X

Паровой котел — предназначение, все виды устройств и их конструкция

Котел — устройство, которое генерирует пар.

Котел — устройство, которое генерирует пар.

Паровой котел — это агрегат, генерирующий высокотемпературный водяной пар. Давление этого газообразного вещества внутри устройства существенно выше атмосферного. Разогревает воду тепловая энергия, получаемая при сжигании одного из нескольких типов горючего. Давайте разберем, зачем он нужен, где применяется и как работает.

Где применяются парогенераторы

Генераторы дают такие виды ресурса:

  1. Насыщенный пар. Его температура — +100 °C, давление пара равняется 100 килопаскалей. Он применяется для отопления собственных домов.
  2. Перегретый пар. Его температура может достигать +500 °C, рабочее давление составляет до 26 мегапаскалей. Применяется такой пар в энергетике и промышленности. Он эффективней переносит тепло, благодаря этому увеличивает КПД агрегата.
Энергетические агрегаты помогают получать электроэнергию.

Энергетические агрегаты помогают получать электроэнергию.

Паровые котлы применяются:

  1. В системах отопления. В них разогретое газообразное вещество выполняет функцию носителя энергии.
  2. В энергетике. При этом парогенераторы применяются для выработки электрической энергии.
  3. В промышленности. В этой сфере пар преобразуется в механическое движение и перемещает транспорт.

  Реклама

Особенности агрегата

У парогенераторов может быть разная конструкция и предназначение. Однако принцип работы парового котла всегда одинаков.

Как работает устройство

Схема работы твердотопливного агрегата.

Схема работы твердотопливного агрегата.

Тепловым источником для разогрева жидкости в парогенераторе может служить любой тип энергии:

  • электрическая;
  • геотермальная;
  • солнечная;
  • прогорание твердого горючего либо газообразного.

Появляющийся пар служит носителем тепла. Это газообразное вещество доставляет ресурс к точке его использования.

Схема устройства парогенератора.

Схема устройства парогенератора.

Устройство парового котла:

  1. Влага фильтруется и накачивается в емкость электрическим насосом. Резервуар обычно размещается на верхнем уровне агрегата.
  2. Из емкости по трубкам жидкость течет в коллектор, расположенный внизу прибора.
  3. Из него влага опять поступает наверх через нагревательный отсек (топка котла).
  4. В трубе появляется пар. Он, из-за разницы давлений меж жидким и газообразным веществом, поднимается наверх.
  5. Там смесь воды и пара проходит сквозь сепаратор. В нем вещества разделяются. Остаточная вода втечет обратно в емкость. Нагретое газообразное вещество подается в паропровод.

Конструкция парового генератора

Конструктивные элементы парогенератора.

Конструктивные элементы парогенератора.

Парогенератор — емкость, в которой разогретая влага вода испаряется и преобразуется в пар. В большинстве случаев резервуар представляет собой трубу разных габаритов.

Помимо нее в агрегате есть топка, в которой прогорает горючее. Конструкция данного элемента зависит от типа применяемого топлива:

  1. Когда им является твердое горючее (дрова или уголь), снизу топки размещается колосник. На его решетке топливо и размещается. Сквозь ее отверстия снизу в топку поступает воздух. Для улучшения тяги наверху камеры сгорания прямоточные котлы оснащаются дымоходом.
На фото — агрегат, работающий на газе.

На фото — агрегат, работающий на газе.

  1. Когда носителем энергии является газообразное либо жидкое вещество (пропан, бутан, мазут, дизель), устройство котла дополняется горелкой в топливной камере. Для подачи кислорода и отведения продуктов горения агрегат также оснащается колосником и дымоходом.

Раскаленные газы (продукты прогорания топлива) поднимаются к водяному резервуару. Нагрев жидкость, они улетучиваются в атмосферу через дымоход. Кипящая влага начинает испаряться, переходя в агрегатное состояние пара. Он поднимается наверх и перетекает в трубы.

Дополнительные узлы прибора

В конструкцию парогенератора могут включаться не только топка и емкости (барабаны, трубы) для циркуляции жидкой и газообразной воды. Дополнительно применяются узлы, повышающие эффективность устройства.

Изображение Узел в парогенераторе
table_pic_att15142215626 Пароперегреватель.

