Typy parných generátorov

Príchod parný generátoralebo kotol, transformovali každodenný život dávno predtým, ako sa to podarilo elektronickým inováciám, a pravdepodobne mali aj väčšiu celkový vplyv ako novšie inovácie, ako napríklad online obchod, sociálne médiá a bezdrôtové siete technológie. Teraz je ťažké oceniť, ako veľmi sa zmenila hra, aby sa dokázala dostať z miesta na miesto bez osobnej alebo zvieracej sily (napr. Konský povoz).

Na prvý pohľad vyzerá výroba pary ako čudná voľba. Pri pohľade na svet, ako by malé dieťa mohlo vyzerať, sa para zdá byť iba niečo viac ako povinný vodný odpad produkt rôznych procesov zahŕňajúcich generovanie tepla, od varenia krabičky cestovín až po zahriatie chodieb a budova.

Najlepší spôsob, ako spojiť svoju myseľ s hodnotou správne použitej pary, je predstaviť si, čo sa stane, keď sa náhle stane niečo, z čoho sa valí para. uzavretý alebo inak fyzicky zabránený v uvoľňovaní tejto pary - napríklad pevné utiahnutie viečka na hrnci s vriacou vodou čo i len na sekundu jeho uvoľnenie.

Para je vodná para alebo všeobecnejšie plynná forma molekuly. Voda pozostáva z atómov vodíka a kyslíka a má molekulárny vzorec H₂O. Ako iná záležitosť s konkrétnym bod varu, voda je schopná vstúpiť do plynnej fázy, keď dosiahne túto teplotu (pre vodu 100 C alebo stupne Celzia (212 F alebo stupne Fahrenheita)). a dostane malý energetický tlak, aby mohol prekonať svoje odparovacie teplo, čo je druh mýta, ktoré musí obvykle platiť za zmenu medzi stavmi (tuhý, kvapalný alebo plynný).

V súčasnosti je najdôležitejšou rozšírenou úlohou pary výroba elektrickej energie. Koncom 16. storočia sa však zistilo, že je jednoduchšie odvádzať odpadovú vodu z baní, keď bola skondenzovaná. V tomto procese sa zistilo, že proces kondenzácie vody vytvára vákuum (podtlak vo vzťahu k čomukoľvek, čo leží mimo oblasti kondenzačnej činnosti). Toto zistenie bolo nakoniec integrované do moderných parných strojov a generátorov.

Existujú rôzne typy parných elektrární, ktorých organizácia a ďalšie špecifické podrobnosti závisia od konečného účelu výroby energie z pary. V obidvoch prípadoch para nie je cieľom, ale prostriedkom na dosiahnutie cieľa, ktorým je produkcia energie.

Namiesto jednoduchého uvoľňovania pary pod holým nebom, s miestnymi rozdielmi tlaku, ktoré sú v dôsledku toho rýchlo vyžehlené neobmedzený prísun vzduchu, je uväznený v akomsi vesmíre a jeho zadržaná sila sa uvoľňuje pri zásobovaní ľuďmi vybavenie.

V elektrárňach vzniká para spaľovaním paliva vo vysokotlakom prostredí - teda v kotle. Je to vidieť hlavne v elektrárňach spaľujúcich uhlie, hoci na začiatku 21. storočia tieto spadali pod ťažký oheň pre ich priame znečisťujúce účinky aj pre ich príspevok k antropogénnemu podnebiu zmeniť. Para sa tiež používa v jadrových elektrárňach, ako aj v solárnych tepelných elektrárňach.

Aj keď sa zloženie a konštrukcia kotlov môže líšiť, ich základné súčasti sú do značnej miery rovnaké a zahŕňajú nasledujúce:

• Ohnisko: V tejto komore dochádza k spaľovaniu a sú v nej umiestnené horáky a rôzne regulačné zariadenia.
• Horáky: Tieto vstrekujú do distribučného systému zmes vzduchu a paliva (zvyčajne uhlie, vykurovací olej alebo zemný plyn), aby sa optimalizovala zmes na spaľovanie.
• Bubny: Patrí medzi ne spodný bahenný bubon na zber väčšinou tuhého odpadu a horný parný bubon na zber pary na umiestnenie do distribučného systému.
• Ekonomizér: Toto zariadenie optimalizuje prevádzkovú účinnosť predhrievaním napájacej vody na danú teplotu predtým, ako vstúpi do telesa kotlového systému.
• Systém distribúcie pary: Táto sieť ventilov, rúrok a pripojení je prispôsobená pre úrovne tlaku pary prenášanej cez systém. Para opúšťa kotol s dostatočným tlakom na to, aby poháňala akýkoľvek nasledujúci proces (napr. Výroba elektriny pomocou turbíny).
• Napájací systém: Tento kritický prvok kotla zaisťuje, že množstvo vody vstupujúce do systému je vyvážené s tým, čo zo systému vychádza. Toto sa musí počítať na váhu, nie na objem, pretože časť vody je para a časť kvapaliny.

