinājumus. Un matemātikā ir ienesīgums. Bez izpratnes par aprēķinu būtību, vēl nav jēgas.

Galvenais tvaika katla darbības princips, ko Wutts un Polzunov guva nojaušam, ir tas, ka tas nevārās ūdeni. Viršanas process no sāniem tiek vienmērīgi kontrolēts: ūdens ir sasniedzis viršanas temperatūru un ir saņēmis slēpto iztvaikošanas siltumu - tas vārās; nē nē nē Normālā spiedienā verdošs ūdens ir salīdzinoši drošs, bet atkritumu tvaika efektivitāte ir niecīga; viņam ir mazs potenciāls. Un uzreiz sākas tā kondensācija, izraisot tvaika pilnīgu zaudē spēku.

Steam darbojas ar spiedienu. Pieņemsim, ka pārsniegums atmosfēras apstākļos ir tikai 1 MPa. Pēc tam virzuļa platība ir 500 kvadrātmetri. cm tvaika nospiediet uz leju ar apm. puse tonnas. Nav slikti, lai sāktu.

Piesātināta tvaika spiediens, palielinot tā temperatūru, palielinās saskaņā ar spēka likumu, t.i. ļoti ātri, kreisajā fig. Tajā pašā laikā palielinās arī iztvaikošanas spoguļa (GP) ūdens virsma un tvaika produkcijas viršanas temperatūra. Bet slēptais iztvaikošanas siltums paliek nemainīgs, un daļa no degvielas patēriņa, kas nesniedz pāris spēku, viss samazinās un samazinās. Tāpēc visos aspektos ir izdevīgi paaugstināt spiedienu katlā, bet tas palielina tā sprādzienbīstamību (skat. Zemāk). Un līdz noteiktai robežai, virs kuras netermodinamiskie spēki sāk traucēt procesu.

Piesātināta tvaika parametru atkarība no temperatūras

Pārsildītā piesātinātā ūdens tvaika parametru tabula ir dota labajā attēlā. Pievērsiet uzmanību izceltajām zaļajām kolonnām (daļēji vai pilnīgi). Tas parāda, ka tvaika maksimālā efektivitāte samazinās temperatūras diapazonā no 200-260 grādiem. Tajā ir tvaika spiediens, pie kura izpildmehānismam radītais spēks ir trīs reizes liels. Kopējā siltuma jauda (ņemot vērā latento siltumu) šajā diapazonā nepārtraukti pieaug. Tas ir labvēlīgs tvaika šķidrumam CO ar daļēju vai pilnīgu dzesēšanas šķidruma kondensāciju.

Sliktas ziņas sākas dzeltenās līnijās: tvaiks kļūst ķīmiski ļoti aktīvs - tas izdzer tvaika līnijas un mehānismus no parastā tērauda, ​​un daži no tā spēkiem nonāk pie "ķīmijas", neskatoties uz spiediena pieaugumu. Sarkanās līnijas - ziņas ir vēl sliktākas: ūdens pārtvaicējas ūdens termiskā disociācija, un katls kļūst ārkārtīgi bīstams.

Par apzīmējumu

Tvaika dzinēju laikmetā tika izmantoti spiediena atmosfēras spiediens (pie) un pārmērīgi (pie) spiediena vienības. 1 am = 1 kgf * kv. skatīt p (ati) = p (a) -1, jo gaisa spiediens 1 atm. Tagad spiediens tiek mērīts pascālos (Pa). 1 am = 1,05 MPa. Tas ir pareizi, jo Katla darbības režīms ievērojami atkarīgs no apkārtējā gaisa spiediena. Bet tur nav pārslodzes Pascals, tāpēc, lai noteiktu tvaika stiprību, no spiediena katlā jāatņem 1 MPa. Piemēram, pie 240 grādiem spiediens katlā ir 3,348 MPa. Darbam jūs varat izmantot ne vairāk kā 2,298 MPa, bet katram laukumam. Katla daļiņu iekšējās virsmas ir sasmalcinātas vairāk par 30 kg * kv. cm. Lai aprēķinātu katla jaudu, ir nepieciešams arī izmantot tvaika izvadi kg * s vai kg * h. Vēl viena vērtība, kas jāzina, ir katla siltuma efektivitāte, kas ir vienāda ar siltuma enerģijas attiecību, kas tiek glabāta tvaika masas vienībā, un to saražošanai nepieciešamās degvielas sadegšanas siltumu. Siltuma efektivitāti bieži sauc par katla efektivitāti, taču jāpatur prātā, ka viena un tā paša projekta jaudas un apkures katlu efektivitāte ir atšķirīga: pēdējā gadījumā iztvaikošanas latento siltumu var atgriezt latenētā kondensāta siltumā, bet ne pirmajā.

Piezīme: dažreiz pārmērīgais atmosfēras tvaika spiediens tiek izteikts bāros (bar). Piemēram, katla specifikācijā viņi raksta - spiediens 1,5 bar, kas ir vienāds ar apm. 1.5 ati. Bet bārs arī nav sistēmas vienība, tās lietošana nav reglamentēta. Tādēļ tajā pašā specifikācijā ir nepieciešams atrast ūdens temperatūru katlā un pārbaudīt to.

Tvaika potenciāls

Kopā ar temperatūru katlā tā sprādzienbīstamība arī strauji palielinās. Temperatūrai, kas pārsniedz apm. 200 grādos, pat pazeminot spiedienu, kas rodas pārmērīga tvaika dēļ, var izraisīt visa ūdens masas palielināšanos katlā un tās eksploziju. Stāstā par Novikov-Surf "Bay of priekam" ar visām aprakstītajām kā simpātisks sarkanā ugunsdzēsējs tehnisku informāciju pūta katla militārās laivas White, kura komanda bija piespiedu kārtā kareivji. Pamatojoties uz šiem apsvērumiem, tvaika sadalījums atkarīgs no darba potenciāla lieluma:

  • Zems potenciāls - temperatūra līdz 113 grādiem pēc Celsija, spiediens līdz 1,7 MPa. Katla eksplozija ir gandrīz neiespējama, jo tajā ir neliels enerģijas daudzums.
  • Zems potenciāls - temperatūra 113-132 grādi, spiediens 1.7-3 MPa. Katla eksplozija ir iespējama, pēkšņi iznīcinot ķermeni.
  • Vidējais potenciāls ir temperatūra 132-280 grādi, spiediens 3-6.42 MPa. Sprādziens ir iespējams ar katlu korpusa iznīcināšanu vai automatizācijas kļūmi.
  • Augsts potenciāls - temperatūra 280-340 grādi, spiediens 6,42-14,61 MPa. Papildus iepriekš minētajiem iemesliem sprādziens ir iespējams, pateicoties katla ekspluatācijas noteikumu pārkāpumiem (skatīt zemāk) un tvaika cauruļvadu spiediena samazināšanu.
  • Ultrahigh potenciāls - temperatūra pārsniedz 340 grādus, spiediens pārsniedz 14,61 MPa. Sprādziens, izņemot aprakstītos iemeslus, ir iespējams sakarā ar nejaušu apstākļu saplūšanu.

