Tipuri de generatoare de abur

Apariția generator de aburi, sau cazan, a transformat viața de zi cu zi cu mult înainte ca inovațiile electronice să o facă și, probabil, a avut o mai mare impact general decât inovațiile mai recente, cum ar fi comerțul online, social media și wireless tehnologie. Este greu de apreciat acum cât de mult a fost un schimbător de jocuri pentru a putea ajunge dintr-un loc în altul fără puterea personală sau animală (de exemplu, trăsură trasă de cai).

Pe față, producția de abur intenționat pare o alegere ciudată. Privind lumea așa cum ar putea un copil mic, aburul pare să fie puțin mai mult decât o deșeuri apoase obligatorii produs al diferitelor procese care implică generarea de căldură, de la gătirea unei cutii de paste până la încălzirea coridoarelor unei clădire.

Cel mai bun mod de a vă lega mintea de valoarea aburului valorificat în mod corespunzător este să vă imaginați ce se întâmplă când ceva care are aburi care curg din el este brusc cu capac sau împiedicat din punct de vedere fizic să emită acel abur - de exemplu, prinderea strânsă a capacului pe o oală cu apă clocotită chiar și o secundă înainte eliberându-l.

Aburul este vapori de apă sau, mai general, forma gazoasă a moleculei. Apa este formată din atomi de hidrogen și oxigen și are o formulă moleculară de H₂O. La fel ca alte chestiuni cu un anumit Punct de fierbere, apa poate intra în faza gazoasă când atinge acea temperatură (pentru apă, 100 C sau grade Celsius (212 F, sau grade Fahrenheit) și primește un mic impuls energetic, astfel încât să-și poată depăși căldura de vaporizare, un fel de taxă pe care materia trebuie să o plătească de obicei pentru a se schimba între stări (solid, lichid sau gaz).

Astăzi, rolul cel mai vital răspândit al aburului este în generarea de energie electrică. Dar, la sfârșitul anilor 1600, s-a descoperit că era mai ușor să îndepărtați apa uzată din mine atunci când a fost condensată. În acest proces, s-a descoperit că procesul de condensare a apei creează un vid (presiune negativă în raport cu orice se află în afara zonei de activitate de condensare). Această constatare a fost integrată în cele din urmă în motoarele și generatoarele moderne de aburi.

Există diferite tipuri de centrale electrice cu abur, cu organizarea și alte detalii specifice fiecărei, în funcție de scopul final al energiei generate de abur. În fiecare caz, aburul nu este scopul, ci un mijloc către un scop producător de energie.

Mai degrabă decât să elibereze pur și simplu abur în aer liber, cu diferențele locale de presiune care sunt rapid eliminate din cauza o sursă de aer nelimitată, este prinsă într-un fel de spațiu și forța sa reîncărcată se dezlănțuie asupra alimentării umane echipament.

În centralele electrice, aburul este creat prin arderea combustibilului într-un mediu de înaltă presiune - adică un cazan. Acest lucru se observă în principal în centralele pe cărbune, deși la începutul secolului al XXI-lea acestea au fost supuse foc puternic atât pentru efectele lor poluante directe, cât și pentru contribuția lor la climatul antropic Schimbare. Aburul este utilizat și în centralele nucleare, precum și în centralele solare termice.

Deși compoziția și construcția cazanelor pot varia, componentele lor de bază sunt în mare parte aceleași și includ următoarele:

• Focar: Această cameră este locul în care are loc arderea și găzduiește arzătoarele și diferite dispozitive de reglare.
• Arzătoare: Acestea injectează un amestec de aer și combustibil (de obicei cărbune, păcură sau gaz natural) în sistemul de distribuție pentru a optimiza amestecul pentru combustie.
• Tobe: Acestea includ un tambur inferior de noroi pentru colectarea deșeurilor solide în cea mai mare parte și un tambur superior cu abur pentru colectarea aburului pentru plasarea în sistemul de distribuție.
• Economizator: Acest dispozitiv optimizează eficiența operațională prin preîncălzirea apei de alimentare la o anumită temperatură înainte de a putea intra în corpul sistemului de cazan.
• Sistem de distribuție a aburului: Această rețea de supape, tuburi și conexiuni este personalizată pentru nivelurile de presiune ale aburului transportat prin sistem. Aburul părăsește cazanul cu suficientă presiune pentru a alimenta orice proces este în aval (de exemplu, generarea de electricitate printr-o turbină).
• Sistem de alimentare cu apă: Acest element critic al unui cazan asigură faptul că cantitatea de apă care intră în sistem echilibrează cea care iese din sistem. Acest lucru trebuie calculat în greutate, nu în volum, deoarece o parte din apă este abur și altele este lichidă.

