Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Katli
Zvanu krāsns ar savām rokām (ķieģeļu)
2 Radiatori
Privātmājas infrasarkanā apkure: pārskats par mūsdienu infrasarkanās apkures sistēmām
3 Sūkņi
Kā veidot koka mansarda grīdu
4 Radiatori
No 1. janvāra ir mainīta siltuma un karstā ūdens aprēķināšanas procedūra.
Galvenais / Katli

Kāds ir tvaika katlu darbības princips


Tvaika katli ir specializēta iekārta tvaika ražošanai no šķidrumiem, galvenokārt no ūdens. Steam tiek izmantots dažādās ražošanas, enerģijas un apkures sistēmās, piemēram, rūpniecisko ēku apkurei, institūcijām, kuras atrodas sarežģītos klimatiskajos apstākļos. Tvaika izmantošana ir attaisnojama dezinfekcijas pasākumu laikā medicīnas iestādēs. Atkarībā no uzdevumiem ir rūpnieciskās tvaika ražošanas iekārtas un katli, kas paredzēti mājsaimniecības uzdevumiem. Šīs vienības var strādāt pie dažādiem siltumenerģijas avotiem. Ir iekārtas, kas rada tvaiku, izmantojot lielu rūpniecisko iekārtu radīto pārpalikuma siltumu. Nepieciešamās tvaika ražošanas iekārtas izvēlei jābalstās uz zināšanām par šo ierīču darbības principiem un to klasifikāciju.

Saturs

Tvaika katls, kas tas ir?

Atkarībā no mērķa dažos apgabalos tiek izmantoti tvaika katli, kuros ir nepieciešams izmantot tvaiku, lai atbilstu tehnoloģiskajam ražošanas ciklam vai dažos apkures sistēmu projektos.

Tvaika katla ierīce

Iekārtas, kas ģenerē tvaiku, iedala šādos veidos:

  • tvaika katli enerģētikā (izmanto elektrostacijās, lai vadītu turbīnas, kas ražo elektroenerģiju);
  • rūpnieciskā tipa tvaika katli (tvaika ražošanas iekārtas tehnoloģiskām darbībām);
  • tvaika katlu iekārtas, kas paredzētas apkurei, veļas mazgāšanai, dezinfekcijas iekārtām;
  • izmantošanas katli, kas ražo tvaiku, ņemot siltumu no pārkarsētām dūmgāzēm, kas radušās metalurģijā un ķīmiskajā rūpniecībā.

Rūpnieciskā tipa tvaika katls

Enerģētikā tiek izmantotas visspēcīgākās ierīces, kas ražo līdz 5000 t tvaika stundā pie spiediena apmēram 280 kgf / cm2. Tvaiks pārkarsēts līdz 500 ° C temperatūrai, pēc tam tas nonāk turbīnu blokos, kur notiek siltumenerģijas pārvēršana mehāniskajā enerģijā.

Dažās iestādēs ir izdevīgi izmantot tvaika katlu, kas nodrošina apkuri ēkai un nodrošina tvaika piegādi veļas mazgātavām. Dažreiz tiek uzstādīti tvaika ģeneratori, kur iespējams izmantot augstas temperatūras gāzes, šis risinājums apkures periodā ietaupa ievērojamas summas.

Tvaika katli un darbības princips ievērojami atšķiras no ūdens sildīšanas sistēmām. Tvaika ražošanas iekārtu darbs ir balstīts uz ūdens sildīšanu un tā pārveidošanu tvaikos. Apkure tiek veikta, izmantojot siltumu no degošu materiālu sadedzināšanas, visbiežāk izmanto dabasgāzi vai ogles. Katla tvaika izvade vienmēr notiek ar pārspiedienu, un atkarībā no mērķa tās vērtība svārstās plašā diapazonā un var svārstīties no 1 kgf / cm2 līdz vairākiem simtiem kgf / cm2.

Steam katla darbības shēma

Kā uzzināt, kas ir labāks čuguna krāsns ar ilgu degošu kamīnu? Viss šeit var būt.

Mūsdienu aprīkojums ir drošāks, jo tiek izmantotas tādas katla projektēšanas shēmas, kurās tvaika veidošanās notiek mazos daudzumos, bet ar lielu ātrumu, proti, nav ievērojamu ūdens tvaika stāvokļa masas uzkrāšanās. Tomēr tvaika iekārtu drošība ir atkarīga no spiediena un temperatūras parametru kontroles un automatizācijas līmeņa, kas izgāž pārmērīgu tvaiku un izslēdz apkuri avārijas gadījumā.

Atšķirības un tvaika aprīkojuma veidi

Neskatoties uz to, ka visu katlu darbības princips ir balstīts uz degošu sadegšanas siltuma nodošanu ūdenim, lai pārietu uz tvaika stāvokli, konstrukcijas pieeja tvaika ražošanas blokos ir atšķirīga.

Galvenie iekārtu veidi:

  • ar gāzes cauruļu tvaika ražošanas metodi;
  • ar ūdens caurules metodi.

Gāzes cauruļu katli nodrošina tvaiku šādā veidā. Caurules ir iebūvētas katla cilindriskajā korpusā, kur notiek sadedzināšana vai karstās dūmgāzes. Siltums no šīm caurulēm tiek pārnests uz ūdeni, kas pēc tam kļūst par tvaiku. Šīs vienības ir iedalītas katlos ar ugunsdrošības vai dūmu lampām. Liesmas tips uzņem degvielas sadegšanas procesu tieši pašā caurulē, šim nolūkam pie ieejas tiek uzstādīts deglis ar kompresoru, kas ļauj vienmērīgi sadedzināt degvielu visā cauruļvada garumā. Dūmu lampās degšana nenotiek, un siltums tiek nodots ūdenim, piegādājot apsildāmās gāzes (sadegšanas produktus). Tas ir, teorētiski, sadegšanas produktu pārpalikuma siltuma izmantošanas process. Iztvaicēšanas process notiek cilindra augšdaļā, un uzkrātais tvaiks pakāpeniski tiek izvadīts uz līniju caur apgrieziena vārstu, kas aprēķināts vajadzīgajam spiedienam.

Gāzes caurules tvaika katls

Gāzes cauruļu katlos tvaika veidošanās notiek tieši pašā ierīces ķermenī, tāpēc kafijas tilpums ir liela tvaika masas akumulators ar pārmērīgu spiedienu. Šis fakts ierobežo agregātu jaudas raksturlielumus, jo augstspiediena tvaika ražošanā ir iespējams saplīst kopējo trauku un uzreiz atbrīvo lielu tvaika vielas masu. Gāzes cauruļu katlu jauda ir ierobežota līdz apmēram 400 kW, darba spiediens nav lielāks par 10 kgf / cm2.

Ūdens caurules tvaika ģeneratoriem ir pretējs ekspluatācijas princips. Tajās degvielas sadegšanas siltums tiek novadīts uz caurulēm, kurām atrodas ūdens, kā rezultātā notiek viršanas un tā pāreja uz tvaika stāvokli. Apkures caurules atrašanās vieta un ūdens aprites metode caur tām ir atkarīga no konstrukcijas elementiem.

Visbiežāk sastopamās ūdens caurules tvaika ģeneratoru shēmas:

Drum chart

Bumbu ierīces var būt horizontālas vai vertikālas, tās sastāv no ugunsdzēsības kameras, virs kuras ir saišu kārbas cauri cilindram, kas uzkrāj gatavo tvaiku. Kurināmā sadegšanas siltums tiek pārnests uz caurulēm, tajos ir izveidots piesātināts tvaiks, no iztvaicētā ūdens atdalās no bungas un atgriežas pie caurulēm. Šķidrums, kas cauri tiem, var rasties līdz 30 reizēm un ir atkarīgs no agregātu veida. Dabas ūdens cirkulācijas katli darbojas, pamatojoties uz siltā ūdens slāņa paaugstināšanas principu, un tiek uzskatīti par mazāk produktīviem. Apūdeņošanas cauruļu ģeneratoros apgrozībā tiek samazināts tuneļu skaits un palielinās gatavā tvaika izplūde, savukārt degvielas daudzums ir nepieciešams, lai nodrošinātu iztvaikošanas ātrumu. Katla dizains var būt horizontāls vai vertikāls. Horizontālajās konstrukcijās, lai iegūtu tvaiku, izmanto vienu cilindru, un vertikālajos risinājumos ir atļautas vairākas bungas.

