Паровой котел: типы, принцип работы и особенности эксплуатации

Газо- и водотрубные котлы: отличия

Емкость для образования пара часто собой представляет трубу или несколько труб. Воду в трубах обогревают горячие газы, образовывающиеся при горении топлива. Устройства, в которых газы поднимаются к водяным трубам, называют газотрубными котлами. Схема газотрубного агрегата приведена на рисунке.

Схема газотрубного котла: 1- подвод топлива и воды, 2 — топка, 3 и 4 — жаровые трубы с горячим газом, который выходит дальше через дымотвод (позиции 13 и 14 — дымотвод), 5 — решётка между трубами, 6 — вход воды, выход отмечен цифрой 11 — её выход, стоит еще сказать что на выходе есть устройство чтобы провести измерения количества воды (обозначено цифрой 12), 7 — выход пара, территория его образования обозначено цифрой 10, 8 — паровой сепаратор, 9 — внешняя поверхность ёмкости, в которой течет вода.

Есть прочие конструкции, в которых газ двигается по трубе изнутри ёмкости с водой. В данных устройствах водные ёмкости называют барабанами, а сами устройства — водотрубными паровыми котлами. В зависимости от размещения барабанов с водой, водотрубные котлы делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные, и также конфигурации разных направленностей труб. Схема движения воды по водотрубному котлу приведена на рисунке.

Схема водотрубного котла: 1- подвод топлива, 2 — топочная камера, 3 — трубы для движения воды; направление её движения обозначено числами 5,6 и 7, место входа воды — 13, место выхода воды — 11 и место слива — 12, 4 — территория, где вода начинает трансформироваться в пар, 19 — территория, в которых есть и пар, и вода, 18 — территория пара, 8 — перегородки, которые направляют движение воды, 9 — дымотвод и 10 — труба для дыма, 14 — выход пара через сепаратор 15, 16 — внешняя поверхность ёмкости для воды (барабан).

Газо- и водотрубные котлы: сопоставление

Чтобы сравнить газо- и водотрубных котлов приведём конкретные факты:

1. Размер труб для воды и пара: у газотрубных котлов трубы — больше, у водотрубных — меньше.
2. Мощность газотрубного котла ограничена давлением 1 МПа, и теплообразующей способностью — до 360 кВт. Связано это с приличным размером труб. В них может возникать большое количество пара и большое давление. Увеличение давления и количества образуемой теплоты просит существенного утолщения стенок. Цена подобного котла с толстыми стенками будет необоснованно высока, экономически не выгодна.
3. Мощность водотрубного котла — больше, чем газотрубного. Тут применяются трубы малого диаметра. Благодаря этому давление и температура пара могут быть более, чем в газотрубных агрегатах.

Примечание: Водотрубные котлы безопаснее, мощнее, делают большую температуру и допускают существенные перегрузки. Это даёт им преимущество перед газотрубными агрегатами.

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

• паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
• паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
• паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
• утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

Паровые котлы для отопительных систем производят пар низкого давления, чаще всего в насыщенном состоянии. Отопление такое типа целесообразно использовать в очень холодных климатических зонах, для предупреждения замерзания теплосистемы, в частности, ее оборотного цикла.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь. Выдача пара котлом всегда происходит под избыточным давлением и в зависимости от назначения его величина колеблется в широких пределах и может меняться от1 кгс/см2 до нескольких сотен кгс/см2.

Схема работы парового котла

Эксплуатация подобных устройств связана с некоторой опасность, так как пар является сжимаемой средой и в котлах определенного типа он находится в больших объемах в сжатом состоянии, в связи с этим надежность оборудования регламентируется специальными ГОСТами. Главный фактор надежности обусловлен отсутствием разгерметизации и высвобождением большой массы разогретого пара в близлежащее пространство.