Iztvaikošanas smalkums

Praktiskiem mērķiem ir ērti izmantot tvaika produkcijas vērtību RFP vienības laukumā, bet patiesībā iztvaikošana katlā notiek ūdens tilpumā: tā ir piesātināta ar tvaika mikrobumbām. Ideja par to ir balts verdošs ūdens, kas saskaņā ar Austrumu virtuves noteikumiem ir paredzēts uzpūt tējai. Bet baltā verdošā ūdenī ūdenī izšķīst ūdenī, un normālā darbībā esošā katlā ūdens izskats ir pārredzams. Ja mērinstrumenta stikls ir bloķēts - katls atrodas uz sprādziena robežas. Iepriekš minētais sarkanais stokeris bija augstākās klases speciālists: viņš noteica pēc ūdens veida, cik ātri apkures katls spēj izbēgt. Steameris bija vecs ar vidēja izmēra katlu; Ūdens skaitītāja balināšana līdz sprādzei aizņem vairākas minūtes. Augsts potenciālais katls eksplodē tūlīt vienkārši ūdens skaitītāju.

Otrais svarīgais jautājums - ar RFP izceļas tā saucamais. mitrs tvaiks, kurā ir arī neredzami mikropļēdi no ūdens. Mitrs tvaiks ir boilera ienaidnieks nav tik briesmīgs kā skala: mitruma pilieni ir dabiski tvaika kondensācijas centri. Ja kādā tvaika ķēdes vietā temperatūra sāk krities ātrāk nekā spiediens, var sākties lavīnu līdzīga tvaika kondensācija. Spiediens visā sistēmā strauji samazināsies, un tad pat zemu potenciālu katls var vārīties un eksplodēt. Ko citēto tvaiku no katla kārtību, kondensācijas arī krasi pasliktina to tehparametry (spiediena svārstības darba grupās) un izraisa palielināta nodiluma: karstā ūdens mikropilieniņu ķīmiski agresīvas. Vienīgā vieta, kur darba tvaika kondensācija ir noderīga, ir tvaika šķidrums CO (skatīt iepriekš), jo tajā pašā laikā apsildei tiek izlaists latentais kondensāta karstums.

Perfekts katls

Zinot šīs īpašības, no šodienas viedokļa ir iespējams iedomāties, kā jāorganizē kāds ideāls tvaika katls. Patiesībā tas izrādīsies ļoti dārgs un grūti saglabājams, un tvaika "zelta laikmetā" šāds katls tehniski nav realizējams. Visa katlu ēkas attīstība sekoja, lai vienkāršotu katla iekārtu (siksnas) un apvienotu tā funkciju funkcijas. Bet, lai noskaidrotu, kas katls ir nepieciešams normālai darbībai, šī shēma palīdzēs.

Tvaika katla ierīces vispārējā shēma ir parādīta attēlā:

Tvaika katla vispārējā shēma

Tvaika ģenerators ir kanāla (cauruļveida) gāzes ūdens siltummainis. Dzesēšanas šķidruma kontakta palielināšana ar sildītāju palielina tvaika mikrobūzu veidošanos tās masā un tvaika atdalīšanu no RFP vienības laukuma tajā pašā temperatūrā. Sausā tvaika telpā tīra tvaika un ūdens mikrousvars tiek atdalīts ar gravitācijas vai absorbcijas metodi, neizlaižot latento kondensāta siltumu. Karstās kondensāta plūsmas atpakaļ tvaika ģeneratorā vai apgrozībā esošajos katlos (sk. Turpmāk) tiek iesūknētas ar cirkulācijas sūkni.

Pārsildītāja loma ir ļoti svarīga. Bez spiediena krituma gar tvaika līnijas garumā, caur to nebūs tvaika plūsmas, bet tajā pašā laikā tvaika jauda samazināsies un tā vardarbīgā kondensāta varbūtība palielināsies. Tvaika sildītājs "sūkā" izejošo tvaiku ar enerģiju neko - pateicoties dūmgāzu atlikuma siltumam.

Pat vairāk palielina katla ekonomizētāja siltuma efektivitāti. Tas ir arī kanāla siltummainis, kurā barības ūdeni arī silda dūmgāzes. Kad katls ir vislēnākais ātrums, ekonomiseris var pārkarsēt un aizaugt ar kvēpu, un, kad tas ir spiests, katls var pārkarst un pat vārīties. Tāpēc ekonomiskazņēmumā tiek ieviests atsevišķs ūdens apgādes tīkls ar ūdens lifts, tāpat kā tos, kas tiek izmantoti viencūces CO (sk. Iepriekš). Normālā apkures katla darbībā ekonomāzeris pats apritē tiek nogriezts ar slēgvārstu.

Pēdējā lieta, kas ļauj teorētiski ierobežot katla termisko efektivitāti - apkures gaisu, kas tiek ievadīts krāsnī. Lieljaudas siltuma ierīcēs tas ir ļoti efektīvs pasākums. Vienlaikus gaisa sildīšana cauraugos ļāva gandrīz trīs reizes samazināt degvielas patēriņu domnas kurināšanai. Ko lai bloķētu (vai ierīcēm), lai pārvaldītu visu šo ekonomiku, bet tagad tā ir kaste vai skapis ar mikroprocesoru un tās elektro-dūšīgs, un vecos laikos - komanda vadītāja un kurinātāju.

Steam katla dizainu

Atkarībā no mērķa, darba apstākļiem un tvaika parametru prasībām tvaika katla ierīce var būt citāda. Strukturāli tvaika katli atšķiras:

  1. Tvaika atdalīšanas metode ir tieša caurlaide (cauruļvads) un cirkulācija;
  2. Uz tvaika separatora - bungas un cita veida (zvana formas, serpentīns un citi;
  3. Siltuma apmaiņas metode - gāzes caurule (agrāk saukta ugunsdzēšama caurule, vecā ugunsdzēšamā caurule) un ūdens caurule;
  4. Saskaņā ar tvaika ģeneratora kanālu orientāciju un konfigurāciju - horizontālu, vertikālu, kombinētu (horizontālo dūmgāzu ieplūdi, vertikālo izeju, izliektās kanālus), slīpi, daudzkolekciju, serpentīnu, virpuļdedzes žaketes uc;
  5. Dūmgāzu gaitā - uz priekšu un atpakaļ;
  6. Hidrodinamikai - ar atvērtu vai slēgtu tvaika ūdens kontūru, skatīt zemāk;
  7. Saskaņā ar apkures metodi - ugunīgs (degviela), elektriskā, netiešā apkure, heliokotla uc

Attiecībā uz sildīšanas metodi, elektriskie tvaika katli ļauj saņemt tikai zemu un zemu potenciālu tvaika sildīšanas elementus, kas neatbilst stingrākiem darba apstākļiem katlā. Netiešie apkures katli tiek izmantoti preim. atomelektrostacijā. Kad viņi raksta, ka dzesēšanas šķidruma temperatūra tajās sasniedz 500 grādus un augstāk, tas attiecas uz pirmo ķēdi, kas siltē parasto augstas klases katlu caur siltummaini, kas rada tvaiku turbīnai. Saules kolektori (heliocotla) utt. Eksotiskais temats atsevišķi. Mēs tos aizkustīsim cauri beigām, un mēs strādāsim galvenokārt ar ugunīgiem tvaika katliem - tvaika efektivitātes vienība no tām ir lētākais un pieejamākais.

