Kategorija

Iknedēļas Ziņas

1 Kamīni
Radiatora vāciņš: veidi, uzstādīšana, siksnu izvēle
2 Degviela
Ideāls sildīšanai un kulinārijas eksperimentiem: holandiešu krāsns ar plīti. Veidojiet savas rokas, lai kārtotu
3 Sūkņi
Instrukcijas sienas izolācijai no iekšpuses
4 Sūkņi
Kā padarīt infrasarkano staru sildītāju izdarīt pats
Galvenais / Sūkņi

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.

Tiešās plūsmas katli

Tiešās plūsmas katli

Tiešā plūsmas katlā nav cilindra. Padeves ūdens šajās vietās, tāpat kā cilindru katlos, secīgi tiek nodots ekonomatoram 1 (sk. 6. att., C), iztvaicē 5 un pārkarst 6 virsmas. Apstrādes vides kustība apkures virsmās ir vienreizēja, un to veido barošanas sūknis. Tvaiks iziet no iztvaikošanas virsmas. Tas novērš metāla cilindru. Caurules iztvaicēšanas virsmas metāla drošu dzesēšanu nodrošina ar piemērotu darba vides kustības ātrumu. Tiešā plūsmas katlā starp ekonomoziāru, iztvaikošanas un pārkaršanas virsmām nav skaidru robežu. Mainot barības ūdens parametrus (temperatūru, spiedienu), degvielas īpašības, gaisa režīmu, mainās šo virsmu platība. Tādējādi, samazinot spiedienu katlā, ekonomatora sekcijas izmērs (apkures zona) samazinās, iztvaicēšanas zona palielinās (pateicoties iztvaikošanas siltuma palielinājumam), un nedaudz samazinās pārkarsēšanas zona.

Tiešā plūsmas katliem, salīdzinot ar cilindru, ir daudz mazāks darba šķidruma uzkrāšanās tilpums. Tāpēc viņu darbam nepieciešama skaidra ūdens, degvielas un gaisa piegādes sinhronizācija. Tiešā plūsmas katli var būt vai nu zemāka kritiskā, vai virsstundas spiediena. Prasības barības ūdens kvalitātei no tām ir ievērojami augstākas nekā bungas. Pat tad, ja sāls saturu tajā mēra miljona grādos gramos, periodiski jāpārtrauc un jālieto skābes mazgāšana. Intensīvākais sāls nogulsnēšanās notiek, pabeidzot mitruma iztvaikošanu un tvaika pārkaršanas sākumu, kas var izraisīt caurules izdegšanos. Apkures virsma, kurā notiek šis process, sauc par pārejas zonu. Zemā kritiskajos spiediena katlos šī zona tiek novietota konvekcijas šahtā mērenas temperatūras zonā. Zem superkritiskā spiediena pārejas zona ir mazāk izteikta, un tā nav sadalīta atsevišķā apsildes virsmā.

Tiešā plūsmas katli parādījās saistībā ar vēlmi vienkāršot dizainu, atteikties no apgrūtinošās bungas. Tiešā plūsmas katlu veidošana mūsu valstī ir saistīta ar profesora L.K. Ramzina vārdu. Ramzinas katlā (10. Attēls) tradicionālās konstrukcijas ekonomisera 5 ūdens tiek novirzīts caur neapsildāmām caurulēm uz starojuma sekcijas ieplūdes kolektoriem, kas tiek sadalīti NPSF, NFR un VFR augstumā. Zemākā radiācijas daļa 1 ir veidota kā cauruļu lente ar horizontālu pacelšanas vītni gar krāsns sienām. NPSH ūdens tiek sasildīts līdz vārīšanās temperatūrai, un aptuveni 80% no tā iztvaiko. No NPS tvaika / ūdens maisījums tiek nosūtīts uz pārejas zonu 4, kas atrodas konvekcijas gāzes vadā. Dažos katlos tvaiks pēc pārejas zonas tiek samitrināts ar ūdens injekciju. Tvaikos izšķīdinātie sāļi daļēji pārnes ūdeni un tiek izņemti kopā ar to. Tad tvaiks ievada CPG 2 - starojuma pārkarsēšanas sildītāja pirmo posmu un tālāk - radiācijas pārkarsēšanas siltuma otrā posma VRC - griestu caurulēs un izejas konvekcijas siltumenerģētikā 3, un no turienes turbīnā.

Modernā tiešā plūsmas katla PP-3950 - 25.5-545 GM (TGMP 1202) dizains ir parādīts attēlā. 11. Gāzes eļļas apkures katls ir paredzēts darbam zem spiediena vienībā ar turbīnu ar jaudu 1200 MW. Projektējot katlu, tika pieņemti šādi dizaina lēmumi. Izkārtojums ir U-veida ar katla palieku uz mugurpuses sijām 8, nododot slodzi uz ēkas 15. kolonnas. Gāzes necaurlaidīga versija. Kabīne 2 ir prizmatiska ar plāna izmēru 31,28x10,42 m, atvērta, ar augšējo stiprinājumu 3. Ekrāna paneļi 5 ir pilnībā sametināti no caurulēm, kuru diametrs ir 32x6 mm. Lai palielinātu paneļu stingrību, ir paredzētas horizontālās sijas 4. Vortex degļi 1 atrodas uz kurtuves sienām pretējos virzienos trīs līmeņos.

Videokameras kustība firebox ekrānos ir vienvirziena. Supercritical spiediena sildītājs atrodas horizontālajā gāzes kanālā 9. Tas sastāv no 6 secīgiem ekrāniem un 2 konvekcijas pārkarsera 7 iepakojumiem, kas izvietoti gāzes vadā. Pārkaršanas temperatūru kontrolē ar divām ūdens injekcijām. Zemā tvaika spiediena ceļš sastāv no regulēšanas 13, starpprodukta 12 un izejas 10 paciņiem. Apmēram 30% tvaika iet caur regulēšanas paketi normālā katla slodzē, pārējie 70% tiek izvadīti pa iepakojumu. Pēc sajaukšanas kolektorā tvaiks nonāk starpposma iepakojumā un no turienes līdz izvadam. Ekonomiskais elements 14, kas atrodas dūmvada 11 apakšā, sastāv no diviem iepakojumiem. Gaisa sildītāju reģeneratīvais tips darbojas ar katlu.

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 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

Top