Drum katls ar ūdens caurules metodi tvaika ražošanai

Mūsdienu dizainā ietilpst ugunsdrošības starojuma ekrānu uzstādīšana, ļaujot siltuma starojuma enerģijas veidu izvēlēties sadedzināšanas laikā un papildus radīt tvaiku. Cauruļu ģeometriskā izvietošana katla korpusā tieši ietekmē apkures un iztvaikošanas ātrumu, tādējādi ietaupot degvielu.

Lai izveidotu pārkarsētu tvaiku vēlamajā temperatūrā, tiek uzstādīts pārkarsators. Tās konstrukcija atgādina cauruļu savienojumu ar stariem, tiem tiek piegādāts tikai piesātināts tvaiks, un pie izplūdes tā atstāj pārkarsētu stāvokli. Apkure ir arī dūmgāze.

Tieša plūsmas diagramma

Kompleksā tvaika ģeneratorā ir speciāls separators, kura uzdevums ir noņemt tvaika maisījuma šķidruma komponentu. Tas ir kritiski svarīgs patērētājiem, kuriem nepieciešama sausā tvaika padeve. Ūdens šķidrās fāzes saturs pasliktina siltuma pārnesi un var izraisīt kondensācijas efektu galvenās līnijas mezglos, kā rezultātā sistēmā rodas hidrauliskā šoka risks.

Tiešās plūsmas katla ķēde ar ūdens caurules tvaika ražošanas metodi

Ūdens cauruļu katliem, atšķirībā no gāzes cauruļu katliem, ir nepieciešama rūpīga ūdens attīrīšana, jo iztvaicēšanas laikā uz cauruļu iekšējās virsmas var būt sāls nogulsnēšanās. Tas izraisa sliktu sniegumu vai ārkārtas situācijas, kas saistītas ar noplūdi. Ūdens apstrāde ietver izšķīdušā skābekļa atdalīšanu un ūdens mīkstināšanu ar īpašām ķimikālijām. Lietojot katlu slēgtā kontūrā, piemēram, apkures sistēmā, vienu reizi apstrādā ūdeni. Ja ir paredzēts pastāvīgi savākt gatavo tvaiku, tad barību veic tikai ar sagatavotu ūdeni.

Kurināmā tvaika katli var būt:

  • dabas gāze;
  • ogles;
  • dīzeļdegviela
  • elektrība;
  • mazuts;
  • atomu enerģija.

Zemas kapacitātes tvaika katli, ko izmanto dažādu teritoriju apkurei, visbiežāk izmanto dabasgāzi, akmeņogles vai dīzeļdegvielu.

Kurām telpām piemērota tvaika sildīšana?

Atsevišķos gadījumos tiek izmantota tvaika sildīšana, galvenokārt tad, ja ir ieteicams izmantot jebkādas produkcijas dūmgāzu enerģiju. Parasti ražošanas telpas (darbnīcas, darbnīcas, saimniecības telpas, garāžas) parasti tiek apsildītas.

Tvaika katli, kas darbojas uz oglēm, gāzi vai dīzeļdegvielu, ir uzstādīti tajās telpās, kur īsā laika periodā ir nepieciešams iestatīt noteiktu temperatūru. Tas izskaidrojams ar tvaika sistēmu zemo inerci un siltumenerģijas augsto efektivitāti. Tvaiks papildus siltuma pārnešanai nodod slēpto siltumenerģijas veidu kondensācijas laikā, kas iegūts iztvaicēšanas procesā. Tas nozīmē, ka siltumenerģija tiek pārraidīta ne tikai, atdzesējot tvaika masu, bet arī tā kondensācijas dēļ.

Kādos nolūkos, kādas normas utt., Var atrast rakstā. Plīts. Garāžas krāsns.

Māju apsildes shēma

Tvaika sildīšanas priekšrocības:

  • Maza platuma radiatorus var izmantot liela Δt dēļ;
  • ātri sasniegt nepieciešamo istabas temperatūru;
  • nelielais kondensētā ūdens daudzums atgaitas caurulē ļauj izmantot neliela diametra caurules;
  • spēja samazināt apkures izmaksas ar iespēju dūmgāzu izvadīšanai tvaika ģeneratorā.

Trūkumi:

  • nespēja pielāgot radiatoru temperatūru;
  • sadedzināšanas iespējamība, pieskaroties apkures sistēmas elementiem (temperatūra 120-130 ° C);
  • tvaika katlu liels trokšņu līmenis;
  • siltuma zudumi lielceļos.
  • Tvaika katli, to ekspluatācijas specifikācijas jāizvēlas atkarībā no to izmantošanas uzdevumiem un finansiālajām iespējām.

Katls, cena ir atkarīga no apjoma

Tvaika ražošanas iekārtas, konkrēti un papildus rūpnieciskām un enerģijas lietojumprogrammām, var izmantot kā alternatīvu ūdens apkurei nedzīvojamās telpās ar šīs sistēmas konstrukcijas prasībām.

Tvaika katla darbības princips (video)

Šajā video jūs uzzināsiet, kā darbojas tvaika katla process.

Darbības princips un tvaika katla ierīce - atšķirības, priekšrocības

Tvaika katli ir aprīkojums, ko var izmantot gan rūpniecības objektos, gan vietējiem nolūkiem. Šo ierīču galvenā funkcija ir ūdens pārveidošana tvaikos, ko vēlāk var izmantot telpu sildīšanai vai dažādu mehānismu kustības nodrošināšanai. Šajā rakstā tiks apspriesta tvaika katla ierīce, tās īpašības un pielietojums.

Tvaika katlu pielietojums un mērķis

Tvaika katli aktīvi izmanto šādās nozarēs:

  1. Apkures sistēmas. Ir tvaika katlu rūpniecības un mājas modeļi, kas ļauj izmantot tvaiku kā dzesēšanas šķidrumu. Tvaika iziet cauri apkures lokiem un / vai ieplūst karstā ūdens apgādes siltummaiņos, tādējādi nodrošinot siltumenerģijas padevi. Sadzīves tvaika apkures katls bieži vien tiek apvienots ar cietā kurināmā apkures ierīcēm. Rūpnieciskās iekārtas izmanto spēcīgākas un uzticamākas ierīces, kas ražo pārkarsētu tvaiku, kam ir lielāka siltuma pārnešana.
  2. Enerģija. Tvaika automāti ļauj pārveidot karsēto tvaiku elektroenerģijā. Darbplūsma izskatās diezgan vienkārša: tvaika pāriet uz turbīnu un rotē vārpstu, tādējādi radot elektrību. Šo principu veiksmīgi izmanto dažādās elektrostacijās.
  3. Rūpniecība Tvaika ierīces var nodrošināt dažādu sistēmas elementu mehānisku kustību. Rūpnieciskai izmantošanai tvaika katla darbības princips ir tāds pats kā iepriekšējā gadījumā, bet radītā enerģija ir vērsta uz to, lai mehāniski iedarbotos uz elementiem, kas jāpārvieto.

Zinot, kas ir tvaika katls un kur tas tiek izmantots, ierīce tiek izmantota ar vislielāko efektivitāti.

Tvaika katla darbības princips

Vispirms jums ir jāsaprot, ko sauc par tvaika katlu. Tvaika katls ir ierīce, kas ģenerē tvaiku. Ir divu veidu saražoti tvaika piesātināti un pārkarsēti veidi. Piesātinātās temperatūra ir 100 grādi, un spiediens ir 100 kPa. Pārsildīts tvaiks tiek uzkarsēts līdz 500 grādiem, un spiediena vērtība var pārsniegt 26 MPa. Piesātinātais tvaiks tiek izmantots sadzīves vienībās, un tā pārkaršanas dēļ tā ir izmantojama tikai rūpnieciskās mēroga iekārtās.

