Höyrykattilat: laite, toimintaperiaate, kaavio ja toiminta

Mikä on höyrykattila?

Höyrykattila on yksikkö höyryn tuottamiseksi. Tässä tapauksessa laite voi antaa 2 tyyppistä höyryä: tyydyttynyttä ja ylikuumennettua. Kyllästetyn höyryn lämpötila on 100 ºC ja paine 100 kPa. Ylikuumennetulle höyrylle on ominaista korkea lämpötila (jopa 500 ºC) ja korkea paine (yli 26 MPa).

Huomautus: Kyllästettyä höyryä käytetään omakotitalojen lämmitykseen, ylikuumennettua höyryä käytetään teollisuudessa ja energiassa. Se siirtää lämpöä paremmin, joten ylikuumennetun höyryn käyttö lisää asennuksen tehokkuutta..

Missä höyrykattilat käytetään:

Lämmitysjärjestelmässä – höyry on energian kantaja.
Sähköteollisuudessa – teollisuuden höyrykoneita (höyrygeneraattoreita) käytetään sähkön tuottamiseen.
Teollisuudessa – tulistettua höyryä voidaan käyttää muuttamaan mekaaniseksi liikkeeksi ja siirtämään ajoneuvoja.

Mihin tarkoituksiin höyryä tarvitaan

Kun tiedät missä höyrykattilaa käytetään ja millä tiloilla, voit valita laitteita tehokkaasti.

Tietokoneita käytetään tällaisilla aloilla:

Keskuslämmityksen asunto- ja yhteisöpalvelut asentavat matala- tai keskipaineisia PC -muutoksia höyrylämmitykseen. Jäähdytysneste tulee joko suoraan verkkoon tai lämmönvaihtimien kautta valmistelee vettä keskuslämmitykseen ja käyttöveden syöttöön.
Teollisuus käyttää tehokkaampia höyrystimiä, jotka tuottavat ylikuumennettua höyryä ja lisäävät lämmönsiirtoa.
Voimatekniikka, korkeapainehöyrykattilat osallistuvat sähköntuotantojärjestelmiin siirtämällä höyryä turbiinille.
Teollisuus, tietokoneet tarjoavat tuotantolaitteiden mekaanisen liikkeen.
Rautatiekuljetus, tietokoneet asennetaan dieselvetureihin.

Höyrygeneraattori: tehokas höyrykone

Höyrygeneraattori on höyrykattila, joka on varustettu useilla lisälaitteilla. Sen suunnittelu sisältää yhden tai useamman välilämmittimen, jotka lisäävät sen tehon kymmenkertaiseksi. Missä käytetään tehokkaita höyrykoneita?

Höyrystimien pääasiallinen käyttökohde löytyy ydinvoimaloista. Tässä atomin hajoamisenergia muunnetaan höyryn avulla sähköksi. Kuvataan kaksi menetelmää veden lämmittämiseksi ja höyryn tuottamiseksi reaktorissa:

Vesi pesee reaktorisäiliön ulkopinnan samalla kun se lämmittää ja jäähdyttää reaktorin. Siten höyryn muodostuminen tapahtuu erillisessä piirissä (vesi kuumenee reaktorin seiniä vasten ja siirtää lämpöä haihdutuspiiriin). Tämä malli käyttää höyrygeneraattoria – se toimii lämmönvaihtimena.
Putket veden lämmittämiseksi kulkevat reaktorin sisällä. Kun putket syötetään reaktoriin, siitä tulee polttokammio ja höyry siirtyy suoraan sähkögeneraattoriin. Tätä rakennetta kutsutaan kiehuvan veden reaktoriksi. Täällä ei tarvita höyrygeneraattoria.

Höyrykattiloiden käyttöalueet ja käyttötarkoitus

Höyrykattilat ovat aktiivisesti käytössä seuraavilla aloilla:

Lämmitysjärjestelmät. On olemassa teollisia ja kotimaisia höyrykattilomalleja, jotka mahdollistavat höyryn käytön lämmönsiirtimenä. Höyry kulkee lämmityspiirien läpi ja / tai tulee kuumavesijärjestelmien lämmönvaihtimiin, mikä varmistaa lämpöenergian siirron. Kotitalouksien höyrylämmityskattila yhdistetään usein kiinteän polttoaineen lämmityslaitteisiin. Teollisuuslaitoksissa käytetään tehokkaampia ja luotettavampia laitteita, jotka tuottavat tulistettua höyryä ja lisäävät lämmönsiirtoa.
Energia. Höyrykoneet muuttavat lämmitetyn höyryn sähköenergiaksi. Työnkulku näyttää melko yksinkertaiselta: höyry siirtyy turbiiniin ja pyörii akselia, minkä vuoksi sähköä syntyy. Tätä periaatetta on käytetty menestyksekkäästi monissa voimalaitoksissa..
Ala. Höyrylaitteet voivat tarjota järjestelmien eri osien mekaanisen liikkeen. Teollisuuskäyttöön tarkoitetun höyrykattilan toimintaperiaate näyttää samalta kuin edellisessä tapauksessa, mutta tuotetun energian tarkoituksena on tarjota mekaanista vaikutusta elementteihin, joiden pitäisi liikkua..

Kun tiedät, mihin höyrykattila on tarkoitettu ja missä sitä käytetään, voit käyttää laitetta mahdollisimman tehokkaasti..

Nimet

Kiinteiden höyrykattiloiden mukaan niillä on seuraava nimitysrakenne:

Tyyppi-D-P-T-FON

Pr – pakotettu kierto (vesi rummusta syötetään haihdutuspinnoille erityisillä pumpuilla);
Prp – pakotettu kierto ja höyryn välilämmitys;
E – luonnollisella liikkeellä (veden ja höyryn tiheyseron vaikutuksesta);
Ep – luonnollinen kierto ja höyryn ylikuumeneminen;
P – suora;
Пп – kerran läpi ja höyryn ylikuumeneminen;
K – yhdistetty kierto (joillakin pinnoilla luonnollinen, toisilla pakotettu);
Кп – yhdistetty kierto ja höyryn välilämmitys.

D Kattilan höyrykapasiteetti, t / h. P Kattilan ulostulopaine, MPa (aiemmin se oli usein ilmoitettu kgf / cm²) T Kattilan ulostulolämpötila, ° C (ei ilmoitettu tyydytettyä höyryä tuottaville kattiloille). Jos lämpötila uudelleenlämmityksen jälkeen eroaa ensisijaisen höyryn lämpötilasta, se ilmaistaan murto -osana.F Polttoaineen tyyppi (jos uuni ei ole kerroksellinen):

K – kivihiili ja puoliantrasiitti (vähähiili);
A – antrasiitti, antrasiittikaivos (liete);
B – ruskohiili, ruskohiilet;
C – liuske;
M – polttoöljy;
G – maakaasu;
О – jätteet, roskat;
D – muut polttoainetyypit.

O Uunin tyyppi (kaasuöljyllä poltetuissa uuneissa niitä ei ilmoiteta, lukuun ottamatta “B”):

T – kammiouuni kiinteän kuonan poistolla;
G – kammio -uuni nestemäisen kuonan poistolla;
Р – kerrosuuni (arina);
B – pyörreuuni;
Ts – sykloniuuni;
F – tulipesä, jossa on kiehuva (juokseva) kerros (paikallaan oleva ja kiertävä);
Ja – muut uunityypit, mukaan lukien kaksivyöhykkeet.

Määritelmä

Kuten olet jo ymmärtänyt, höyrykattila on yksikkö, joka tuottaa höyryä. Lisäksi tämän tyyppiset kattilat voivat tuottaa kahdenlaisia höyryjä: tyydyttynyttä ja ylikuumennettua. Ensimmäisessä tapauksessa sen lämpötila on noin 100 astetta ja paine noin 100 kPa. Ylikuumentuneen höyryn lämpötila nousee 500 asteeseen ja paine 26 MPa: iin. Tyydyttynyttä höyryä käytetään kotitalouskäyttöön, lähinnä omakotitalojen lämmitykseen. Ylikuumentunut höyry on löytänyt sovelluksia teollisuudessa ja sähkötekniikassa. Se siirtää lämpöä hyvin, joten sen käyttö lisää huomattavasti asennuksen tehokkuutta..

Soveltamisala

Höyrykattiloille on kolme pääasiallista käyttöaluetta:

Lämmitysjärjestelmät. Höyry toimii energian kantajana.
Energia. Teollisuuden höyrykoneita tai, kuten niitä myös kutsutaan, höyrygeneraattoreita käytetään sähköenergian tuottamiseen.
Ala. Teollisuuden höyryä käytetään laitteiden ja putkistojen “takkien” lämmittämiseen, mutta myös lämpöenergian muuttamiseen mekaaniseksi energiaksi ja ajoneuvojen siirtämiseksi.

Kotitalouksien lämmitykseen käytetään kotitalouksien höyrykattiloita. Yksinkertaisesti sanottuna heidän tehtävänsä on lämmittää vettä ja siirtää höyryä putkilinjan läpi. Tällainen järjestelmä on usein varustettu kiinteällä uunilla tai kattilalla. Yleensä kodinkoneet tuottavat kylläistä, ei ylikuumentunutta höyryä, mikä riittää ratkaisemaan niille annetut tehtävät..