В чем заключается рабочий принцип паровых котлов

Паровые котлы являются специальным оборудование для изготовления пара из жидкостей, преимущественно из воды. Пар применяется в различных производственных сферах, энергетике и в системах отопления, к примеру для отапливания зданий промышленной направленности, учреждений, присутствующих в тяжёлых условиях климата. Применение пара резонно при дезинфекционных мероприятиях в медучреждениях. В зависимости от задач, есть промышленные парогенераторные установки, и котлы, предназначающиеся для задач в бытовых условиях. Эти агрегаты как правило будут работать на самых разных источниках энергии тепла. Есть устройства, которые генерируют пар с помощью утилизации излишков тепла, полученного от больших промышленных установок. Выбор нужного парогенераторного оборудования должен происходить на основе знаний рабочих принципов этих устройств и их спецификации.

Описание и устройство газовых котлов отопления

Если вблизи от вашего дома проходит газовый трубопровод, вам очень повезло. Вопрос отопления решится намного проще и дешевле, да и пищу готовить на газовой плите в разы выгоднее.

При описании газовых котлов отопления рационально рассматривать всю систему отопительного оборудования: в неё входят собственно котел, радиаторы, газопровод, подводящий газ, запорная арматура и приборы автоматики, обеспечивающие безопасность. Газовое отопление весьма экономично. Современные газовые котлы, оборудованные автоматикой, позволяют не следить за процессом. Если пламя погаснет, то система вновь разожжет горелку. Этот вид отопительных котлов обладает высоким КПД. Он способен обогреть большие по площади помещения.

При установке газового отопления могут возникнуть определенные сложности. Во-первых, установку оборудования придется согласовать с Газтехнадзором. Для этого нужно предоставить целый пакет документов, состоящий из проекта котельной, договоров с организацией по монтажу и обслуживанию, приложить лицензию проектной и монтажной фирмы, а также заключить трехсторонний договор об установлении отношений по ответственности за оборудование и разграничение полномочий.

Для обустройства газовой котельной нужно выбрать хорошо проветриваемое помещение, , куда будут выходить отработанные газы. Горелки могут коптить. Основная причина — понижение давления в системе.

Сферы применения паровых котлов и назначение

Паровые котлы активно используются в следующих отраслях:

1. Отопительные системы. Существуют промышленные и бытовые модели паровых котлов, позволяющие использовать пар в качестве теплоносителя. Пар проходит через отопительные контуры и/или поступает в теплообменники устройств горячего водоснабжения, тем самым обеспечивая перемещение тепловой энергии. Бытовой паровой отопительный котел часто комбинируется с твердотопливными отопительными устройствами. На промышленных объектах используются более мощные и надежные устройства, вырабатывающие перегретый пар, имеющий повышенную теплоотдачу.
2. Энергетика. Паровые машины позволяют преобразовывать разогретый пар в электрическую энергию. Рабочий процесс выглядит довольно просто: пар перемещается в турбину и вращает вал, за счет чего и происходит выработка электричества. Данный принцип с успехом используется на множестве электростанций.
3. Промышленность. Паровые устройства вполне могут обеспечивать механическое движение различных элементов систем. Принцип работы парового котла промышленного назначения выглядит так же, как и в предыдущем случае, но выработанная энергия направлена на осуществление механического воздействия на элементы, которые должны двигаться.

Знание того, для чего нужен паровой котел и где он применяется, позволяет использовать устройство с предельной эффективностью.

Классификация паровых установок

Для классификации паровых установок применяется несколько вариантов шкал и классификаций. Самые распространенные различают агрегаты по назначению, виду используемого теплоносителя и конструкции. Более детальная классификация использует технические особенности конструкции котлов и их назначение в технологическом цикле.

По области применения чаще всего оборудование классифицируется по следующим признакам:

• Бытовые парогенерирующие установки – применяются для отопления домов, сегодня такие котлы большая редкость. На смену бытовым котлам отопления сегодня приходят водогрейные котлы отопления, они более экономичны и безопасны.
• Промышленные агрегаты – используются в технологическом цикле производства продукции. Установки этого типа в большинстве своем производят сухой перегретый, применяемый для сушки, дезинфекции, обработки сырья.
• Паровые энергоустановки – вырабатывают пар, который является основным продуктом для генерации электричества и тепловой энергии;
• Котлы для утилизации отходов производства – используются в качестве охладителей высокотемпературных отходов металлургического и химического производства.

