Typy vysokotlakých kotlů

Kotel je nádoba, ve které se voda pod tlakem ohřívá a odpařuje se na páru pro konkrétní účel. Existuje několik různých druhů kotlů vytápěných uhlím, tuhým palivem, olejem nebo plynem. Kotle se liší velikostí od malých, přenosných nebo dílenských jednotek až po velké pece, které spalují 6 tun uhlí za minutu. Kotle pracují při přetlaku a všechny části musí být dostatečně silné, aby odolaly tlaku páry, kterou vytvářejí. Většina vysokotlakých kotlů se používá pro komerční nebo průmyslové účely.

Kotle jsou klasifikovány také podle jejich tlakové kapacity, konstrukčního typu a použití. Maximální povolený pracovní tlak, neboli maximální přípustný pracovní tlak, je nejvyšší tlak, kterému je nádoba (kotel) navržena. Tento tlak se měří v librách na čtvereční palec nebo „psi“ a přetlak je vyjádřen jako „psig“. Národní oheň Asociace pro prevenci a federální normy definují parní kotel typu II jako takový, který vyrábí vysokotlakou páru mezi 16 a 150 psig. Parní kotel typu III produkuje páru mezi 151 a 350 psig.

U tohoto typu kotle se palivo spaluje uvnitř pece a vytváří horký plyn, který ohřívá vodu cirkulující v jeho trubkách. Voda se přeměňuje na páru, která stoupá, aby byla zachycena v parním bubnu, odkud se nasává nasycená pára. To znovu vstupuje do pece přes přehřívák, kde se ještě více zahřívá. Když je teplota přehřáté páry nad bodem varu, stává se z ní suchý stlačený plyn, který se používá k pohonu turbín. Většina konstrukcí vodních trubek má kapacitu páry 4 500 až 1 200 000 kilogramů páry za hodinu. Vodní trubkové kotle v tepelných elektrárnách se také nazývají jednotky na výrobu páry.

Kotel Benson se nazývá nadkritický generátor páry a často se používá k výrobě elektrické energie. Pracuje při tak vysokém tlaku více než 3 200 psi, že se skutečný var zastaví a nedochází k oddělování vodní páry. Bublání neprobíhá, protože teplota vody je nad kritickým tlakem, při kterém se mohou vytvářet bubliny. Tato pára pracuje ve vysokotlaké turbíně a poté vstupuje do kondenzátoru generátoru. Termín „kotel“ by se u tohoto parního generátoru neměl používat, protože k varu skutečně nedochází.

Tento typ kotle odpařuje vodu a poté ohřívá páru v přehřívači, čímž vytváří páru při mnohem vyšší teplotě. Tím se vytvoří vyšší teplota spalin, pokud není použit „ekonomizér“. Ekonomizér ohřívá napájecí vodu, která protéká ohřívačem spalovacího vzduchu v cestě odvodu spalin. Tato přehřátá pára často zvyšuje celkovou účinnost výroby páry a její využití se zisky na vstupní teplotě do turbín. Přehřátá pára vytváří obavy o bezpečnost, protože pokud některá součást systému selže a pára unikne, může být vysoký tlak a teplota smrtelné. Teplota v oblasti kotlové plynové pece je obvykle mezi 2400 až 2900 stupni Fahrenheita. Některé z nich jsou konvekční ohřívače, které absorbují teplo z plynu podobného tekutině, zatímco jiné jsou sálavé a absorbují radiační teplo.