Teollisuudessa höyry ylikuumenee – se jatkaa kuumennusta haihtumisen jälkeen lämpötilan lisäämiseksi edelleen. Tällaisille asennuksille asetetaan erityisiä laatuvaatimuksia, koska kun höyry ylikuumenee, säiliö voi räjähtää. Kattilasta saatu ylikuumennettu höyry voi mennä sähkön tai mekaanisen liikkeen muodostumiseen.

Sähkövirta höyryllä syntyy seuraavasti. Höyrystyessään höyry tulee turbiiniin, jossa se pyörii akselia tiheän virtauksen vuoksi. Siten lämpöenergia muuttuu mekaaniseksi energiaksi ja se puolestaan sähköenergiaksi. Näin voimalaitosturbiinit toimivat.

Akselin pyöriminen, joka tapahtuu, kun höyrystyy suuria määriä ylikuumennettua höyryä, voidaan siirtää suoraan moottorille ja pyörille. Näin höyrynsiirto käynnistyy. Suosittuja esimerkkejä höyrykoneen toiminnasta ovat höyryveturin höyrygeneraattori tai laivan höyrykattila. Jälkimmäisen toimintaperiaate on melko yksinkertainen: kun hiiltä poltetaan, syntyy lämpöä, joka lämmittää vettä ja muodostaa höyryä. No, höyry puolestaan kääntää pyöriä tai aluksen tapauksessa ruuveja.

Missä niitä sovelletaan

Höyrykattiloita käytetään edelleen laajalti koteihin ja teollisuustiloihin. Nämä laitteet tuottavat höyryä kuumentamalla vettä, ja sitten tämä höyry kierrätetään lämmitysjärjestelmässä. Kotitalouksien höyrykattilat tuottavat vedellä kyllästettyä höyryä, ja näitä kattiloita käytetään usein yksityisasuntorakentamisessa.

Teollisuudessa käytetään erityisiä höyrylaitteistoja, jotka lämmittävät tyydytettyä höyryä vaiheittain ja nostavat sen 500 asteen lämpötilaan. Teolliset höyrykattilat valmistetaan vakaammin, koska ne toimivat korkeassa paineessa ja lämpötiloissa. Teollisuuden höyrykattilat ovat myös kooltaan erilaisia. Teollisuuskattilan mitat riippuvat tämän laitteen suorittamien tehtävien laajuudesta. Useimmissa tapauksissa teollisuuden höyrystimiä käytetään sähkön tuottamiseen. On olemassa useita erilaisia teollisia höyrylaitteistoja, jotka on yhdistetty yhdeksi yksiköksi sähkögeneraattorin kanssa. Pienet voimalaitokset on varustettu tällaisilla laitteilla..

Tällaisen voimalaitoksen höyrykattilat toimivat periaatteella lämmittää vesi kiehuvaan tilaan, ja sitten erityisessä laitteessa syntynyt höyry saatetaan ylikuumennettuun tilaan ja syötetään höyryturbiiniin korkeassa paineessa. Höyryturbiinin akseli on kytketty sähkögeneraattorin roottoriin, joka höyryturbiinista pyörivänä tuottaa virtaa.

Myös teollisia höyrykattiloita käytettiin laajalti liikenteessä – höyryveturit, traktorit, autot. Nykyään höyrykäyttöisiä ajoneuvoja löytyy vain rautateiltä, joissa niitä käytetään rahdin kuljettamiseen sekä vaihtotoimintaan. Teollisuuden tyyppiset höyrykattilat ovat myös hyviä, koska ne voivat toimia lähes kaikentyyppisellä polttoaineella. Joitakin teollisia höyrykattiloita on suunniteltu tietyntyyppiselle polttoaineelle. Myös kotikäyttöön tarkoitetut höyrykattilat voivat olla sekä monipolttoaineisia että keskittyä tiettyyn polttoainetyyppiin..

Korjausominaisuudet

Rummutyyppiset kattilat erottuvat luotettavasta toiminnastaan ja vaatimattomasta toiminnastaan, mutta ne vaativat jatkuvaa valvontaa vakaan lämmitystilan ja höyrynpaineen varmistamiseksi sekä ajoissa tapahtuvan puhalluksen. Jos jokin näistä vaatimuksista ei täyty, laite voi rikkoutua ja laite on korjattava..

Ennen korjaustöiden suorittamista on ehdottomasti tutustuttava valmistajan toimittamaan dokumentaatioon ja rumpukattilan kaavioon. Näin voit määrittää kaikkien toimien järjestyksen ja estää virheet, jotka voivat aiheuttaa vakavampia seurauksia..

Jos haluat korjata rummun, sinun on noudatettava seuraavia suosituksia:

ennen restauroinnin aloittamista on arvioitava metallin kunto: paksuus, lujuus, tiiviys;
havaitut viat on porattava hiomatyökalulla puhtaaseen metalliin, jotta se voidaan hitsata tai korjata;
halkeamien etsiminen lämmittämällä pintaa polttimella on ehdottomasti kielletty, koska yksiköiden muodonmuutosten tai teräksen ominaisuuksien menettämisen vaara on suuri;
korroosiota enintään 10%: n metallisyvyyteen ei saa poistaa, vaan vain tukkia sementtilaastilla;
teräksen paksuuden palauttamiseksi käytetään sähköhitsausta;
kuorien hitsaaminen on pakollista, jos niiden koko on enintään 40 mm ja etäisyys on kolme suurimman koon etäisyyttä (jos vaurioiden syvyys on yli puolet seinien paksuudesta).

Suunnitteluominaisuuksia

Kyseisen kattilan suunnittelu perustuu eräänlaiseen rumpuun. Esikäsitelty vesi syötetään tähän laitteeseen pumppu- ja putkijärjestelmän kautta. Putket sijaitsevat kattilan alemmassa osastossa. Näillä elementeillä on eri halkaisijat, eivätkä ne kuumene kattilan käytön aikana. Putkijärjestelmän kautta neste rummusta kulkee keräimiin. Jälkimmäiset sijaitsevat useimmiten kattilan pohjassa..

Keräin on yhdistetty rumpuun nostoputken avulla. Putkilinjan ansiosta ladatun polttoaineen palamispaikkaan syntyy lämmityspintoja.

Höyrygeneraattoriin on liitetty putkijärjestelmä, joka toimii viestivien alusten mekanismin mukaisesti. Nestemäisen veden ja vesihöyryn seos kiertää kuumissa putkissa. Tällä seoksella on melko pieni tiheys, minkä ansiosta se voi virrata vapaasti erotinosastoon, jossa höyry ja vesi erotetaan. Nestemäinen komponentti ohjataan höyrykattilan rummulle.

Höyry menee höyryputkeen ja sitten erikoislämmittimiin, joissa höyryn paine ja lämpötila nostetaan vaadittuihin parametreihin. Lopuksi höyry lähetetään vastaavaan höyryturbiiniin.

Kuinka höyryjärjestelmä toimii

Kun vesi kiehuu vakio paineessa, se pitää lämpötilansa vakiona. Tällaisen kiehumisen tuloksena syntyvä höyry sisältää huomattavan määrän lämpöenergiaa. Tiivistymishetkellä, ts. kun höyry muutetaan nesteeksi, tämä energia vapautuu ja siirtyy ympäristöön.

Tätä periaatetta käytetään höyrylämmitysjärjestelmien käytössä. Vesi kiehuu kattilassa, höyry siirtyy putkien kautta pattereihin, joissa se tiivistyy ja jakautuu lämmön kanssa lämmittäen siten huoneen ilmaa.

Kondensaatioprosessissa saatu vesi kulkee edelleen putkien läpi ja palaa erityiseen varastointilaitteeseen ja virtaa sitten lämmittimeen luonnollisella tavalla tai väkisin pumpun avulla.

Höyrylämmitysjärjestelmän sisällä olevan paineen mukaan ne on jaettu:

tyhjiöhöyry;
alhainen paine;
korkeapaine.

Ensimmäisessä paine on alle 0,1 MPa, toisessa – jopa pienempi – jopa 0,07 MPa ja kolmannessa – yli 0,07 MPa. Avoimilla matalapainejärjestelmillä on pääsy ilmaan ilmakehästä, mutta ne voidaan myös sulkea, ts. täysin suljettu.

Tämä kaavio osoittaa höyrylämmityksen johdotuksen periaatteet. Lämmityslaitteen tulee sijaita alempana kuin patterit, lauhdelinja saa kaltevuuden

Tällaiset järjestelmät käyttävät yleensä ns. Kuivaa tyydyttynyttä höyryä, joka ei sisällä suspendoituneita vesihiukkasia. Järjestelmän höyryn määrä vaikuttaa sen suorituskykyyn. Jos höyryä on liian vähän, se aiheuttaa ongelmia kondensaatin vapaalle virtaukselle ja kylmää ilmaa kerääntyy lämmittimen pohjaan..

Riittävä määrä höyryä parantaa kondenssiveden ulosvirtausta, joka työnnetään takaisin seiniin ja virtaa niitä ohuen vesikalvon muodossa.

Suljetuissa järjestelmissä kondensoitumisen jälkeen vesi pääsee välittömästi lämmönvaihtimeen, mutta usein käytetään avoimen kiertojärjestelmän järjestelmiä, joissa jäähdytysneste kerätään ensin varastosäiliöön ja pumpataan sitten kattilaan lämmitystä varten.