По потребляемым энергоносителям паровые котлы могут подразделяться на использующие:

• Газ;
• Каменный уголь;
• Электроэнергию;
• Жидкие углеводороды;
• Горючее растительного происхождения.

В промышленных установках используется два основных вида конструкций установок:

• Водотрубные паровые установки;
• Газотурбинные котлы.

Водотрубные котлы имеют преимущество перед газотурбинным, у них выше КПД. У этого типа паровых котлов выше производительность, они вырабатывают больше пара, и они обладают высокой скоростью нагрева воды. Принцип работы парового котла этого типа заключается в нагреве воды в трубах небольшого диаметра, они заполняются водой, а в пространстве между ними горит топливо. Таким образом, получается, что суммарная наружная поверхность обеспечивает большую площадь нагрева небольшого количества находящейся в ней. Большая поверхность нагрева дает возможность увеличить скорость образования пара, что делает этот вид паровых агрегатов максимально эффективными.

Водотрубные котлы бывают:

• Прямоточными;
• Барабанными.

Первые, обеспечивают высокую скорость парообразования. Вода, проходя по трубам, нагревается, преобразуется в пар и покидает контур котла.

Барабанные агрегаты делятся на паровые котлы горизонтального и вертикального расположения. Эти устройства более рационально распределяют процесс подготовки пара – барабан, применяемый в конструкции, позволяет собирать пар, отделять конденсат и вновь отправлять его в зону нагрева. Барабанные паровые котлы, имеющие несколько барабанов, производят высокотемпературный, сухой пар высокого давления.

Принцип работы газотурбинной паровой установки заключается в нагреве воды в контуре вокруг топки. По своей конструкции, газотрубный агрегат представляет собой объемный сосуд, через который проходят трубы большого диаметра. При сжигании топлива в полостях этих труб происходит нагрев воды и образование пара. На такой схеме построена и установка утилизации промышленных газов. Высокотемпературные газы пропускаются через трубы и отдают тепло нагревающейся воде. Эти агрегаты, по сути, являются котлами-утилизаторами, что устанавливаются на промышленных предприятиях.

Этот вид оборудования, к сожалению, имеет и существенный недостаток – они содержат большой объем пара под высоким давлением. Поэтому для контроля работы этого вида оборудования применяется высокоточные системы безопасности, а толщина стенок труб подбирается так, чтобы выдерживать давление в 10 кгс/см2.

Если брать производительность установок, то они разделяются на агрегаты малой, средней, большой мощности.

В зависимости от конструкции эти агрегаты делятся на:

• Установки производящие насыщенный пар;
• Агрегаты производящие перегретый водяной пар.

Насыщенный пар подается в систему при температуре 100 градусов Цельсия. Он быстро охлаждается и переходит в жидкое состояние, поэтому его применение ограничено в основном бытовыми установками и технологическими циклами, где требуется именно такой густой водяной пар. Давление в таких системах редко доходит до 100 Кпа.

Для отопления, генерации электричества и использования в качестве средства дезинфекции и в силовых установках используется перегретый водяной пар. Он практически не содержит крупных водяных капель, они отсеиваются в сепараторе, да и температура нагрева составляет 500 градусов.

Устройство и принцип работы

Жаротрубные водогрейные котлы работают по принципу передачи тепловой энергии от сгораемого топлива теплоносителю, циркулирующему в теплообменниках. При этом для парообразования достаточно температуры до +1150С и рабочего давления до 0,7 кгс/см2. Средняя мощность теплового потока составляет 1,3 МВт/м3.

Сгорание топлива происходит в топочной, которая со всех сторон, кроме лицевой, охлаждается водяной рубашкой. Для выхода дыма установлен пучок труб, которые позволяют его вывести за пределы котла. В качестве топлива может использоваться газ, дрова, уголь, мазут, дизель.

При нагреве воды часть объёма переходит в пар, который скапливается в верхней части ёмкости в специальной камере, подключённого к отопительной системе.