Piezīme. Zemūdens pūtnieki dažreiz spēlē zemes maliņiņus ar stāstiem, jo ​​tie, iespējams, pietrūkst pulksteņa, gulēja kodolreaktora galvenajā ķēdē. Tas ir tīrs jokošana - pirmajā ķēdē ne tikai temperatūra ir augstāka par 400 grādiem, bet arī nāvējošs starojums, un neatļautas aiziešanas no pulksteņa ir nopietns noziegums. Pirmā kodolreaktoru ķēde ir veidota tā, lai no dzesēšanas šķidruma netiktu izvadīti tvaiki.

Pārvietot plūsmu vai cirkulāciju

Tiešā plūsmas tvaika katlā (poz. A att.), Mitrā tvaika ieplūst spolē, caurulītes kolektorā vai zem vāciņa, kur tas pazemina ūdens suspensiju, kas nonāk tvaika ģeneratorā.

Tiešās plūsmas un cirkulācijas tvaika katlu ierīces shematiskās shēmas

Tiešā plūsmas katli ir vienkāršāki projektēšanas un automatizācijas ziņā, tiem ir pietiekami daudz pieredzējuša ugunsdzēsēja. Tiešās plūsmas katli var būt neeksploātās - bez barošanas sūkņa, no barības tvertnes tiek piegādāts ūdens. Bet tie ir daudz sprādzienāki nekā cirkulējošie, un to siltuma efektivitāte un tvaika izplūde ir zemi. Visintensīvākais tvaiks tiek izlaists no augšējā ūdens slāņa katlā. Pēc atbrīvošanās no tvaika mikrobumbām, ūdens atkal paceļas un palielinās, jo tas ir piesātināts ar tvaiku. Vienreizējas apkures katlā ūdeni atjauno gravitācijas konvekcija (kas izdala ūdens tvaiku, kas ir smagāka), kurā tiek patērēts kurināmais. Tas ir nepieciešams daudz, jo konvekcijas plūsmas ir nepareizas, turbulences un vairāk izkliedē saņemto enerģiju, nekā tās uzņem ūdens. Vienreizējas apkures katla siltuma efektivitāte ir apm. 35-40%, reizinot šo vērtību ar tvaika dzinēja efektivitāti 25-30% (mūsdienās līdz 45%), mēs saņemsim pazīstamo lokomotīvju efektivitāti 8-16%

Apgrozībā esošajā katlā kopējā ūdens plūsma virzās uz augšu ar atsevišķu cirkulācijas sūkni, kas iztīra kondensātu no karstavas; Iekšējā berzes zudumi ūdenī ir minimālas, un cirkulācijas sūkņa jauda ir maza. Pirmais ūdens tilpums pirms pilnīgas iztvaicēšanas ir no 5 līdz 30 vai vairāk apgriezieniem, kas vēl vairāk palielina katla siltuma efektivitāti un tvaika izvadi. Piemēram, vienā ūdens daļas apgriezienā tikai 10% no tā iztvaiko. Nākamais apgrozījums būs 90%, no kura 10% iztvaiko, t.i. vēl 9% no sākotnējā tilpuma un ūdens saglabāsies 81%. Līdzīgi skaitot (matemātiku, šādus aprēķinus sauc par atkārtošanās attiecībām), mēs iegūstam 63% katla efektivitāti 5 pagriezieniem un 92,6% 30 pagriezieniem. Tā rezultātā efektīva RFP platība palielinās, salīdzinot ar ģeometriski apm. 1,5 un 2 reizes.

Drum katli

Apkures katlam jābūt ne tikai sūkņiem drošības joslā, bet arī kondensāta līmeņa regulatoram tvaika separatorā. Ja izrādās pārāk daudz, katla tehniskie parametri strauji pasliktināsies. Ja tas nav pietiekami, tas kopumā apdraud nelaimi: mitrs tvaiks ātri kondensējas, spiediens katlā samazināsies strauji - viršanas laikā - eksplozija. Lai izvairītos no šīs situācijas, ļaujam tvertnes tipa katliem. Tajos tvaika slazds ir platas cauruļu (cilindru) daļa, kurā ūdens no ūdens (sildītājs) ieplūst piesātinātā ūdenī, kas nav tvaika ģenerators; tādējādi tiek atdalīta ūdens sildīšana un tvaika atbrīvošana no tā. Sildītājs principā nevar vārīties, un bungas vārīšana nav tik bīstama, jo Lielākā daļa enerģijas, kas izdalās šajā procesā, tiek pavadīta, saspiežot ūdeni atpakaļ sildītāja un barības tvertnē.

Automātiskā trumuļa tvaika katla darbības princips

Mitrs tvaiks no tvaika separatora nonāk brīvā maza tilpuma kondensatorā, arī apaļš šķērsgriezumā. Barošanas sprausla paceļas virs kondensatora dibena, nodrošinot pastāvīgu kondensāta līmeni tajā. Normālai trumuļu apkures katla darbībai ir nepieciešams, lai ūdens tilpņu spiediens cilindrā un kondensators būtu vienādi viens ar otru. Lai nodrošinātu pēdējo stāvokli, kondensators nav novietots tuvu cilindram, bet ir pacelts virs tā. Tā rezultātā cilindru katla režīmu nepārprotami uztur neitrālā automatizācija (skat. Augšējā attēlā): bungā ir daudz ūdens, izplūdes spiediens ir virs normas - iztvaikošanas diferenciālais regulators atslēdz strāvu; gluži pretēji - to iekļauj. Tvertnē standarta ūdens līmenis tiek uzturēts pieņemamās robežās. Drum tvaika katls var strādāt pie dabiskās cirkulācijas, skatiet tālāk redzamo video:

Video: par bungas katla ierīci
Vārds par ūdeni par bungu

Tā kā ūdens bungu katlos cirkulē daudzas reizes, tam jābūt tīrākajam; praktiski - destilāts. Bateriju katlu piegāde no ūdens avotiem, piemēram, hidrodinamiski atvērtiem katliem, nav pieņemama. Bungu katli tiek būvēti tikai hidrodinamiski slēgti: barības ūdeņi tajos ir iesaiņoti saskaņā ar shēmu: barības tvertne - katls - tvaika ūdens kondensators (mazgāts ar jūras ūdeni uz kuģiem) - atpakaļ uz barības tvertni utt.

