Принцип работы парового котла на примере оборудования BOOSTER CO.,LTD
Паровой котёл — это конструктивно объединенный в одно целое комплекс устройств для получения пара под давлением за счет тепловой энергии от сжигания топлива, при протекании технологического процесса или преобразования электрической энергии в тепловую.
Примечание. В котел могут входить полностью или частично: топка, пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель, каркас, обмуровка, тепловая изоляция, обшивка. (ГОСТ 23172-78. Котлы стационарные. Термины и определения).
В топливных котлах источником тепла является тепло от сгорания топлива (уголь, газ, дизельное топливо и т. д.). В зависимости от типа котла и вида используемого топлива оборудование может иметь различную конструкцию, но не смотря на это, окончательный результат технологического процесса в любом паровом котле — пар под давлением.
В этой статье подробно рассмотрим конструкцию и принцип работы паровых котлов BOOSTER.
Конструкция парового котла BOOSTER
Водотрубные паровые котлы BOOSTER предназначены для генерации насыщенного пара, источником тепла является сгорание газового или жидкого топлива. За счёт использования экономайзера КПД котлов может достигать 99%.
| Основными преимуществами котлов BOOSTER являются | |||||
| |||||
Существуют свыше 100 моделей паровых котлов BOOSTER, отличающихся по паропроизводительности, КПД и потребляемому топливу, но принцип действия у всех моделей одинаков за исключением незначительных особенностей.
Устройство и принцип действия рассмотрим на примере парового котла BOOSTER серии BSS с экономайзером
Трубный пучок котлоагрегата состоит из верхнего и нижнего коллекторов, соединённых двумя рядами вертикальных труб, расположенных по концентрическим окружностям в шахматном порядке.
Водотрубная сторона условно разделена на две части:
- водяное пространство — занимает ~2/3 части трубного пучка;
- паровое пространство — в верхней части трубного пучка.
Нужный уровень котловой воды поддерживается водомерной колонкой, в которой находятся электроды уровней, включающие и отключающие питательный насос.
Экономайзер котлоагрегата представляет собой кожухотрубный змеевиковый теплообменник, дымовые газы и питательная вода в теплообменнике движутся противотоком.
Сепаратор пара представляет собой цилиндрический сосуд со спиралевидным паровым каналом и опускной трубой, соединённой с нижним коллектором трубного пучка котлоагрегата.
Горелочное устройство, установленное в верхней части топки, состоит из воздушного регистра и горелки с топливной рампой.
Принцип работы парового котла BOOSTER
Подготовленная питательная вода, нагнетаемая насосом, поступает в змеевик экономайзера, где происходит её предварительный нагрев за счёт охлаждения горячих дымовых газов, подаваемых с газохода котла в газоход экономайзера. Предварительно подогретая питательная вода с экономайзера подаётся в нижний коллектор трубного пучка парового котла, где смешивается с котловой водой и поступает в зону нагрева по двум рядам труб – экранным, которые нагреваются за счёт излучения факела горелки и конвективным, где, нагрев происходит за счёт горячих дымовых газов. Вода в водяном пространстве трубного пучка нагревается до температуры парообразования и испаряясь переходит в верхнюю часть трубного пучка — паровое пространство. В паровом пространстве за счёт разницы давлений, возникающей при расходе у паропотребителя, пар поступает в сепаратор, где происходит отделение от свободной влаги (конденсат) и через главный паровой вентиль уходит к потребителю пара. |
Паровой газовый котел
Паровой газовый котел производства КЗ РЭП
Выбрать котлы паровые на газе в каталоге завода
Цена от 364 000
Паровой газовый котел используется в промышленности для обеспечения насыщенным паром различных технологических процессов. Температура насыщенного пара — до 170°С при давлении не более 8МПа, производительность паровых газовых котлов от 300 до 1000 кг пара в час. Этого вполне достаточно для удовлетворения потребностей предприятий пищевой, животноводческой, лесоперерабатывающей, строительной и других отраслей промышленности. Такие котлы также могут использоваться для отопления жилых и производственных помещений.
Одной из самых надежных и завоевавших доверие потребителей конструкций паровых котлов небольшой мощности является конструкция жаротрубного котла.