Izejviela tvaika ģenerēšanai ir ūdens, kas tiek apstrādāts katlā, kas darbojas ar jebkura veida degvielu. Darbības laikā saražotais tvaiks tiek pārveidots par dzesēšanas šķidrumu, kas siltumenerģiju piegādā tās izmantošanas vietai.

Neatkarīgi no konkrētas ierīces specifiskām konstrukcijas iezīmēm, vispārējais tvaika katla darbības princips vienmēr ir vienāds:

  • Pirmkārt, ūdens iet cauri tīrīšanas solim un tiek nosūtīts uz tvertni (parasti atrodas ierīces augšpusē) ar elektrisko sūkni;
  • Tvertnē uzkrātais ūdens nonāk cauruļvados, kas noved pie tālāk esošā kolektora;
  • No kolektora ūdens tiek virzīts uz augšu, ieejot apkures zonā;
  • Cauruļvadā ūdens tiek pārveidots par tvaiku, kas pārsniedz spiediena starpību starp šķidrumu un gāzi;
  • Konstrukcijas augšējā daļā ir atdalītājs, kas ļauj atdalīt tvaiku no ūdens un izņemt pārpalikumu no tvertnes;
  • Steam iet uz cauruļvadu un iet uz patērētājiem;
  • Tvaika ģeneratoros apkures posms tiek veikts vēlreiz, lai sasniegtu vajadzīgo tvaika stāvokli.

Lai labi izprastu, kā darbojas tvaika katls, ir jāņem vērā arī tā dizaina īpatnības, kuras turpmāk tiks aplūkotas.

Tvaika katla ierīce

Strukturāli tvaika katls ir tvertne, kurā notiek ūdens pārvēršana tvaikos. Jauda parasti tiek veidota no caurulēm, kuru diametrs var atšķirties diezgan plašā apjomā. Papildus piepildītajai caurulei tvaika katla shēmā ir degšanas kamera, kas paredzēta degvielas degšanai.

Firebox var būt dažas funkcijas, kas ir tieši atkarīgas no izmantotā kurināmā veida. Piemēram, cietā kurināmā degļi apakšējā daļā ir aprīkoti ar restēm, caur kurām skābeklis iekļūst kamerā. Konstrukcijas augšējā daļā ir uzstādīts tradicionālais skurstenis, kas rada vilkmi un nodrošina normālu sadedzināšanu. Ja izmanto šķidro enerģiju vai gāzi, degšanas kamera tiek piegādāta ar degli.

Jebkurā gadījumā gāze, kas izdalās degšanas laikā, palielinās līdz tvertnei, kas piepildīta ar ūdeni, izdalās siltumu un izplūst atmosfērā ar skursteni. Ūdens noteiktā punktā sāk vārīties un pārvērsties tvaikā, kas tiek nosūtīts uz tvertnes augšējo daļu, un pēc tam uz caurulēm.

Tvaika katlu veidi

Pirmais parametrs, pēc kura tiek klasificēti tvaika katli, ir izmantojamā kurināmā veids, atkarībā no tā, kāda veida katli ir piešķirti:

Atkarībā no to mērķa tiek izdalīti šādi tvaika katlu veidi:

  • Sadzīves tehnika;
  • Rūpnieciskais;
  • Enerģija;
  • Pārstrāde.

Pēdējais parametrs ir dizains, kas ļauj atšķirt divu veidu apkures katlus:

Tvaika katla dizains ir diezgan svarīgs, tāpēc jums vajadzētu saprast atšķirības starp šiem ierīču veidiem.

Atšķirības starp gāzes un ūdens cauruļu katliem atbilstoši darba shēmai

Spēja radīt tvaiku parasti tiek izgatavota no vienas vai vairākām caurulēm. To ūdenī silda apkures gāzes, kas izdalās degvielas sadegšanas laikā. Šis dizains nozīmē, ka pati gāze paceļas ar ūdeni piepildītajām caurulēm, un ierīces, kas darbojas saskaņā ar šo principu, sauc par gāzes cauruļu katliem.

Citā tipa katla gāzē cauruļvadi tvertnē pārvieto ar ūdeni. Šajā gadījumā jaudu sauc par cilindru, un pats katls tiek klasificēts kā ūdens caurule. Ar ūdeni piepildītās mucas var novietot horizontāli, vertikāli, radiāli vai kombinēti, atkarībā no tā, ko emitē atbilstošie ūdens caurulīšu katli.

Apskatīto apkures katlu tipu salīdzinājums ļauj izdarīt šādus secinājumus:

  1. Pirmā atšķirība ir dažādu izmantoto cauruļu izmēri. Gāzes cauruļu iekārtas ir aprīkotas ar pietiekami lielām caurulēm, salīdzinot ar produktiem, kas tiek izmantoti ūdens cauruļu katlos.
  2. Nākamā atšķirība ir jaudas atšķirība. Gāzes cauruļu katlu jaudas robežvērtība ir 360 kW, un maksimālais spiediens nedrīkst pārsniegt 1 MPa. Augstspiediena un tvaika apjoms prasa palielināt ierīces sienas biezumu, kas negatīvi ietekmē katla galīgās izmaksas. Trūkst tāda ūdens trūkuma katla ūdens katlu - tiem var izmantot plānas caurules, kas ļauj sasniegt augstāku temperatūru un spiedienu salīdzinājumā ar gāzes lampu kolēģiem.
  3. Ūdens caurules katli ir ne tikai jauda un augstāka temperatūra. To priekšrocības ietver spēja izturēt smagas pārslodzes, kas norāda uz lielāku šo ierīču drošību.

Papildu elementi katlos

Tvaika katla ierīce neaprobežojas ar jau iepriekš aprakstītajiem pamata elementiem. Dažreiz tvaika katlu var aprīkot ar papildu ierīcēm, lai uzlabotu sistēmas efektivitāti vai funkcionalitāti.

Tie ir šādi elementi:

  1. Pārkarsanas sildītājs Šis elements ļauj sildīt tvaiku temperatūrā virs 100 grādiem, kas ļauj sasniegt lielāku efektivitāti, palielinot ierīces efektivitāti. Tvaiks, lietojot pārkarsētāju, var sasniegt 500 grādu temperatūru, un tā sildīšanu jau veic caurulēs, tas ir, pēc ūdens iztvaikošanas posma. Sildītājs var būt iebūvēts vai darbojas kā atsevišķa ierīce. Ir konvekcijas un radiācijas ierīces (otrajam veidam ir 2-3 reizes lielāka jauda).
  2. Steam atdalītājs Šis tvaika katla elements ļauj novērst visu tvaika pārmērīgu mitrumu un maksimāli to nožūt. Izmantojot atdalītāju, katra katla efektivitāte ievērojami palielinās.
  3. Tvaika akumulators. Šī ierīce ļauj stabilizēt sistēmu. Akumulators absorbē saražoto lieko taru un atgriež tos sistēmā, ja tas kļūst par mazu.
  4. Ūdens attīrīšanas ierīce. Šī ierīce ļauj samazināt ūdens piesātinājumu ar skābekli un dažādām ķīmiskām vielām. Savlaicīga ūdens sagatavošana ļauj samazināt korozijas efektu uz katla iekšējiem elementiem un samazināt nogulšņu daudzumu sistēmā.

Arī tvaika katla iekārtai ir vārsts kondensāta novadīšanai, gaisa sildītāji un vienības vadības bloks, kas ietver degšanas slēdzi un kontrolē izejvielu un enerģijas patēriņu. Izpratne par tvaika katla sastāvu ļauj jums pielāgot savu konfigurāciju konkrētiem uzdevumiem.

Steam ģenerators

Tvaika ģeneratori ir tvaika katlu šķirnes, kas aprīkotas ar papildu elementiem. Jo īpaši šādas ierīces konstrukcijā var ietilpt vairāki starpsienu tvaika pārkarsētāji, kas ļauj pagarināt iekārtas jaudu.