Lauhde voi täyttää kokonaan tai vain osittain putket, joiden kautta se siirtyy lämmitykseen. Jälkimmäinen vaihtoehto on parempi, koska kun järjestelmä sammutetaan, sen putket pysyvät kuivina..

Jos höyrylämmityksen lämmönsiirtäjä kondensoitumisen jälkeen siirtyy suoraan kattilaan seuraavaa lämmitystä varten, järjestelmää kutsutaan suljetuksi. Jos kondenssivesi kerääntyy ensin varastosäiliöön, josta se pumpataan pumppaamalla kattilaan, järjestelmä luokitellaan avoimeksi.

Edut

Kannattavuus
Itse laitteen houkutteleva hinta;
Korkeat suorituskykyindikaattorit;
Erinomainen lämmönsäästö;
Monipuolisuus. Eri tyyppiset höyrykattilat voivat käyttää erilaisia polttoaineita;
Korkea hyötysuhde;
Lämmitykseen käytetään pienen halkaisijan omaavia putkia, joilla on positiivinen vaikutus piirin tiiviyteen;
Voidaan asentaa mihin tahansa kotiin, piiri pysyy turvassa. Tärkeintä on noudattaa asennuksen ja käytön sääntöjä;
Kulutettu polttoaine ei tarvitse jatkuvaa seurantaa;
Alhaiset hitausparametrit, jotka nopeuttavat tilojen lämmitystä.

haittoja

Laitteiden toimintaa on mahdotonta säätää sujuvasti.
Eri huoneet voivat lämmetä epätasaisesti.
Höyrykattilat eivät voi ylpeillä pitkällä käyttöiällä..
Lämmitysputkien lämmitys on erittäin voimakasta, minkä vuoksi piiri ei joissakin tapauksissa ole täysin turvallinen.
Kun kattila on täytetty höyryllä, laite alkaa melua.

Jotta höyry-tyyppisen kattilan käyttö kotona olisi täysin turvallista, sinun on valittava laitteet, joilla on laatusertifikaatit..

Höyrykattilalaite

Rakenteellisesti höyrykattila on säiliö, jossa tapahtuu veden muuttaminen höyryksi. Säiliö on yleensä valmistettu putkesta, jonka halkaisija voi vaihdella melko laajalla alueella. Höyrykattilakaavio sisältää täytetyn putken lisäksi polttokammion, joka on suunniteltu polttoaineen polttamiseen.

Uunissa voi olla tiettyjä ominaisuuksia, jotka riippuvat suoraan käytetyn polttoaineen tyypistä. Esimerkiksi alaosan kiinteän polttoaineen polttokammiot on varustettu arinalla, jonka kautta happi pääsee kammioon. Rakenteen yläosaan on asennettu perinteinen savupiippu, joka luo vedon ja takaa normaalin palamisen. Jos käytetään nestemäistä energiaa tai kaasua, polttokammio toimitetaan polttimen kanssa.

Polttoaineen palamisen aikana vapautunut kaasu tulee joka tapauksessa vedellä täytettyyn säiliöön, antaa sille lämpöä ja savupiippu päästää sen ilmakehään. Tietyllä hetkellä vesi alkaa kiehua ja muuttua höyryksi, joka ohjataan säiliön yläosaan ja sitten putkiin.

Ero kaasu- ja vesiputkikattiloiden välillä työn kaavan mukaan

Säiliö, jonka avulla voit luoda höyryä, on yleensä valmistettu yhdestä tai useammasta putkesta. Niistä löytynyt vesi lämmitetään polttoaineen palamisen aikana vapautuvista kuumennetuista kaasuista. Tämä rakenne merkitsee sitä, että kaasu itse nousee vedellä täytettyihin putkiin, ja tällä periaatteella toimivia laitteita kutsutaan kaasuputkikattioiksi..

Toisessa kattilatyypissä kaasu liikkuu putken läpi aivan säiliössä, jossa on vettä. Tässä tapauksessa kapasiteettia kutsutaan rummuksi, ja itse kattila kuuluu vesiputkiluokkaan. Vedellä täytetyt tynnyrit voidaan sijoittaa vaakasuoraan, pystysuoraan, säteittäisesti tai yhdistelmänä, riippuen siitä, minkä tyyppiset vesiputkikattilat erotetaan toisistaan..

Tarkasteltavien kattilotyyppien ominaisuuksien vertailun avulla voimme tehdä seuraavat johtopäätökset:

Ensimmäinen ero on käytettyjen putkien eri koot. Kaasuputkilaitteet on varustettu melko suurilla putkilla verrattuna vesiputkikattilassa käytettäviin tuotteisiin.
Seuraava ero on tehoero. Kaasuputkikattilan suurin tehoarvo on 360 kW, ja suurin paine ei saa ylittää 1 MPa. Korkea paine ja höyryn määrä edellyttävät laitteen seinämän paksuuden lisäämistä, mikä vaikuttaa negatiivisesti kattilan lopulliseen hintaan. Vesiputkikattilassa ei ole tällaista haittaa-niille voidaan käyttää ohuita putkia, joiden avulla ne voivat saavuttaa korkeamman lämpötilan ja paineen verrattuna kaasuputkisiin..
Vesiputkikattilat eroavat paitsi tehosta ja korkeammista lämpötiloista. Niiden etuihin kuuluu myös kyky kestää vakavia ylikuormituksia, mikä osoittaa tällaisten laitteiden suuremman turvallisuuden..

Muut kattilan elementit

Höyrykattilan rakentaminen ei rajoitu edellä jo kuvattuihin peruselementteihin. Joskus höyrykattila voidaan varustaa lisälaitteilla järjestelmän tehokkuuden tai toimivuuden lisäämiseksi..

Nämä ovat seuraavat elementit:

Tulistin Tämän elementin avulla voit lämmittää höyryn yli 100 asteen lämpötilaan, jolloin voit saavuttaa paremman tehokkuuden lisäämällä laitteen tehokkuutta. Käytettäessä tulistinta höyry voi saavuttaa 500 asteen lämpötilan, ja sen lämmitys suoritetaan jo putkissa, eli veden haihtumisvaiheen jälkeen. Tulistin voi olla joko sisäänrakennettu tai erillisen laitteen muodossa. On konvektio- ja säteilylaitteita (toisella tyypillä on 2-3 kertaa enemmän tehoa).
Höyryerotin. Tämä höyrykattilan elementti poistaa kaiken ylimääräisen kosteuden höyrystä ja tekee siitä mahdollisimman kuivan. Erotinta käytettäessä koko kattilan hyötysuhde kasvaa merkittävästi.
Höyryvaraaja. Tämän laitteen avulla voit vakauttaa järjestelmän. Akku imee ylimääräisen höyryn ja palauttaa sen järjestelmään, jos se laskee liian alhaiseksi.
Vedenpuhdistuslaite. Tämän laitteen avulla voit vähentää veden kyllästymistä hapella ja erilaisilla kemikaaleilla. Veden oikea -aikainen valmistelu mahdollistaa korroosion vaikutuksen vähentämisen kattilan sisäosiin ja minimoi kerrostumien määrän järjestelmässä.

Lisäksi höyrykattilan laitteessa on venttiili kondensaatin tyhjentämiseksi, ilmalämmittimet ja yksikön ohjausyksikkö, joka sisältää polttokytkimen ja raaka -aineiden ja energiavarojen kulutuksen säätimet. Kun ymmärrät höyrykattilan sisällön, voit mukauttaa sen kokoonpanon tiettyjä tehtäviä varten..

Höyrykattiloiden pää- ja apulaitteet

Höyrykattilayksikkö sisältää pääelementit ja laitteet:

Uunikammio;
Kattilan kuori (runko);
Poltin – kaasu- ja öljykattiloille;
Lämmityspinnat – putket, seulat;
Lämmityselementit tai elektrodit – sähkökattilat;
Kotelon lämmöneristys;
Ulkoinen koristeellinen verhous;
Valvonta-, turva- ja automaatiojärjestelmä;
Syöttöpumppu.

Kiinteän polttoaineen kattiloiden polttokammio on jaettu arinaan kahteen osaan. Kattilan runko on valmistettu kuumuutta kestävästä teräksestä.

Poltinlaitteet on useimmiten varustettu ilmanpainejärjestelmillä. Ilmanruiskutus palamisen tehostamiseksi suoritetaan tuulettimella.

Sähköhöyrystimissä vesi kuumennetaan kiehuvaksi lämmityselementtien tai elektrodien avulla. Erikoistyyppiset höyrykattilat ovat induktiosähkökattilat. Tässä lämmitys saavutetaan induktiokentällä.

Rungon lämmöneristys suojaa laitetta lämmönhukalta ja varmistaa, ettei kuumia pintoja ole. Eristysmateriaalit ovat moderneja eristemateriaaleja, joilla on lisääntynyt lämmönkestävyys, ja käytetään myös perinteisiä – tulenkestäviä tiiliä, tulisavea, asbestia sisältäviä kuituja..

Automaatiojärjestelmä hallitsee laitteen toimintaa, tilan ja parametrien turvallisuutta, estää (keskeyttää) palamisen, kun kriittiset arvot saavutetaan.

Syöttöpumppu tuottaa mitattua syöttövettä tasoanturien signaalien mukaan. Laite toimii syklisessä tilassa.

