Типи парогенераторів

Поява парогенератор, або котел, перетворив повсякденне життя задовго до електронних інновацій, і, можливо, мав більший загальний вплив, ніж новітні інновації, такі як Інтернет-торгівля, соціальні медіа та бездротові мережі технології. Зараз важко зрозуміти, наскільки великою міною змінила гра можливість мати можливість дістатися з місця на місце, не маючи ані особистої, ані тварини (наприклад, кінної екіпажу) сили.

На перший погляд, виробництво пари спеціально виглядає дивним вибором. Дивлячись на світ так, як це могло б зробити маленька дитина, пар, здається, є не більше ніж обов'язковими водянистими відходами продукт різних процесів, що включають тепловиділення, від варіння коробки з макаронами до утеплення коридорів будівлі.

Найкращий спосіб пов’язати свій розум із цінністю правильно упряженої пари - уявити, що трапляється, коли щось, з чого парить пара, раптом раптово закрито або іншим чином фізично запобігає викид цієї пари - наприклад, щільно затискає кришку на каструлі з окропом навіть секунду випустивши його.

Пара - це водяна пара, або, загальніше, газоподібна форма молекули. Вода складається з атомів водню та кисню і має молекулярну формулу Н₂О. Як і інша матерія з конкретним Точка кипіння, вода може потрапляти в газоподібну фазу, коли вона досягає цієї температури (для води, 100 С або градусів Цельсія (212 F, або градусів Фаренгейта) і отримує крихітний енергетичний поштовх, щоб він міг подолати теплоту випаровування, свого роду данину, яку матерія зазвичай повинна платити за зміну між станами (твердим, рідинним або газовим).

На сьогоднішній день найважливіша розповсюджена роль пара - у виробництві електроенергії. Але ще наприкінці 1600-х років було виявлено, що легше видаляти стічну воду з шахт, коли вона конденсується. У процесі було виявлено, що процес конденсації води створює вакуум (негативний тиск по відношенню до того, що лежить поза зоною конденсаційної активності). Зрештою ця знахідка була інтегрована в сучасні парові машини та генератори.

Існують різні типи парових електростанцій, організація та інші конкретні деталі кожної залежно від кінцевого призначення парогенерованої енергії. У кожному випадку пара не є метою, а засобом досягнення цілей виробництва.

Замість того, щоб просто випускати пару на відкрите повітря, місцеві перепади тиску швидко згладжуються завдяки необмежений запас повітря, він потрапляє в якийсь простір, а його відкладена сила розв'язується на поставлених людиною обладнання.

На електростанціях пара створюється спалюванням палива в середовищі високого тиску - тобто в котлі. Це спостерігається в основному на вугільних заводах, хоча на початку 21 століття вони занепали сильний вогонь як за їх безпосередній забруднюючий ефект, так і за їхній внесок в антропогенний клімат змінити. Пара також використовується на атомних електростанціях, а також на сонячних теплових електростанціях.

Хоча склад і конструкція котлів можуть відрізнятися, їх основні компоненти здебільшого однакові і включають наступне:

• Топка: У цій камері відбувається горіння, в ній розміщуються пальники та різні регулюючі пристрої.
• Пальники: Вони вводять суміш повітря і палива (зазвичай вугілля, мазуту або природного газу) в систему розподілу для оптимізації суміші для згоряння.
• Барабани: Сюди входять нижній грязьовий барабан для збору переважно твердих відходів та верхній паровий барабан для збору пари для розміщення в системі розподілу.
• Економайзер: Цей пристрій оптимізує робочу ефективність, попередньо нагріваючи живильну воду до заданої температури, перш ніж вона зможе потрапити в корпус котельної системи.
• Система розподілу пари: Ця мережа клапанів, труб і з'єднань призначена для рівня тиску пари, що проходить через систему. Пара залишає котел під тиском, достатнім для живлення будь-якого процесу, що відбувається далі (наприклад, для виробництва електроенергії за допомогою турбіни).
• Система живлення: Цей важливий елемент котла гарантує, що кількість води, що надходить в систему, балансує та кількість води, що виходить із системи. Це потрібно розраховувати у вазі, а не в обсязі, оскільки частина води - це пара, а частина - рідина.

Вогняна трубка. Вони найчастіше використовуються в процесах, які потребують від 15 до 2200 кінських сил (1 к.с. = 746 Вт або Вт). Цей тип котлів є циліндричним, полум'я в самій порожнині печі і самі гази, що згоряють, утримуються всередині ряду труб. Вони бувають двох основних конструкцій: суха спина та мокра спина.

Водяна трубка. При такому розташуванні трубки містять пару, воду або те й інше, тоді як продукти згоряння проходять навколо зовнішньої частини труб. Вони часто мають кілька наборів барабанів, і оскільки вони використовують відносно мало води, ці котли пропонують надзвичайно швидкі можливості випарювання.

Комерційний. Зазвичай вони мають комбінації конструкцій водопровідних труб, вогнетрубок та електричного опору. Вони популярні у великих будівлях, що вимагають здебільшого постійної температури, таких як школи та бібліотеки, офіс і урядові будівлі, аеропорти, житлові комплекси, лікарні коледжів та інших дослідницьких лабораторій тощо на.

Конденсація. Конденсаційні котли можуть досягати рівня теплової ефективності до 98 відсотків, порівняно з 70-80 відсотків, що досягається за допомогою стандартних конструкцій котлів. Типовий рівень ефективності досягає близько 90 відсотків, коли температура зворотної води дорівнює 110 F або нижче, і зростає із зниженням температури зворотної води в подальшому.

Гнучка водопровідна трубка (flextube). Ця конструкція особливо стійка до "теплового удару", що робить її природним варіантом для опалення. Гнучкі водотрубні котли поставляються в широкому діапазоні вхідних палив і добре підходять для застосувань низького тиску з використанням пари або гарячої води. (Не всі "котли" насправді киплять воду!) Вони також досить прості в обслуговуванні, з легким доступом до своїх робочих частин ззовні.

Електричний. Ці котли мають слабку віддачу: чисті, тихі, прості в установці та невеликі по відношенню до своєї корисності. Оскільки насправді нічого не згоріло (тобто немає полум’я, про яке слід турбуватися), електричні котли дивовижно прості. У суміші немає палива та обладнання для переробки палива, а отже, немає вихлопних газів та необхідності у відповідних трубах та портах. Крім того, вони мають нагрівальні елементи, які легко замінити.

Парогенератор з рекуперацією тепла (HRSG). Це інноваційний "теплообмінник" з рекуперацією енергії, який відновлює тепло з потоку гарячого газу, що проходить повз. Вони створюють пару, яка може використовуватися для керування певним процесом або використовується для приводу парової турбіни для виробництва електроенергії за допомогою електромагніту. HRSG побудовані на основі трьох основних компонентів - випарника, перегрівача та економайзера.

Атомні електростанції використовують енергію не від спалювання палива, а шляхом механічного розділення найдрібніших його компонентів. Це дуже м’який спосіб опису ділення ядер, в якому атоми (в даному випадку ті, що належать до елемента уран) розбиваються на менші атоми, виділяючи величезну кількість енергії.

Енергія, що виділяється діленням, уловлюється і використовується для нагрівання та кип'ятіння води, а отримана пара використовується для живлення турбіни з метою виробництва електроенергії.