Благодаря простому принципу работы жаротрубного котла он имеет относительно простую конструкцию. Корпус может иметь практически любую форму, но большинство производителей изготавливают его в основном в виде цилиндров. В торцевой части расположена топочная, а с противоположной стороны – система отвода дыма. Воздух для поддержания горения нагнетается при помощи электровентилятора, расположенного фронтально.

Над топочной камерой расположены по периметру теплообменники, которые заполнены теплоносителем и имеют плотный контакт с дымоотводом. Они выполнены в виде горизонтальных трубок небольшого сечения для увеличения эффективности нагрева воды.

Трёхходовой жаротрубный котёл ТТ-100

Наибольшее распространение получил трёхходовой жаротрубный котёл, отличие которого от описанной конструкции (одноходовой) состоит в наличии трёх ходов для отвода дыма, расположенных над топочной. Первым ходом является сама камера сгорания, вторым и третьим – ходы, расположенные сверху друг над другом. Тяга в каналах обеспечивается при помощи вентилятора и/или за счёт естественных воздушных потоков через вентиляционные отверстия или колосники.

Трёхходовой жаротрубный котёл позволяет понизить температуру нагретого дымового газа с +10000С до +2500С, то есть основная часть тепла будет передана теплоносителю. По этой причине уровень воды весьма нестабилен и его достаточно сложно контролировать. Поэтому в устройстве используется сепаратор, отделяющий воду от пара, в результате чего капли не попадают в отопительный коллектор.

Для улучшения эксплуатационных характеристик и автоматизации процесса нагрева теплоносителя производители устанавливают следующие узлы:

• воздухоотводы;
• манометр, показывающий давление пара;
• термометр для индикации температуры нагрева;
• блок управления нагревом;
• датчики давления теплоносителя;
• система защиты от перегревов и аварийных режимов работы.

Паровое отопление

Главная / Санитарно-технические устройства зданий / Отопление / Паровое отопление

Принципиальная схема парового отопления низкого давления, показанная на рисунке ниже положение – а, состоит из котла, нагревательного прибора и связывающего их трубопровода. Пар, образующийся в котле, поступает в нагревательный прибор, отдает в нем теплоту испарения отапливаемому помещению, конденсируясь в воду, которая возвращается «самотеком» в котел для последующего парообразования.

Труба, по которой идет пар к прибору, называется паровой, а труба, по которой из прибора возвращается в котел конденсационная вода, — конденсационной.

При действии системы уровни воды в котле и в конденсационной трубе у прибора будут отличаться на величину H, равную давлению пара в котле (в м).

После перерыва при подаче пара в систему воздух должен быть удален из труб и приборов, так как он является помехой движению пара по трубам и ухудшает теплоотдачу нагревательных приборов.

На схеме показано вертикальное ответвление трубы с открытым концом, сделанное выше уровня, занимаемого конденсационной водой при работе котла.

Этим обеспечивается постоянное сообщение системы с атмосферой — ввод (засасывание) воздуха в систему при перерыве в работе и вывод (выдавливание) воздуха при возобновлении ее действия.

Совет

Системе парового отопления, построенной по такой схеме, с самотечным возвратом конденсационной воды в котел присущ органический недостаток — почти полное тепловое бездействие нагревательных приборов в случае их установки ниже уровня конденсационной воды в трубопроводах. Такие приборы будут заполнены не паром, а остывшей конденсационной водой.

Помещения, находящиеся на одной отметке с котельной, невозможно отапливать затопленными водой приборами системы парового отопления, построенной по самотечной схеме. Поскольку паровое отопление устраивается обычно в бесподвальных зданиях промышленного характера, то поэтому самотечные схемы на практике не применяются.

Исключением могут служить редкие случаи устройства самотечного парового отопления в зданиях с неотапливаемым подвалом, где располагается котельная установка.

Паровое отопление низкого давления (до 0,7 ати) устраивается обычно только по разомкнутой схеме (рисунке ниже положение – б) с перекачкой конденсационной воды из бака в котел центробежным насосом. Устройство системы при этом несколько усложняется. В нее вводится конденсационный бак и центробежный насос с электродвигателем (это оборудование устанавливается в котельной).