Varoventtiilit, osoitinlaitteet – manometrit ja lämpömittarit, vedenpinnan visuaaliset indikaattorit ovat pakollisia elementtejä kattilan suunnittelussa. Visuaalinen ohjauslaite on tasopylväs, jossa on tasolasit (vähintään kaksi). Tasoanturit on rakennettu pylvääseen.

Kattilaa saa käyttää vain, jos molemmat tasolasit ovat hyvässä toimintakunnossa..

Höyrykattilan apulaitteet ovat:

Vedenkäsittelyjärjestelmä;
Veden säästäjä;
Ilmanlämmitin;
Tulistin;
Ilmanvaihtolaite;
Erotin;
Savunpoistin.

Vedenkäsittelyjärjestelmä varmistaa, että lisäveden laatu saadaan haluttuihin parametreihin. Vedenkäsittelyn päätyyppi on natriumkationinvaihtosuodattimet. Vesi kulkee suodatinkolonnin täyteainekerroksen läpi, kun taas kovuussuolojen (Ca +, Mg +) ionit korvataan natriumkloridi -ioneilla.

Raakaveden puhdistaminen kovuussuoloista on edellytys laitteen normaalille toiminnalle. Suuremmalla suolapitoisuudella se saostuu kiinteänä aineena lämmityspinnoille. Tämä vähentää merkittävästi lämmönsiirron tehokkuutta, mikä johtaa lopulta metallipintojen palamiseen..

Tämän toiminnon lisäksi vedenkäsittely voi annostella erilaisia erikoiskomponentteja meikkilinjaan. Nämä lisäaineet sitovat happea, vähentävät korroosiota ja ylläpitävät vaaditun pH -tason. Lisätoimintojen käyttö vaikuttaa myönteisesti laitteen laatuun, pidentää sen käyttöikää.

Veden säästäjää käytetään syöttöveden lämmittämiseen, ilmalämmitintä poltettavaksi syötetyn ilman lämmittämiseen. Molemmat laitteet käyttävät pakokaasun lämpöä. Näiden lämmönvaihtimien käyttö lisää kattilayksikön kokonaistehokkuutta..

Tulistin toimii saman periaatteen mukaisesti (savukaasulämmön hyödyntäminen). Se tarjoaa höyrylämmityksen korkeampiin lämpötiloihin.

On huomattava, että lämmönvaihtimien asennus savuhormiin vaatii huolellisia laskelmia. Laitteilla on korkea aerodynaaminen vastus, mikä voi estää savun poistamisen ja häiritä palamisprosessia. Suuri kokonaisvastusarvo on asennettu savunpoistimelle.

Ilmanpoistin poistaa ilman syöttövedestä. Erotuslaitteet on suunniteltu poistamaan vesikomponentti höyrystä kattilan ulostulossa. Tämä tekee höyrystä kuivemman, vähentää korroosionopeutta kulutusvyöhykkeellä ja estää vesivasaran. Erotus saavutetaan muuttamalla virtaussuuntaa ja putkilinjan halkaisijaa.

Höyrykattilat ovat erittäin tehokkaita ja toimivat korkeissa lämpötiloissa ja ylipaineessa. Nämä olosuhteet vaikeuttavat kattilan kokonaissuunnittelua; tarvitaan lisälaitteita. Toimintaperiaate, käyttöolosuhteet edellyttävät huoltohenkilöstön pakollista läsnäoloa.

Ohjauslaitteet

Lisäksi kattila on varustettu valvonta- ja ohjauslaitteilla. Esimerkiksi vesitason hälytys valvoo, että neste pysyy tasaisena rummussa. Höyrykattilan raja -arvojen merkinantolaitteen toimintaperiaate perustuu erikoiskuormien massan muutokseen niiden siirtyessä nestefaasista höyryfaasiin ja päinvastoin. Jos normista poiketaan, se antaa äänimerkin ilmoittaa yrityksen työntekijöille.

Veden pinnan säätämiseen käytetään myös höyrykattilan tasomittaria. Laitteen toimintaperiaate perustuu veden sähkönjohtavuuteen. Pylväs on putki, jossa on neljä elektrodia, jotka valvovat vedenpintaa. Jos vesipatsas saavuttaa alemman merkin, syöttöpumppu on kytketty, ja jos ylempi, veden syöttö kattilaan pysähtyy.

Toinen yksinkertainen laite vesitason mittaamiseksi höyrykattilassa on laitteen runkoon rakennettu veden mittauslasi. Höyrykattilan mittarin lasin toimintaperiaate on yksinkertainen – se on tarkoitettu vedenpinnan visuaaliseen hallintaan.

Nesteen tason lisäksi järjestelmässä mitataan lämpötila ja paine lämpömittarilla ja painemittarilla. Kaikki tämä on tarpeen kattilan normaalille toiminnalle ja hätätilanteiden välttämiseksi..

Höyrylämmityskattilan valmistus

Höyrykattilan tekeminen omilla käsilläsi kannattaa vain niille ihmisille, jotka tuntevat hitsaajan taidot. Vain tässä tapauksessa on mahdollista tehdä suljettu palo- tai vesiputkisäiliö talon lämmittämiseen, joka kestää korkean paineen ja ylläpitää tiettyä vesitasapainoa..

Höyrypaloputkikattila talon lämmittämiseen tehdään seuraavasti:

Laske tehotaso, valitse koon ja tehon kannalta sopivin piirustus.
Ota putki, jonka halkaisija on 80-100 cm ja pituus 100-110 cm, seinämän paksuus-2,5 mm.
Leikkaa teräslevy 1-2 mm paksuiksi suorakulmioiksi. Ne ovat keittokammion seinät..
Hitsaa uuni ja tee siihen 13 reikää.
Leikkaa halkaisijaltaan 10 cm putki 12 osaan.
Leikkaa pieni pala putkesta, jonka halkaisija on 12 cm.
Työnnä 13 kappaletta keittotason yläpuolella oleviin reikiin.
Putkien alaosat laajennetaan ja hitsataan uunin pintaan.
Tulipesä putkineen työnnetään päärunkoon ja hitsataan.
Hitsattu jakotukin päälle tulistetun höyryn ottamiseksi ja venttiili, joka voi vapauttaa painetason ja tasapainottaa tasapainon.
Leikkaa reikä polttoaineen täyttöä varten ja kiinnitä luukku.

Asbestilevyt asennetaan tulipesän ympärille. Tämä lisää tuottavuutta ja tehokkuutta.

Säännöt höyry- ja kuumavesikattiloiden toiminnalle

Höyrykattila on paineherkkä laite, joka liittyy vaarallisiin asennuksiin. Jos laitetta käytetään väärin, ylikuumennetun höyryn aiheuttamat palovammat ovat mahdollisia ja poikkeustapauksissa koko laitoksen räjähdys.

Käytön aikana on tärkeää noudattaa tiukasti valmistajan ja määräysten mukaisia laitteen käyttöohjeita. Tilastojen mukaan tärkeimmät epäonnistumisen syyt ovat:

Tilastojen mukaan tärkeimmät epäonnistumisen syyt ovat:

huonolaatuinen vedenkäsittely, mikä lisää elementtien korroosiota ja vähentää merkittävästi sen tehokkuutta;
polttoaineen polttokammion säännöllisen lukemisen puute;
väärä automaatioasetus.

Turvalaitteiden ja ohjauksen automatisoinnin ansiosta ammattimainen asennus ja säätö tekevät nykyaikaisista höyrykattiloista turvallisia laitteita.

Luokitus

Höyrykattilat, joiden toimintaperiaatetta harkitsemme tänään, voidaan luokitella useiden parametrien mukaan..

Polttoainetyypin mukaan:

Hiili.
Kaasu.
Polttoöljy.
Sähköinen.

Ajanvarauksella:

Kotitalous.
Energia.
Teollinen.
Kierrätys.

Suunnittelultaan:

Kaasuputki.
Vesiputki.

Höyrykattiloiden luokittelu savukaasujen kierrosten mukaan

Paloputkikattioilla on omat sisäiset luokitukset. Yksi niistä on mallien jakaminen kaksi- ja kolmisuuntaiseksi savukaasujen läpiviennien lukumäärän mukaan savuputkien tai pyörivien kammioiden läpi. Kaksikanavaisissa höyrykattiloissa on käännettävä polttokammio ja yksi savuputkien ryhmä, jonka läpi kaasut poistetaan savupiipun kautta. Kolmen läpiviennin kattilat on varustettu läpivirtauunilla ja kahdella savuputkiryhmällä, jotka pakottavat palamistuotteet tekemään lisäkäytävän ennen kattilapiiristä poistumista. Niiden eroista ja teknisistä ominaisuuksista keskustellaan tarkemmin erillisessä artikkelissa-“Kaksi- ja kolmivaiheiset höyrykattilat”.

50 ÷ 300 kg / h 5 bar

BX -sarja

100 ÷ 3000 kg / h 0,7 bar

BNX -sarja

100 ÷ 3000 kg / h 0,7 bar

SIXEN -sarja

350 ÷ 5000 kg / h3 – 25 bar

Kolmen läpiviennin höyrykattilat

GSX -sarja

350 ÷ 6000 kg / h3 – 25 bar

GSX P -sarja

500 ÷ 6000 kg / h3 – 25 bar

GX -sarja

1700 ÷ 25000 kg / h3 – 25 bar

Luokitus savuputken asettelun mukaan

Toinen luokitus, joka on ominaista yksinomaan palo- ja savukaasukattioille, on kaavioiden mukainen. Eri valmistajien kattiloilla voi olla erilaiset liekkiputken ja savukanavien asettelut toisiinsa nähden. On kattiloita, joissa on symmetrinen ja epäsymmetrinen rakenne..

