Arten von Dampferzeugern

Das Aufkommen des Dampfgenerator, oder Kessel, veränderte den Alltag lange vor den elektronischen Innovationen und hatte wohl eine größere Gesamtwirkung als neuere Innovationen wie Online-Handel, Social Media und Wireless Technologie. Es ist jetzt schwer zu beurteilen, wie sehr es bahnbrechend war, ohne persönliche oder tierische (z. B. Pferdekutschen) Kraft von Ort zu Ort zu gelangen.

Auf den ersten Blick sieht die absichtliche Dampferzeugung wie eine seltsame Wahl aus. Wenn man die Welt aus der Sicht eines kleinen Kindes betrachtet, scheint Dampf kaum mehr als eine obligatorische Wasserverschwendung zu sein Produkt aus verschiedenen Prozessen mit Wärmeerzeugung, vom Kochen einer Nudelschachtel bis zum Erwärmen der Flure von a Gebäude.

Der beste Weg, um sich mit dem Wert von richtig genutztem Dampf in Verbindung zu setzen, besteht darin, sich vorzustellen, was passiert, wenn etwas, von dem Dampf ausströmt, plötzlich auftaucht mit einer Kappe verschlossen oder auf andere Weise physisch daran gehindert, diesen Dampf abzugeben – zum Beispiel, indem Sie einen Deckel auf einen Topf mit kochendem Wasser auch nur eine Sekunde lang fest zuklemmen, bevor es freizugeben.

Dampf ist Wasserdampf oder allgemeiner die gasförmige Form des Moleküls. Wasser besteht aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen und hat die Summenformel H₂Ö. Wie andere Angelegenheit mit einem bestimmten Siedepunkt, kann Wasser in die Gasphase übergehen, wenn es diese Temperatur erreicht (für Wasser 100 °C oder Grad Celsius (212 F oder Grad Fahrenheit) und erhält einen winzigen Energieschub, um seine Verdampfungswärme zu überwinden, eine Art Tribut, den die Materie normalerweise zahlen muss, um zwischen den Zuständen (fest, flüssig oder gasförmig) zu wechseln.

Heute spielt Dampf die wichtigste Rolle bei der Stromerzeugung. Aber Ende des 17. Jahrhunderts wurde entdeckt, dass es einfacher war, Abwasser aus Minen zu entfernen, wenn es kondensiert wurde. Dabei wurde festgestellt, dass durch die Kondensation von Wasser ein Vakuum entsteht (Unterdruck gegenüber dem, was außerhalb des Kondensationsbereichs liegt). Diese Erkenntnis wurde schließlich in moderne Dampfmaschinen und Generatoren integriert.

Es gibt verschiedene Arten von Dampfkraftwerken, wobei die Organisation und andere spezifische Details jeweils vom endgültigen Zweck der dampferzeugten Energie abhängen. In jedem Fall ist Dampf nicht das Ziel, sondern ein Mittel zur Stromerzeugung.

Anstatt einfach Dampf ins Freie abzugeben, werden lokale Druckunterschiede aufgrund von eine unbegrenzte Luftzufuhr, es ist in irgendeiner Art von Raum gefangen und seine aufgestaute Kraft entfesselt sich auf die menschliche Versorgung Ausrüstung.

In Kraftwerken entsteht Dampf durch die Verbrennung von Brennstoff in einer Hochdruckumgebung – also einem Kessel. Dies zeigt sich hauptsächlich in Kohlekraftwerken, obwohl diese zu Beginn des 21. Jahrhunderts untergegangen waren schwere Feuer sowohl wegen ihrer direkten Umweltverschmutzung als auch wegen ihres Beitrags zum anthropogenen Klima Veränderung. Dampf wird auch in Kernkraftwerken sowie in solarthermischen Kraftwerken verwendet.

Obwohl die Zusammensetzung und der Aufbau von Kesseln variieren können, sind ihre Kernkomponenten weitgehend gleich und umfassen Folgendes:

• Feuerraum: In dieser Kammer findet die Verbrennung statt, in der die Brenner und verschiedene Regulierungsvorrichtungen untergebracht sind.
• Brenner: Diese spritzen ein Gemisch aus Luft und Brennstoff (normalerweise Kohle, Heizöl oder Erdgas) in das Verteilersystem ein, um die Mischung für die Verbrennung zu optimieren.
• Schlagzeug: Dazu gehören eine untere Schlammtrommel zum Sammeln von hauptsächlich festen Abfällen und eine obere Dampftrommel zum Sammeln des Dampfes zum Einbringen in das Verteilungssystem.
• Economiser: Dieses Gerät optimiert die Betriebseffizienz, indem es das Speisewasser auf eine bestimmte Temperatur vorwärmt, bevor es in den Kesselkörper gelangen kann.
• Dampfverteilungssystem: Dieses Netzwerk aus Ventilen, Schläuchen und Anschlüssen ist auf die Druckniveaus des durch das System beförderten Dampfes abgestimmt. Dampf verlässt den Kessel mit genügend Druck, um jeden nachgeschalteten Prozess anzutreiben (z. B. Stromerzeugung über eine Turbine).
• Speisewassersystem: Dieses kritische Element eines Kessels stellt sicher, dass die in das System eintretende Wassermenge die aus dem System austretende Wassermenge ausgleicht. Dies muss nach Gewicht und nicht nach Volumen berechnet werden, da ein Teil des Wassers Dampf und ein anderer Teil flüssig ist.