Gāzes caurule un ūdens caurule

Gāzes cauruļu un ūdens cauruļu katli ir, piemēram, viena lieta, kas atšķiras no otras. Tvaika ģeneratorā gāzes cauruļu trauks ar ūdeni iekļūst cauruļu komplektā, caur kuru no krāsns tiek plūst karstas gāzes. Ūdens caurulē, gluži pretēji, cauruļu caurules ar dzesēšanas šķidrumu mazgā ar dūmgāzu strāvu. Starpība ir ļoti, ļoti nozīmīga.

Lai dūmgāzu enerģija pārnestu uz ūdeni, nepieciešams liels temperatūras gradients (starpība). Tvaika ģeneratora caurules metāla siltumvadītspēja ir simtiem reižu lielāka nekā dūmgāzu siltumvadītspēja. Tādēļ liesmu caurulīšu iekšpusē var būt virs 1000 grādiem, un to ārējā virsma ir atdzesēta ar ūdeni, kas nav augstāka par 350-400 grādiem. Cauruļu sienās rodas milzīgas termiskās strāvas, un apkārt - liels daudzums pārkarsētā ūdens ar viršanas temperatūru visā masā, samazinot spiedienu. Gāzes cauruļu katla tikai vienas caurules neizbēgamība izraisa tā eksploziju. Tāpēc stingri jāievēro gāzes cauruļu pārbaudes un profilaktiskās nomaiņas procedūra, un šis darbs ir grūti, diezgan ilgs un dārgs.

Ūdens cauruļu katla tvaika ģeneratora cauruļu ārējās virsmas temperatūra šo iemeslu dēļ gandrīz vienāda ar ūdens temperatūru tajās. Ūdensvada materiāla termiskais spriegums ir mazāks nekā gāzes daudzums. Katla drošums ir daudz lielāks, laiks starp pieturām profilaksei ir garāks. Viena cauruļvada sprauga neizraisa katla eksploziju: pirms vārīšanās temperatūras svārstās uz visu ūdens masu (kas ir vairākas reizes mazāk ūdens katla nekā gāzes cauruļu katlā), spēcīga tvaika un ūdens maisījuma plūsma nodziest krāsni un atdzesē pārējās caurules. Ūdens cauruļu katlu trūkums - teorētiski mazāks nekā gāzes cauruļu katliem, siltuma efektivitāte un tvaika ražošana. Bet konstruktīvie ūdensvada katlu uzlabojumi ļāva viņiem ieņemt dominējošo stāvokli šajā nozarē - šodien gāzes cauruļu katli nav būvēti, un atlikušās klasiskās konstrukcijas vienības attīra savus resursus.

Piezīme. Bungas tvaika katlus var izgatavot tikai ar ūdens caurulīti.

Konstrukciju evolūcija

Ir ērtāk apsvērt vismodernākās (un izrādījās ļoti izturīgas) horizontālās gāzes cauruļu tvaika katla ierīci, izmantojot lokomotīvju katlu piemēru, sk.

Horizontālās gāzes lampu (lokomotīvju) tvaika katla ierīce

Suhaparnik - vienkāršākais zvans. Automatizācija - tikai viens drošības vārsts. Nav barības sūkņa, ūdens no tvertnes tiek atrasts pats. Siltuma efektivitāte apm. 40%. Bet gadsimtu gaitā verificētais būvlaukums ir ārkārtējs. Pašlaik tiek izmantoti daži lokomotīvju katli. Vilcienus, kurus viņi vairs nestrādā, ražo tvaiku.

Ir pieejami arī ūdens cauruļu katli ar darba pieredzi vairāk nekā 100 gadus. Bet kopumā šāda veida tvaika katli ir tālu no pensionēšanās. Ūdeņraža katli šodien flotē tiek plaši izmantoti spēkstacijās. Uz kuģiem katla komforta problēma ir diezgan akūta. Civiliem tvaicētājiem ir vajadzīga telpa kravas tilpnēm un pasažieru telpām. Par karakuģiem svarīgākās un visneaizsargātākās vienības jāaizsargā no ienaidnieka munīcijas.

Šķiet, ka dabiska izeja šeit ir vertikālā katla izmantošana, bet teorētiski neefektīvi ir "vertikālie mezgli" ar cauruļu saišķiem: pārāk daudz dūmvadu gāzu velti izlaiž tvaika ģeneratoru, un RFP platība ir maza. Tāpēc kuģa elektrostacijās tiek pielietots priekšmets. cilindru tvaika katli ar slīpu caurulēm (sk. rīsus, B - cilindrs, P - pārkars):

Ūdens cauruļu cilindru katlu ierīce

  1. Ar dabīgu cirkulāciju, zemu un daļēji vidēju jaudu;
  2. Ar piespiedu cirkulāciju - līdz augstas jaudas ieskaitot;
  3. Daudzkolektora simetriska (ar 2-3 ūdens savācējiem un siltummaiņiem, kas darbojas vienā cilindrā) - no vidējas līdz ļoti lielas jaudas;
  4. Tas pats, asimetrisks - no jaudas no lielas līdz unikālai.

Uz sauszemes ir nepieciešami arī kompaktie apkures katli - ražošanas telpas uzturēšana nav lēta. Bet pilsoniskajā sabiedrībā izmaksu, konstruktīvas vienkāršības un iekārtu uzturēšanas vienkāršības dēļ dominē tehniskā pilnība. Tādēļ zemes kompaktie katli bieži tiek izgatavoti pēc principa: ne tikai izgriezt no iekšpuses, bet arī saliekt pusi. Konkrēti: ietiniet dūmgāzu plūsmu. Katla kvalitātes rādītāji nedaudz pasliktinās, bet tas aizņem gandrīz uz pusi tikpat daudz vietas kā lokomotīves vienai jaudai, un ir daudz ērtāk apkures katla apkope, jo skursteņa sakne, ugunsdzēsēju kūts un ashpit (ja katls ir ciets) atrodas tajā pašā telpā.