Visbiežāk atomelektrostacijās tiek izmantoti tvaika ģeneratori. Tvaika izmantošana ļauj pārveidot enerģiju, kas iegūta, samazinot atomus elektrībā.

Tvaiks atomu reaktoros var darboties šādi:

  1. Ūdens ieskauj reaktora korpusa ārējo daļu, ņemot vērā tā siltumenerģiju. Steam veidojas savā ķēdē, kas atrodas ārpus reaktora. Tvaika ģenerators ar līdzīgu konstrukciju veic siltummaini funkciju.
  2. Otrajā shēmā ir atrodamas caurules ūdens sildīšanai pašā reaktorā. Tā rezultātā izrādās, ka reaktors pārvēršas par sava veida degšanas kameru, un radītais tvaiks tiek nekavējoties nosūtīts uz elektroģeneratoru. Šo dizainu sauc par viršanas reaktoru un nav nepieciešams uzstādīt tvaika ģeneratoru.

Secinājums

Tvaika katli ir pietiekami spēcīgas un efektīvas ierīces, kas ir nepieciešamas vairākās situācijās. Sadzīves katli nodrošina iespēju sildīt māju vai veikt kādu darbu, un rūpnieciskās vienības ļauj jums ģenerēt elektroenerģiju lielos daudzumos. Jebkurā gadījumā, lai efektīvi izpildītu noteiktos uzdevumus, katla mērķim un projektam jābūt saskaņotam.

Boileris tvaika apkurei

Ierīce augstas temperatūras tvaika ražošanai ir tvaika katls. Ūdens spiediens katla iekšpusē ir gāzveida stāvoklī, daudz augstāks nekā atmosfēras. Ūdens sildīšana rodas siltumenerģijas izlaišanas dēļ, ko rada degvielas degšana. Neraugoties uz faktu, ka pašlaik tvaika katli ir atšķirīgi, tos var izmantot gan rūpnieciskiem, gan vietējiem nolūkiem, un tiem ir tāds pats darbības princips.

Jaunākais divvirzienu apkures katls ar atpakaļgaitas krāsni

Tvaika katla darbības princips

Visi tvaika katli strādā pēc tā paša principa:

  • katla augšējā daļā ir cilindra tipa tvertne, kurā ūdeni piespiedu kārtā piegādā, izmantojot elektrisko sūkni;
  • no šī rezervuāra, ūdens izplūst caur speciālu filtra cauruli kolektorā, kas atrodas ierīces apakšā;
  • no kolektora līdz augšējai rezervuārai ir citas caurules, kas iziet degvielas degšanas zonā (katlu krāsns).

Tādējādi šo tvaika ģenerēšanas ierīci var salīdzināt ar kuģu saziņas sistēmu, kurā uzkarsētajam ūdens un tvaika maisījumam ir mazāks blīvums nekā aukstā ūdenī. Šīs atšķirības rezultātā ūdens nepārtraukti nospiež tvaika un ūdens maisījumu ierīces augšdaļā, kur tvaiks tiek atdalīts no ūdens, izmantojot separatoru.

Pēc tam ūdens atkal iekļūst rezervuārā, un tvaiks nonāk tvaika līnijā, kas atrodas arī degvielas sadegšanas zonā. Rezultātā ūdens gāzveida stāvoklī tiek uzkarsēts pat vēl vairāk, kā rezultātā ievērojami palielinās tvaika spiediens. Tagad tvaika īpašības ir sasniegušas vēlamos parametrus. Turklāt to var izmantot vai nu telpu apkurei, vai dažādu vienību rotējošām turbīnām, arī elektroenerģijas ražošanai.

Rūpnieciskais gāzes katls

Tvaika katlu veidi

Visi tvaika katli var klasificēt pēc vairākiem parametriem. Piemēram, katram degvielas veidam, kas tiek izmantots to darbībai, tiek izdalīti katli:

  • šķidrais kurināmais;
  • gāze;
  • ogles;
  • elektriski;
  • gāzeļļa.

Un atkarībā no tā, kāda ir šo ierīču mērķis, tās tiek sadalītas:

  • enerģija (šādi katli ražo tvaiku, lai nodrošinātu elektroenerģijas ražošanas elektroenerģijas turbīnu darbību);
  • rūpnieciskā (nodrošina dažādu sistēmu funkcionalitāti rūpniecības uzņēmumos);
  • pārstrāde (strādājot ar sekundāriem resursiem, piemēram, sadedzinot atkritumus īpašās augu vietās);
  • mājsaimniecība (paredzēta darbam individuālās apkures sistēmā).

Pēc to konstrukcijas pazīmēm visbiežāk sastopamie tvaika katlu veidi ir:

  1. Gāzes cauruļvadi.
  2. Ūdens caurule.
  3. Tiešā plūsma.
  4. Čuguns sadalīts.
  5. Bloķējams transportējams.

Apsveriet tos sīkāk.

Gāzes cauruļu katli

Kaut arī šāda veida katli joprojām darbojas dažādos uzņēmumos, tie jau sen tiek uzskatīti par novecojušiem, jo ​​tie ir paredzēti darbības apstākļiem, kuru darba spiediens ir 1 MPa un jauda nepārsniedz 360 kW. Un to nepietiek, lai nodrošinātu mūsdienīgu uzņēmumu normālu darbību.

Ja jūs mēģināt palielināt šāda katla jaudu, tad projektēšanas stadijā ir jānosaka neticami liels sienas biezums, kas ir ekonomiski neizdevīgs.

Ja tas nav izdarīts, tad ar gāzes cauruļu katla jaudas palielināšanos tas var eksplodēt, un milzīgais karsta tvaika daudzums, kas izplūst sienu sasprindzinājuma dēļ, radīs postošas ​​sekas cilvēkiem.

Ūdens cauruļu katli

Šī tvaika katlu konstrukcija ir modernāka, un tāpēc tā ir jaudīgāka un drošāka. Tomēr šiem tvaika katliem ir sarežģītāka struktūra nekā to gāzes lampu kolonnām. Bet šis trūkums ir saistīts ar vairākām šī dizaina priekšrocībām:

  • Šāda veida katliem ir īss sildīšanas laiks līdz darba temperatūrai;
  • tie ir pilnīgi sprādziendroši arī situācijā, kad katls ir pārslogots;
  • šādas ierīces var viegli pārkonfigurēt, strādājot ar dažādām slodzēm;
  • tos var viegli transportēt uz uzstādīšanas vietu.

Tā kā kompleksais ūdens cauruļu katlu izvietojums paredz īpašu krāsns starpsienu un cauruļu saišu sistēmu, degvielas sadegšanas laikā izdalītā siltumenerģija atkārtoti plūst pa tām pašām caurulēm ar ūdeni, kas palielina siltuma pārnesi un tādējādi arī katla efektivitāti.

Savukārt ūdens caurules katli ir sadalīti:

  • Horizontāli (šajā gadījumā cilindru tvertnei ir vai nu gareniskais izvietojums, vai šķērsvirzienā).
  • Vertikāli (ar katla ierīci var būt ne tikai 1, bet arī vairākas tvaika tvertnes).
  • Radiācija, kuras sastāvā gan horizontāli, gan vertikāli atrodas tvaika cilindri vai to kombinācija. Dažreiz, lai efektīvāk darbotos šādi tvaika katli, piespiedu cirkulāciju var arī izmantot.

Turklāt, lai palielinātu ūdens cauruļu katla efektivitāti, ļoti bieži tiek izmantoti speciāli krāšņu ekrāni, lai ievērojami palielinātu siltumenerģijas izdalīšanu degvielas sadegšanas zonā (tātad tvaika katla efektivitāte ievērojami palielinās), vienlaikus samazinot prasības sienu siltumizolācijas īpašībām.

Krāšņu ekrāna ierīce ir virkne cieši nošķeltu cauruļvadu viena otrai, caur kuru plūst ūdens. Pēc sildīšanas tvaiks no šīm caurulēm tiek piegādāts katla kopējai tvaika sistēmai.