Höyrykattiloiden tyypit

Ensimmäinen parametri, jonka mukaan höyrykattilat luokitellaan, on käytetyn polttoaineen tyyppi sen mukaan, minkä tyyppiset kattilat erotetaan:

Kaasu;
Hiili;
Polttoöljy;
Sähköinen.

Tarkoituksestaan riippuen erotetaan seuraavat höyrykattilatyypit:

Kotitalous;
Teollinen;
Energia;
Kierrätys.

Viimeinen parametri on muotoilu, jonka avulla voit erottaa kahden tyyppiset kattilat:

Kaasuputki;
Vesiputki.

Höyrykattilan suunnittelu on varsin tärkeä, joten kannattaa selvittää, mitä eroja tämäntyyppisten laitteiden välillä on..

Sähkökattilat

Tämän tyyppiselle höyrykattilalle on tunnusomaista:

helppokäyttöisyys;
talous;
ympäristöystävällisyys;
hiljaista työtä.

Lisäksi tällainen kattilajärjestely on paljon yksinkertaisempi kuin kiinteitä tai nestemäisiä polttoaineita käyttävät laitteet. Sähkökattiloita ei tarvitse puhdistaa jatkuvasti tuhkasta tai kuonasta, eikä itse polttoaine vaadi erityistä lisävalmistelua. Näin säästät rahaa, joka olisi käytetty polttoaineen toimittamiseen kotiisi ja joka olisi käytetty polttoaineen varaston varustamiseen..

Suunnittelunsa mukaan sähkökattilat on jaettu seuraaviin:

Suoratoimiset laitteet. He käyttävät vettä sähkövirran johtimena, joka kuumenee Joule-Lenzin lain mukaan.
Epäsuorat laitteet. He käyttävät esimerkiksi lämmityselementtejä lämmityselementteinä.

Kuitenkin, jos puhumme kaikenlaisten höyrykattiloiden hinnasta, se on melko korkea. Juuri tämä tosiasia herättää joidenkin kuluttajien (etenkin maaseudulla) halun luoda tällainen laite omin käsin. Katsotaan, onko tämä periaatteessa mahdollista.?

Leikattu valurauta

Kattilat, joissa on valurautapakkauksia tai osia, ovat yleisiä lämmitys- ja käyttövesiverkossa. Tällaisten yksiköiden suunnittelulla on etuja nopean kokoamisen tai purkamisen mahdollisuuden sekä kattilan tehon yksinkertaisen lisäämisen ansiosta lisäämällä osia.

Höyrykattiloiden toiminnalla, jolla on onnistunut suunnittelu, on merkittävä haittapuoli, jos yksi paketti rikkoutuu, kaikki yksikön osat on purettava.

Kattiloiden omistajille lupia ei vaadita, koska niihin ei sovelleta höyry- ja kuumavesikattiloiden suunnittelua ja turvallista käyttöä koskevia sääntöjä..

Nämä kattilat ovat tehokkaita ja kuumenevat nopeasti, koska palokammio muodostuu suoraan osien sisäpinnoista..

Yksiköt kestävät hyvin syövyttäviä prosesseja savukaasujen aggressiivisessa ympäristössä ja niillä on lisääntynyt lämmönjohtavuus, mutta ne eivät pysty toimimaan korkeilla höyryparametreilla, maksimipainearvot alle 100 kPa, teho enintään 200 kW, höyrykapasiteetti – jopa 4,3 t / h, kiinteän polttoaineen kulutus – 300 kg / h.

Suoravirtaus

Suoravirtaiset höyrylaitteet kuuluvat pystysuoraan höyrykattilaan ja on suunniteltu siten, että seinäputkissa oleva vesi joutuu suorittamaan vain yhden kierroksen ja samalla siirtyy kokonaan höyrytilaan, joten tämän tyyppisissä höyrystimissä kiertonopeus on 1.

Tällaiset kattilat ovat rakenteellisesti paljon yksinkertaisempia eivätkä vaadi palamisprosessin monimutkaista automatisointia. Ne ovat haihtumattomia eivätkä voi pärjätä ilman syöttöpumppua, joten ne ovat paljon räjähtävämpiä kuin kiertokattilat, vaikka niiden lämpötehokkuus ja höyryntuotanto ovat alhaiset..

Suoravirtausasennus

Yhteisvirtayksikössä veden liike tapahtuu painovoiman konvektion vuoksi, koska vesi on raskaampaa kuin höyry. Äskettäin laitteille, jotka ovat saavuttaneet vakioresurssin, kuormituksen vähentämiseksi höyrykattilat siirretään kuuman veden tilaan..

Yksikierroksisen PC: n ominaisuudet:

Uuni on valmistettu putkista, joita lämmitetään savukaasuilla.
Kattilavesi tulee vedenlämmityspiirin alaosaan ja kuiva höyry otetaan vastakkaisesta yläosasta..
Säästölaitteessa tuleva jäähdytysneste lämmitetään kyllästyslämpötilaan, ja seinäputkissa ja tulistuspiirissä höyryparametrit kasvavat edelleen suunnitteluarvoihin..
Näillä pinnoilla ei ole selvää eroa toistensa välillä, ja niiden geometria riippuu laitteen suunnittelukuormasta. Kun savukaasujen lämpötila laskee ja kattilan veden nopeus kasvaa, säästölaitteen ja höyrystimen rajat siirtyvät ja pituus kasvaa vastaavasti ja päinvastoin..
Höyryntuotantoa rajoittaa hydraulinen vastus ja se ei saa ylittää 10 t / h. Tehokkaampiin kattiloihin tarvitaan monikierroslaitteita.

Höyry BMK

Lohkomodulaarinen kattilahuone (BMK), joka on valmistettu pienikokoisena moduulina, jossa on täydelliset lisälaitteet.

Se on suunniteltu lämmitykseen ja kuuman veden toimittamiseen sekä höyryn tuottamiseen yritysten pula -alueilla sijaitsevien yritysten teknologisiin tarpeisiin. BMK ei vaadi operatiivisen henkilön jatkuvaa osallistumista, ja hätätilanteessa hälytyssuoja laukeaa.

Yksikön toiminta on täysin automatisoitu: anturit valvovat huoneen sisäistä lämpötilaa, tiedot siirretään ohjauspaneeliin, jossa BMK: n toimintaa säädetään.

Yksikkö voidaan liittää nopeasti olemassa olevaan lämmitysjärjestelmään itsenäisenä hätäenergian lähteenä.

Kuljetus BMK: n asennuspaikalle suoritetaan täydellä tehdasvalmiudella ja savupiipulla, paikan päällä se on liitetty vain olemassa oleviin käyttöverkoihin. Tällainen tehdasasennus minimoi asennus- ja käyttöönottotyöt ja lisää asennuksen tehokkuutta jopa 93%..

Paloputkiyksiköt

Palo- tai kaasuputkikattilat on järjestetty toisinpäin. Tässä kaasu täyttää putket ja vesi on rengasmaisessa tilassa. Laitosten kapasiteetti on paljon pienempi, myös leveiden putkien vuoksi. Näiden arvojen lisäämiseksi ne on pakattava merkittävästi, paksumpi, mikä ei ole taloudellisesti mahdollista..

Kaasuputkikattilaa on kahdenlaisia-paloputki- ja liekkiputkikattilat. Ensimmäisessä vesi lämmitetään itse savukaasujen avulla, ja toisessa putken sisäänkäynnille asennetaan puhallin, jossa on tuuletin, palamisprosessi tapahtuu itse putkessa koko putken pituuden uuni.

Dieselkattiloissa savukaasujen lämpötila ei saa ylittää tiettyjä arvoja, joten niiden teho ei saa olla yli 400 kW. Analogeihin verrattuna nämä ovat hyvin pieniä arvoja suurille tuotannoille..

Vesiputkikattilat ovat turvallisempia kuin paloputkikattilat. Ne kestävät suuria ylikuormituksia, mutta ovat tehokkaampia ja tehokkaampia.

Lohkokuljetukset

Niitä on käytetty toisen maailmansodan jälkeen. Nyt ne näyttävät pieniltä liikkuvilta höyryntuotantokeskuksilta. Ne sisältävät paitsi itse laitteen myös erikoislaitteet perusparametrien mittaamiseen ja käyttöolosuhteiden ylläpitämiseen. Niiden tärkein etu on liikkuvuus, koska ne sijaitsevat usein erikoisajoneuvon ohjaamossa..

Tärkeä! Tämän tyyppiset kattilat on erittäin helppo käynnistää, mutta vasta kaikkien tärkeimpien parametrien liittämisen jälkeen: vesi, polttoaine ja muut. Tällaisten laitteiden teho voi saavuttaa useita tuhansia kilowatteja ja höyrynpaine 9 MPa..

Pystysuora vesiputkikattila.