Принципиальная схема парового отопления низкого давления

а — с самотечным возвратом конденсационной воды в котел; б — с перекачкой конденсационной воды в котел (разомкнутая схема); в — то же, при расположении котельной вне здания; 1 — котел; 2 — конденсатоотводчик; 3 — конденсационный бак; 4 — центробежный насос; 5 — коллектор парораспределитель; 6 — труба для удаления воздуха; 7 — обратный клапан.

Кроме этого, на конденсационном трубопроводе устанавливается конденсатоотводчик (конденсационный горшок), пропускающий воду и воздух, но задерживающий пар до его полной конденсации (на рисунке ниже).

Конденсатоотводчик термостатический

«Санитарно-технические устройства зданий»,

Сильфон в конденсатоотводчике термического типа

В конденсатоотводчике термического типа находится герметическая цилиндрическая коробка с волнистыми стенками (сильфон), к которой прикреплен конусный клапан. Сильфон заполнен этиловым спиртом.

При входе пара в конденсатоотводчик спирт нагревается и испаряется.

Повышенное давление паров спирта удлиняет сильфон, клапан которого закрывает входное отверстие, открывающееся вновь только при охлаждении конденсата до 80 — 85° С, когда сокращается высота…

Достоинство парового отопления

Этапы монтажа парового отопления

Схема и гравитационного, и принудительного отопления проста и понятна. Если есть навык сварных работ, то магистраль можно установить самостоятельно. С чего начинают сборку? Как сделать паровое отопление?

1. Магистраль рекомендуют собирать с установки радиаторов. Их количество зависит от площади помещения. Устанавливают приборы под окнами. Определяют схему отопления и подключения приборов к системе. Чаще всего используют боковое и диагональное подключение. Укрепляют радиаторы на стенах с помощью кронштейнов.
2. Производится установка трубопроводов. При боковом подключении в местах присоединения трубы к радиатору используются запорно-регулирующие вентили и переходные гайки. В нижней части устанавливается переходная гайка и заглушка. Проводят поочерёдное подключение всех радиаторов.
3. В нижней части прибора устанавливают конденсатопровод. Он соединяется с центральным трубопроводом, по которому жидкость попадает в бак.
4. Сверху бак соединяется с конденсатопроводом.
5. Снизу монтируют отвод для воды, которая поступает в бойлер.
6. К отводу подсоединяется циркуляционный мотор и фильтр для воды.
7. Проводят монтаж котла.
8. Замыкают контуры. Подключают магистраль к котлу.
9. Проводят тестирование всей системы отопления.

В принудительной системе отопления используют насос сухого или мокрого типа. КПД у мотора сухого типа выше, но работает он шумно. Эксплуатационный период продолжительный, более 15 лет. Насос мокрого типа имеет меньший КПД, но при работе шума значительно меньше. В насосе циркулирует вода. Прослужит он 10 лет. Как правильно установить насос?

Циркуляционный мотор при принудительном паровом отоплении устанавливают в разрыв конденсатопровода. Вал мотора находится горизонтально. Клеммная коробка должна находиться сверху. Мотор подключают к электрическому кабелю: сечение 0,75 мм. Расстояние между контактами не должно быть менее 3 мм. Обязательно предусматривают заземление оборудования.

Перед устройством устанавливают фильтр для воды или грязевик. В противном случае грязь заблокирует работу крыльчатки. С двух сторон устанавливают шаровые краны. С их помощью можно легко отключить насос от системы отопления, чтобы отремонтировать его или провести замену.

Паровое отопление оборудуют не только в домах. Паром можно обогревать теплицы, хозяйственные постройки, гаражи, мастерские. Необходимо следить за качеством узлов соединения. Швы являются слабым местом системы. Они уязвимы под действием высокой температуры и давления теплоносителя.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href=”/youtube/v3/getting-started#quota”>quota</a>.