В нашем электронном магазине можно купить паровые газовые котлы в зависимости от их производительности и мощности:
Паровые котлы температурой пара до 115 °С
- Паровой котел производительностью 300 кг пара в час;
- Паровой котел производительностью 500 кг пара в час;
- Паровой котел производительностью 700 кг пара в час;
- Паровой котел производительностью 1000 кг пара в час.
А так же паровые газовые котлы температурой пара до 170 °С:
- Газовый парогенератор 300 кг пара в час;
- Газовый парогенератор 500 кг пара в час;
- Газовый парогенератор 700 кг пара в час;
- Газовый парогенератор 1000 кг пара в час.
Принцип работы парового котла
Паровой газовый котел работает по принципу теплообмена между дымовыми газами и водой. Топочная часть котла окружена охлаждаемой водяной рубашкой, две части которой соединены трубным пучком. Через этот пучок проходят раскаленные дымовые газы, разогревающие и испаряющие воду.
Образующийся пар концентрируется в паросборнике в верхней части котла и через паропровод поступает к потребителям.
Конструкция котла
Паровой газовый котел представляет собой горизонтально расположенную одножаровую конструкцию. Два цилиндра разного диаметра вставляются один в другой и соединяются между собой паросборником и фланцами. Топка котла размещается в передней части жаровой трубы, в конвективный пучок — в задней части котла. Горелка крепится на чугунной плите, установленной на фронтовой части, продукты сгорания выводятся через дымовую трубу. Для управления котлом и его защиты предусматривается система автоматизации, в которую входит путь управления и контрольно-измерительные приборы, своевременно сигнализирующие о неисправностях.
Котел устанавливается на чугунных опорах, укрепленных на фундаменте. Чтобы избежать перемещения котла по опорам в результате нагревания и возникновения механических повреждений, рекомендуется делать неподвижной только одну из опор.
Комплектация и монтаж
Паровой газовый котел доставляется к потребителю в полной комплектации, необходимой для его эксплуатации.
Обычно в комплект входит газовая горелка фирм Ecoflam или UNIGAS, манометры, водомерная колонка и водомерное стекло, предохранительные клапаны, вентили продувочные и паровые, щит управления и дымовая труба. Насос поставляется отдельно в зависимости от гидросхемы котельной.
Монтаж котла осуществляется на специально подготовленной площадке. Котельный блок крепится к фундаменту анкерными болтами, затем производится подсоединение по воде и устанавливается запорная арматура, предохранительные клапаны и приборы контроля. На фронтовую плиту крепится горелка, подключается топливопровод. В последнюю очередь монтируется газоход и котельная автоматика. При необходимости перевода котла из парового режима в водогрейный достаточно изменить схему подключения.
Паровой газовый котел не требует обязательной регистрации в надзорных органах и регулярных проверок, поскольку имеет невысокое рабочее давление. Это позволяет существенно сократить время необходимое для ввода в эксплуатацию. Среди дополнительны преимуществ такого котла — возможность работы как в паровом, так и в водогрейном режиме, простота обслуживания и низкие требования к качеству питательной воды.
Автор: Антон Гор
Дата публикации: 18.02.2022
Как работает паровой котел
КотелМногие крупные предприятия и общественные здания нуждаются в источнике тепла и горячей воды, но стандартный котел, который вы можете найти в своем доме, не может обогреть большое здание.
Паровые котлы очень популярны для промышленного использования, особенно потому, что пар может проходить через большую систему труб гораздо легче, чем вода, для чего потребуется множество насосов. Пар также можно использовать другими способами, например, для регулирования уровня влажности или стерилизации оборудования в больнице.
Но как работает паровой котел?
Как производится пар в котле?
Паровые котлы очень сложны, но мы попытались объяснить, как они работают, простым для понимания способом.
Существует две основные конструкции паровых котлов: водотрубные и жаротрубные/дымотрубные (также известные как котлы с кожухом). В водотрубном котле вода находится в трубах, окруженных горячим газом. В котле с кожухом горячий газ течет по трубам, окруженным водой. В обоих случаях горячий газ способен нагревать воду. Водотрубный котел может достигать давления около 200 бар, тогда как котел с кожухом достигает максимального давления около 25 бар. Котел с кожухом может производить до 26 тонн пара в час, что достаточно для промышленного использования.