Pystysuorassa höyrykattilassa on kaksi tai useampia rumpuja, jotka on asennettu eri korkeuksille, ja niiden ylimmässä osassa on vesipeili. Putket on kytketty suoraan rumpuun. Kiinnityspisteen lähellä ne taipuvat niin, että ne muodostavat sarjan palkkia. Kuumien kaasujen virtaus ohjataan putkien poikki ohjauslevyillä. Tämän rakenteen avulla voit helposti muuttaa lämmityspinnan geometriaa..

Vaakasuora vesiputkikattila.

Tämäntyyppisille höyrykattiloille on tunnusomaista saranoituun rumpuun yhdistettyjen keräinten läsnäolo, joka voi sijaita joko palokammion varrella, kuten kuvassa. 2 (pitkittäinen rumpu) tai poikittain (poikittainen rumpu).

Säteilykattilat.

Säteilyhöyrykattilat tai niiden uunit on varustettu: a) leveillä keräysputkilla (kapeilla tynnyreillä), jotka kulkevat vaakasuoraan uunin seinän ylä- ja alaosissa, tai b) pystysuorien putkien järjestelmä, joka on kytketty suoraan päärumpuihin. Vaihtoehdossa “a” keräimet on liitetty toisiinsa ohuilla, usein pystysuoralla putkilla, jotka muodostavat seinäverkkoja. Polttovyöhykkeestä tuleva säteilevä lämpö saa näiden putkien veden haihtumaan, kun taas päähumpuihin liitettyjen keräinten väliin nouseva kuuma höyry aiheuttaa kiertoa. Katto- ja lattiasuojat on järjestetty samalla tavalla. Putkissa ei ole eristettä, ja vain korkean lämpötilan alueella on tulenkestävä pinnoite tai valurautaiset suojapaneelit. Joissakin tapauksissa höyrystyminen näytöillä on tärkeässä asemassa, ja perinteiset vesiputken konvektiiviset lämmönvaihtopinnat suojaavat vain päärumpua säteilyn ylikuumenemiselta..

Höyrykattilan uuni

Kattilauuni on yksi höyrynkehitysjärjestelmän tärkeimmistä yksiköistä. Polttoaine poltetaan tulipesässä, minkä seurauksena vapautuu lämpöä, joka siirtyy työnesteen metalliseinien läpi ja muuttaa sen höyryksi.

Polttoaine

Perinteinen kiinteä polttoaine (hiili tai puu) sijaitsee palavan kerroksen muodossa arinalla. Ilma läpäisee tämän kerroksen kanavien kautta, jotka syntyvät itse hiukkaspolttoaineeseen. Jos hiili on koksoitunut, pehmentävä ja osittain sintrattu, sitä on sekoitettava aika ajoin, mikä edistää uusien kanavien muodostumista ja liian leveiden vanhojen kanavien poistamista. Ns. Liikkuva polttoaine (kivihiilipöly, polttoöljy tai polttokaasu) johdetaan uuniin polttimella, jossa polttoainesuihku sekoitetaan voimakkaasti pyörivään ilmavirtaan. Esimerkiksi hiilipöly kerää ensin ensiöilmavirran, joka ei yleensä riitä täydelliseen palamiseen. Poltin muotoilee tämän pyörivän virran kapeaksi kartioksi. Sitten siihen syötetään täysi virtaus toissijaista ilmaa ja kartio kierretään lisäksi. Uunin tehokkaan toiminnan varmistamiseksi tarvitaan vetoa. Vedolla tarkoitetaan paine -eroa, joka pakottaa ilman ja savukaasut kulkemaan uunin ja siihen liittyvien laitteiden läpi. Koska tämä paine -ero on pieni, työntövoima ilmoitetaan yleensä millimetreinä vesipatsaasta (1 mm vesipatsasta vastaa 9,8 Pa).

Savupiippu

Yksinkertaisin laite vedon luomiseksi on savupiippu ilman mekaanisia laitteita. Tällaisen savupiipun luomaa vetoa kutsutaan luonnolliseksi. Tämä työntövoima johtuu paine -erosta korkean putken sisällä olevan lämmitetyn kaasupylvään ja saman kylmemmän ulkoilman kolonnin välillä. Jotta työntövoima tapahtuisi, sinun on ensin luotava pieni paine -ero putken pohjaan. Sen jälkeen kehittyy täysi työntövoima, jota rajoittaa vain kaasujen kitka seiniä vasten. Mitä kapeampi putki, sitä voimakkaampi kitkavaikutus. Koska alle 150 ° C: n lämpötiloissa savupiipun kehittämä veto tuskin riittää voittamaan sen kitkavoimat, nykyaikaiset voimalaitokset toimivat yksinomaan pyörivien puhaltimien ja puhaltimien aiheuttaman pakkovoiman avulla. Uunin alla oleva puhallin puhaltaa ilmaa paineen alaisena, joka on tarpeen polttoaineen valmistusjärjestelmän, ilmalämmittimen ja palavan kerroksen tai polttimien vastuksen voittamiseksi. Kattilan yläpuolelle asennettu poistoilmapuhallin, joka imee vielä jäähtymättömien kaasujen virtauksen, luo paine -eron, joka on välttämätön nopean kaasuvirran ylläpitämiseksi kattilan ja kaikkien muiden lämmönvaihtimien läpi..

Kuinka tyypillinen höyrylämmityskattila toimii

Palokammioon muodostuu lämpöä. Sen jälkeen se tulee lämmityspintaan. Lämmityspintoja on 2 tyyppiä: konvektiivinen ja säteily.

Konvektiiviset pinnat sisältävät seuraavat elementit:

ilmalämmittimet;
säästölaitteet;
lämmönvaihtimet.

Lueteltuja lisälaitteita tarvitaan kattilan tehokkuuden lisäämiseksi, polttoaineen kulutuksen järkeistämiseksi ja lämpöhäviöiden vähentämiseksi..

On tärkeää, että kattilan käyttövesi on erittäin puhdasta – epäpuhtauksia ei sallita. Siksi neste on puhdistettava kaasuista ja erilaisista epäpuhtauksista, ennen kuin se syötetään kattilaan, ja siitä tulee lopulta ravitsevaa.

Puhdistettu neste lähetetään säästölaitteeseen. Erityinen pumppu auttaa häntä tässä. Säästölaitteessa lämmönsiirtoneste kuumennetaan kaasujen vaikutuksesta. Lisäksi neste kulkee rummun lokeron yläosaan. Tässä kattilavesi sekoitetaan ravinteeseen..

Osa vedestä virtaa rummun osaston yläosasta alempaan lokeroon. Veden liike tapahtuu kiehumisputkien läpi.

Höyrykattilan yläosassa kaasuilla on alhaisempi lämpötila, joka nousee vähitellen, kun ne lähestyvät yksikön alaosastoa..

Vesi kuumennetaan ja lähetetään yhdessä höyryn ja veden seoksen kanssa rummun yläkammioon.

Toinen osa nesteestä rummun yläosasta menee uudelleenjakoon, kattilavesi lämmitetään. Syntyvät höyrykuplat menevät rummun lokeron yläosaan.

Rummun yläkammiossa erotin tekee nesteen ja höyryn seoksen lähes täydellisen erottumisen. Tuloksena on kylläinen höyry, mikä lisää edelleen kattilan tehokkuutta. Loppukäyttäjä käyttää tätä tyydyttynyttä höyryä..

Kattiloiden tehokkuuden lisäämiseksi niiden työ on järjestetty siten, että “alemman” ja “korkeamman” veden taso vaihtelee rummun osaston yläkammiossa. Mainittujen nestetasojen välissä on varavesijohto, joka on suunniteltu ylläpitämään lämmitysyksikön toimintaa siinä tapauksessa, että nesteen virtaus järjestelmään pysähtyy..

Sallittu “korkein” nestetaso rummun osastossa määritetään olettaen, että vettä ei pääse tulistimeen.

Suurin sallittu “alempi” nestetaso rummussa lasketaan siten, että estetään rummun yläosan ylikuumeneminen sekä kattilan nippu. On tärkeää, että vesi tulee tasaisesti putkistoon.

Tehokkuuden lisäämiseksi malli on varustettu ilmalämmittimellä.

Järjestelmän neste voi kiertää väkisin ja luonnollisesti. Luonnollinen liike perustuu nesteen ja syntyvän höyryn tiheyseroon. Nousuputkien veden ja höyryn seos on pienempi kuin nousuputkien tiheys. Paineen ja lämpötilan lukemat ovat kuitenkin samat koko putkessa. Tämän seurauksena höyry, joka luonteeltaan on kaasua, syöksyy ylöspäin..

Höyrykattilan putkikaavio

Asunto- ja yhteisöpalvelujärjestelmän keskuslämmitysjärjestelmille tyypillinen järjestelmä koostuu:

Höyrygeneraattori.
Ilmanvaihtolaite.
Huuhteluaine kemiallisen puhdistusjärjestelmän mukaisesti.
Annostelija ja reagenssisäiliö.
Vastaanotin.
Paineen säätimet.
Kattilan syöttövesipumppu.
Vedensyöttöpumppu ilmastimesta vastaanottimeen.

Kattilan suunnittelu voi sisältää myös:

tulistin – kyllästetyn höyryn lämpötilan nostamiseksi;
höyrynerotin ja rumpulaitteet – kosteuden poistamiseksi höyrystä.