Увеличивает температуру пароводяной смеси. При этом повышаются КПД и экономичность агрегата.

Пар может перегреваться до температуры +500 °C. Такой мощностью обладают, например, паровые котельные на атомных электростанциях.

У пароперегревателя может быть отдельная топка либо он располагается в общем корпусе. Водяной газ дополнительно разогревается в трубках, куда он подается после испарения.

Пароперегреватель может быть конвекционным либо радиационным. Последняя разновидность разогревает газ в 2,5–3 раза сильнее.

table_pic_att15142215647 Сепаратор пара.

Данное устройство сушит газообразное вещество, удаляя из него воду. Тем самым оно повышает эффективность КПД агрегата.

table_pic_att15142215648 Аккумулятор.

Регулирует подачу пара. Если его много, аккумулятор удаляет лишний газ, когда мало — добавляет.

table_pic_att15142215669 Узел водоподготовки.

Инструкция производителя отмечает, что он уменьшает объем присутствующего в жидкости кислорода, этим пресекая коррозию металла.

Также устройство удаляет из воды частички минеральных веществ.

Благодаря этому трубки агрегата не засоряются отложениями, понижающими теплоотдачу и увеличивающими риск прогорания металла.

Помимо этих узлов паровая котельная установка оснащается:

  • клапанами, сливающими конденсат;
  • подогревателями воздуха;
  • управляющими и контролирующими системами, в них включаются стартер и отключатель горения, автоматы, регулирующие затраты горючего и воды.
Контролирующая и управляющая автоматика облегчает эксплуатацию парогенератора.

Контролирующая и управляющая автоматика облегчает эксплуатацию парогенератора.

Типы агрегатов

Устройство котла, работающего на электричестве.

Устройство котла, работающего на электричестве.

По типу топлива, потребляемого парогенераторами, они делятся на:

  • угольные агрегаты;
  • газовые устройства;
  • мазутные приборы;
  • электрические устройства.
Бытовое устройство, работающее в отопительной системе частного дома.

Бытовое устройство, работающее в отопительной системе частного дома.

По назначению котлы бывают:

  • бытовыми (их можно ставить своими руками);
  • энергетическими;
  • промышленными;
  • утилизационными.

По конструкции известны:

  • газотрубные котлы;
  • водотрубные аналоги.

Резервуар для парообразования нередко представляет собой одну либо несколько трубок. Жидкость в них разогревают раскаленные газы, которые появляются после прогорания топлива. Такое устройство парогенератора называется газотрубным.

Конструкция газотрубного агрегата.

Конструкция газотрубного агрегата.

В иных агрегатах газы перемещаются по трубке внутри водяного резервуара. Он носит название барабана, а сами агрегаты — водотрубного парогенератора.

Исходя из местоположения барабанов в пространстве, водотрубные агрегаты делят на:

  • вертикальные;
  • горизонтальные;
  • радиальные;
  • комбинированные.
Устройство водотрубного агрегата.

Устройство водотрубного агрегата.

Если сравнивать водо- и газотрубные парогенераторы, то:

  1. Габариты паровых и водяных емкостей у первых меньше, чем у вторых.
  2. Показатель мощности газотрубного устройства ограничивается уровнем давления до 1 мегапаскаля и теплообразованием до 350 киловатт. Происходит это из-за больших габаритов трубок. Внутри них может генерироваться существенный объем пара под высоким давлением.

Чтобы повысить давление и увеличить объемы получаемого тепла, необходимы более толстые стенки агрегата. Цена подобного устройства будет очень высокой, что экономически не оправдано.

  1. Водотрубные котлы демонстрируют более высокий уровень мощности, чем у газотрубных аналогов. В них применяются барабаны с небольшим сечением. Благодаря этому, уровень давления и температуры газа в них может быть выше.

Вывод

Парогенераторы — универсальные устройства, которые могут использоваться в быту, для отопления зданий, а также вы промышленности и энергетике. Для всех этих сфер использования есть свои разновидности котлов.

Видео в этой статье познакомит вас с паровыми котлами наглядно. Если у вас появились вопросы, задавайте их в комментариях.



Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Советуем прочитать
Котел Скорпион: особенности устройства и основные преимущества Самодельный металлический котел для бани — 3 варианта для домашнего мастера Подключение котла отопления: схемы, материалы, оборудование