Rodzaje generatorów pary

Pojawienie się generator pary, lub bojler, przekształciło codzienne życie na długo przed tym, jak zrobiły to innowacje elektroniczne i prawdopodobnie miało większe ogólny wpływ niż nowsze innowacje, takie jak handel online, media społecznościowe i łączność bezprzewodowa technologia. Trudno teraz docenić, jak bardzo zmieniała grę możliwość przemieszczania się z miejsca na miejsce bez mocy osobistej lub zwierzęcej (np. zaprzęgu konnego).

Na pierwszy rzut oka celowa produkcja pary wygląda na dziwny wybór. Patrząc na świat jak małe dziecko, para wydaje się być czymś więcej niż obowiązkowym wodnistym marnotrawstwem produkt różnych procesów związanych z wytwarzaniem ciepła, od gotowania pudełka makaronu po ocieplenie korytarzy budynek.

Najlepszym sposobem, aby powiązać swój umysł z wartością właściwie ujarzmionej pary, jest wyobrażenie sobie, co się dzieje, gdy coś, z czego wydobywa się para, nagle zamknięte lub w inny sposób fizycznie zabezpieczone przed wydzielaniem tej pary – na przykład szczelne zaciśnięcie pokrywki na garnku z wrzącą wodą nawet na sekundę wcześniej uwolnienie go.

Para wodna to para wodna, lub bardziej ogólnie, gazowa forma cząsteczki. Woda składa się z atomów wodoru i tlenu i ma wzór cząsteczkowy H₂O. Jak inna sprawa z konkretnym temperatura wrzenia, woda może wejść w fazę gazową, gdy osiągnie tę temperaturę (dla wody 100 C lub stopnie Celsjusza (212 F lub stopnie Fahrenheita) i otrzymuje niewielki impuls energetyczny, aby mógł przezwyciężyć ciepło parowania, rodzaj opłaty, którą zwykle musi zapłacić materia, aby zmienić stany (stały, ciekły lub gazowy).

Obecnie najważniejszą powszechną rolą pary jest wytwarzanie energii elektrycznej. Ale pod koniec XVII wieku odkryto, że łatwiej jest usuwać ścieki z kopalń, gdy były skondensowane. W trakcie tego odkryto, że proces kondensacji wody wytwarza próżnię (podciśnienie w stosunku do tego, co znajduje się poza obszarem działania kondensacji). To odkrycie zostało ostatecznie włączone do nowoczesnych silników parowych i generatorów.

Istnieją różne typy elektrowni parowych, których organizacja i inne specyficzne szczegóły zależą od ostatecznego celu energii generowanej przez parę. W każdym przypadku para nie jest celem, ale środkiem do celu, który daje moc.

Zamiast po prostu wypuszczać parę na otwarte powietrze, a wszelkie lokalne różnice ciśnień są szybko niwelowane dzięki: nieograniczony dopływ powietrza, jest uwięziony w jakiejś przestrzeni, a jego stłumiona siła uwalnia się na zaopatrzenie człowieka ekwipunek.

W elektrowniach para powstaje w wyniku spalania paliwa w środowisku wysokiego ciśnienia – czyli w kotle. Widać to głównie w elektrowniach opalanych węglem, chociaż na początku XXI wieku uległy one ciężki pożar, zarówno ze względu na ich bezpośrednie skutki zanieczyszczające, jak i ich wkład w klimat antropogeniczny zmiana. Para wykorzystywana jest również w elektrowniach jądrowych oraz słonecznych elektrowniach cieplnych.

Chociaż skład i konstrukcja kotłów mogą się różnić, ich podstawowe elementy są w dużej mierze takie same i obejmują:

