Типы парогенераторов

Появление парогенератор, или же котелизменили повседневную жизнь задолго до появления электронных инноваций и, возможно, общее влияние, чем более поздние инновации, такие как онлайн-торговля, социальные сети и беспроводная связь технология. Сейчас трудно оценить, насколько кардинально меняет правила игры, когда можно перемещаться с места на место, не имея ни личного, ни животного (например, конного экипажа) энергии.

На первый взгляд, целенаправленное производство пара выглядит странным выбором. Глядя на мир с точки зрения маленького ребенка, пар кажется не более чем обязательным водянистым отходом. продукт различных процессов, связанных с выделением тепла, от приготовления коробки с макаронами до обогрева коридоров строительство.

Лучший способ понять, насколько важен правильно собранный пар, - это представить себе, что происходит, когда что-то, из которого вырывается пар, внезапно выходит из строя. закрыты крышкой или иным образом физически не могут испускать этот пар - например, плотно закрыв крышкой кастрюлю с кипящей водой хотя бы на секунду перед выпуская его.

Пар представляет собой водяной пар или, в более общем смысле, газообразную форму молекулы. Вода состоит из атомов водорода и кислорода и имеет молекулярную формулу H.₂О. Как и другие дела с конкретным точка кипения, вода может переходить в газовую фазу, когда достигает этой температуры (для воды, 100 C или градусов Цельсия (212 F, или градусов Фаренгейта) а также получает крошечный толчок энергии, поэтому он может преодолеть свою теплоту испарения, своего рода плату, которую материя обычно должна платить, чтобы переходить из одного состояния в другое (твердое, жидкое или газообразное).

Сегодня наиболее важная роль пара - это производство электроэнергии. Но еще в конце 1600-х годов было обнаружено, что легче удалять сточные воды из шахт, когда они конденсируются. В процессе было обнаружено, что процесс конденсации воды создает вакуум (отрицательное давление по отношению к тому, что находится за пределами области конденсационной активности). Это открытие было в конечном итоге интегрировано в современные паровые двигатели и генераторы.

Существуют различные типы паровых электростанций, организация и другие особенности каждой из которых зависят от конечного назначения парогенератора. В любом случае пар - это не цель, а средство для достижения цели, связанной с выработкой энергии.

Вместо того, чтобы просто выпускать пар на открытый воздух, любые локальные перепады давления быстро устраняются благодаря неограниченный приток воздуха, он заперт в каком-то пространстве, и его сдерживаемая сила высвобождается на человеческих ресурсах. оборудование.

На электростанциях пар создается за счет сжигания топлива в среде с высоким давлением - то есть в котле. Это наблюдается в основном на угольных электростанциях, хотя к началу 21 века они перестали работать. сильный пожар как из-за их прямого воздействия на окружающую среду, так и из-за их вклада в антропогенный климат менять. Пар также используется на атомных электростанциях, а также на солнечных тепловых электростанциях.

Хотя состав и конструкция котлов могут различаться, их основные компоненты в основном одинаковы и включают в себя следующее:

• Топка: В этой камере происходит горение, в ней находятся горелки и различные регулирующие устройства.
• Горелки: Они впрыскивают смесь воздуха и топлива (обычно угля, мазута или природного газа) в систему распределения, чтобы оптимизировать смесь для сгорания.
• Барабаны: К ним относятся нижний барабан для бурового раствора для сбора в основном твердых отходов и верхний паровой барабан для сбора пара для подачи в распределительную систему.
• Экономайзер: Это устройство оптимизирует эффективность работы за счет предварительного нагрева питательной воды до заданной температуры, прежде чем она попадет в корпус котельной системы.
• Система распределения пара: Эта сеть клапанов, трубок и соединений адаптирована к уровням давления пара, проходящего через систему. Пар выходит из котла с давлением, достаточным для питания любого процесса ниже по потоку (например, выработки электроэнергии с помощью турбины).
• Система питательной воды: Этот критически важный элемент котла гарантирует, что количество воды, поступающей в систему, уравновешивает количество воды, покидающей систему. Это должно быть рассчитано по весу, а не по объему, поскольку часть воды является паром, а часть - жидкостью.

Firetube. Чаще всего они используются в процессах, требующих от 15 до 2200 лошадиных сил (1 л.с. = 746 Вт, или Вт). Этот тип котла является цилиндрическим, с пламенем в самой полости топки, а сами дымовые газы удерживаются внутри ряда труб. Они бывают двух основных типов: сухая и мокрая.

Водяная трубка. При таком расположении трубы содержат пар, воду или и то, и другое, в то время как продукты сгорания проходят по внешней стороне труб. У них часто есть несколько наборов барабанов, и, поскольку они потребляют относительно мало воды, эти бойлеры предлагают необычайно быстрое приготовление на пару.

Коммерческий. Обычно они представляют собой комбинации водяной и пожарной трубок, а также конструкции с электрическим сопротивлением. Они популярны в больших зданиях, где требуется постоянная температура, таких как школы, библиотеки, офисы. и правительственные здания, аэропорты, жилые комплексы, колледжи и другие исследовательские лаборатории, больницы и т. д. на.

Конденсация. Конденсационные котлы могут достигать уровня теплового КПД до 98 процентов по сравнению с 70-80 процентами, достижимыми при использовании котлов стандартной конструкции. Типичные уровни эффективности достигают около 90 процентов, когда температура возвратной воды составляет 110 F или ниже, и впоследствии повышаются с понижением температуры обратной воды.

Гибкая водяная трубка (flextube). Эта конструкция особенно устойчива к «тепловому удару», что делает ее естественным вариантом для обогрева. Котлы с гибкими водотрубными трубами имеют широкий диапазон источников топлива и хорошо подходят для систем с низким давлением, использующих пар или горячую воду. (Не все «котлы» на самом деле кипятят воду!) Они также довольно просты в обслуживании, с легким доступом к их рабочим частям снаружи.

Электрический. Эти котлы отличаются малой ударопрочностью: чистые, бесшумные, простые в установке и небольшие по сравнению с их полезностью. Поскольку на самом деле ничего не горит (то есть не о чем беспокоиться), электрические котлы на удивление просты. В смеси нет топлива или оборудования для обработки топлива, и, следовательно, нет выхлопных газов и нет необходимости в связанных трубах и портах. Кроме того, в них есть нагревательные элементы, которые легко заменить.

Парогенератор-утилизатор (HRSG). Это инновационный «теплообменник» с рекуперацией энергии, который утилизирует тепло от проходящего мимо потока горячего газа. Они создают пар, который можно использовать для управления конкретным процессом или для привода паровой турбины для выработки электроэнергии с помощью электромагнита. Котлы-утилизаторы построены на основе трех основных компонентов - испарителя, пароперегревателя и экономайзера.

Атомные электростанции используют энергию не от сгорания топлива, а путем механического разделения его мельчайших компонентов. Это очень мягкий способ описания ядерное деление, в котором атомы (в данном случае принадлежащие элементу уран) разбиты на более мелкие атомы, высвобождая огромное количество энергии.

Энергия, выделяемая при делении, улавливается и используется для нагрева и кипячения воды, а полученный пар используется для питания турбины с целью выработки электроэнергии.