Условия безопасной эксплуатации котла

Котел должен быть не только эффективным, но и безопасным. Залог надежного и эффективного функционирования парового отопительного котла – поддержание заданного уровня подогрева металлических элементов.

Ввиду этого теплоноситель должен все время циркулировать внутри нагреваемых трубок с одновременным охлаждением поверхностей подогрева

Важно, чтобы теплоноситель стабильно отводил тепло от материала труб, нагревающихся под воздействием топочных газов. Если отведение тепла будет недостаточным, металл попросту перегреется, станет менее прочным, а КПД и безопасность оборудования снизятся

В худшем случае трубы попросту разорвет.

Регулярно проверяйте работу котла. Все неполадки исправляйте сразу же после их обнаружения. Даже малейший дефект может быстро привести к существенному уменьшению КПД агрегата и ухудшению показателей безопасности системы. Вода выйдет из барабана, пар проникнет в опускные трубки, барабан и трубки нагреются слишком сильно, и возникнет авария.

Также вы как владелец должны позаботиться, чтобы все элементы конструкции и используемое оборудование были исключительно высокого качества.

Что это за устройство?

Котёл парового типа может производить пар двух видов:

• пар, который насыщен водой;
• сухой пар, который еще называют «перегретый».

Первый вид водяного пара предназначен для работы в системах с рабочим давлением не более 100 кило Паскалей. Насыщенный пар нагревается до температуры не выше 100 градусов по Цельсию.

Второй вид пара в паровом котле предназначен для работы в системах с повышенным давлением – более 26 мега Паскалей. Сухой пар имеет более высокую температуру, и эта температура порой превышает 500 градусов Цельсия.

В основном, в системах отопления используется насыщенный пар, где трубопроводы не предназначены для высокого давления. Сухой пар используется в энергоустановках. При помощи перегретого пара работают мощные установки, которые вращают электрогенераторы. В некоторых видах транспортных средств перегретый пар является основной тяговой силой.

Что такое паровой котёл?

Паровой котёл — аппарат для изготовления пара. При этом устройство может давать 2 вида пара: сочный и перегретый. Сочный пар имеет температуру 100?C и давление 100 кПа. Перегретый пар выделяется очень высокой температурой (до 500?C) и большим давлением (больше 26 МПа).

Примечание: Сочный пар применяют в теплоснабжении частных строений, перегретый — в промышленности и энергетике. Он лучше переносит тепло, благодаря этому применение перегретого пара увеличивает КПД работы установки.

Где применяются паровые котлы:

1. В системе отопления — пар считается энергоносителем.
2. В энергетике — применяются промышленные паровые машины (парогенераторы) для получения электрической энергии.
3. В промышленности — перегретый пар может быть применен для изменения в механическое движение и перемещения ТС.

Подготовка котельной к работе

Удостовериться в наличии необходимого количества воды и проверить топку на отсутствие мазута. Также нужна вентиляция топки, чтобы избежать воспламенения накопившихся газов. При подаче топлива в топку розжиг его осуществляется электрическим запалом или от горящего источника.

Пар распределять следует медленно для равномерного прогревания частей котла. Перед подъёмом пара нужно убедиться, что воздушный клапан открыт. Во время подогрева воды и подъёма пара проверяется герметичность люков, лазов и крышек. Включают подпиточные насосы, запускают автоматические котельные установки с включением топливного насоса, вентилятора и подачей тока к зажигающим электродам.
По достижению давления пара 1 кг/кв.см. закрывают воздушные краны и продувают водоуказательные приборы. После достижения паром давления 3 кг/кв.см. обследуют фланцы и лазы, обжимая их гайки. При давлении 5 кг/кв.см. включается подпитка водой и продувка.

Изготовление парового котла отопления

Делать паровой котел своими руками стоит только тем людям, которые прекрасно владеют навыками сварщика. Только в таком случае можно будет изготовить герметичную жаротрубную или водотрубную емкость для отопления дома, которая сможет выдержать большое давление и поддержать определенный баланс воды.