Сам котел представляет собой большой горизонтальный цилиндр, окруженный изоляцией. Котел будет заполнен водой на 75 процентов, что позволит оставить 25-процентный зазор для пара. И водотрубные, и кожухотрубные котлы работают по трехходовой системе, однако следующая информация применима только к кожухотрубным котлам.
Внутри котла жаровые трубы находятся в воде. Горячий газ поступает в жаровые трубы (первый проход) и проходит через внутреннюю реверсивную камеру, которая реверсирует дымовые газы, направляя их в дымовую трубу (второй проход).
Внешняя реверсивная камера реверсирует дымовой газ во второй раз, направляя его в другую дымовую трубу (третий проход). Как будто газ проходит взад и вперед через котел, нагревая воду по мере ее движения. После того, как газ прошел третий проход, он выходит через дымоход. Затем нагретая вода превращается в пар.
Пар может транспортироваться по системе по трубам, а горячая вода будет подаваться в краны. Любой пар, который конденсируется в трубах, возвращается в котел, где снова нагревается. Некоторое количество воды может быть потеряно с течением времени, и его необходимо будет добавлять повторно.
Ниже вы можете найти изображение поперечного сечения трехходового кожухового котла:
Сколько работает паровой котел?
Средний срок службы парового котла составляет от 20 до 30 лет при правильном обслуживании. Есть много элементов парового котла, и для того, чтобы убедиться, что котел работает безопасно, есть некоторые проверки, которые должны проводиться совершенно регулярно.
Холодная вода поступает в систему котла по магистрали. Эта вода не будет полностью чистой и может содержать грязь и мусор. В котельной системе должен быть установлен фильтр для очистки воды и деаэратор, удаляющий воздух. Некоторые частицы и шлам могут остаться, и их следует отфильтровать с помощью продувки. Продувка позволяет удалить эту грязь из всей системы. Когда клапан открыт, всасывание, вызванное открытием, удаляет твердые частицы из пола котла. Клапан можно открывать вручную или автоматически с помощью программы, и его следует регулярно отпускать во избежание скопления грязи.
В паровом котле может быстро накапливаться соль, что может привести к коррозии котла. Это связано с тем, что при испарении воды соли, которые естественным образом содержатся в воде, не могут испариться. Вместо этого они образуют твердую корку. По этой причине каждый котел будет иметь клапан общего содержания растворенных твердых частиц (TDS). Датчик позволит открыть клапан TDS, когда обнаружит необычный уровень соли в системе.
Клапан позволяет сливать воду, забирая с собой соль, а новая, отфильтрованная вода может заменить то, что было потеряно.
Наконец, газ и нефть могут гореть только при наличии кислорода. По этой причине на каждой горелке парового котла будет установлен вентилятор воздуха для горения. Для обеспечения долговечности котла температура воздуха для горения должна быть в пределах от 5°C до 40°C.
Как работает паровой двигатель?
Паровые двигатели использовали паровые котлы для движения поездов в 18 и 19 веках. Принцип работы парового двигателя очень похож на паровой котел.
Вместо газа для получения большого количества тепла в костре использовали уголь. Котел, полный воды, располагался сразу за огнем, чтобы вода в конечном итоге нагревалась и испарялась. Этот пар будет подниматься и следовать по системе труб в цилиндр. Внутри цилиндра находился поршень. Давление, создаваемое паром, начнет перемещать поршень вперед и назад. Это движение приводило в движение кривошип и шатун, длинный выдвижной рычаг, который вы могли видеть на колесах поезда.
Это заставляло колеса двигаться до тех пор, пока поезд не достигал определенной скорости, после чего инерция могла взять верх.
После того, как поезд стал двигаться по инерции, поршень уже не работал так усердно, поэтому избыток пара выталкивался обратно через цилиндр и из дымохода поезда.
Что такое бойлерный билет?
Бойлерный билет — это сертификат безопасности, выдаваемый на паровой котел в поезде. Паровозы были выведены из Великобритании в 1968 году, однако запрет был снят в 1971 году. Электрические и дизельные поезда теперь стали гораздо более стандартными, однако иногда паровозы можно встретить на магистральных железных дорогах, где они часто привлекают толпы зрителей.
