Паровий котел – пристрій, який використовується в побуті та промисловості. Воно призначене для перетворення води на пару. Отриману пару надалі застосовують для обігріву житла або обертання турбомашин. Які бувають парові машини і де вони найбільш популярні?
Зміст статті
Паровий котел – агрегат для виробництва пари. При цьому пристрій може давати 2 види пари: насичений і перегрітий. Насичена пара має температуру 100ºC і тиск 100 кПа. Перегріта пара відрізняється підвищеною температурою (до 500ºC) та високим тиском (більше 26 МПа).
На замітку Насичену пару використовують в опаленні приватних будинків, перегріту — у промисловості та енергетиці. Він краще переносить тепло, тому використання перегрітої пари підвищує ККД роботи установки.
Де використовуються парові котли:
Побутові парові пристрої використовуються як джерело тепла для опалення будинку. Вони підігрівають ємність з водою і женуть пар, що утворився, в труби опалення. Часто таку систему облаштують разом із вугільною стаціонарною піччю або котлом. Як правило, побутові прилади для опалення парою створюють тільки насичену, неперегріту пару.
Для промислового застосування пар перегрівають. Його продовжують гріти після випаровування, щоб ще більше підняти температуру. Такі установки вимагають якісного виконання, щоб запобігти вибуху парової ємності.
Перегріта пара з котла може витрачатися на освіту електрики або механічний рух. Як це відбувається? Після випаровування пар потрапляє до парової турбіни. Тут потік пари обертає вал. Це обертання надалі переробляється на електрику. Так одержують електричну енергію в турбінах електростанцій – при обертанні валу турбомашин утворюється електричний струм.
Крім утворення електричного струму, обертання валу може передаватися безпосередньо на двигун та на колеса. Внаслідок чого паровий транспорт починає рухатися. Відомий приклад парової машини – паровоз. У ньому при спалюванні вугілля нагрівалася вода, утворювалася насичена пара, яка обертала вал двигуна та колеса.
Джерелом тепла для нагрівання води в паровому казані може бути будь-який вид енергії: сонячна, геотермальна, електрична, тепло від згоряння твердого палива чи газу. Пар, що утворюється, є теплоносієм, він переносить тепло згоряння палива до місця його застосування.
У різних конструкціях парових котлів використовується загальна схема підігріву води та її перетворення на пару:
Паровий котел є ємністю, всередині якої нагріта вода випаровується і утворює пару. Як правило, це труба різного розміру.
Крім труби з водою, в котлах є камера топки (в ній згоряє паливо). Конструкція топки визначається видом палива, котрого сконструйований котел. Якщо це тверде вугілля, дрова, то внизу камери топки є колосникові грати. На ній розташовують вугілля та дрова. Знизу через колосники в топку проходить повітря. Для ефективної тяги (руху повітря та горіння палива) вгорі топки влаштовують димар.
Якщо енергоносій – рідкий або газоподібний (мазут, газ), то в камеру топки вводять пальник. Для руху повітря також роблять вхід і вихід (колосникові грати та димар).
Гарячий газ від згоряння палива піднімається до ємності із водою. Він нагріває воду і виходить через димар. Нагріта до температури кипіння вода починає випаровуватися. Пара піднімається вгору і надходить у труби. Так відбувається природна циркуляція пари у системі.
Парові котли класифікують за кількома ознаками. По виду палива, на якому вони працюють:
За призначенням:
За конструктивними особливостями:
Давайте розглянемо, чим відрізняється конструкція газотрубних та водотрубних машин.
Місткість для утворення пари часто являє собою трубу або кілька труб. Воду в трубах обігрівають гарячі гази, що утворюються під час згоряння палива. Пристрої, в яких гази піднімаються до труб із водою, називають газотрубними казанами. Схема газотрубного агрегату наведено малюнку.
Є інші конструкції, в яких газ рухається трубою всередині ємності з водою. У таких пристроях водні ємності називають барабанами, а самі пристрої водотрубними паровими котлами. Залежно від розташування барабанів із водою, водотрубні котли класифікують на горизонтальні, вертикальні, радіальні, а також комбінації різних напрямків труб. Схема руху води водотрубного котла наведено малюнку.
Газо- та водотрубні котли: порівняння
Для порівняння газо- та водотрубних котлів наведемо деякі факти:
На замітку Водотрубні котли безпечніші, потужніші, виробляють високу температуру і допускають значні навантаження. Це дає їм перевагу перед газотрубними агрегатами.
У конструкцію парового котла можуть входити не лише топкова камера та труби (барабани) для циркуляції води та пари. Додатково використовуються пристрої, які збільшують ефективність роботи системи (піднімають температуру пари, її тиск, кількість):
Крім того, є клапани для зливу конденсату, повітропідігрівачі, і обов’язково — система контролю та керування. До неї входять вмикач та вимикач горіння, автоматичні регулятори витрати води, палива.
Парогенератор – це паровий котел, який забезпечений кількома додатковими пристроями. До його конструкції входять один або кілька проміжних пароперегрівачів, які збільшують потужність його роботи в десятки разів. Де використовуються потужні парові машини?
Головне застосування парогенераторів знайшли в атомних електростанціях. Тут за допомогою пари енергія розпаду атома перетворюється на електрику. Опишемо два способи підігріву води та утворення пари в реакторі:
Промислові парові агрегати – потужні машини, які забезпечують людей електрикою. Побутові агрегати також працюють на службі людини. Парові котли дозволяють обігрівати будинок та виконувати різну роботу, а також дають левову частку електричної енергії для металургійних заводів. Парові котли – основа промисловості.
Коптильня для гарячого копчення завжди була і буде гарною підмогою у домашньому господарстві: окрім захоплюючого…
К амін з дерева - Це не спалювання дров у каміні, а оформлення камінного порталу…
Конструкція таких залізних коптилен є 2 ємністю, які розташовані один над одним. Вони різного обсягу.…
Фото: Як вибрати камін? Вогонь зачаровує та змушує приймати неординарні рішення. Напевно, тому багато хто…
Димары Чи потрібний димар? Без чого не може існувати жоден камин ? Звичайно ж без…
Все частіше мешканці великих міст намагаються відпочинок на лоні природи. Таким місцем може бути парк,…