Vrste kotlova visokog tlaka

Kotao je posuda u kojoj se voda zagrijava pod pritiskom i isparava u paru za određenu svrhu. Postoji nekoliko različitih vrsta kotlova, grijanih ugljenom, krutim gorivom, uljem ili plinom. Kotlovi se vrlo razlikuju po veličini, od malih, prijenosnih ili u tvornici sklopljenih jedinica do velikih peći koje sagorijevaju 6 tona ugljena u minuti. Kotlovi rade pod pozitivnim tlakom i svi dijelovi moraju biti dovoljno čvrsti da podnose pritisak pare koju stvaraju. Većina visokotlačnih kotlova koristi se u komercijalne ili industrijske svrhe.

Kotlovi su također klasificirani prema tlačnom kapacitetu, tipu izvedbe i namjeni. Najveći dopušteni radni tlak, ili MAWP, je najviši iznos tlaka koji je posuda (kotao) dizajnirana da podnese. Ovaj se tlak mjeri u kilogramima po kvadratnom inču ili "psi", a manometar se izražava kao "psig". Nacionalna vatra Udruga za prevenciju i savezni standardi definiraju parni kotao tipa II kao onaj koji proizvodi paru visokog tlaka između 16 i 150 psig. Parni kotao tipa III proizvodi paru između 151 i 350 psig.

U ovoj vrsti kotla gorivo se sagorijeva unutar peći, stvarajući vrući plin koji zagrijava vodu koja cirkulira kroz njegove cijevi. Voda se pretvara u paru koja se podiže da bi se zahvatila u parnom bubnju, odakle se odvodi zasićena para. To ponovno ulazi u peć kroz pregrijač, gdje postaje još vruće. Kad je temperatura pregrijane pare iznad točke vrenja, ona postaje suhi plin pod pritiskom koji se koristi za pogon turbina. Većina izvedbi vodovodnih kotlova ima kapacitet od 4.500 do 120.000 kilograma na sat pare. Kotlovi s vodovodnom cijevi u termoelektranama nazivaju se i jedinice za proizvodnju pare.

Kotao Benson naziva se nadkritični generator pare i često se koristi za proizvodnju električne energije. Djeluje pri tako visokom tlaku, većem od 3200 psi, da se stvarno vrenje zaustavlja i nema odvajanja vode i pare. Nema mjehurića, jer je temperatura vode iznad kritičnog tlaka pri kojem mogu nastati mjehurići. Ova para djeluje u visokotlačnoj turbini, a zatim ulazi u kondenzator generatora. Izraz "kotao" ne bi se trebao upotrebljavati s ovim generatorom pare, jer se vrenje zapravo ne događa.

Ova vrsta kotla isparava vodu, a zatim zagrijava paru u pregrijaču, stvarajući paru na puno višoj temperaturi. To stvara višu temperaturu ispušnih plinova ako se ne koristi "ekonomizator". Ekonomizator zagrijava napojnu vodu koja prolazi kroz grijač zraka za izgaranje na putu ispuha vrućih dimnih plinova. Ova pregrijana para često povećava ukupnu učinkovitost stvaranja pare i njezino iskorištavanje s povećanjem ulazne temperature u turbine. Pregrijana para stvara sigurnosne probleme, jer ako bilo koja komponenta sustava otkaže i para iscuri, visoki tlak i temperatura mogu biti smrtonosni. Temperatura u području peći kotla na plin obično je između 2.400 i 2.900 stupnjeva Fahrenheita. Neki od njih su konvekcijski grijači koji apsorbiraju toplinu iz tekućeg plina, dok drugi zrače i apsorbiraju toplinu zračenja.