• Palenisko: W tej komorze odbywa się spalanie i mieszczą się w niej palniki oraz różne urządzenia regulacyjne.
• Palniki: Wstrzykują one mieszaninę powietrza i paliwa (zwykle węgla, oleju opałowego lub gazu ziemnego) do systemu dystrybucji, aby zoptymalizować mieszankę do spalania.
• Bębny: Obejmują one dolny bęben błotny do zbierania głównie odpadów stałych i górny bęben parowy do zbierania pary w celu wprowadzenia do systemu dystrybucji.
• Podgrzewacz: Urządzenie to optymalizuje wydajność operacyjną poprzez wstępne podgrzanie wody zasilającej do określonej temperatury, zanim będzie ona mogła dostać się do korpusu instalacji kotłowej.
• System dystrybucji pary: Ta sieć zaworów, rurek i połączeń jest dostosowana do poziomów ciśnienia pary przepływającej przez system. Para opuszcza kocioł pod ciśnieniem wystarczającym do zasilania dowolnego procesu (np. wytwarzanie energii elektrycznej przez turbinę).
• System wody zasilającej: Ten krytyczny element kotła zapewnia, że ​​ilość wody wpływającej do systemu równoważy ilość wody opuszczającej system. Należy to obliczyć wagowo, a nie objętościowo, ponieważ część wody jest parą, a część jest płynna.

Firetube. Są one najczęściej używane w procesach, które wymagają od 15 do 2200 koni mechanicznych (1 KM = 746 watów lub W). Kocioł tego typu jest cylindryczny, a sam płomień w komorze paleniska, a same spaliny są utrzymywane wewnątrz szeregu rur. Są one dostępne w dwóch podstawowych wersjach: suchy tył i mokry tył.

Rura wodna. W tym układzie rurki zawierają parę, wodę lub oba te elementy, podczas gdy produkty spalania przechodzą na zewnątrz rur. Często mają one wiele zestawów bębnów, a ponieważ zużywają stosunkowo mało wody, kotły te oferują niezwykle szybkie możliwości gotowania na parze.

Reklama w telewizji. Są to zwykle kombinacje konstrukcji rur wodnych, płomienicowych i elektrycznych. Są popularne w dużych budynkach wymagających w większości stałej temperatury, takich jak szkoły i biblioteki, biura i budynki rządowe, lotniska, kompleksy mieszkalne, uczelnie i inne laboratoria badawcze, szpitale itp na.

Kondensacja. Kotły kondensacyjne mogą osiągnąć poziom sprawności cieplnej do 98 procent, w porównaniu do 70 do 80 procent osiągalnych przy użyciu standardowych konstrukcji kotłów. Typowe poziomy sprawności osiągają około 90 procent, gdy temperatura wody powrotnej wynosi 110 F lub mniej, a następnie wzrastają wraz ze spadkiem temperatury wody powrotnej.

Elastyczna rura wodna (flextube). Konstrukcja ta jest szczególnie odporna na „szok cieplny”, co czyni ją naturalną opcją do zastosowań grzewczych. Elastyczne kotły wodnorurowe są dostępne w szerokim zakresie wsadów paliwowych i dobrze nadają się do zastosowań niskociśnieniowych wykorzystujących parę lub gorącą wodę. (Nie wszystkie „bojlery” faktycznie gotują wodę!) Są również dość łatwe w utrzymaniu, z łatwym dostępem do ich części roboczych z zewnątrz.

Elektryczny. Kotły te są znane z niewielkich obciążeń: czyste, ciche, łatwe w montażu i niewielkie w stosunku do ich użyteczności. Ponieważ tak naprawdę nic się nie pali (czyli nie ma o co się martwić), kotły elektryczne są cudownie proste. W mieszance nie ma paliw ani urządzeń do obsługi paliwa, a zatem nie ma spalin i nie ma potrzeby związanych z nimi rur i portów. Ponadto posiadają elementy grzejne, które są łatwe do wymiany.

Generator pary z odzyskiem ciepła (HRSG). Jest to innowacyjny „wymiennik ciepła” z odzyskiem energii, który odzyskuje ciepło z przepływającego strumienia gorącego gazu. Tworzą one parę, którą można wykorzystać do napędzania określonego procesu lub do napędzania turbiny parowej do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą elektromagnesu. HRSG zbudowane są na fundamencie trzech podstawowych elementów – parownika, przegrzewacza i ekonomizera.

Elektrownie jądrowe wykorzystują energię nie ze spalania paliwa, ale z mechanicznego oddzielenia jego najmniejszych elementów. To bardzo łagodny sposób opisu rozszczepienia jądrowego, w którym atomy (w tym przypadku należące do pierwiastka uranu) są rozbijane na mniejsze atomy, uwalniając ogromne ilości energii.

Energia uwalniana przez rozszczepienie jest wychwytywana i wykorzystywana do podgrzewania i gotowania wody, a powstała para jest wykorzystywana do napędzania turbiny w celu wytwarzania energii elektrycznej.