Rumpupiiri

Rumpukattilalle on tunnusomaista veden liike säästölaitteen avulla, jota seuraa nesteen syöttö rumpulaitteeseen, joka sijaitsee yksikön yläosassa. Luonnonkiertolaitteiden painovoima mahdollistaa veden pääsyn lämmittämättömään putkistoon, minkä jälkeen neste siirtyy lämmitettyihin putkiin, missä syntyy höyryä. Höyry-vesiseoksen pieni tiheys helpottaa sen heittämistä seulaputkien läpi rumpulaitteeseen, jossa se erotetaan veteen ja höyryyn..

Neste virtaa luonnollisesti pudotusputkeen ja tyydyttynyt höyry virtaa höyryn tulistimeen. Kattilat, joilla on luonnollinen kierto, eroavat veden kierron taajuudesta 5-30 kertaa. Kierrätyskattilalaitteet on varustettu pumppauslaitteella, joka luo paineen. Tällaisen kiertopiirin moninaisuusindikaattorit ovat 3-10 kertaa.

Rumputyyppinen kattila toimii paineessa, joka on alle kriittisen tason, joten tällaiset laitteet kuuluvat korkean hyötysuhteen yksikköjen luokkaan..

Kuinka toimia oikein

Höyrykattilat luokitellaan lisääntyneen vaaran kohteiksi, joten monet kattilan valvontaa, asennussuunnitelmaa, valmistajan teknistä dokumentaatiota sekä höyry- ja kuumavesikattiloiden rakentamista ja turvallista käyttöä koskevat säännöt asettavat vaatimukset tällaisten laitteiden turvalliselle käytölle. vastuulliset virkamiehet ja huoltohenkilöstö..

Turvallinen toiminta alkaa kemiallisella vedenkäsittelyllä, joka on välttämätöntä nykyaikaisten höyrystimien ja kattiloiden ylläpidolle. Luonnonveden sisältämät mineraalisuolat, yli 70 ° C: n lämpötiloissa, muodostavat putken sisäpinnalle asteikon.

Tämä johtaa lämmönsiirron heikkenemiseen savukaasuista syöttöveteen, se lakkaa jäähdyttämästä putkia, jotka ylikuumenevat, palavat, minkä seurauksena muodostuu seinän repeämä, jyrkkä paineen lasku laitteen sisäpiirissä, ylikuumentuneen veden hetkellinen höyrystyminen ja kattilan räjähdys.

Raakaveden puhdistustaso riippuu vesilähteestä, ja sen määrittävät kattilayksikön vedenkäsittelyprojektin asiantuntijat, joka kuvaa tilojen lisäksi myös kytkentäkaaviota tarvittavilla laitteilla.

Kattilan ohjaus voi olla manuaalinen ja automatisoitu. Nykyaikaisia tietokoneita, joissa ei ole automaatiota ja turvasuojaa, ei saa käyttää. Manuaalinen käyttö turvasuojalla on sallittu vain pienitehoisissa matalapaineisissa hiilikattiloissa.

Kattilan ohjausrakenne:

Laitteet sytytykseen ja polttoaineen palamiseen.
Virtauksen säätö: polttoaine, ilma ja vesi.
PC -tietojen kerääminen ja analysointi.
Kattilan hätäpysäytysjärjestelmä.

Palvelu

Höyrykattilahuoneiden korjaus ja huolto suoritetaan teollisten höyrykattiloiden valmistajien lakisääteisten normien ja suositusten mukaisesti, tiukasti teollisuus- ja tuotanto -ohjeiden sekä laitteiden suunnittelua ja turvallista käyttöä koskevien sääntöjen mukaisesti. höyry- ja kuumavesikattilat..

Tietokoneiden ylläpito sisältää yleensä seuraavanlaisia töitä:

Kattilalaitteiden toimivuuden aikataulutetut tarkastukset aikataulun mukaisesti.
Kattilan toimintahäiriöiden määrittäminen: ylikuumeneminen, tulipalo, tukos.
Paloturvallisuusmääräysten ja turvallista toimintaa haittaavien ehtojen rikkomusten poistaminen.
Höyrykaasujärjestelmien eheyden tarkistaminen ja liitosten toimintahäiriöiden poistaminen.
Kattilan syöttöjärjestelmän tarkastus.
Kaasu-ilmareitin tiheyden tarkistaminen ja epäsysteemisten äänien puuttuminen uunista.
Apulaitteiden tarkastus ja tarkastus.
Laitteiden ja automaation, paine -eromittarien, turvajärjestelmien ja hälytysjärjestelmien toiminnan tarkastaminen.
Pumppujen, savunpoistimien, puhaltimien toiminnan valvonta ja niiden ohjausyksiköiden tarkastus.
Sähkölaitteiden ja automaattisen suojauksen toiminnan tarkastus.
Kattilakuulokkeiden toiminnan tarkistaminen.
Vedenkäsittelylaitteiden ja höyrykattilahuoneen ilmanpoistimen toiminnan tarkastus.

Venäjän markkinoilla on riittävästi tarjouksia sekä kotimaisilta että ulkomaisilta nykyaikaisten höyrykattiloiden valmistajilta, valinta määräytyy suunnittelun viitekehyksen mukaan, jotta asiantuntijat voivat valita parhaat laitevaihtoehdot.

Kuuman veden kattiloiden käytön edut

Korkea hyötysuhde ja pienin mahdollinen polttoaineen kulutus.
Laitteen kompakti, jonka avulla voit säästää kattilahuoneen rakentamisessa. Usein kuumavesikattila asennetaan jopa erilliseen rakennukseen, mutta sen toimittamaan talon kellariin. Joissakin tapauksissa SNIP -säännöt ovat täysin sallittuja..
Lämminvesivaraajan suunnittelu on yksinkertaista, laitteen huolto ja korjaus ei ole erityisen vaikeaa.
Lämpötilaohjelmien tarkalla ohjelmoinnilla ja oikealla käyttöönotolla kattila ylläpitää vakaasti vaaditun lämpötilan rakennuksen optimaaliseen lämmitykseen. Tässä tapauksessa ihmisten osallistumista ei vaadita..

Laite, käyttövesikattiloiden toimintaperiaate

Yleinen laite:

Putket pohjassa (3 kpl) – veden tuloa varten, myös jäähdytystä varten, jotta kattila ei ylikuumene, täyttöä ja tyhjennystä varten.
Ilmaventtiili – sijaitsee rakenteen pohjassa.
Alempi luukku – ovi, peitä tulipesä.
Osasto palamistuotteiden puhdistamiseen.
Kansi savupiipun lähellä helpottaa puhdistusta.
Savupiippu.
Yläläppä.
Yläosassa oleva putki (2 kpl) – veden poistoaukolle, mukaan lukien se, joka suojaa ylikuumenemiselta.

Toimintaperiaate:

Polttoaine laitetaan uuniin.
Vesi tulee vastaanottoputken kautta.
Palamisen seurauksena korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta vastaanottimen vesi lämpenee ja nousee edelleen putkivaltimoa pitkin lämmitysjärjestelmän syöttämällä.
Savupiippu suorittaa konvektiotoiminnon – se imee kaasua ja savua energiankuluttajan palamisesta.
Ilmanvaihtoventtiili syöttää tai estää happea palamista varten.

Yleensä nämä kattilat on valmistettu vahvasta mutta joustavasta teräksestä, joka kestää erittäin korkeita lämpötiloja ja paineita..

Lämmönsiirto: vesi

Tällaisissa laitoksissa käytetään halvinta lämmönsiirtoa sisältävää luonnollista ainetta – vettä. Ne sopivat varsinkin hallin, varaston tai muun suuren sisätilan lämmitykseen. Vesi voi kuitenkin muodostaa kalkkia järjestelmän sisälle, minkä edistyneet kattilamallit voivat vähentää tai puhdistaa.

Tällaiset kattilat on yleensä suunniteltu lämmittämään:

varasto;
asuinrakennukset (palvelut);
teollisuustilat (työpaja, katetut tasot);
maataloustilat;
vihanneskaupat tai aitot;
laitokset ja hallintorakennukset;
muita suuria esineitä ja rakenteita.

Tyypit: matala lämpötila, korkea lämpötila

On myös erilaisia palamis- ja lämmönsiirtotason kattiloita. Esimerkiksi on olemassa vaihtoehtoja pitkäaikaiseen ja lyhytaikaiseen polttamiseen, on myös muita tyyppejä.

Tekniset tiedot:

Matalan lämpötilan malli – jopa 115 astetta. Suuria säästöjä polttoaineen kulutuksessa, mutta myös kondensaattia kertyy, joten sitä on käytettävä huolellisesti.
Korkean lämpötilan malli – jopa 150 astetta ja enemmän. Luotettavuus on vakaa, toiminta on korkea. Hiljainen toiminta, vähäiset päästöt, turvallisuuden hallintajärjestelmät.

Mikä on konvektio ja miten se tapahtuu

Nesteissä ja kaasuissa lämpö siirtyy vain konvektiolla. Kiertoilma (lat.) – siirto.

Neste- tai kaasukerrokset, joilla on eri lämpötilat, voivat sekoittua itsenäisesti. Tätä prosessia kutsutaan konvektioksi..

Huomautus: Kiertoilma on neste- tai kaasukerrosten itsesekoittumista eri lämpötiloissa..