Для паровозов, прошедших капитальный ремонт или не проверявшихся десять лет, требуется котельная квитанция. Ежегодные проверки безопасности являются обязательным требованием, и движение поезда может быть запрещено до тех пор, пока котел не будет отремонтирован или заменен. В этом случае необходимо получить новый талон на котел.
Уютная жизнь и экономия энергии с Vitodens — экономичные, эффективные и компактные
Семейство Vitodens — это наша самая продаваемая серия газовых конденсационных котлов. Компактные, энергоэффективные и экономичные, с репутацией исключительного качества и надежности, они подходят для удовлетворения требований и требований каждого дома, независимо от того, насколько он большой или маленький.
Семья ВитоденсЭлектрические котлы
Электрические котлы отлично подходят для отопления зданий, которые могут не иметь доступа к газоснабжению, и являются идеальным решением в энергосберегающем строительстве.
При низких эксплуатационных расходах это небольшие приборы с аккуратным внешним видом, которые можно установить практически в любом месте.
Витотрон 100Что должен знать каждый инженер проекта
В последний раз, когда ваша организация устанавливала или заменяла систему парового котла, вы, вероятно, даже не принял во внимание тот факт, что когда-нибудь вам может быть поручено изучить один из них.
Если это не то, что вы когда-либо делали раньше, это все равно может показаться немного неправдоподобным.
Незнание или полное отсутствие практических знаний о таких системах может обескураживать, а ошибки в проектировании и определении масштабов могут дорого обойтись как организации, так и вам. Вот почему так важно собрать как можно больше информации, прежде чем копаться в ней.
Системы паровых котлов не обязательно сложны, но их проектирование и масштабирование могут оказаться сложными. Есть несколько типов на выбор, переменных, которые необходимо учитывать, и проблем, которые необходимо преодолеть. Тем не менее, используя этот бриф в качестве руководства, вы сможете выложить свой первый лайк и старый профессионал.
Системы паровых котлов и принцип их работы
Система паровых котлов — это экономичный способ создания и перемещения пара по предприятию для таких задач, как тепло, переработка и производство электроэнергии. Концепция довольно проста.
Вода, помещенная в паровой котел, нагревается с помощью источника топлива. Кипящая вода производит пар. Полученный пар затем передается по трубам через завод для выполнения функции, для которой он предназначен.
Различные типы паровых котлов
Существует два основных типа паровых котлов: жаротрубные и водотрубные. Эти две конструкции предназначены для разных мощностей и секторов рынка.
В жаротрубном котле используется несколько проходов труб, погруженных в резервуар для воды. Дымовые газы проходят по трубам для нагрева воды. Образующийся пар распределяется по всей установке. Жаротрубные котлы имеют компактную и экономичную конструкцию для более низкой производительности пара. Жаротрубный котел будет единственным выбором для процессов, требующих мощности 300 л.с. или меньше. Хотя каждую ситуацию необходимо оценивать по существу, жаротрубный котел обычно является наиболее экономичным для мощности 1200 л.с. или меньше, однако доступны агрегаты мощностью до 2200 л. с. Некоторые модели рассчитаны на расчетное давление 250 фунтов на квадратный дюйм, а некоторые рассчитаны на максимальное давление 350 фунтов на квадратный дюйм.
Водотрубный котел по существу является противоположностью жаротрубному котлу. Вода течет внутри труб, а дымовой газ проходит снаружи. Этот тип котла может генерировать пар до 5000 фунтов на квадратный дюйм. Это более надежная конструкция с более длительным сроком службы. Эта конструкция начинает становиться более экономичной в районе 1200 л.с. Водотрубный котел является лучшим выбором для больших мощностей по пару и выработки электроэнергии с помощью паровых турбин. С добавлением экономбанка эта конструкция будет более энергоэффективной.
Жаротрубные и водотрубные котлы могут работать как в открытых, так и в закрытых системах. Закрытая система позволяет собирать весь конденсат, возвращать его в котел и использовать повторно. Это более экономично и энергоэффективно, потому что возвращаемая вода не холодная и может быть повторно нагрета с меньшим количеством топлива. Однако закрытая система работает только в том случае, если процесс, в котором она работает, не загрязняет конденсат.
