Typy parních generátorů

Příchod parní generátornebo kotel, transformovaly každodenní život dávno předtím, než se to podařilo elektronickým inovacím, a pravděpodobně měly větší celkový dopad než novější inovace, jako je online obchod, sociální média a bezdrátové sítě technologie. Nyní je těžké ocenit, kolik z měničů her bylo možné dostat z místa na místo bez osobní nebo zvířecí síly (např. Kočár).

Na první pohled vypadá výroba páry záměrně jako zvláštní volba. Podíváme-li se na svět tak, jak by malé dítě mohlo, pára se zdá být jen něco víc než povinný vodní odpad produkt různých procesů zahrnujících generování tepla, od vaření krabičky těstovin až po ohřívání chodeb a budova.

Nejlepším způsobem, jak spojit svou mysl s hodnotou správně využité páry, je představit si, co se stane, když se najednou objeví něco, z čeho se valí pára uzavřeno nebo jinak fyzicky zabráněno v uvolňování této páry - například těsné sevření víka na hrnci s vroucí vodou ještě na vteřinu uvolnění.

Pára je vodní pára, nebo obecněji plynná forma molekuly. Voda se skládá z atomů vodíku a kyslíku a má molekulární vzorec H

Dnes je nejdůležitější rolí páry ve výrobě elektrické energie. Ale na konci 16. století se zjistilo, že je snadnější odstraňovat odpadní vodu z dolů, když byla kondenzována. V procesu bylo zjištěno, že proces kondenzace vody vytváří vakuum (podtlak ve vztahu ke všemu, co leží mimo oblast kondenzační aktivity). Toto zjištění bylo nakonec integrováno do moderních parních strojů a generátorů.

Existují různé typy parních elektráren, jejichž organizace a další specifické podrobnosti jsou závislé na konečném účelu výroby páry. V každém případě není pára cílem, ale prostředkem k dosažení cíle výroby energie.

Spíše než jednoduše vypouštět páru pod širým nebem, přičemž veškeré místní tlakové rozdíly se díky tomu rychle vyžehlí neomezený přívod vzduchu, je uvězněn v jakémsi prostoru a jeho zadržená síla se uvolňuje při zásobování člověkem zařízení.

V elektrárnách vzniká pára spalováním paliva ve vysokotlakém prostředí - tj. V kotli. To je patrné u hlavně uhelných elektráren, ačkoli na počátku 21. století se tyto elektrárny dostaly pod těžký oheň jak pro jejich přímé znečišťující účinky, tak pro jejich příspěvek k antropogennímu podnebí změna. Pára se také používá v jaderných elektrárnách i v solárních tepelných elektrárnách.

I když se složení a konstrukce kotlů může lišit, jejich základní součásti jsou do značné míry stejné a zahrnují následující:

• Topeniště: V této komoře dochází ke spalování a jsou v ní umístěny hořáky a různá regulační zařízení.
• Hořáky: Ty vstřikují směs vzduchu a paliva (obvykle uhlí, topný olej nebo zemní plyn) do distribučního systému, aby optimalizovaly směs pro spalování.
• Bicí: Patří mezi ně spodní bahenní buben pro sběr převážně pevného odpadu a horní parní buben pro sběr páry pro umístění do distribučního systému.
• Ekonomizér: Toto zařízení optimalizuje provozní účinnost předehřátím napájecí vody na danou teplotu, než se dostane do tělesa kotlového systému.
• Systém distribuce páry: Tato síť ventilů, trubek a přípojek je přizpůsobena pro úrovně tlaku páry přenášené systémem. Pára opouští kotel s dostatečným tlakem k napájení jakéhokoli procesu za ním (např. Výroba elektřiny pomocí turbíny).
• Napájecí systém: Tento kritický prvek kotle zajišťuje, že množství vody vstupující do systému je v rovnováze s tím, co opouští systém. To se musí počítat na hmotnost, ne na objem, protože část vody je pára a část kapalina.

Firetube. Nejčastěji se používají v procesech, které vyžadují výkon od 15 do 2200 koní (1 hp = 746 wattů nebo W). Tento typ kotle je válcový, s plamenem v samotné peci a samotnými spalinami v řadě trubek. Přicházejí ve dvou základních provedeních: suchá záda a mokrá záda.

Vodní trubka. V tomto uspořádání trubky obsahují páru, vodu nebo obojí, zatímco produkty spalování procházejí kolem vnějšku trubek. Často mají několik sad bubnů a protože používají relativně málo vody, nabízejí tyto kotle neobvykle rychlé možnosti napařování.

Komerční. Ty obvykle obsahují kombinace vodních trubek, ohnivzdorných trubek a elektrických odporů. Jsou oblíbené ve velkých budovách vyžadujících většinou konstantní teplotu, jako jsou školy a knihovny, kanceláře a vládní budovy, letiště, bytové komplexy, nemocnice pro univerzity a další výzkumné laboratoře atd na.

Kondenzace. Kondenzační kotle mohou dosáhnout úrovně tepelné účinnosti až 98 procent, ve srovnání se 70 až 80 procenty dosažitelnými při standardním provedení kotle. Typické úrovně účinnosti dosahují přibližně 90 procent, když je teplota vratné vody na 110 F nebo nižší, a poté stoupá s klesající teplotou vratné vody.

Flexibilní vodní trubice (flextube). Tato konstrukce je zvláště odolná vůči „tepelným šokům“, což z ní činí přirozenou volbu pro použití při vytápění. Flexibilní vodní trubkové kotle přicházejí v široké škále palivových vstupů a jsou vhodné pro nízkotlaké aplikace využívající páru nebo horkou vodu. (Ne všechny „kotle“ ve skutečnosti vaří vodu!) Jsou také poměrně snadno udržovatelné a mají snadný přístup k jejich pracovním částem zvenčí.

Elektrický. Tyto kotle mají vynikající účinek: čisté, tiché, snadno se instalují a jsou malé ve vztahu k jejich použitelnosti. Protože se ve skutečnosti nic nespaluje (to znamená, že se nemusíte bát žádného plamene), jsou elektrické kotle úžasně jednoduché. Ve směsi nejsou žádná paliva ani zařízení pro manipulaci s palivem, a tudíž žádné výfukové plyny ani potřeba souvisejících potrubí a portů. Kromě toho mají topné prvky, které lze snadno vyměnit.

Parní generátor s rekuperací tepla (HRSG). Jedná se o inovativní "výměník tepla" s rekuperací energie, který získává teplo z proudu horkého plynu, který prochází kolem. Ty vytvářejí páru, kterou lze použít k pohonu konkrétního procesu nebo k pohonu parní turbíny k výrobě elektřiny pomocí elektromagnetu. HRSG jsou postaveny na základu tří primárních komponent - výparníku, přehříváku a ekonomizéru.

Jaderné elektrárny nevyužívají energii spalováním paliva, ale mechanickým oddělením jeho nejmenších složek. To je velmi mírný způsob popisu jaderné štěpení, ve kterém jsou atomy (v tomto případě ty, které patří do prvku uran) rozděleny na menší atomy, čímž se uvolní obrovské množství energie.

Energie uvolněná štěpením je zachycena a použita k ohřevu a vaření vody a výsledná pára je použita k napájení turbíny za účelem výroby elektřiny.