Τύποι λέβητα υψηλής πίεσης

Ένας λέβητας είναι ένα δοχείο στο οποίο το νερό θερμαίνεται υπό πίεση και εξατμίζεται σε ατμό για συγκεκριμένο σκοπό. Υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη λέβητα, που θερμαίνονται με άνθρακα, στερεά καύσιμα, πετρέλαιο ή φυσικό αέριο. Οι λέβητες ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από μικρές, φορητές ή συναρμολογημένες σε καταστήματα έως μεγάλους κλιβάνους που καίνε 6 τόνους άνθρακα το λεπτό. Οι λέβητες λειτουργούν σε θετική πίεση και όλα τα μέρη πρέπει να είναι αρκετά ισχυρά ώστε να αντέχουν στην πίεση του ατμού που παράγουν. Οι περισσότεροι λέβητες υψηλής πίεσης χρησιμοποιούνται για εμπορικούς ή βιομηχανικούς σκοπούς.

Οι λέβητες ταξινομούνται επίσης από την ικανότητα πίεσης, τον τύπο σχεδιασμού και τη χρήση τους. Η μέγιστη επιτρεπόμενη πίεση λειτουργίας, ή το MAWP, είναι η υψηλότερη πίεση που το δοχείο (λέβητας) έχει σχεδιαστεί για να αντέχει. Αυτή η πίεση μετράται σε λίρες ανά τετραγωνική ίντσα ή "psi" και η πίεση μετρητή εκφράζεται ως "psig". Η Εθνική Φωτιά Η ένωση πρόληψης και τα ομοσπονδιακά πρότυπα ορίζουν έναν ατμό λέβητα τύπου II ως έναν που παράγει ατμό υψηλής πίεσης μεταξύ 16 και 150 Ψιγκ. Ένας ατμός λέβητα τύπου III παράγει ατμό μεταξύ 151 και 350 psig.

Σε αυτόν τον τύπο λέβητα, το καύσιμο καίγεται μέσα στον κλίβανο, δημιουργώντας ζεστό αέριο που θερμαίνει νερό που κυκλοφορεί μέσω των σωλήνων του. Το νερό μετατρέπεται σε ατμό που ανεβαίνει για να συλληφθεί σε ένα τύμπανο ατμού, όπου ο κορεσμένος ατμός απομακρύνεται. Αυτό μπαίνει ξανά στον κλίβανο μέσω ενός υπερθερμαντήρα, όπου γίνεται ακόμη πιο ζεστό. Όταν η θερμοκρασία του υπερθερμασμένου ατμού είναι πάνω από το σημείο βρασμού, γίνεται ένα ξηρό, υπό πίεση αέριο που χρησιμοποιείται για την κίνηση στροβίλων. Τα περισσότερα σχέδια λέβητα νερού έχουν χωρητικότητα 4.500 έως 120.000 κιλά ανά ώρα ατμού. Οι λέβητες σωλήνων νερού σε θερμικούς σταθμούς ονομάζονται επίσης μονάδες παραγωγής ατμού.

Ο λέβητας Benson ονομάζεται υπερκρίσιμη γεννήτρια ατμού και χρησιμοποιείται συχνά για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Λειτουργεί σε τόσο υψηλή πίεση, περισσότερο από 3.200 psi, ώστε ο πραγματικός βρασμός να σταματά και να μην υπάρχει διαχωρισμός υδρατμού. Δεν υπάρχει φυσαλίδα, επειδή η θερμοκρασία του νερού είναι πάνω από την κρίσιμη πίεση στην οποία μπορούν να σχηματιστούν φυσαλίδες. Αυτός ο ατμός λειτουργεί σε στρόβιλο υψηλής πίεσης και μετά εισέρχεται στον συμπυκνωτή της γεννήτριας. Ο όρος «λέβητας» δεν πρέπει να χρησιμοποιείται με αυτήν τη γεννήτρια ατμού καθώς ο βρασμός δεν συμβαίνει πραγματικά.

Αυτός ο τύπος λέβητα εξατμίζει νερό και στη συνέχεια θερμαίνει τον ατμό σε υπερθέρμανση, παράγοντας ατμό σε πολύ υψηλότερη θερμοκρασία. Αυτό δημιουργεί υψηλότερη θερμοκρασία καυσαερίων εκτός εάν χρησιμοποιείται «εξοικονομητής». Ο εξοικονομητής θερμαίνει το νερό τροφοδοσίας, το οποίο περνά μέσω ενός θερμαντήρα αέρα καύσης στη διαδρομή της εξάτμισης καυτού καυσαερίου. Αυτός ο υπερθερμαινόμενος ατμός αυξάνει συχνά τη συνολική απόδοση της παραγωγής ατμού και τη χρήση του με κέρδη στη θερμοκρασία εισόδου των στροβίλων. Ο υπερθέρμανση ατμού δημιουργεί ανησυχίες για την ασφάλεια, διότι εάν κάποιο στοιχείο του συστήματος αποτύχει και ο ατμός διαφεύγει, η υψηλή πίεση και η θερμοκρασία μπορεί να είναι θανατηφόρα. Η θερμοκρασία στην περιοχή του φούρνου αερίου του λέβητα είναι συνήθως μεταξύ 2.400 και 2.900 βαθμών Φαρενάιτ. Μερικά από αυτά είναι θερμαντικά σώματα, απορροφούν θερμότητα από ένα αέριο που μοιάζει με ρευστό, ενώ άλλα είναι ακτινοβόλα, απορροφώντας θερμότητα ακτινοβολίας