Iš advento garo generatoriusarba katilas, pakeitė kasdienį gyvenimą dar prieš tai, kai tai padarė elektroninės naujovės, ir, be abejo, turėjo daugiau bendro poveikio nei naujesnės naujovės, tokios kaip internetinė komercija, socialinė žiniasklaida ir belaidis ryšys technologija. Dabar sunku įvertinti, kiek tai buvo žaidimų keitiklio, kad galėtum patekti iš vienos vietos į kitą be asmeninės ar gyvūninės (pvz., Arklių traukiamos karietos) galios.
Iš veido tyčinė garo gamyba atrodo keistas pasirinkimas. Žvelgiant į pasaulį, kaip gali atrodyti mažas vaikas, garai, atrodo, yra tik daugiau nei privalomos vandeningos atliekos įvairių procesų, susijusių su šilumos gamyba, produktas - nuo makaronų dėžutės virimo iki a pastatas.
Geriausias būdas susieti savo mintis su tinkamai panaudoto garo verte yra įsivaizduoti, kas nutinka, kai staiga pasitaiko kažkas, iš kurio teka garai. uždaryti ar kitaip fiziškai neleidžiama skleisti tų garų - pavyzdžiui, prieš sekundę sandariai užverždami dangtį ant puodo su verdančiu vandeniu, jį išleidęs.
Garo galios pagrindai ir kilmė
Garas yra vandens garai arba apskritai dujinė molekulės forma. Vanduo susideda iš vandenilio ir deguonies atomų ir jo molekulinė formulė yra H2O. Kaip ir kitas dalykas su tam tikru virimo taškas, vanduo gali patekti į dujinę fazę, kai pasiekia tą temperatūrą (vandeniui 100 C arba Celsijaus laipsnių (212 F arba Fahrenheito laipsnių)) ir gauna mažą energijos impulsą, kad galėtų įveikti garavimo šilumą - tam tikrą rinkliavą, kurią paprastai reikia mokėti, kad pasikeistų būsenos (kietos, skystos ar dujinės).
Šiandien gyvybiškai svarbiausias garo vaidmuo tenka elektros energijos gamybai. Tačiau dar 1600-ųjų pabaigoje buvo nustatyta, kad kondensavus lengviau iš kasyklų pašalinti nuotekas. Proceso metu buvo atrasta, kad vandens kondensacijos procesas sukuria vakuumą (neigiamas slėgis, palyginti su tuo, kas yra už kondensacijos veiklos srities). Ši išvada galiausiai buvo integruota į šiuolaikinius garo variklius ir generatorius.
Ką generuoja garo jėgainės?
Yra įvairių tipų garo jėgainių, kurių kiekvienos organizacija ir kitos specifinės detalės priklauso nuo garo generuojamos galios galutinio tikslo. Kiekvienu atveju garas nėra tikslas, o priemonė elektros energijos gamybai pasiekti.
Užuot paprasčiausiai išleidus garą į lauką, dėl bet kokių slėgio vietinių skirtumų greitai pašalinami neribotas oro tiekimas, jis yra įstrigęs kažkokioje erdvėje, o jo pritvirtinta jėga atsiskleidžia nuo žmogaus tiekiamo oro įranga.
Jėgainėse garai susidaro deginant degalus aukšto slėgio aplinkoje, tai yra katile. Tai pastebima daugiausia anglimi kūrenamose jėgainėse, nors XXI amžiaus pradžioje jos pateko smarkios ugnies tiek dėl tiesioginio teršiančio poveikio, tiek dėl indėlio į antropogeninį klimatą pakeisti. Garas taip pat naudojamas atominėse elektrinėse, taip pat saulės šiluminėse elektrinėse.
Garo elektrinės komponentai
Nors katilų sudėtis ir konstrukcija gali skirtis, jų pagrindiniai komponentai iš esmės yra vienodi ir apima:
- Krosnis: Ši kamera yra degimo vieta, kurioje yra degikliai ir įvairūs reguliavimo įtaisai.
- Degikliai: Jie į paskirstymo sistemą įpurškia oro ir kuro (paprastai akmens anglių, mazuto ar gamtinių dujų) mišinio, kad mišinys būtų optimalus degimui.
- Būgnai: Tai apatinis purvo būgnas, skirtas surinkti daugiausia kietąsias atliekas, ir viršutinis garo būgnas, skirtas surinkti garus, kad jie būtų dedami į paskirstymo sistemą.
- Ekonomizatorius: Šis prietaisas optimizuoja eksploatacinį efektyvumą pašildant pašarinį vandenį iki tam tikros temperatūros, kol jis patenka į katilo sistemos kūną.
