Typer af dampgeneratorer

Fremkomsten af dampgenerator, eller kedel, forvandlede hverdagen længe før elektroniske innovationer gjorde, og uden tvivl havde en større samlet indflydelse end nyere innovationer såsom online-handel, sociale medier og trådløs teknologi. Det er svært at forstå nu, hvor meget af en skifter det var at være i stand til at komme fra sted til sted uden hverken personlig eller animalsk (fx hestevogn) magt.

På sit ansigt ser produktionen af ​​damp med vilje ud som et mærkeligt valg. Når man ser på verden som et lille barn kan, ser damp ud til at være lidt mere end et obligatorisk vandigt affald produkt fra forskellige processer, der involverer varmeproduktion, fra madlavning af en kasse pasta til opvarmning af korridorer på en bygning.

Den bedste måde at relatere dit sind til værdien af ​​korrekt udnyttet damp er at forestille sig, hvad der sker, når noget, der har damp, der bølger fra det pludselig er lukket eller på anden måde fysisk forhindret i at udsende den damp - for eksempel at klemme et låg tæt ned på en gryde med kogende vand i endnu et sekund før frigive det.

Damp er vanddamp, eller mere generelt, den gasformige form af molekylet. Vand består af brint og iltatomer og har en molekylformel af H₂O. Ligesom andre sager med et bestemt kogepunkt, er vand i stand til at komme ind i den gasformige fase, når det når denne temperatur (for vand, 100 C eller grader Celsius (212 F eller grader Fahrenheit) og får et lille energitryk, så det kan overvinde sin fordampningsvarme, en slags vejafgift, som materie normalt skal betale for at skifte mellem stater (fast, væske eller gas).

I dag er dampens mest udbredte rolle i produktionen af ​​elektrisk energi. Men tilbage i slutningen af ​​1600-tallet blev det opdaget, at det var lettere at fjerne spildevand fra miner, når det blev kondenseret. I processen blev det opdaget, at processen med kondensering af vand skaber et vakuum (negativt tryk i forhold til hvad der ligger uden for området for kondensaktivitet). Dette fund blev til sidst integreret i moderne dampmaskiner og generatorer.

Der findes forskellige typer dampkraftværker med organisationen og andre specifikke detaljer for hvert, afhængigt af det ultimative formål med den dampgenererede kraft. I begge tilfælde er damp ikke målet, men et middel til et kraftproducerende formål.

I stedet for blot at slippe damp ud i det fri, med ethvert pres, lokale forskelle hurtigt bliver stryget ud på grund af en ubegrænset lufttilførsel, den er fanget i en eller anden form for rum, og dens ophængte styrke frigøres på menneskeleveret udstyr.

I kraftværker skabes damp ved forbrænding af brændstof i et højtryksmiljø - det vil sige en kedel. Dette ses hovedsageligt på kulfyrede anlæg, skønt disse i begyndelsen af ​​det 21. århundrede var kommet under kraftig ild for både deres direkte forurenende virkning og deres bidrag til menneskeskabte klima lave om. Damp bruges også i atomkraftværker såvel som i solvarmekraftværker.

Selvom kedlens sammensætning og konstruktion kan variere, er deres kernekomponenter stort set de samme og inkluderer følgende:

• Ildkasse: Dette kammer er, hvor forbrænding finder sted, og det huser brænderne og forskellige regulerende enheder.
• Brændere: Disse injicerer en blanding af luft og brændstof (normalt kul, brændselsolie eller naturgas) i distributionssystemet for at optimere blandingen til forbrænding.
• Trommer: Disse inkluderer en nedre muddertromle, der hovedsageligt opsamler fast affald, og en øvre damptromle til opsamling af dampen til placering i distributionssystemet.
• Economizer: Denne enhed optimerer driftseffektiviteten ved at forvarme fødevand til en given temperatur, før det kan komme ind i kedelsystemets krop.
• Dampdistributionssystem: Dette netværk af ventiler, rør og forbindelser er tilpasset til trykniveauerne af den damp, der transporteres gennem systemet. Damp efterlader kedlen med nok tryk til at drive, uanset hvilken proces der er nedstrøms (f.eks. Elproduktion via en turbine).
• Fodervandssystem: Dette kritiske element i en kedel sikrer, at mængden af ​​vand, der kommer ind i systemet, balancerer, der forlader systemet. Dette skal beregnes i vægt, ikke volumen, da noget af vandet er damp og noget er flydende.

Firetube. Disse bruges oftest i processer, der har brug for alt fra 15 til 2.200 hestekræfter (1 hk = 746 watt eller W). Denne type kedel er cylindrisk med flammen i selve ovnrummet og selve forbrændingsgasserne indeholdt i en række rør. Disse kommer i to grundlæggende designs: tør ryg og våd ryg.

Vandrør. I dette arrangement indeholder rør damp, vand eller begge dele, mens forbrændingsprodukterne passerer rundt om rørets yderside. Disse har ofte flere sæt tromler, og fordi de bruger relativt lidt vand, tilbyder disse kedler usædvanligt hurtige dampfunktioner.

Kommerciel. Disse har normalt kombinationer af vandrør, firetube og elektrisk modstandsdesign. De er populære i store bygninger, der kræver en stort set konstant temperatur, såsom skoler og biblioteker, kontor og offentlige bygninger, lufthavne, lejlighedskomplekser, college og andre forskningslaboratorier hospitaler og så videre på.

Kondenserende. Kondenserende kedler kan nå varmeeffektivitetsniveauer på op til 98 procent sammenlignet med 70 til 80 procent opnåelige ved anvendelse af standard kedeludformninger. Typiske effektivitetsniveauer når ca. 90 procent, når returvandstemperaturen er ved 110 F eller lavere, og stiger med faldende vandreturtemperatur derefter.

Fleksibel vandrør (flextube). Denne konstruktion er særligt modstandsdygtig over for "varmestød", hvilket gør den til en naturlig mulighed for opvarmning. Fleksible vandrørskedler findes i en bred vifte af brændstofindgange og er velegnede til applikationer med lavt tryk ved hjælp af enten damp eller varmt vand. (Ikke alle "kedler" koger faktisk vand!) Disse er også ret nemme at vedligeholde med let adgang til deres arbejdsdele udefra.

Elektrisk. Disse kedler er berømt ringe: rene, stille, nemme at installere og små i forhold til deres anvendelighed. Fordi intet faktisk brændes (det vil sige, der er ingen flamme at bekymre sig om), er elektriske kedler vidunderligt enkle. Der er ingen brændstoffer eller brændstofhåndteringsudstyr i blandingen, og dermed ingen udstødning og intet behov for tilhørende rør og porte. Derudover har disse varmeelementer, som er nemme at udskifte.

Varmegenvindingsdampgenerator (HRSG). Dette er en innovativ energiudvindings "varmeveksler", der genvinder varme fra en strøm af varm gas, der passerer. Disse skaber damp, der kan bruges til at drive en bestemt proces eller bruges til at drive en dampturbine til elproduktion ved hjælp af en elektromagnet. HRSG'er er bygget på et fundament af tre primære komponenter - en fordamper, en supervarmer og en økonomizer.

Kernekraftværker bruger ikke energi fra forbrænding af brændstof, men ved mekanisk adskillelse af dets mindste komponenter. Det er en meget mild måde at beskrive på nuklear fission, hvor atomer (i dette tilfælde dem, der tilhører elementet uran) er opdelt i mindre atomer, hvilket frigiver enorme mængder energi.

Energien frigivet ved fission fanges og bruges til opvarmning og kogning af vand, og den resulterende damp bruges til at drive en turbine med henblik på elproduktion.