Паровой жаротрубный котел для отопления дома изготовливают так:

1. Рассчитывают уровень мощности, осуществляют выбор наиболее подходящего в плане размеров и мощности чертежа.
2. Берут трубу с диаметром 80-100 см и длиной 100-110 см. Толщина стенок – 2,5 мм.
3. Разрезают листовую сталь толщиной 1-2 мм на прямоугольники. Они будут стенками варочной топки.
4. Сваривают варочную топку и делают в ней 13 отверстий.
5. Разрезают 10-см в диаметре трубу на 12 отрезков.
6. Отрезают от трубы с диаметром 12 см небольшой отрезок.
7. Вставляют 13 отрезков в отверстия, сделанные на верхней стороне варочной топки.
8. Нижние концы труб развальцовывают и приваривают к поверхности варочной топки.
9. Топку с трубами вставляют в главный корпус и приваривают.
10. Приваривают сверху коллектор для забора перегретого пара и клапан, который может сбрасывать уровень давления и выравнивать баланс.
11. Прорезают отверстие для закладки топлива и фиксируют дверку.

Вокруг топки устанавливают асбестовые листы. Это делает производительность и КПД выше.

Отличия газо- и водотрубных котлов по схеме работы

Емкость, позволяющая создавать пар, обычно выполняется из одной или нескольких труб. Находящая в них вода прогревается за счет разогретых газов, выделяемых в процессе горения топлива. Такая конструкция подразумевает, что газ сам поднимается к заполненным водой трубам, и устройства, работающие по такому принципу, называются газотрубными котлами.

В другом типе котлов газ перемещается по трубе в самой емкости с водой. Емкость в данном случае называется барабаном, а сам котел относится к категории водотрубных. Заполненные водой барабаны могут располагаться горизонтально, вертикально, радиально или же комбинировано, в зависимости от чего выделяют соответствующие виды водотрубных котлов.

Сравнение особенностей рассматриваемых видов котлов позволяет сделать следующие выводы:

1. Первое отличие – разные размеры используемых труб. Газотрубные устройства оснащаются достаточно большими трубами по сравнению с изделиями, которые используются в водотрубных котлах.
2. Следующее отличие заключается в разнице мощностей. Предельное значение мощности газотрубных котлов составляет 360 кВт, а максимальное давление не может превышать 1 МПа. Высокое давление и объем пара требуют увеличения толщины стенок устройства, что негативно сказывается на итоговой стоимости котла. Водотрубные котлы такого недостатка лишены – для них вполне могут использоваться тонкие трубы, позволяющие добиться большей температуры и давления по сравнению с газотрубными аналогами.
3. Водотрубные котлы отличаются не только мощностью и более высокой температурой. К их преимуществам относится еще и возможность выдерживать серьезные перегрузки, что говорит о большей степени безопасности подобных устройств.

Различия и виды парового оборудования

Агрегаты, предназначенные для генерирования пара, представлены следующими основными разновидностями:

• паровое котловое оборудование для энергетического использования в условиях электрических станций и турбин;
• промышленное котловое оборудование, предназначенное для производственной выработки пара;
• паровые котлы, используемые для отопления, работы прачечных, а также применяемые в эксплуатации установок для дезинфекции;
• утилизационное котловое оборудование, производящее пар посредством теплового отбора от дымовых газов, которые образуются в металлургической и химической промышленности.

Паровой котел промышленного типа

Котловые агрегаты парового типа значительно отличаются от водогрейного оборудования, что обусловлено нагревом воды с доведением её до парообразного состояния.

Предпочтение следует отдавать безопасному в эксплуатации современному оборудованию, конструкция которых характеризуется максимально быстрым парообразованием в малых объемах, без аккумуляции пара — внутри системы.

Барабанная схема

Барабанный котел характеризуется перемещением воды посредством экономайзера, с последующей подачей жидкости в барабанное устройство, расположенное в верхней части агрегата. Сила тяжести в устройствах с естественной циркуляцией позволяет воде попадать в не обогретую трубную систему, после чего жидкость перемещается внутрь обогреваемых труб, где образуется пар. Низкая плотность пароводяной смеси способствует её забросу через экранные трубы в барабанное устройство, где происходит разделение на воду и пар.