Firetube. Acestea sunt cele mai des utilizate în procesele care necesită între 15 și 2.200 de cai putere (1 CP = 746 wați sau W). Acest tip de cazan este cilindric, flacăra în cavitatea cuptorului în sine și gazele de ardere în sine păstrate în interiorul unei serii de tuburi. Acestea vin în două modele de bază: spate uscat și spate umed.

Watertube. În acest aranjament, tuburile conțin abur, apă sau ambele, în timp ce produsele de ardere trec prin exteriorul tuburilor. Acestea au adesea mai multe seturi de tamburi și, deoarece folosesc relativ puțină apă, aceste cazane oferă capacități de aburire neobișnuit de rapide.

Comercial. Acestea prezintă, de obicei, combinații de tuburi de apă, tub de foc și modele cu rezistență electrică. Sunt populare în clădirile mari care necesită o temperatură în mare parte constantă, cum ar fi școlile și bibliotecile, birourile și clădiri guvernamentale, aeroporturi, complexe de apartamente, spitale și alte laboratoare de cercetare etc. pe.

Condensatoare. Cazanele cu condensare pot atinge niveluri de eficiență termică de până la 98 la sută, comparativ cu 70 până la 80 la sută realizabile utilizând modele standard de cazane. Nivelurile de eficiență tipice ating aproximativ 90% atunci când temperatura apei de retur este de 110 F sau mai mică și crește odată cu scăderea temperaturii de retur a apei.

Tub de apă flexibil (flextube). Această construcție este deosebit de rezistentă la "șocul de căldură", făcându-l o opțiune naturală pentru încălzire. Cazanele flexibile cu tuburi de apă vin într-o gamă largă de intrări de combustibil și sunt potrivite pentru aplicații cu presiune scăzută folosind fie abur, fie apă caldă. (Nu toate "cazanele" fierb de fapt apă!) Acestea sunt, de asemenea, destul de ușor de întreținut, cu acces ușor la părțile lor de lucru din exterior.

Electric. Aceste cazane au un impact redus faimos: curate, silențioase, ușor de instalat și mici în raport cu utilitatea lor. Deoarece nimic nu este de fapt ars (adică nu există nici o flacără de care să vă faceți griji), cazanele electrice sunt minunat de simple. Nu există combustibili sau echipamente de manipulare a combustibilului în amestec și, prin urmare, nu există evacuare și nu este nevoie de conducte și orificii asociate. În plus, acestea au elemente de încălzire ușor de înlocuit.

Generator de abur de recuperare a căldurii (HRSG). Acesta este un „schimbător de căldură” inovator de recuperare a energiei, care recuperează căldura dintr-un curent de gaz fierbinte care trece. Acestea creează abur care poate fi utilizat pentru a conduce un anumit proces sau folosit pentru a conduce o turbină cu abur pentru a alimenta generarea de energie electrică folosind un electromagnet. HRSG-urile sunt construite pe o bază de trei componente primare - un evaporator, un supraîncălzitor și un economizor.

Centralele nucleare utilizează energie nu din arderea combustibilului, ci prin separarea mecanică a celor mai mici componente ale acestuia. Acesta este un mod foarte ușor de a descrie Fisiune nucleara, în care atomii (în acest caz, cei care aparțin elementului uraniu) sunt rupți în atomi mai mici, eliberând cantități enorme de energie.

Energia eliberată prin fisiune este capturată și utilizată pentru încălzirea și fierberea apei, iar aburul rezultat este utilizat pentru alimentarea unei turbine în scopul generării de electricitate.