Tiešās plūsmas katli

Šāda veida tvaika katls spēj darboties gan režīmā, kas nepārsniedz maksimālo pieļaujamo slodzi, gan režīmā, kad tvaika spiediens katlā ievērojami pārsniedz tā maksimāli pieļaujamo vērtību. Šāda veida katliem tiek izmantota piespiedu ūdens padeve caur caurulēm, kas caur vienu caurlaidību caur krāsni kļūst par tvaiku ar pārspiedienu, kas vajadzīgs elektroenerģijas ražošanas spēkstaciju turbīnu darbināšanai. Tādējādi tiešās plūsmas katli, kas darbojas šķidrā, cietā vai gāzveida kurināšanā, ko iegūst no Zemes zarnām, galvenokārt tiek darbināti ļoti lielās spēkstacijās.

Taisnas cauruļu tvaika katla sadaļa

Šīs apkures katlu galvenās priekšrocības ir:

  • ļoti plašs darba apstākļu diapazons (no zemas slodzes līdz pārslodzei);
  • ekspluatācijas drošība;
  • īss laiks no katla palaišanas, līdz tas sasniedz darba apstākļus;
  • viegli pārveidot katlu no viena darbības režīma uz otru.

Čuguna sekcijas katli

Šie apkures katli tagad ir ļoti plaši izmantoti darbam apkures sistēmās. Ierīce saņēma nosaukumu no līdzības ar sildīšanas radiatoru, jo tā ir arī samontēta no atsevišķām čuguna daļām. Tādējādi šis dizains ļauj ne tikai ātri montēt katlu tās uzstādīšanas vietā, bet arī, ja nepieciešams, to nojaukt īsā laikā.

Sekciju katla bloka sistēma ļauj palielināt jaudu līdz vēlamajai vērtībai, pievienojot jaunas čuguna sekcijas. Šī dizaina trūkums ir tāds, ka, ja jums ir jāaizstāj viena no iekšējām sekcijām, kuras neizdevās, piemēram, tādēļ, ka ir izveidojusies plaisa, jums būs pilnībā jāizjauc visa apkures katla konstrukcija.

Šo katlu priekšrocības:

  • neliels laiks vara sasilšanai no palaišanas līdz tvaika darba temperatūrai;
  • augsta efektivitāte;
  • iespēja palielināt katla jaudu.

Tomēr kaļķakmens ēdieni un trūkumi:

  • Remonta sarežģītība.
  • Sekcijas negarantē ierīces drošu ekspluatāciju ar augstu spiedienu (maksimālie darba apstākļi: spiediens - ne vairāk kā 100 kPa, jauda - ne vairāk kā 200 kW, sniegums - ne vairāk kā 4,3 tonnas tvaika stundā). Šajos apstākļos 1 stunda degšanas krāsnī būs nepieciešams sadedzināt apmēram 300 kg augstas kvalitātes ogļu.

Bloķēta transporta apkures katli

Pirmo reizi Otrā pasaules kara laikā tika izmantoti šādi tvaika katli, kad militārajiem spēkiem bija ārkārtīgi nepieciešamas ierīces, kurām nebija mazu izmēru, bet arī nebija nepieciešama sarežģīta apkope.

Modulārais dīzeļdegviela

Pašlaik šāda veida katli izskatās kā mazas mobilās vienības, kas ietver ne tikai darba vienību, bet arī instrumentus, kas nepieciešami, lai sāktu un uzturētu darba apstākļus katlā.

Šīs ierīces var nodot ekspluatācijā ļoti ātri, tiklīdz ir veikti visi nepieciešamie sakaru savienojumi (ūdens, elektrība vai degvielas padeve, skurstenis). Mūsdienu moduļu jauda sasniedz vairākus tūkstoš kilovatus, un maksimālais ekspluatācijas tvaika spiediens ir 9 MPa.

Neskatoties uz to, ka katlu konstrukcija ūdens sildīšanas sistēmām atšķiras, visās no tām (izņemot elektrisko) tiek izmantota īpaša degvielas sadegšanas kamera - degvielas tvertne.

Tvaika katla krāsns

Tvaika katls nevar darboties bez siltumenerģijas, kas atbrīvojas degšanas laikā degvielā krāsnī.

Strukturāli šis kopējais mezgls sastāv no:

  • Šūnas, ko veido vertikālas caurules, kuru galus piestiprina kolektora tipa mucām ar mazu diametru. Šīs bungas ir daļa no visas cirkulācijas tvaika katla sistēmas.
  • Termiski izolējoša ugunsizturīga āda, kas piestiprināta pie būra.
  • Ķieģeļu speciālā formēšana, kas aptver sprostu virpu aizmugurējo virsmu. Šī krāsns konstrukcija neuztur pelnus un izdedžus.

Tomēr pēdējā laikā arvien vairāk patērētāju, kas izmanto tvaika katlus atsevišķās apkures sistēmās, dod priekšroku elektriskiem apkures katliem.

Elektriskie katli

Šāda veida tvaika katlu raksturo:

  • izmantošanas vieglums;
  • rentabilitāte;
  • videi draudzīgums;
  • klusais darbs.

Turklāt šādas ierīces katli ir daudz vienkāršāk nekā līdzīgas ierīces, kurās izmanto cieto vai šķidro kurināmo. Elektriskiem katliem nav nepieciešams pastāvīgi tīrīt pelnus vai izdedžus, un pašai degvielai nav nepieciešama īpaša papildu sagatavošana. Tādējādi jūs ietaupīsit naudu, kas tiktu iztērēta, lai piegādātu degvielu savai mājai, un tā būtu iztērēta degvielas uzkrāšanas iekārtās.

Pēc konstrukcijas elektriskie katli ir sadalīti:

  1. Tiešas darbības ierīces. Viņi izmanto ūdeni kā elektriskās strāvas vadītāju, kas tiek apsildīts saskaņā ar Džoula-Lenca likumu.
  2. Netiešās darbības ierīces. Tajā, piemēram, sildelementi tiek izmantoti, piemēram, sildelementi.

Tomēr, ja runājam par jebkura veida tvaika katlu cenu, tad tas ir diezgan augsts. Šis fakts izraisa dažu patērētāju (jo īpaši lauku apvidos) vēlmi izveidot šādu ierīci ar savām rokām. Apsveram, vai principā to var izdarīt?

Veicot tvaika katlu ar savām rokām

Tvaika katls ir paaugstinātas briesmas ierīce mājā. Galu galā tas satur pārmērīgu tvaika spiedienu, kas var izraisīt katla eksploziju, kā arī augstu temperatūru un atklātas uguns, kas var izraisīt ugunsgrēku.

Tāpēc mājas katla mājās būs nepieciešams:

  • precīzi aprēķini;
  • augsto tehnoloģiju karstumizturīgie materiāli;
  • dažādi instrumenti un aprīkojums.

Neaizmirstiet par dažādām vadības sistēmām, ar kurām apkures katlam jābūt aprīkotam, lai nodrošinātu tā drošu darbību.