Схема барабанного котла

Жидкость естественным образом поступает в опускной трубопровод, а насыщенный пар переходит в паровой перегреватель. Котлы, имеющие естественную циркуляцию, отличаются кратностью водяной циркуляции в пределах 5-30 раз. Котловое оборудование с циркуляцией принудительного типа оснащается насосным устройством, создающим напор. Показатели кратности такого циркуляционного контура составляет 3-10 раз.

Котел барабанного типа функционирует при давлении, показатели которого ниже критического уровня, поэтому такое оборудование относится к категории агрегатов, обладающие высоким коэффициентом полезного действия.

Прямоточная схема

В таком типе оборудования присутствует принудительное и однократное движение по замкнутому контуру, в процессе чего, вода становится перегретой паром.

Процесс парового образования останавливается в зоне перехода.

Пароводяная смесь, находящаяся внутри испарительного трубопровода, доставляется в паровой перегреватель.

Прямоточные котлы оснащаются паровым прогревателем промежуточного типа, нужным для вторичного нагревания пара, который поступает из турбины и туда же возвращается. Также особенностью любой разомкнутой гидросистемы, является сохранение работоспособности на докритическом давлении и сверхкритических показателях.

Преимущества представлены отсутствием необходимости монтировать тяжелые коллекторные установки, произвольной компоновкой нагревательных поверхностей, повышенными допустимыми тепловыми нагрузками и высоким КПД, а также максимально эффективной эксплуатацией при незначительном уровне теплоаккумулирующих возможностей.

Конструкционные особенности прямоточного котельного оборудования требуют максимально точного соответствия таких показателей, как выработка пара и топливная подача.

Типы устройства паровых котлов

Паровые котлы производят пар двух видов:

1. Насыщенный, с температурой 100С, давлением до 100 кПа;
2. Перегретый, с избыточным давлением до 280 кгс/см2 и температурой до 500С.

Перегрев пара производится за счет дополнительного нагрева в теплообменниках пароперегревателей. Эти устройства нагревают отходящий пар, используя высокую температуру дымовых газов.

В качестве топлива котлы используют:

• Природный газ;
• Уголь;
• Электрическая энергия;
• Жидкое топливо – мазут, дизтопливо и так далее.

По устройству и принципу нагрева воды котлы имеют две основных модификации:

1. Газотрубные;
2. Водотрубные.

Газотрубные котлы устроены как сосуд со встроенной трубой (трубами) крупного диаметра. Сосуд заполнен водой до рабочего уровня. Пламя горелочного устройства направлено во внутренний объем трубы (труб).

Пламя нагревает трубы, вода вокруг трубы кипит и испаряется. Котел такого типа называется жаротрубным. Горелочные устройства оборудуются вентиляторами наддува для оптимизации пламени.

Второй тип газотрубного котла – агрегат с дымогарными трубами. В этом случае по трубам движется поток отходящих дымовых газов. По сути, такие котлы являются классическими котлами-утилизаторами.

Недостатком таких котлов является большой объем пара, содержащийся в котле под давлением. Это требует увеличения толщины стенок оборудования, налагает предел на максимальное давление – до 10 кгс/см2.

Водотрубные котлы превосходят газотрубные по величине КПД, скорости нагрева и производительности. При их работе вода движется по трубам малого диаметра, пламя горит в межтрубном пространстве. Преимущество достигается за счет более значительной и качественной поверхности нагрева воды (испарения).

Водотрубные паровые котлы подразделяются на 2 типа:

1. Барабанные;
2. Прямоточные.

Барабанные водотрубные котлы бывают горизонтальной и вертикальной ориентации, имеют минимум один барабан (емкость) в верхней части агрегата. Барабан служит сборником пара, на его стенках образуется конденсат недогретого пара – он вновь стекает в зону кипения и нагрева. Котел может иметь в своей конструкции несколько барабанов.

Прямоточные котлы отличаются высокой скоростью парообразования, вода испаряется в трубном пространстве и покидает котел.