В открытой системе пар теряется в процессе. По своей сути он менее эффективен, так как потребуется больше воды и больше энергии для его нагрева при подаче в котел, но он обеспечивает удаление любых технологических загрязнителей из системы. Открытые системы распространены на объектах, которые покупают пар у коммунальных предприятий или других перерабатывающих предприятий, и возврат конденсата сопряжен с неоправданным риском или нерентабелен.
Объект обычно работает как частично закрытая система. Существуют определенные операции агрегата, требующие прямого впрыска пара, который не может быть рекуперирован. Остаток конденсата возвращается в котел.
Как работают паровые котлы
Существует несколько различных источников топлива, которые можно использовать для котлов. Благодаря новым технологиям регенерации, мировому спросу на нефть и экологическим нормам ситуация с котельным топливом резко изменилась за последние 30 лет.
Природный газ стал предпочтительным топливом для котлов. Логистически довольно легко. Газ подается непосредственно на завод, как и любое другое коммунальное предприятие. Технология гидроразрыва пласта повысила доступность и снизила цену, что делает ее наиболее рентабельным вариантом. Природный газ — очень чистый источник энергии, поэтому борьба с загрязнением окружающей среды не ударит по бюджету. Он идеально подходит для большинства объектов, и индустрия котлов ответила несколькими вариантами конструкции, чтобы удовлетворить растущий спрос.
Мазут традиционно был альтернативным топливом для защиты от высоких цен на природный газ. Варианты двойного топлива доступны на нескольких моделях котлов. С повышением цен на нефть мазут уже не так популярен, как раньше, хотя в некоторых частях страны существуют обширные распределительные сети. Улучшенные топливные смеси и технологии горелок значительно уменьшили выбросы.
Биомасса стала альтернативным источником топлива.
Если у вас есть доступ к потоку отходов, который пригоден для использования, но не имеет другой ценности, котел на биомассе может быть хорошим выбором. В качестве топлива он использует побочные продукты других процессов предприятия. Сюда входят такие материалы, как древесина, кора, опилки, кукурузные початки, органические отходы. Возможно использование биомассы в качестве основного источника тепла при наличии надежного снабжения и достаточной энергетической ценности. Во многих случаях он используется в качестве дополнительного источника тепла для уменьшения количества приобретаемого топлива.
Уголь на данный момент потерял популярность из-за политического климата, экологических норм, затрат на транспортировку и хранение. Для угольных котлов требуется железнодорожное оборудование для приема, хранения и контроля загрязнения для твердых частиц летучей золы, что делает установку угольного котла гораздо более капиталоемкой по сравнению с этим.
Выбор топлива в конечном счете зависит от цены на топливо, местоположения объекта, размера котла и доступной инфраструктуры.
Основы проектирования паровых котлов
Мощность может быть самым важным фактором при проектировании системы парового котла, но ни в коем случае не единственным. Вот несколько других соображений дизайна, которые заслуживают некоторого времени и анализа.
Калибровка – Паровые котлы лучше всего работают почти полностью открытыми, так что вам не нужно выбирать их слишком большую избыточную мощность. Ожидайте, что они будут работать с скорострельностью от 80 до 95 процентов, и соответственно их размер. Если вы думаете, что мощность может увеличиться в какой-то момент, заманчиво установить один большой котел, чтобы справиться с этой потребностью в будущем. Это может быть ошибкой. Возможно, вам будет лучше, если вы подберете размер в соответствии с вашими текущими потребностями, позже добавите новый котел и запустите оба на полную мощность, чем если один большой котел работает ниже своих возможностей.
Выбор топлива – Выше мы упоминали, насколько цена и доступность топлива влияют на решение о покупке котла.
Ваш выбор топлива также влияет на конструкцию и эксплуатационную эффективность. Убедитесь, что вы рассмотрели логистику, связанную с заправкой вашего котла, прежде чем принять решение об одном.
Выбросы – Котел может быть самой большой точкой выброса на предприятии. Выбросы могут варьироваться в зависимости от источника топлива. Обязательно проектируйте с учетом этих соображений. Если в вашем технологическом процессе используется термический окислитель, вы можете также рассмотреть возможность использования котла-утилизатора на этапе проектирования, чтобы повысить общую эффективность вашей системы.