Feuerrohr. Diese werden am häufigsten in Prozessen verwendet, die zwischen 15 und 2.200 PS (1 PS = 746 Watt oder W) benötigen. Dieser Kesseltyp ist zylindrisch, wobei die Flamme im Ofenraum selbst und die Verbrennungsgase selbst in einer Reihe von Rohren gehalten werden. Diese gibt es in zwei Grundausführungen: Dryback und Wetback.

Wasserrohr. Bei dieser Anordnung enthalten Rohre Dampf, Wasser oder beides, während die Verbrennungsprodukte um die Außenseite der Rohre herumlaufen. Diese haben oft mehrere Trommelsätze, und da sie relativ wenig Wasser verbrauchen, bieten diese Kessel ungewöhnlich schnelle Dampffunktionen.

Kommerziell. Diese verfügen in der Regel über Kombinationen aus Wasserrohr-, Feuerrohr- und elektrischem Widerstandsdesign. Sie sind beliebt in großen Gebäuden, die eine weitgehend konstante Temperatur erfordern, wie Schulen und Bibliotheken, Büro und Regierungsgebäude, Flughäfen, Wohnkomplexe, Hochschulen und andere Forschungslabore, Krankenhäuser usw auf.

Kondensation. Brennwertkessel können thermische Wirkungsgrade von bis zu 98 Prozent erreichen, gegenüber 70 bis 80 Prozent, die mit Standardkesselkonstruktionen erreichbar sind. Typische Wirkungsgrade erreichen etwa 90 Prozent, wenn die Rücklaufwassertemperatur 110 F oder weniger beträgt, und steigen danach mit abnehmender Wasserrücklauftemperatur an.

Flexibler Wasserschlauch (Flextube). Diese Konstruktion ist besonders widerstandsfähig gegen "Hitzeschock", was sie zu einer natürlichen Option für Heizanwendungen macht. Flexible Wasserrohrkessel sind in einer Vielzahl von Brennstoffeinspeisungen erhältlich und eignen sich gut für Niederdruckanwendungen mit Dampf oder heißem Wasser. (Nicht alle "Kessel" kochen tatsächlich Wasser!) Diese sind auch recht wartungsfreundlich, da ihre Arbeitsteile von außen leicht zugänglich sind.

Elektr. Diese Kessel sind bekanntermaßen umweltfreundlich: sauber, leise, einfach zu installieren und klein im Verhältnis zu ihrem Nutzen. Da eigentlich nichts verbrannt wird (d.h. es gibt keine Flamme, um die man sich Sorgen machen muss), sind Elektrokessel wunderbar einfach. Es gibt keine Kraftstoffe oder Ausrüstung für die Kraftstoffhandhabung in der Mischung und daher keine Abgase und keine Notwendigkeit für zugehörige Rohre und Anschlüsse. Zudem verfügen diese über leicht austauschbare Heizelemente.

Abhitzedampferzeuger (HRSG). Hierbei handelt es sich um einen innovativen „Wärmetauscher“ zur Energierückgewinnung, der Wärme aus einem vorbeiströmenden Heißgasstrom zurückgewinnt. Diese erzeugen Dampf, der zum Antrieb eines bestimmten Prozesses oder zum Antrieb einer Dampfturbine verwendet werden kann, um mithilfe eines Elektromagneten Strom zu erzeugen. HRSGs basieren auf einem Fundament aus drei Hauptkomponenten – einem Verdampfer, einem Überhitzer und einem Economiser.

Kernkraftwerke nutzen Energie nicht durch die Verbrennung von Brennstoffen, sondern durch die mechanische Trennung ihrer kleinsten Bestandteile. Das ist eine sehr milde Art zu beschreiben Kernspaltung, bei dem Atome (in diesem Fall solche des Elements Uran) in kleinere Atome zerlegt werden, wodurch enorme Energiemengen freigesetzt werden.

Die bei der Spaltung freigesetzte Energie wird aufgefangen und zum Erhitzen und Kochen von Wasser verwendet, und der entstehende Dampf wird verwendet, um eine Turbine zur Stromerzeugung anzutreiben.