Atgriezeniska vieglāk izveidot gāzes katlu. Šī dizaina pilna izmēra horizontālā forma (kreisajā pusē attēlā) ir gandrīz tikpat efektīva, izturīga un droša kā ūdens caurule: gandrīz viss kurināmā izdalītais siltums tiek izmantots, lai sildītu ūdeni, un gāzes caurules no iekšpuses sakarst mazāk, jo dūmgāzes ir iekļautas tajās jau diezgan aukstas. Katls ar saīsinātu tvaika ģeneratoru (centrā, dažkārt kļūdaini sauc par vertikālu) dažos gadījumos ir ārkārtīgi kompakts, bet neekonomisks. Lai tā darbība būtu pieņemama, atļauts aizsegt ugunsdrošības kamerā, labi atspoguļojot siltuma (infrasarkanais, IR) starojums.

Tvaika katlu ierīce ar dūmgāzu apriti

Mūsdienu sasniegumi

Kopumā auglīga ideja ir piegādāt tvaika katlu ar IR atstarotājiem. Mūsdienīgi ūdens cauruļu katli, izņemot ārējo izolāciju, ir pārklāti no iekšpuses ar atstarojošu IR materiālu. Tas ļauj to tvaika ģeneratoru kanālu komplektiem izgatavot no identiskām taisnām caurulēm, skatīt attēlu.. Tas savukārt ļauj pamest bungu un barot katlu no sāniem. Nav grūti iedomāties, cik daudz viņš un viņa ekspluatācija samazina tā izmaksas.

Modernais starojuma tvaika katls ar siltuma atstarotāju iekšpusē

Piezīme: tvaika katli ar iebūvētiem infrasarkanajiem reflektoriem speciālajā literatūrā sauc par radiāciju. Protams, tajās nav radioaktivitātes. Tas attiecas uz siltuma starojumu (IR starojums).

Tvaika katla ierīce ar degvielas uzpildes staciju uz lādes

Viens no jaunākajiem liela katla ēkas sasniegumiem ir gāzes katli, kas izgatavoti no karstumizturīgiem speciāliem tēraudiem ar dubultās darbības krāsni pie letes, sk. labajā pusē. Katla efektivitāte, tāpat kā jebkura siltuma dzinējs, teorētiski nosaka temperatūras attiecība darba cikla sākumā un beigās līdz sākotnējai temperatūrai (Carnot formula, atcerieties?). Katliem, kas atrodas pretējās uzliesmošanas vietās, temperatūra krāsnī sasniedz 1800-1900 grādus pret 1100-1200 un citiem un dūmgāzu temperatūra nemainās, 140-200 grādi. Kopējā katla efektivitāte skaitītājā var pārsniegt 90% bez sarežģītiem papildu pasākumiem, un ar tiem jābūt vairāk kā 95%.

Piezīme: kā mūsdienu tvaika katli ar masveida izmantošanu ir sakārtoti un darbojas, skatiet nākamo. video:

Video: kā darbojas tvaika katls

Un arī ikdienas dzīvē

Siltumtehnika ir pieskāries un iekšzemes katli. Viņiem vajadzētu nodrošināt zemu kvalitātes tvaiku apkures sistēmām un gatavošanas iekārtām, taču drošības prasības mājsaimniecības tvaikiem ir visnopietnākās, un tām būtu jāatļauj ikdienas apkope ar nekvalificētu personālu. Papildu prasība ir tāda, ka mājsaimniecības tvaika katls būtu pēc iespējas kompakts, vieglāks (nav nepieciešams pamats) un lētāk. Vēl viens ir ļoti īss sākuma laiks. Attīstīta sociālisma sabiedrībā nepieļaujami atkritumi ir iztērēti līdz stundai un vairāk darba maiņas uz atsevišķiem pāriem.

Šāda veida klasiskais risinājums ir spoles katls. Tas ir īpaši drošs attiecībā uz konkrētu ierīču klasi: pārkarsētas tvaika izvadīšanas iespējamība ārpus ārējā apvalka (šāds gadījums tiek uzskatīts par katla eksploziju) ir tikpat liels kā cauruļvadi tāda paša tilpuma ūdenspulpes katlu komplektā. Iemesls - cauruļvads ir tikai viens, garš, ruļļos. Spoļu katlu tvaika jaudas un tvaika efektivitāte ir neliela, bet pirmais šajā gadījumā ir nenozīmīgs, bet otru - ar kosmosa spoles datorizētu dizainu un IR atstarotāja uzstādīšanu, sk.. Automatizācijas spole katls pietiekami termomehānisko nemainīgu, tulkojot degli minimālajā režīmā.

Moderna spoles tvaika katla ierīce

Jaunākie panākumi zemas pakāpes mazjaudas tvaika katlu projektēšanā ir virpuļdurvju katls. Viņš, šķietami runājot, iznāca uz āru kopā ar visiem pīrāgiem. Un tehniski - viņi sajauc degļa liesmu viesulā, un nevis ļoti augsto tehnoloģiju pakešu caurulēs vai serpentīnos viņi ievieto regulāru katlu kreklu, bet ne ūdens sildīšanu, bet tvaiku un ūdeni.

Ierīce un ķēde tvaika katla ieslēgšanai ar virpuļ degli ir parādīta attēlā:

Iekārta un ķēde tvaika katla ieslēgšanai ar virpuļ degli

Diagrammas apzīmējumi:

  1. barošanas sūknis;
  2. skurstenis;
  3. ekonomiseris (šāda veida katliem ir nepieciešams, pretējā gadījumā uguns virpuļi apakšā var nokļūt);
  4. gaisa kanāls;
  5. pūtējs;
  6. virpuļdedzinātājs;
  7. tvaika zonas krekli;
  8. ūdens apvalks;
  9. vārsts un vārsts tvaika avārijas izvadīšanai;
  10. tvaika slazds (parasti absorbējošs);
  11. tvaika izvads;
  12. līmeņa mērītājs (gabarīta stikls);
  13. iztukšošanas vārsts.

Varu degšanas tvaika katli ir ārkārtīgi kompakti, jo fundamentāli vertikāla. To siltuma efektivitāte nav sliktāka par bungu. Steam var atteikties no vidējā iespējamā potenciāla. Starta laiks ir apm. 5 min Trūkumi - sarežģītība, augsta cena un pilna nestabilitāte: bez degvielas spiediena gaisā apkures katls nedarbojas vispār.

Tvaika katlu darbība

Par tvaika katlu lietošanas noteikumiem neuzrakstiet rakstus un normatīvo dokumentu apjomu. Un jebkura viņu priekšmetu neievērošana var izraisīt nelaimes gadījumu. Un apdegumi ar pārkarsētu tvaiku ir daudz bīstamāki par parastiem siltuma veidiem: liela latenta kondensāta siltums tiek izlaists uz ķermeņa un objekti, ko ieskauj tvaiks, un bojājumu pakāpe ir daudz lielāka. Praktiski, ja ķermeņa tvaika apdegums ir vairāk nekā 10-15% no tās platības, zāles bieži ir impotents. Tāpēc mēs vienkārši informējam lasītājus par to, ka vecais katlu un spiedtvertņu drošības kodekss jau sen ir spēkā neesošs. Nepieciešams vadīties pēc federālā juridiski saistošā dokumentu komplekta "Rūpnieciskās drošības noteikumi bīstamo ražošanas iekārtām, kurās izmanto iekārtas, kas darbojas pārmērīgi spiediena apstākļos", kas pieņemti 2003. gadā un publicēti publiski pieejamos avotos 2013. gadā, kas stājas spēkā 2014. gada beigās un 2017. gadā pilnībā atjauninātu (t.i., izslēdzot iepriekšējo Noteikumu piemērošanu). Jūs varat izpētīt jaunos noteikumus par tvaika katlu darbību un lejupielādēt tos.pdf formātā bez maksas izmantot saiti.