Цель – То, для чего вы используете свой паровой котел, так же важно, как как он делает то, что он делает. Вам нужен только заводской пар или вы используете его для выработки электроэнергии? Какое максимальное давление требуется? Любой ответ имеет последствия для дизайна; убедитесь, что вы обращаетесь к ним.
Котлы-утилизаторы представляют собой интересный вариант для предприятий, оснащенных термическим окислителем для снижения выбросов летучих органических соединений из осушителей или другого оборудования.
Котел-утилизатор может эффективно рекуперировать тепло из этих выхлопных газов для производства пара для установки. Он может быть спроектирован как дополнительный котел или как основной котел, в зависимости от размера термического окислителя и потребности установки в паре. Это может предложить вариант с меньшими капитальными затратами по сравнению с регенеративным термическим окислителем и отдельным котлом.
Вспомогательное оборудование . При рассмотрении подобных систем легко упустить из виду дополнительные статьи капиталовложений, но есть ряд важных моментов, о которых следует помнить, когда речь идет о паровых котлах. Вентиляторы воздуха для горения, вентиляторы с принудительной тягой, насосы питательной воды котлов, умягчители воды, оборудование для деаэрации, химикаты для котлов и системы очистки являются одними из самых крупных. Некоторые из них немедленные, а некоторые продолжаются, поэтому не забудьте запланировать и бюджет для обоих.
Общие проблемы системы паровых котлов
Как и в случае с любой системой такого размера и масштаба, существует ряд проблем, о которых следует помнить как в начале, так и в будущем.
Вот несколько наиболее распространенных, когда речь идет о паровых котлах.
Размеры труб – Котлы, расположенные в отдельном хозяйственном здании, могут иметь очень длинный участок трубопровода, чтобы добраться до другого конца установки. Распространенной ошибкой является слишком маленький размер основного коллектора, что приводит к значительному падению давления в конце работы.
Велоспорт — Частое включение и выключение оборудования может привести к возникновению циклов давление-вакуум в оборудовании. Со временем это может привести к механическому повреждению трубок или кожухов. Установка вакуумных прерывателей и вентиляционных отверстий — лучшая стратегия для обеспечения долговечности вашего оборудования.
Содержание в чистоте – Трубопроводы котла обычно самые грязные, когда они новые. Важно установить грязевые опоры с клапанами в стратегических точках системы для сбора и удаления воды, грязи, шлака и ржавчины, которые могут засорить или повредить оборудование.
Очень важно иметь мягкую воду и хорошую химическую систему, чтобы постоянно поддерживать систему в чистоте от накипи и ржавчины.
Добавление . На старых объектах обычно в течение нескольких лет добавляются несколько установок или ряд оборудования по одному. Еще одно маленькое дополнение и вдруг завод не может набрать достаточно пара. Это может быть размер котла, размер главного коллектора, размер системы возврата конденсата или комбинация нескольких факторов. Во многих случаях требуется полное обследование паровой системы для выявления всех узких мест.
Улавливание – Как только вы произвели качественный пар, вы не хотите терять эту энергию из-за короткого замыкания через оборудование. Вот почему важно иметь правильную ловушку. Он собирает любой конденсат и удерживает пар там, где ему и место – в технологическом оборудовании до тех пор, пока энергия не будет передана и сконденсирована.
Пар мгновенного вскипания – конденсатоотводчики поддерживают значительный перепад давления между паровой системой и системой конденсата.
Пар вторичного вскипания образуется по мере того, как конденсат проходит через ловушку из более высокого давления в более низкое. Наилучшая конструкция позволяет отводить пар вторичного вскипания в паровую систему более низкого давления. Это предотвращает паровой/гидравлический удар, паровые пробки и множество других проблем. Это обеспечит более длительный срок службы ловушки при минимальном обслуживании.
Управление давлением – Нередки случаи, когда на заводе используются разные уровни давления пара. Некоторое оборудование требует пара низкого или среднего давления. Простое снижение давления через клапан создает перегретый пар, который имеет плохие передаточные свойства. Наилучшей практикой проектирования является использование пароохладителя для поддержания насыщенного пара среднего и низкого давления.
Начало работы
Внедряете ли вы, заменяете или дополняете систему парового котла на своем объекте, не перегружайтесь и не позволяйте неопытности привести к просчетам.