Teorētiski pieņemsim, ka tev ir viss, kas tev vajadzīgs, lai pati par sevi veiktu tvaika katlu. Tad darba kārtība būs šāda:

  1. Lemjiet par nākamā katla izmēriem un tā funkcionālo slodzi.
  2. Atrodiet tādas ierīces gatavu rasējumu, kas pilnībā atbilst jūsu avota datiem.
  3. Rūpīgi pārbaudiet visu dokumentāciju un izprotiet katlu veidošanas nianses.
  4. Iegādājieties nepieciešamos palīgmateriālus: tērauda loksnes ar biezumu 1 mm; nerūsējošā tērauda caurules, kuru diametrs ir robežās no 100 mm līdz 120 mm; nerūsējošā tērauda caurules ar diametru no 10 mm līdz 30 mm.
  5. No tērauda caurules, kuras diametrs ir 100 mm, ir nepieciešams sagriezt divpadsmit gabalu cauruļu gabalu, kas tiks izmantoti kā dūmu caurules. No 120 mm caurules ir nepieciešams izveidot siltuma cauruli. Visu cauruļu garums ir atkarīgs no katla izmēriem. Tērauda loksne ir noderīga sienu un starpsienu ražošanai.
  6. Dūmu lampas un liesmu caurules ievieto atbilstošu diametra speciālajās caurumos, kas izgatavoti uz katla sienām.
  7. Pēc tam dūmu lampu galiem jābūt izlādētiem un metinātiem uz katla pamatnes, izmantojot argona metināšanu.
  8. Tomēr, metinot, katla korpusā piestipriniet kolektoru, lai savāktu tvaiku un drošības vārstu, lai automātiski samazinātu pārmērīgu spiedienu katlā. Jūsu katls var strādāt ar maksimālo spiedienu no 4 līdz 6 kg / cm2!
  9. Izolē gatavo katlu, lai palielinātu tā efektivitāti ar loksnes tipa azbestu.
  10. Noslēdziet tvaika rūpnīcu ar dažādiem skavas.
  11. Tvaika katla pamatne var būt neliels gabals no 120 mm diametra tērauda caurules. Tomēr šādas caurules sienas biezumam jābūt vismaz 2,5 mm.

Pamatojoties uz to, es nedomāju, ka jums izdosies. Tāpēc netērējiet savu laiku un naudu, bet vienkārši apmeklējiet specializētu veikalu un iegādājieties gatavu sildīšanas ierīci, kas jums ir piemērota par cenu, izmantoto degvielas veidu un funkcionalitāti.

Pēdējā daļā es gribētu pievērst mazu uzmanību katla darbības pazīmēm.

Boileris-do-it-yourself, ierīces princips un aprīkojuma aprēķins

Darbības īpatnības

Tvaika katlu darbībai nepieciešama rūpīga ūdens attīrīšana, regulāra krāsns tīrīšana un ierīces darbības kontrole.

  1. Katlā izmantojamā ūdens sagatavošana. Katrā ūdenī, lielākā vai mazākā mērā, ir minerālsāļi, kas apkures rezultātā veidojas uz katla virsmām. Tā rezultātā pasliktinās dedzināmās degvielas siltuma padeve ūdenī (katla efektivitāte strauji samazinās), taču var rasties arī cauruļvadu spiediena samazināšanās dedzināšanas rezultātā. Tādēļ, pirms ūdens piegādes katlā, tas tiek attīrīts no sāļiem, pievienojot īpašus reaģentus, piemēram, nātrija ceolītu. Ir nepieciešams noņemt šķīdumu ūdenī, jo tas veicina cauruļu koroziju.
  2. Pelnu noņemšana uz krāsns ārsienām jāveic periodiski (tā kā tas uzkrājas).
  3. Pašlaik tvaika katlu darbību veic automātiskas sistēmas, kas būvētas uz pusvadītāju elektroniskajām shēmām. Mājās katla darbība (tā palaišana, izslēgšana un degvielas patēriņa regulēšana) tiek kontrolēta manuāli.

Tādējādi tvaika katli spēj nodrošināt siltumu, karstu ūdeni un elektroenerģiju (tas ir koģenerācijas stacijas), kā arī dzīvojamās ēkas, un var strādāt atsevišķās saimniecībās. Pēdējā gadījumā to varēsiet izdarīt pats, jo jūs neesat atkarīgs no centrālās apkures sistēmas un karstā ūdens piegādes, uzstādiet katla darbības laiku un temperatūras apstākļus.

Tas ļaus būtiski samazināt apkures un karstā ūdens izmaksas. Tajā pašā laikā šīs ierīces ir viegli darbināmas un tām ir nepieciešama minimāla cilvēka iejaukšanās. Un joprojām kausos ir ļoti drošas ierīces, jo tās ir aprīkotas ar īpašām sistēmām, kas novērš avārijas situācijas!

Tvaika katlu darbības ierīce un darbības princips

Īpašu uzmanību pievēršot katliem, kas rada tvaiku no ūdens. Ēkas apsildē tos reti izmanto, parasti apkurei ir sekundārā funkcija. Šādu vienību galvenais uzdevums ir tvaika ražošana dažādiem tehnoloģiskajiem procesiem. Atkarībā no nepieciešamajiem tvaika parametriem tvaika katla ierīce tiek izvēlēta pie kontaktligzdas, kas nodrošina šos parametrus.

Darbības princips un tvaika katlu veidi

Ja apkures iekārtu mērķis ir sildīt ūdeni, lai sildītu māju, vienlaikus novēršot tā vārīšanās temperatūru katla tvertnē, tvaika katla darbība atrisina pretējo problēmu. Tās mērķis ir vadīt visu degšanas siltuma enerģiju verdošā ūdenī un tās iztvaikošanu. Daži tehnoloģiskie procesi prasa paaugstinātu tvaika temperatūru, tāpēc trešā posma darbības vienība kļūst tās sildīšana līdz šai temperatūrai (pārkaršana). Tvaika ģeneratoru galvenie darbības rādītāji ir spiediens un veiktspēja, kas izteikta tonnās uz 1 stundu.

Šāda veida siltuma jaudas iekārtu konstrukcijas ir atšķirīgas, bet tvaika katla darbības princips nemainās: sadedzinot šķidrā kurināmā vai dabasgāzi krāsnī, nodod visu sadegšanas siltumu ūdenim, kas iet caur siltummaini, lai to iztvaikotu un nosūtītu patērētājiem. Saskaņā ar siltuma pārneses metodi tvaika ģeneratoros tiek izmantoti siltummaiņi:

  • ugunsdzēsības caurule (dūmi);
  • ūdens caurule

Viņiem ir viena kopīga iezīme: tās ir caurules, kas ražotas dažādās iekārtās ar dažādām sekcijām un formām. Cauruļu iekšpusē pārvietojas viens no medijiem, kas piedalās siltuma pārneses procesā, un ārā tie tiek mazgāti ar otro barotni. Ugunsdzēsēju caurules siltummaiņos iekšā ir karsti dedzināšanas produkti, kas silda ūdeni katla tvertnē līdz iztvaikošanas stāvoklim. Viss notiek otrādi ūdenstilpes blokā, kur ūdens cirkulē caur spolēm, un tas tiek apsildīts ārpusē ar degļa liesmu un dūmgāzēm.

Ugunsdzēsēju caurules iekārtas

Attēlā redzams tvaika katla dizains ar trīs caurlaidīgo siltummaini. Trīsceļš - tas nozīmē, ka dūmgāzes pirms novadīšanas ārā veic trīs caurules caur caurulēm, mazgā ar ūdeni. Pirmais solis ir pašu sadedzināšanas kamera, kurā visaugstākā temperatūra. Galā gāzes mainās virzienā, nonākot otrās un trešās kārtas cauruļvados. Šādai kustībai, ventilators ierosina sadegšanas produktus, kā arī dabisko skursteņa iegrimi.

Ūdens līmenis šī dizaina katla tvertnē ir nestabils, jo tā sildīšanas procesā virina un tvaika formā ieplūst aparātā, kas atdala mazus pilienus - separatoru. Šķidruma atdalīšana ir obligāti jāveic, pretējā gadījumā tvaika līnijās, kas ved uz patērētājiem, būs ūdens āmurs, un rezultāts būs to iznīcināšana. Ūdens trūkums kreklā ir nepārtraukti jāpapildina, jo tiek izmantots padeves sūknis tvaika katliem.

Tas ir svarīgi! Visu tvaika ģeneratoru īpatnība ir tāda, ka viņiem nevar piegādāt aukstu ūdeni, un katrs ražotājs savu produkta minimālo temperatūru nosaka individuāli.

Apsildāms barības ūdens tiek veikts divos veidos:

1. Ar papildu plākšņu siltummaini palīdzību noņem siltumenerģijas saražotās enerģijas tvaiku.

2. Izmantojot ekonomazīri, kas uzstādīts pie dūmgāzu izejas no iekārtas. Ekonomiskais samazina sadegšanas produktu temperatūru, tādējādi sildot barības ūdeni. Metode palielina ģeneratora kopējo efektivitāti par 3-6%.