Kun asetamme kätemme muutaman senttimetrin palavan kynttilän yläpuolelle, voimme tuntea lämmön konvektion vuoksi..

Kuinka konvektio tapahtuu: Kuumemmilla neste- tai kaasukerroksilla on alhainen tiheys, joten ne nousevat ylös ja kylmemmät kerrokset tulevat tilalle.

Huomautus: Jotta konvektio toimisi hyvin, nesteet ja kaasut on lämmitettävä alhaalta.

Konvektion ansiosta:

– kaikki vedenkeittimen vesi lämpenee, ei vain vedenkeittimen alaosan vesi;

– huoneen ilma lattiasta kattoon lämmitetään lämmittämällä paristoja, jotka sijaitsevat huoneen alaosassa;

– tuulet puhaltavat päivällä – merestä (tuulta päivällä) ja yöllä – maasta mereen (yötuuli).

Mikä on säteily

Säteily on lämpöenergian siirtoa ilman aineen apua. Siksi tyhjiössä lämpöenergia siirtyy säteilyllä.

Tyhjiö on aineen molekyylien puuttuminen avaruudessa (syvä tyhjiö avaruudessa) tai pienen määrän kaasumolekyylejä.

Esimerkiksi nykyaikaisissa laboratorioissa on mahdollista pumpata ilmaa kellon alta tilaan, jossa vain muutama ilmamolekyyli mahtuu yhteen kuutiometriin kellon alla..

Kaikki kehot voivat säteillä energiaa. Voimakkaasti lämmitetyt kappaleet lähettävät enemmän energiaa kuin kylmemmät..

Aurinko on suuri punaisen kuuma kaasupallo, eli tähti. Aurinko säteilee lämpöä, tämä lämpö siirtyy maapallolle tyhjiön kautta säteilyn avulla ja lämmittää sen pintaa ja kaikkia sen kappaleita.

Tiedetään, että auringon mustat esineet kuumenevat hyvin nopeasti ja valkoiset tuskin.

Säteilyn vuoksi tummemmat kappaleet jäähtyvät nopeammin kuin valkoiset..

Nykyään kotitalouksien infrapunalämmittimiä käytetään laajalti. Nämä lämmittimet lämmittävät ympäröiviä esineitä lämpösäteilyllä (infrapunasäteilyllä)..

Höyrykattilarakenne BOOSTER

Vesiputkihöyrykattilat BOOSTER on suunniteltu tuottamaan tyydyttynyttä höyryä, lämmönlähde on kaasun tai nestemäisen polttoaineen polttaminen. Säästölaitteen käytön ansiosta kattiloiden hyötysuhde voi nousta 99 prosenttiin.

BOOSTER -höyrykattiloita on yli 100 mallia, jotka eroavat toisistaan höyrykapasiteetin, tehokkuuden ja polttoaineen kulutuksen osalta, mutta toimintaperiaate on sama kaikissa malleissa pieniä ominaisuuksia lukuun ottamatta..

Tarkastelemme laitetta ja toimintaperiaatetta käyttämällä esimerkkiä BSS -sarjan BOOSTER -höyrykattilasta, jossa on säästölaite

Kattilaputkikimppu koostuu ylemmästä ja alemmasta kerääjästä, jotka on yhdistetty kahdella rivillä pystysuoraa putkea, jotka on järjestetty samankeskisiin ympyröihin. Seinäputkien sisärivi muodostaa lieriömäisen palokammion. Uunin muodostavan seinäputkien sisemmän rivin pinta on säteilyosa, muut pinnat ovat konvektiivinen osa.

Vesiputken puoli on perinteisesti jaettu kahteen osaan:

vesitila – vie ~ 2/3 putkipaketista;
höyrytila - putkipaketin yläosassa.

Tarvittavan kattilaveden tason ylläpitää vesimittari, jossa on tasoelektrodeja, jotka käynnistävät ja sammuttavat syöttöpumpun.

Kattilayksikön säästölaite on kuoriputkinen lämmönvaihdin, savukaasut ja lämmönvaihtimen syöttövesi liikkuvat vastakkain.

Höyryerotin on lieriömäinen astia, jossa on kierrehöyrykanava ja pystyputki, joka on kytketty kattilaputkipaketin alempaan kerääjään.

Poltinlaite, joka on asennettu uunin yläosaan, koostuu ilmarekisteristä ja polttimesta, jossa on polttoainekisko.

Elementtejä, jotka lisäävät höyrykattilan tehokkuutta

Nykyaikainen höyrykattila on varustettu paitsi putkistoilla ja uunilla, myös siinä käytetään apulaitteita. Nämä lisäelementit edistävät paitsi höyryn lämpötilan nousua laitoksessa, mutta voivat myös nostaa käyttöpainetta ja edistää myös voimakkaampaa höyryntuotantoa. Luettelo tällaisista höyrylaitoksen hyödyllisistä elementeistä sisältää:

Erotin, jolla höyry erotetaan kosteudesta. Tämä laite lisää höyrykattilan tehokkuutta useita kertoja..
Tulistin, jonka avulla höyryn lämpötila kuumennetaan yli 100 celsiusasteen. Tämä elementti lisää myös merkittävästi höyrykattilan tehokkuutta, koska se pystyy lämmittämään kuivaa höyryä jopa 500 asteeseen. Tällaiset apulaitteet on varustettu höyrylaitteilla, joita käytetään ydinvoimalaitoksissa..
Höyryvaraaja, joka pystyy keräämään höyryä ja palauttamaan sen tarvittaessa työlinjaan.
Valmistuslaite, jonka avulla ylimääräinen happi poistetaan tavallisesta vedestä. Tämä laite pidentää merkittävästi höyrylaitteiston käyttöikää, koska alhainen happipitoisuus jäähdytysnesteessä estää korroosiota ja skaalautumista.

Myös nykyaikaisissa höyrylaitoksissa käytetään lisäelementtejä, joiden avulla kondensaatti poistetaan, polttoaineen kulutusta ja veden kulutusta säädetään sekä kattilaa ohjataan ja kaikkia sen parametreja valvotaan..

Höyrykattiloiden käytön tehokkuuden arviointi

Yksikön tehokkuuden arvioimiseksi on tarpeen laskea tuotetun lämmön ja polttoaineesta saadun energian välinen suhde. Mikään laitetyyppi ei voi saavuttaa 100% tehokkuutta, useat tekijät vaikuttavat tähän:

polttoaineen palamisprosentti;
lämpöhäviöt, jotka johtuvat kattilan ulkoseinien ominaisuuksista;
alhainen lämmöntuotto polttoaineella.

Laitteen rakenne ja tyyppi vaikuttavat sen tehokkuuteen. Esimerkiksi paloputkikattila ei pysty saavuttamaan yli 70%: n hyötysuhdetta, kun taas tällaisten laitteiden päästöt ilmaan ovat suurimmat. Vesiputkikattilat ovat parempia tehokkuuden kannalta – kun asennat niitä, voit lisätä tehoa.

Höyrykattilasta on tullut olennainen osa ihmisen elämää. Höyrygeneraattorien oikean toiminnan ja oikea -aikaisen huollon ansiosta laitteet kestävät pitkään ja niistä tulee välttämättömiä apulaisia tuotannossa ja jokapäiväisessä elämässä..

Vesikatsaus palo- ja vesiputkikattiloiden erityispiirteistä:

Käyttäjien arviot höyrykattiloista

Valery, 43 -vuotias (Kazan):

”Tein useita vuosia sitten maalaistalossani suuria korjauksia ja päätin korvata vanhan lämmitysjärjestelmän uunin muodossa höyrykattilalla. Valitettavasti kylässä ei ole kaasua, ja ihmiset käyttävät kaasua pulloissa. Lämmityksen osalta tämä ei ollut mahdollista, ja kun olin harkinnut käytettävissä olevia vaihtoehtoja, päätin valita vesiputkihöyrykattilan. Hänen valintakriteerinsä oli turvallisuus ja suhteellinen kestävyys..

Kaikki seuraavat asennuksen jälkeen kattilat toimivat keskeytyksettä. Miellyttävä etu sen asennuksessa oli mahdollisuus käyttää erilaisia polttoaineita höyryn tuottamiseen. On myös haitta – suhteellisen suuri koko “.

Vasily, 35 -vuotias (Nižni Novgorod):

”Uuden talon rakentamisen jälkeen heräsi akuutti kysymys sen lämmityksestä talven lähestyessä. Talo osoittautui suureksi ja tarvittiin voimakas malli. Valinta kohdistui höyrykattilan paloputkiversioon, jolla on korkea suorituskyky. Asennus oli helppoa, koska savupiippua ja tuuletinta ei tarvita.

Huomautus! Haitat ilmenivät ajan myötä: kattila vaatii korkealaatuista vettä tai sen puhdistamiseen asennetaan erityinen suodatin. Lisäksi kattilan kanssa on melko vaikea työskennellä. Kesti yli kuukauden ennen kuin tajusin hänen työnsä erityispiirteet. “.

Kaikki höyrykoneet ovat tavalla tai toisella kestäneet ajan ja osoittaneet parhaansa parhaimmillaan. Nykyisistä puutteista huolimatta tämä on aikatestattu mekanismi, joka soveltuu ydinvoiman ja muiden planeettojen lentojen aikaan..