Piezīme: jūs varat apskatīt video pamācību par to, kā izmantot kopīgos tvaika katlus zem KRND:

Video: sērija par nodarbībām uz katlu DVKR

Piezīme mājas māksliniekiem

Kopumā katlu māja nav paredzēta darbnīcai garāžā. Bet inženiera sirdsapziņa neļauj bez diskriminācijas attur lasītājus no viņiem iesaistīties: nozarē ir pārāk tālu. Piemēram, elektroenerģijas tvaika katlu mājas lietošana. Piemēram, shēma ir šāda: saules kolektors uzsilda hidrodinamiski slēgtu boileri, tvaiks, no kura tiek darbināta maza turbīna, kas rotē elektrisko ģeneratoru. Insolācija ir daudz stabilāka nekā vējš, un dienvidu reģionos tas sasniedz nozīmīgu vērtību. Tvaika mehānismu kalpošanas ilgums vairāk nekā 100 gadus nav brīnums, bet saules baterija degradējas 3-10 gadu laikā. Eksperti jau sen cīnās pret šāda veida iekārtām, taču vēl nav jēgas. Un pats Edison teica: "Visi zina, ka to nevar izdarīt. Ir muļķis, kas nezina. Tas ir tas, kurš izdara izgudrojumu. "

Tomēr nevajadzētu paātrināt griešanu, liekšanos, metināšanu. Pirmkārt, neaizmirstiet: jums ir darīšana ar sprādzienbīstamu ierīci. Nav tvaika katlu ar eksplozijas risku bez nulles, un principā to nevar. Tāpēc, piemēram, pievienojiet lasītus papildu populāros materiālus. no šejienes: (ru.teplowiki.org/wiki/Parovoy_kotel). Tie kopā ar šīs publikācijas saturu palīdzēs jums izprast īpašo literatūru. Pēc tam uzmanīgi ievērojiet iepriekš minētos drošības noteikumus.

Nākamais - atcerieties, ka mazā katla efektivitāte ir tāda pati kā liela, jūs neredzēsiet dizainu. Iemesls ir labi zināms kvadrāta kuba likums. Samazinot katla izmēru, dzesēšanas šķidruma tilpums un siltumenerģijas rezerves ietilpst lineāro izmēru kubā un virsmas laukumā, kas rada siltuma zudumus, uz laukuma, t.i. lēnāk

Visbeidzot, pilnībā jāapzinās, ko jūs vēlaties sasniegt. Pēc tam uzmanīgi apsveriet dizainu (vai, ja iespējams, simulējiet to datorā). Un tikai tagad jūs varat sākt eksperimentēt, skatīt, piemēram. video

Enerģētikas emuārs

enerģija vienkāršos vārdos

Termoelektrostaciju tvaika katli (TPP)

Tvaika katli un tvaika turbīnas ir galvenās termoelektrostacijas (TPP) vienības.

Tvaika katls ir ierīce, kurai ir sildvirsmas sistēma, lai iegūtu tvaiku no padeves ūdens, kas pastāvīgi ieplūst tajā, izmantojot siltumu, kas izdalās fosilā kurināmā sadedzināšanas laikā (1. attēls).

Mūsdienīgajos tvaika katlos degvielas padeve tiek organizēta kameras krāsnī, kas ir prizmatiska vertikālā vārpne. Uzliesmojuma sadegšanas metodi raksturo nepārtraukta degvielas kustība kopā ar gaisa un sadedzināšanas produktiem degšanas kamerā.

Degviela un gaiss, kas nepieciešams tā sadedzināšanai, ievada katla krāsnī ar īpašām ierīcēm - degļiem. Krāsns augšējā daļā ir savienota ar prizmatisku vertikālo vārpstu (dažreiz ar divām), ko sauc par siltuma padeves pamata tipu, konvekcijas vārpstu.

Krāsnī horizontālajam gāzes vadam un konvekcijas vārpnei ir sildvirsmas, kuras tiek izgatavotas cauruļu sistēmas veidā, kurās darba kārta pārvietojas. Atkarībā no dominējošās siltuma pārneses metodes uz sildvirsmām, tās var iedalīt šādos tipos: starojums, radiācijas konvektors, konvektīvs.

Apkures kamerā ap perimetru un visu sienu augstumu parasti tiek izvietotas plakanas cauruļu sistēmas - krāsns ekrāni, kas ir radiācijas sildvirsmas.

Zīm. 1. Tvaika katla TPP shēma.

1 - degšanas kamera (ugunsdzēsības kamera); 2 - horizontāls dūmvads; 3 - konvekcijas raktuves; 4 - krāsns ekrāni; 5 - griestu ekrāni; 6 - ledpipes; 7 - cilindrs; 8 - radiācijas konvekcijas sildītājs; 9 - konvekcijas sildītājs; 10 - ūdens ekonomators; 11 - gaisa sildītājs; 12 - ventilatora ventilators; 13 - zemāks ekrānu kolekcionārs; 14 - izdedžu kumode; 15 - aukstā kronis; 16 - degļi. Diagrammā nav redzams pelnu kolektors un izplūdes ventilators.

Mūsdienu katlu konstrukcijās krāsns ekrāni tiek izgatavoti vai nu no parastajām caurulēm (2. att., A), vai no fincaurulēm, kas tiek savienotas viena ar otru gar pleciem un veido nepārtrauktu gāzes necaurlaidīgu apvalku (2. att., B).

Aparāts, kurā ūdens tiek uzkarsēts līdz piesātinājuma temperatūrai, sauc par ekonomoziatoru; tvaika veidošanās notiek tvaiku veidojošā (iztvaikojošā) sildīšanas virsmā, un tā pārkaršana notiek pārtītajā.

Zīm. 2. Dūmvadu ekrāna izpildes shēma
a - no parastajām caurulēm; b - no gala lampām

Katla cauruļveida elementu sistēma, kurā pārvietojas barības ūdens, tvaika un ūdens maisījums un pārkarsēts tvaiks, kā jau minēts, veido tā ūdens tvaika ceļu.