Ūdens caurules vienības

Vēl viena tvaika katla shēma ir ar ūdens caurules spirāles siltummaini. Šeit dūmgāzes arī veic vairākas kustības, pirms tiek atstātas iekārtas. Deglis ir novietots centrā, spoles iekšpusē ar ūdeni. Ar šādu apkures organizāciju iztvaicēšana spolē notiek diezgan ātri, un augu veiktspēja parasti ir augstāka. Bet šeit ir trūkums: mazākā kavēšanās barošanas spole izraisīs caurules sadedzināt un ārkārtas situāciju. Ugunsdzēsēju caurulēm nav šāda trūkuma, taču tie ir daudz inerciāli un ar lieliem izmēriem.

Atsevišķi jānorāda prasība par grima ūdens kvalitāti. Tvaika katlu tehnoloģiskā procesa tehnoloģija un projektēšana ir tāda, ka tai ir jāiziet vairāki sagatavošanas posmi:

  • Tīrīšana un dzeršanas kvalitāte.
  • Ķīmiskā atsāļošana.
  • Gaisa burbuļu noņemšana ar termiskiem vai ķīmiskiem paņēmieniem (deaerācija).

Piezīme: izvēloties deaerāciju ar termisko metodi, vienlaicīgi tiek atrisināts jautājums par barības ūdens sildīšanu, jo deaeratorā tā sakarst līdz 70-80 ° C

Neskatoties uz ūdens attīrīšanas pasākumiem, tvaika katlam nepieciešama periodiska katlakmens noņemšana, kas joprojām parādās apmaiņas virsmās. Darbību sauc par "attīrīšanu", veic dažādos veidos un sastāv no siltummaini cauruļu mazgāšanas zem spiediena.

Secinājums

Tvaika ģeneratori ir diezgan sarežģītas un energoietilpīgas ierīces, ko izmanto rūpnieciskajā ražošanā. Lai izvairītos no ārkārtas situācijām, to uzstādīšanu, nodošanu ekspluatācijā un ekspluatāciju vajadzētu veikt labi apmācītiem un augsti kvalificētiem darbiniekiem.

Tvaika katlu darbības ierīce un darbības princips

Tvaika katli - īpaša veida katlu ūdens aprīkojums. Ierīces vienības daudzējādā ziņā ir līdzīgas karstā ūdens katliem, darbības princips atšķiras. Galvenā tvaika katlu izmantošanas joma ir rūpniecība un enerģija. Daudzdzīvokļu ēkās garāžāžu apkure ir aizliegta, dažkārt privātajā sektorā. Šāda veida siltuma ģeneratoriem ir gan priekšrocības, gan trūkumi.

Tvaika katli

Tvaika katli klasificē pēc saražotā tvaika spiediena un iedala trijās galvenajās kategorijās:

  1. Zems spiediens - līdz 1,0 MPa;
  2. Vidējais spiediens - no 1,0 līdz 10 MPa;
  3. Augsts spiediens - līdz 14 MPa.

Turklāt atsevišķa grupa ir ultra augstā (līdz 20 MPa) un supercritical (līdz 24 MPa) spiediena katli. Pēc tilpuma (tonnas tvaika stundā) katli ir mazi, vidēji un augstas veiktspējas.

Galvenie tvaika katlu izmantošanas veidi:

  1. Enerģija - elektroenerģijas ražošana;
  2. Rūpniecība - tvaika ražošanas nepieciešamie parametri tehnoloģiskām vajadzībām;
  3. Apkure, galvenokārt liela apjoma telpu;
  4. Rūpnieciskās aktivitātes augstas temperatūras sastāvdaļu izmantošana.

Elektroenerģijas nozarē tvaika bloki kalpo kā piedziņa tvaika elektrisko turbīnu ģeneratoriem - tvaiks iziet no katla, kas vada turbīnu. Siltumenerģētikā tvaiks tiek izmantots ūdens sildīšanai apkures sistēmās un liela apjoma karstā ūdens apgādē.

Rūpniecisko procesu ķēdēs, tvaika tipa katli tiek izmantoti dažādu izejvielu - augu un dzīvnieku izcelsmes, tvaicēšanas tvertņu un iekārtu, dezinfekcijas, ūdens sildīšanas uc apstrādei.

Kā apkures sistēmu siltuma avots, tvaika katli visbiežāk tiek izmantoti lielu objektu - darbnīcu, angāru, noliktavu, garāžu, noliktavu apkurei. Tas ir saistīts ar lielu termisko efektivitāti tvaika sildīšanai, kas neprasa lielu sildīšanas ierīču virsmu.

Kā siltumnesējs tvaiks ir visaugstākais siltuma saturs, ieskaitot tvaika kondensāta siltumu. Tā rezultātā tvaiks ievērojami pārsniedz termālo ūdeni, ņemot vērā tā siltuma īpašības.

Pēdējais nozīmīgais aprīkojuma izmantojums ir augstas temperatūras atkritumu izmantošana (siltuma savākšana). Visbiežāk tas ir rūpniecisko kurtuvju dūmgāzes dažādiem mērķiem - metalurģiskajai, stikla kausēšanai, ķīmiskajai tehnoloģijai un citiem. Arī siltums tiek noņemts, kad atomu reaktori ir atdzesēti.

Tvaika katlu darbības princips

Tvaika katlu darbības algoritms tiek organizēts uz ūdens sildīšanu līdz viršanas temperatūrai, pārveidojot to tvaika fāzē ar dažādiem parametriem. Process tiek īstenots, organizējot kontrolējamo ūdens līmeni apkures katlā un veidojot iztvaikošanas spoguli.

Ūdens līmeni apkures katlā uzrauga līmeņa sensori. Sākot katlu, padeves sūknis ūdeni siltina (iztvaikošanas) zonā līdz augšējā darba līmeņa punktam. Kad jūs ieslēdzat degli vai sadedzina cieto kurināmo, ūdens uzsilst, sākas iztvaikošanas process.

Kad tiek sasniegts zemāks darbības līmenis (pēc ūdens tilpuma iztvaikošanas), padeves sūknis atkal ieslēdzas, līmenis paceļas līdz augšējam darba līmenim. Darbs turpinās cikliskā režīmā. Papildus darba līmeņiem ir drošības līmeņi - augšējā un apakšējā līmeņa ārkārtas situācijās.

Kad ūdens līmenis sasniedz zemāko avārijas robežu, ir iespējams paaugstināt spiedienu līdz trauksmes vērtībām. Pārvarot augšējo avārijas līmeni, dzesēšanas šķidruma tvaika un ūdens fāzes atteces punkts pārsniedz galveno tvaika līniju un spēcīgāko hidraulisko triecienu parādīšanās. Ūdens āmuri var iznīcināt iekārtas.

Katlu automatizācija kontrolē ūdens līmeņu vērtības, tvaika spiedienu - ja tiek pārsniegti noteikti parametri, iekārta tiek izslēgta, bloķējot. Ja notiek automātiska kļūme, tiek iedarbinātas mehāniskās ierīces - drošības vārsti, kas izplūdina tvaiku no darba zonas.

Tvaika katlu ekspluatācijas laikā tvaika cirkulācijas iekārtas ierīkošana caur patēriņa tīklu nav nepieciešama - tvaiks pārvietojas sakarā ar pretcilvēcisko spiedienu no jauniem tilpumiem, kas iztvaiko katlu.

Slēgtā sistēmā tvaiks izplūst no siltuma, kondensējas un atgriežas katla zonā, visbiežāk ar sūkņa palīdzību no kondensāta kolektora. Kondensātam nav nepieciešama ķīmiska sagatavošana, un to var atkal izmantot, lai darbinātu katlu.

Atvērtās sistēmās, bez kondensāta atgriešanās (vai daļēja atdeve), ūdens apgāde tiek papildināta no ūdens apgādes sistēmas. Tajā pašā laikā ūdenim jābūt apmācītam - jātīra no cietības sāļiem, skābekļa, piemaisījumiem. Ir iespējams izmantot pretkorozijas piedevas, pH kontroli (pH), ūdens sārmainības neitralizāciju.