Firetube. Najčastejšie sa používajú v procesoch, ktoré potrebujú výkon od 15 do 2 200 koní (1 hp = 746 wattov alebo W). Tento typ kotla je valcovitý, pričom plameň je v samotnej dutine pece a samotné spaľovacie plyny sú udržiavané vo vnútri série rúrok. Prichádzajú v dvoch základných prevedeniach: suchý chrbát a mokrý chrbát.

Vodná trubica. V tomto usporiadaní obsahujú rúry paru, vodu alebo oboje, zatiaľ čo produkty spaľovania prechádzajú okolo vonkajšej strany rúrok. Často majú viac sád bubnov a pretože používajú relatívne málo vody, ponúkajú tieto kotly neobvykle rýchle možnosti naparovania.

Obchodné. Zvyčajne sa vyznačujú kombináciami vzorov vodnej trubice, firetube a elektrického odporu. Sú populárne vo veľkých budovách vyžadujúcich väčšinou stálu teplotu, ako sú školy a knižnice, kancelárie a vládne budovy, letiská, bytové komplexy, vysoké školy a ďalšie výskumné laboratóriá, nemocnice atď na.

Kondenzačné. Kondenzačné kotly môžu dosiahnuť úroveň tepelnej účinnosti až 98 percent, v porovnaní so 70 až 80 percentami dosiahnuteľnými pri štandardnom prevedení kotla. Typické úrovne účinnosti dosahujú okolo 90 percent, keď je teplota vratnej vody 110 F alebo nižšia, a potom stúpajú so znižujúcou sa teplotou vratnej vody.

Flexibilná vodná trubica (flextube). Táto konštrukcia je obzvlášť odolná proti „tepelným šokom“, čo z nej robí prirodzenú alternatívu pre použitie pri vykurovaní. Flexibilné vodorúrkové kotly sa dodávajú v širokej škále palivových vstupov a sú vhodné pre nízkotlakové aplikácie využívajúce buď paru alebo horúcu vodu. (Nie všetky „kotly“ skutočne varia vodu!) Tieto sú tiež celkom ľahko udržiavateľné a majú ľahký prístup k svojim pracovným častiam zvonku.

Elektrické. Tieto kotly majú vynikajúci nízky vplyv: čisté, tiché, ľahko sa inštalujú a sú malé vzhľadom na svoju použiteľnosť. Pretože v skutočnosti nič nie je spálené (to znamená, že sa nemusíte obávať plameňa), elektrické kotly sú úžasne jednoduché. V zmesi nie sú žiadne palivá ani zariadenia na manipuláciu s palivom, a teda ani výfukové plyny, ani potreba súvisiacich potrubí a portov. Okrem toho majú vykurovacie telesá, ktoré sa dajú ľahko vymeniť.

Parný generátor s rekuperáciou tepla (HRSG). Jedná sa o inovatívny „tepelný výmenník“ s rekuperáciou energie, ktorý rekuperuje teplo z prúdu horúceho plynu prechádzajúceho okolo. Tieto vytvárajú paru, ktorá sa môže použiť na pohon konkrétneho procesu alebo na pohon parnej turbíny na výrobu elektriny pomocou elektromagnetu. HRSG sú postavené na základe troch základných komponentov - výparníka, prehrievača a ekonomizéra.

Jadrové elektrárne využívajú energiu nie zo spaľovania paliva, ale na mechanické oddeľovanie svojich najmenších zložiek. To je veľmi mierny spôsob popisu jadrové štiepenie, v ktorých sú atómy (v tomto prípade atómy patriace k prvku urán) rozdelené na menšie atómy, čím sa uvoľní obrovské množstvo energie.

Energia uvoľnená štiepením je zachytená a použitá na ohrev a varenie vody a výsledná para sa používa na pohon turbíny na účely výroby elektriny.