Lai nepārtraukti atdalītu siltumu un nodrošinātu pieļaujamo temperatūras režīmu apkures virsmu metālam, tiek organizēta nepārtraukta darba barotnes kustība tajās. Šajā gadījumā ūdens ekonomāzerā un tvaiks pārtvaicē iet caur tiem vienreiz. Darba vides kustība caur tvaiku veidojošām (iztvaikojošām) sildvirsmām var būt vienreizēja vai daudzkārta.

Pirmajā gadījumā katlu sauc par tiešo plūsmu, bet otrajā - apkures katlu ar vairāku aprites ciklu (3. att.).

Zīm. 3. Katlu ūdens un tvaika ceļu shēma
un - tiešās plūsmas shēma; b - shēma ar dabisko cirkulāciju; in - shēma ar vairāku piespiedu apgrozību; 1 - barošanas sūknis; 2 - ekonomaizers; 3 - savācējs; 4 - tvaika ražošanas caurules; 5 - tvaika sildītājs; 6 - cilindrs; 7 - pilienu caurules; 8 - daudzpiedūšanas cirkulācijas sūknis.

Tiešā plūsmas katla ūdens un tvaika ceļš ir atvērta hidrauliskā sistēma, visos elementos, no kuriem darba barjera pārvietojas zem barošanas sūkņa radītā spiediena. Tiešā plūsmas katlā nav skaidri nošķirts ekonomiseris, tvaiku veidojošās un pārkarsējamās zonas. Tiešās plūsmas katli darbojas zemāka līmeņa un superkritiskajā spiedienā.

Katli ar vairāku aprites ciklu veido slēgtu cilpu, kas izveidota ar apsildāmu un neapsildītu cauruļvadu sistēmu, ko augšpusē apvieno cilindrs, bet apakšā - ar kolektoru. Tvertne ir cilindriska horizontāla tvertne ar ūdens un tvaika daudzumu, ko atdala virsma, ko sauc par iztvaikošanas spoguli. Kolektors ir liela diametra caurule, kas ir piestiprināta no galiem un kurā gar garumā tiek sametinātas mazāka diametra caurules.

Katlā ar dabisko cirkulāciju (3. att. B) sūkņa piegādātais barības ūdens tiek uzkarsēts ekonomozarī, un tas ieiet bungā. No bungas caur neapsildāmām caurulītēm ūdens iekļūst zemākajā kolektorā, no kurienes tas tiek sadalīts apkurināmām caurulēm, kurās tā vārās. Neapildītās caurules piepilda ar ūdeni, kura blīvums ir ρ, un apkures caurules piepilda ar tvaika un ūdens maisījumu, kura blīvums ir ρskat, kuru vidējais blīvums ir mazāks par ρ. Apakšējais ķēdes punkts - kolektors - no vienas puses tiek pakļauts ūdens staba spiedienam, kas piepilda neapkurināmās caurules, kas ir vienāds ar Hρ'g, un, no otras puses, spiedienam Hρskatg post tvaika un ūdens maisījums. Rezultātā iegūtā spiediena starpība H (ρ'-ρskat) g izraisa kustību kontūrā un to sauc par dabiskās aprites S braukšanas spiedienudivi (Pa):

kur H ir kontūras augstums; g - gravitācijas paātrinājums.

Pretstatā vienotajam ūdens padevei ekonomatorā un tvaika pārtvaicē, darba šķidruma kustība cirkulācijas ķēdē ir daudzkārtēja, jo, izlaižot tvaika ražošanas caurules, ūdens iztvaiko nepilnīgi un tvaika saturs maisījumā pie izplūdes atveres ir 3-20%.

Ķēdes cirkulējošā ūdens masas plūsmas ātruma attiecība pret tvaika daudzumu, kas saražots vienā laika vienībā, sauc par cirkulācijas koeficientu.

Katlā ar dabisko cirkulāciju R = 5-33, un apkures katlos ar piespiedu cirkulāciju - R = 3-10.

Tvertnē izveidotais tvaiks ir atdalīts no ūdens pilieniem un tiek novadīts uz pārkarsētāju un pēc tam uz turbīnu.

Katlā ar vairāku piespiedu cirkulāciju (3. att., C), cirkulācijas uzlabošanai ir uzstādīts papildu cirkulācijas sūknis. Tas ļauj labāk salikt katla sildvirsmas, ļaujot tvaika un ūdens maisījumu pārvietoties ne tikai pa vertikālajām tvaika ģenerējošajām caurulēm, bet arī pa slīpām un horizontālām.

Tā kā divu fāžu, ūdens un tvaika klātbūtne tvaiku veidojošās virsmās ir iespējama tikai zemāka līmeņa spiediena gadījumā, cilindru katli darbojas ar spiedienu, kas ir mazāks par kritiskajiem.

Degļa temperatūra lodlampa degšanas zonā sasniedz 1400-1600 ° C. Tādēļ ugunsizturīgo materiālu ugunsdrošības kameras sienām un to ārējo virsmu pārklāj ar siltumizolāciju. Daļēji atdzesēti degšanas produkti ar temperatūru 900-1200 ° C ievada katla horizontālās gāzes dūmvadā, mazgā pārkarsēju un pēc tam ej uz konvekcijas vārpstu, kurā ievieto starpsienu sildītāju, ūdens ekonomatoru un pēdējo sildvirsmu, gaisa sildītāju gaiss tiek sasildīts, pirms tas tiek ievadīts katlu krāsnī. Aiz šīs virsmas sadegšanas produktus sauc par dūmgāzēm: temperatūra ir 110-160 ° C. Tā kā turpmāka siltuma izmantošana tik zemā temperatūrā ir nerentabla, dūmgāzes tiek noņemtas ar dūmu nosūcēju skurstenī.

Lielākā daļa katlu krāsniņu darbojas nelielā 20-30 Pa (2-3 mm ūdens) vakuumā krāsns kameras augšdaļā. Sadedzināšanas produktu laikā šķidruma atšķaidījums gāzes vadā palielinās un sasniedz 2000-3000 Pa pirms dūmgāzu nosūkšanas, kas izraisa atmosfēras gaisa plūsmu cauri sūcei katla sienās. Tie atšķaida un atdzesē degšanas produktus, samazina siltuma izmantošanas efektivitāti; turklāt vienlaikus palielinās dūmu nosūcēju iekraušana un palielinās elektroenerģijas rēķins uz to piedziņas.

Nesen tika izveidoti kompresoru katli, kad sadegšanas kamera un kanāli strādā zem ventilatoru radītā pārspiediena, un izplūdes ventilatori nav uzstādīti. Sildķermeņa apkures katlu gadījumā tam jābūt gāzes necaurlaidīgam.

