Vrste visokotlačnih kotlov

Kotel je posoda, v kateri se voda za določen namen segreje pod pritiskom in upari v paro. Obstaja več različnih vrst kotlov, ogrevanih s premogom, trdnim gorivom, oljem ali plinom. Kotli se zelo razlikujejo po velikosti, od majhnih, prenosnih ali v sestavi sestavljenih enot do velikih peči, ki na minuto porabijo 6 ton premoga. Kotli delujejo pod pozitivnim tlakom in vsi deli morajo biti dovolj močni, da prenesejo tlak pare, ki jo tvorijo. Večina visokotlačnih kotlov se uporablja v komercialne ali industrijske namene.

Kotli so razvrščeni tudi po tlačni zmogljivosti, tipu izvedbe in uporabi. Najvišji dovoljeni delovni tlak (MAWP) je najvišja količina tlaka, ki jo posoda (kotel) vzdrži. Ta tlak se izmeri v kilogramih na kvadratni palec ali "psi", manometer pa je izražen kot "psig". Državni ogenj Združenje za preprečevanje in zvezni standardi opredeljujejo parni kotel tipa II kot tisti, ki proizvaja visokotlačno paro med 16 in 150 psig. Parni kotel tipa III proizvaja paro med 151 in 350 psig.

Pri tej vrsti kotla gorivo gori v notranjosti peči in ustvarja vroč plin, ki ogreva vodo, ki kroži skozi njene cevi. Voda se pretvori v paro, ki se dvigne, da se zajame v parni boben, kjer se nasičena para odvaja. Ta znova vstopi v peč skozi pregrevalnik, kjer postane še bolj vroče. Ko je temperatura pregrete pare nad vreliščem, postane suh plin pod pritiskom, ki se uporablja za pogon turbin. Večina izvedb kotlov z vodno cevjo ima zmogljivost od 4.500 do 120.000 kilogramov na uro pare. Kotli z vodno cevjo v termoelektrarnah se imenujejo tudi enote za proizvodnjo pare.

Kotel Benson se imenuje nadkritični parni generator in se pogosto uporablja za proizvodnjo električne energije. Deluje pri tako visokem tlaku, več kot 3.200 psi, da se dejansko vrenje ustavi in ​​ni ločevanja vode in pare. Mehurčkov ni, ker je temperatura vode nad kritičnim tlakom, pri katerem lahko nastanejo mehurčki. Ta para deluje v visokotlačni turbini, nato pa vstopi v kondenzator generatorja. Izraza "kotel" pri tem parnem generatorju ne bi smeli uporabljati, saj v resnici ne pride do vrenja.

Ta vrsta kotla izhlapi vodo in nato segreje paro v pregrevalniku, pri čemer nastaja para pri veliko višji temperaturi. To ustvari višjo temperaturo izpušnih plinov, razen če se uporablja „ekonomizator“. Ekonomizator ogreva napajalno vodo, ki teče skozi grelnik zraka za zgorevanje na poti izpušnih plinov vročih dimnih plinov. Ta pregreta para pogosto poveča splošno učinkovitost parne proizvodnje in njeno izkoriščanje s povečanjem vhodne temperature v turbine. Pregreta para povzroča varnostne pomisleke, kajti če katera koli komponenta sistema odpove in para uhaja, sta lahko visok tlak in temperatura smrtna. Temperatura na območju kotlovske plinske peči je običajno med 2.400 in 2.900 stopinjami Fahrenheita. Nekateri so konvekcijski grelniki, ki absorbirajo toploto iz tekočine podobnega plina, drugi pa sevajo in absorbirajo toploto sevanja.