Typer av högtryckspannor

En panna är ett kärl där vatten värms upp under tryck och förångas till ånga för ett specifikt syfte. Det finns flera olika typer av pannor som värms upp av kol, fast bränsle, olja eller gas. Pannor varierar mycket i storlek från små, bärbara eller butiksmonterade enheter till stora ugnar som bränner 6 ton kol per minut. Pannor arbetar vid positivt tryck, och alla delar måste vara tillräckligt starka för att klara ångans tryck. De flesta högtryckspannor används för kommersiella eller industriella ändamål.

Pannor klassificeras också efter tryckkapacitet, designtyp och användning. Maximalt tillåtna arbetstryck, eller MAWP, är det högsta tryck som kärlet (pannan) är konstruerat för att motstå. Detta tryck mäts i termer av pund per kvadrattum eller "psi", och mättrycket uttrycks som "psig". National Fire Prevention Association och federala standarder definierar en ångpanna av typ II som en som producerar högtrycksånga mellan 16 och 150 psig. En ångpanna av typ III producerar ånga mellan 151 och 350 psig.

I denna typ av panna bränns bränsle inuti ugnen, vilket skapar het gas som värmer upp vatten som cirkulerar genom rören. Vattnet omvandlas till ånga som stiger för att fångas upp i en ångtrumma, där den mättade ångan dras av. Detta kommer in i ugnen igen genom en överhettare, där den blir ännu varmare. När temperaturen på den överhettade ångan är över kokpunkten blir det en torr, trycksatt gas som används för att driva turbiner. De flesta pannkonstruktioner med vattenrör har en kapacitet på 4500 till 120 000 kg per timme ånga. Vattenrörspannor i termiska kraftverk kallas också ånggenererande enheter.

Benson-pannan kallas en superkritisk ånggenerator och används ofta för att producera elkraft. Den arbetar vid så högt tryck, mer än 3200 psi, att den faktiska kokningen slutar och det inte sker någon ång-ångseparation. Det bubblar inte, eftersom vattentemperaturen är över det kritiska tryck vid vilket bubblor kan bildas. Denna ånga fungerar i en högtrycksturbin och kommer sedan in i generatorns kondensor. Termen "panna" bör inte användas med denna ånggenerator, eftersom kokning inte riktigt förekommer.

Denna typ av panna förångar vatten och värmer sedan ångan i en överhettare och producerar ånga vid en mycket högre temperatur. Detta skapar en högre avgastemperatur för rökgaser såvida inte en "ekonomizer" används. Ekonomisatorn värmer matarvattnet, som rinner genom en förbränningsluftvärmare i vägen för det heta rökgasavgaserna. Denna överhettade ånga ökar ofta den totala effektiviteten för ånggenerering och dess användning med ökningar av inmatningstemperaturen till turbinerna. Den överhettade ångan skapar säkerhetsproblem, för om någon systemkomponent misslyckas och ånga släpper ut kan högt tryck och temperatur vara dödliga. Temperaturen i panngasgasugnen är vanligtvis mellan 2400 och 2900 grader Fahrenheit. Några av dessa är konvektionsvärmare som absorberar värme från en vätskeformig gas, medan andra strålar och absorberar strålningsvärme.