Katlu apkures virsmas ir izgatavotas no dažādu pakāpienu tērauda atkarībā no parametriem (spiediens, temperatūra utt.) Un tajā pārvietojamās vides īpašībām, kā arī degšanas produktu temperatūras un agresivitātes pakāpei, ar ko tās saskaras.

Barības avota kvalitāte ir svarīga uzticamai katla darbībai. Ar katlu ar to pastāvīgi plūst noteiktu daudzumu suspendēto cietvielu un izšķīdušo sāļu, kā arī dzelzs un vara oksīdi, kas rodas no spēkstaciju iekārtas korozijas. Izgatavotais tvaiks aizved ļoti mazu daļu no sāls. Katlā ar daudzkārtēju apriti tiek saglabāts galvenais sāls daudzums un gandrīz visas cietās daļiņas, kuru dēļ to saturs katla ūdenī pakāpeniski palielinās. Kad katls ir verdošs ūdens, sāls izkrita no šķīduma, un uz apsildāmo cauruļu iekšējās virsmas parādās skalas, kas labi neiztur siltumu. Tā rezultātā caurules, kas no iekšpuses noklātas ar mēroga slāni, nav pietiekami atdzesētas ar vidē pārvietojamo vielu, tāpēc sadegšanas produkti sakarst tā augstā temperatūrā, zaudē spēku un var sabrukt iekšējā spiediena ietekmē. Tāpēc daļa no ūdens ar augstu sāls koncentrāciju ir jānoņem no katla. Lai papildinātu noņemto ūdens daudzumu, barības ūdens tiek piegādāts ar zemāku piemaisījumu koncentrāciju. Šis ūdens aizvietošanas process slēgtā ķēdē tiek saukts par nepārtrauktu attīrīšanu. Visbiežāk no katla trumuļa tiek veikta nepārtraukta attīrīšana.

Tiešā plūsmas katlā trumuļa trūkuma dēļ nav nepārtrauktas noplūdes. Tādēļ šo katlu barības ūdens kvalitāte ir īpaši augsta. Tos nodrošina, attīrot turbīnas kondensātu pēc kondensatora īpašās kondensāta attīrīšanas iekārtās un atbilstošu attīrīšanu no papildu ūdens ūdens attīrīšanas iekārtās.

Modernā katla ražotais tvaiks, iespējams, ir viens no tīrākajiem produktiem, ko ražo rūpniecība lielos daudzumos.

Piemēram, tiešā plūsmas katlā, kas darbojas ar superkritisku spiedienu, piesārņojuma saturs nedrīkst pārsniegt 30-40 μg / kg tvaika.

Mūsdienu elektrostacijas darbojas ar diezgan augstu efektivitāti. Siltums, kas iztērēts barības ūdens sildīšanai, iztvaicējot un pārkarsējot tvaiku, ir noderīgs siltums Q1.

Galvenie siltuma zudumi katlā notiek ar izplūdes gāzēm Q2. Turklāt, iespējams, ir zaudējumi Q.3 no ķīmiskās nepilnīgas sadedzināšanas, CO, H izplūdes gāzēs2, CH4 ; zaudējumi ar cietā kurināmā mehānisko degšanu Q4, kas saistīti ar nesadedzināta oglekļa daļiņu klātbūtni pelnā; zudumi apkārtējā vidē, izmantojot iežogojuma katlu un struktūras Q gāzes vadus5; un, visbeidzot, sārņu Q siltuma zudumi6.

Apzīmē q1 = Q1 / Q, q2 = Q2 / Q uc, mēs iegūstam katla efektivitāti:

kur Q ir siltuma daudzums, kas rodas degvielas pilnīgas sadedzināšanas laikā.

Siltuma zudumi ar izplūdes gāzēm ir 5-8% un samazinās, samazinot lieko gaisu. Mazāki zudumi praktiski atbilst degšanai bez pārmērīga gaisa, kad krāsnim tiek piegādāts tikai 2-3% gaiss, nekā teorētiski vajadzīgs sadedzināšanai.

Gaisa faktiskā tilpuma attiecība VD, kas piegādāts krāsnī, uz teorētiski nepieciešamo VT kurināmā sadedzināšanai sauc par pārsniegtā gaisa koeficientu:

Α samazinājums var izraisīt nepilnīgu degvielas sadegšanu, t.i. palielinot zaudējumus ar ķīmisko un mehānisko zemūdens degšanu. Tāpēc, ņemot q5 un q6 Pastāvīgs, izveido tādu gaisa pārpalikumu a, kurā ir zaudējumu summa

Optimālu lieko gaisu uztur elektroniskās automātiskās degšanas procesa vadības ierīces, kas maina degvielas un gaisa plūsmu, mainot katla slodzi, vienlaikus nodrošinot vissliktāko darbības režīmu. Mūsdienu katlu efektivitāte ir 90-94%.

Visi katla elementi: sildvirsmas, kolektori, bungas, cauruļvadi, oderes, sastatnes un servisa kāpnes tiek montētas uz rāmja, kas ir rāmja konstrukcija. Rāmis balstās uz pamatni vai ir apturēts no sijām, t.i. pamatojoties uz ēkas atbalsta struktūru. Katla masa kopā ar rāmi ir diezgan nozīmīga. Piemēram, kopējā slodze, kas tiek nodota pamatnēm caur katla rāmja kolonnām ar tvaika ietilpību D = 950 t / h, ir 6000 tonnas. Katla sienas tiek pārklātas no iekšpuses ar ugunsizturīgiem materiāliem un ārā ar siltumizolāciju.

Gāzes necaurlaidīgu ekrānu izmantošana rada iespēju ietaupīt metālu sildīšanas virsmu ražošanā; Turklāt šajā gadījumā, nevis ugunsizturīgo ķieģeļu oderējumu, sienas pārklāj tikai ar mīkstu siltumizolāciju, kas ļauj samazināt katla masu par 30-50%.

Krievijas rūpniecības ražotie energoapgādes stacionārie katli ir apzīmēti šādi: Е - tvaika katls ar dabisko cirkulāciju bez starpsavienojuma tvaika pārkaršanas; Еп - tvaika katls ar dabisku cirkulāciju ar tvaika starpsavienojumu; PP- tiešās plūsmas tvaika katls ar starpsavienojumu tvaika pārkaršanu. Pēc skaitļiem seko burtu apzīmējums: pirmais ir tvaika jauda (t / h), otrais ir tvaika spiediens (kgf / cm 2). Piemēram, PC-1600-255 nozīmē: tvaika katlu ar kameras krāsni ar sausā izdedžu izņemšanu, ar tvaika ģenerēšanas jaudu 1600 t / h, tvaika spiedienu 255 kgf / cm 2.

Avots: Poleschchuk I.Z., Tsirelman N.M. Ievads siltumenerģētikā: mācību rokasgrāmata / Ufa Valsts Aviācijas Tehniskā universitāte. - Ufa, 2003.

Top