Tvaika katlu veidi

Tvaika katli ražo divu veidu tvaikus:

  1. Piesātināti, ar temperatūru 100 0 С, spiediens līdz 100 kPa;
  2. Pārkarsēts, ar pārspiedienu līdz 280 kgf / cm2 un temperatūru līdz 500 ° C.

Tvaika pārkaršana notiek, pateicoties papildu sildīšanai tvaika pārkarsēs siltummaiņos. Šīs ierīces silt izplūdes tvaiku, izmantojot augstas temperatūras dūmgāzes.

Katli izmanto kā degvielu:

  • Dabasgāze;
  • Ogles;
  • Elektroenerģija;
  • Šķidro kurināmo - mazutu, dīzeļdegvielu un tā tālāk.

Ierīcei un ūdens apkures katlu apkures principam ir divas galvenās modifikācijas:

Gāzes cauruļu katli ir konstruēti kā trauks ar iebūvētu liela diametra cauruli. Kuģis tiek piepildīts ar ūdeni līdz darba līmenim. Degļa liesma ir vērsta uz caurules (-u) iekšējo tilpumu.

Liesma izkarsē caurules, ūdens ap vītni virina un iztvaiko. Šis tipa katls tiek saukts par ugunsdzēsēju. Degļi ir aprīkoti ar ventilatora ventilatoriem, lai optimizētu liesmu.

Otrs gāzes cauruļu tipa katls ir vienība ar dūmcaurulēm. Šajā gadījumā dūmgāzu plūsma virzās caur caurulēm. Patiesībā šie katli ir klasiski siltuma apkures katli.

Šādu katlu trūkums ir liels tvaika daudzums, kas atrodas katla zem spiediena. Tas prasa iekārtas sienu biezuma palielināšanos, uzliek maksimālā spiediena ierobežojumu - līdz 10 kgf / cm2.

Ūdens cauruļu katli ir labāki par gāzes caurulēm efektivitātes, sildīšanas ātruma un veiktspējas ziņā. Kad viņi strādā, ūdens šķērso caur mazu diametru caurulēm, liesma apdegumus ir gredzenveida telpā. Priekšrocība ir panākta, pateicoties lielākam un kvalitatīvam virszemes apkures ūdenim (iztvaikošana).

Ūdens cauruļu katli ir sadalīti divos veidos:

Bundu cauruļu katli ir horizontāli un vertikāli orientēti, un ierīces augšējā daļā ir vismaz viens cilindrs (tilpums). Tvertne kalpo kā tvaika kolektors, uz tās sieniņām veidojas pārkarsēta tvaika kondensāts - tas atkal ieplūst vārīšanās un apkures zonā. Apkures katlam var būt vairākas cilindriskas konstrukcijas.

Tiešā plūsmas katliem ir liels iztvaikošanas ātrums, ūdens iztvaiko cauruļu telpā un atstāj katlu.

Tvaika katlu galvenā un palīgierīce

Tvaika katls ietver galvenos elementus un ierīces:

  1. Ugunsdzēsības kamera;
  2. Katla korpuss;
  3. Deglis - gāzes un eļļas katli;
  4. Apkures virsmas - caurules, ekrāni;
  5. TENI vai elektrodiem - elektriskiem apkures katliem;
  6. Korpusa siltumizolācija;
  7. Ārējā apdare;
  8. Kontroles sistēma, drošība un automatizācija;
  9. Barošanas sūknis.

Cietā kurināmā katlu sadedzināšanas kamera ir salikta ar divām daļām. Katlu korpuss ir veidots no karstumizturīga tērauda.

Degļi bieži ir aprīkoti ar paaugstināta spiediena gaisa sistēmām. Gaisa injekciju degšanas intensifikācijai veic ventilators.

Elektriskā tvaika ģeneratoros ūdens tiek uzkarsēts līdz vārīšanās temperatūrai ar sildelementiem vai elektrodiem. Īpaša veida tvaika katli - indukcijas elektriskie katli. Šeit apkure tiek sasniegta ar indukcijas lauku.

Korpusa siltumizolācija aizsargā aparātu no siltuma zudumiem, nodrošina karstu virsmu trūkumu. Izolācijas materiāli ir mūsdienīgi izolācijas materiāli ar augstu siltuma pretestību, tiek izmantoti arī tradicionālie materiāli - ugunsdrošie ķieģeļi, šamota māls, azbestu saturošas šķiedras.

Automatizācijas sistēma nodrošina ierīces darbības kontroli, režīma un parametru drošību, bloķē (pārtrauc) degšanu, sasniedzot kritiskās vērtības.

Padeves sūknis ražo barības ūdens mērīto barošanu atbilstoši līmeņa devēju signāliem. Ierīce darbojas cikliskā režīmā.

Obligātie elementi katla konstrukcijā ir drošības vārsti, uzrādot ierīces - manometrus un termometrus, ūdens līmeņa vizuālos indikatorus. Iekārta vizuālai pārbaudei ir līmeņa mērierīces kolonna ar līmeņrādītāja stikliem (vismaz divus). Slejā ir iebūvēti līmeņa sensori.

Katla darbība ir atļauta tikai tad, ja darbojas abas cilindra stikli.

Tvaika katla palīgierīces ir:

Ūdens attīrīšanas sistēma nodrošina nepieciešamo parametru ūdens kvalitāti. Galvenais ūdens attīrīšanas veids ir nātrija-katijona filtri. Ūdens caur filtra kolonnu šķidrumu pilda, un cietības sāļu jonus (Ca +, Mg +) aizstāj ar galda sāls joniem.

Avota ūdens attīrīšana no cietības sāļiem ir priekšnoteikums normālai iekārtas darbībai. Pieaugot sāls saturam, tie nokļūst cietos nogulumos uz apsildāmām virsmām. Tas ievērojami samazina siltuma pārneses efektivitāti, galu galā noved pie metāla virsmu dedzināšanas.

Papildus šai funkcijai, ūdens attīrīšana var izdalīt dažādas īpašas sastāvdaļas aplauzuma līnijā. Šīs piedevas saista skābekli, samazinot korozijas pakāpi, uztur nepieciešamo pH līmeni. Papildu funkciju izmantošana labvēlīgi ietekmē ierīces kvalitāti un palielina tā kalpošanas laiku.

Ūdens ekonomators tiek izmantots, lai sildītu barības ūdeni, gaisa sildītāju - lai sildītu gaisu, kas tiek piegādāts degšanai. Abas ierīces izmanto izplūdes dūmu siltumu. Šo siltummaiņu izmantošana palielina katla vispārējo efektivitāti.

Saskaņā ar to pašu principu (dūmgāzu siltuma reģenerācija) darbojas siltumnesējs. Tas nodrošina tvaika sildīšanu augstāka temperatūrā.

Jāatzīmē, ka siltummaiņu uzstādīšana dūmu ceļā prasa rūpīgu aprēķinu. Ierīcēm ir augsta aerodinamiskā pretestība, tādēļ var novērst dūmu novadīšanu, sadedzināšanas procesu traucēt. Ar ievērojamu kopējo pretestību, uzstādiet izsmidzinātāju.

Deaerators palīdz noņemt gaisu no barības ūdens. Atdalīšanas ierīces ir paredzētas, lai izņemtu ūdens komponentu no tvaika katla izejas. Tas padara tvaika žāvētāju, samazina korozijas procesu tempu patēriņa jomā, novērš hidrauliskos triecienus. Atdalīšana tiek panākta, mainot plūsmas virzienu un cauruļvada diametru.

Tvaika katli ir augstas veiktspējas, darbojas augstas temperatūras un pārspiediena. Šie apstākļi sarežģī kopējo katla konstrukciju, ir nepieciešams papildu aprīkojums. Darbības princips, ekspluatācijas nosacījumi prasa apmeklētāja klātbūtni.

Top