- Garų paskirstymo sistema: Šis vožtuvų, vamzdžių ir jungčių tinklas pritaikytas garų, perduodamų per sistemą, slėgio lygiams. Garas palieka katilą su pakankamu slėgiu, kad būtų galima tiekti bet kokį procesą pasroviui (pvz., Elektros gamyba per turbiną).
- Tiekiamo vandens sistema: Šis kritinis katilo elementas užtikrina, kad į sistemą patenkantis vandens kiekis subalansuotų išeinant iš sistemos. Tai turi būti apskaičiuojama pagal svorį, o ne tūrį, nes dalis vandens yra garai, o kita - skysta.
Garų generatorių tipai
„Firetube“. Jie dažniausiai naudojami procesuose, kuriems reikia nuo 15 iki 2200 arklio galių (1 AG = 746 vatai arba W). Šio tipo katilai yra cilindriniai, o liepsna yra pačioje krosnies ertmėje, o pačios degimo dujos laikomos vamzdžių serijoje. Jie yra dviejų pagrindinių dizainų: sausos ir šlapios nugaros.
Vandens vamzdis. Tokiu būdu vamzdžiuose yra garų, vandens arba abiejų, o degimo produktai praeina aplink vamzdžių išorę. Jie dažnai turi kelis būgnų komplektus, ir kadangi jie naudoja palyginti mažai vandens, šie katilai pasižymi neįprastai greitomis garavimo galimybėmis.
Komercinis. Paprastai juose yra vandens vamzdžio, ugnies vamzdžio ir atsparumo elektrai deriniai. Jie yra populiarūs dideliuose pastatuose, kur reikalinga daugiausia pastovi temperatūra, pavyzdžiui, mokyklose ir bibliotekose, biure ir vyriausybiniai pastatai, oro uostai, apartamentų kompleksai, kolegijų ir kitų tyrimų laboratorijos ligoninės ir kt ant.
Kondensuojantis. Kondensaciniai katilai gali pasiekti 98 proc. Šiluminio efektyvumo lygį, palyginti su 70–80 proc. Įprasti efektyvumo lygiai pasiekia apie 90 proc., Kai grįžtamo vandens temperatūra yra 110 F arba žemesnė, o vėliau pakyla mažėjant vandens grįžtamojo vandens temperatūrai.
Lankstus vandens vamzdis (flextube). Ši konstrukcija yra ypač atspari „šilumos smūgiui“, todėl tai yra natūrali šildymo galimybė. Lankstus vandens vamzdžių katilus galima naudoti įvairiuose kuro šaltiniuose ir jie puikiai tinka naudoti žemo slėgio sistemose, naudojant garą arba karštą vandenį. (Ne visi „katilai“ iš tikrųjų verda vandenį!) Juos taip pat yra gana lengva prižiūrėti, iš išorės lengvai pasiekiant jų darbines dalis.
Elektrinis. Šie katilai pasižymi mažu smūgiu: švarūs, tylūs, lengvai montuojami ir nedideli, atsižvelgiant į jų naudingumą. Kadangi iš tikrųjų nieko nesudegina (t. Y. Nėra liepsnos, dėl kurios reikėtų jaudintis), elektriniai katilai yra nuostabiai paprasti. Mišinyje nėra kuro ar kuro tvarkymo įrangos, taigi nėra išmetamųjų dujų ir nereikia jokių susijusių vamzdžių ir angų. Be to, jie turi kaitinimo elementus, kuriuos lengva pakeisti.
Šilumos regeneravimo garų generatorius (HRSG). Tai novatoriškas energijos atgavimo „šilumokaitis“, kuris atgauna šilumą iš praeinančių karštų dujų srauto. Jie sukuria garą, kurį galima naudoti tam tikram procesui valdyti, arba garo turbiną varyti elektros energiją naudojant elektromagnetą. HRSG yra pastatyti ant trijų pagrindinių komponentų - garintuvo, perkaitintuvo ir ekonomaizerio - pagrindo.
Garas kaip branduolinio reaktoriaus kuras
Atominėse elektrinėse energija naudojama ne deginant kurą, o mechaniškai atskiriant mažiausius jo komponentus. Tai labai švelnus apibūdinimo būdas branduolio dalijimasis, kuriame atomai (šiuo atveju tie, kurie priklauso urano elementui) suskaidomi į mažesnius atomus, išskiriant milžiniškus energijos kiekius.
Skilimo metu išsiskirianti energija surenkama ir naudojama vandeniui kaitinti bei virti, o susidaręs garas naudojamas turbinos varikliui elektros energijos gamybai.