Котлы паровые высокого давления. Классификация паровых котлов по давлению. Паровые котлы UNIVERSAL

Котлы или паровики - закрытые приборы, для изготовления пара, давления выше атмосферного, из воды или иной жидкости, действием горящего топлива. Паровые котлы должны изготовляться из материала плотного, не пропускающего пар, и прочного, способного безопасно выдерживать давление пара. Лучшими материалами для изготовления котлов служат листовое железо, мягкая сталь и красная медь.

Чугун, из которого вначале изготовлялись все котлы, ныне применяется редко, как материал для котлов весьма ненадежный. При расходовании пара из котла убыль пара должна возмещаться вновь образующимся в котле паром; в противном случае давление пара в котле станет весьма быстро понижаться. Поэтому размеры котла и топки для сжигания топлива должны быть хорошо согласованы с количеством пара, требуемого от котла.

О силе или паропроизводительности котла принято в практической жизни судить по силе паровой машины, питаемой паром из котла; поэтому паропроизводительность котла, т. е. весовое количество доставляемого котлом пара в час, определяют числом производимых им П. лошадей (см. П. машины), предполагая, что на каждую П. лошадь требуется 15 кг (36 2/3 русск. фн.) пара в час.

Согласно сказанному, котел в 60 сил должен быть способен доставлять 60 х 15 = 900 кг пара в час. Жар от горения топлива проникает в воду через стенки котла; чем больше поверхность нагрева, т. е. та площадь стенок котла, которая изнутри покрыта водой, а снаружи обогревается огнем или горячими газами от сжигания топлива, тем большая часть теплоты горючего материала передается воде для обращения ее в пар и тем меньшая часть улетает даром в дымовую трубу; но с увеличением поверхности нагрева возрастает также вес и стоимость котла; поэтому наиболее выгоден в экономическом отношении тот котел, для которого стоимость расходуемого в год топлива, сложенная с процентами на погашение капитала, затраченного на котел со всей совокупностью устройства (печью, дымовой трубой и пр.), будет наименьшая.

В котлах фабричных или заводских, от которых требуется большая паропроизводительность, обыкновенно на первый план выступает экономия в топливе, вследствие чего в таких котлах стремятся по возможности увеличивать поверхность нагрева, не обращая особого внимания на стоимость котлов.

И водогрейных котлов

При несоблюдении установленных сроков освидетельствования и правил технической эксплуатации возможны взрывы и аварии.
Правила эксплуатации котлов устанавливает Госгортехнадзор России. С 1 июня 1986 г. действует ОСТ 46.3.2.199 - 85. В соответствии с этими правилами и водогрейные котлы положено устанавливать в отдельном несгораемом здании или в помещениях, прилегающих к производственным зданиям, но отделенных от них капитальной огнестойкой стеной. Внутри производственных помещений допускается установка прямоточных котлов при условии:

(t - 100)V < 100

где t - температура насыщенного пара при рабочем давлении,°С; V - объем воды в котле, м3.
В производственных зданиях, примыкающих к жилым помещениям, но отделенных от них капитальной стеной, разрешается установка котлов, у которых:

(t - 100)V < 5

При этом помещения, в которых установлены паровые и водогрейные котлы, должны отвечать требованиям противопожарного и строительного проектирования промышленных предприятий и населенных мест (СанПиН 11-2-80), Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий (СН-245 - 71) и Правилам устройства и безопасности эксплуатации паровых и водогрейных котлов.
Установленные в помещении котлы должны отстоять от стены на расстоянии 3 м при работе на твердом топливе и на 2 м при работе на жидком топливе или газе. Ширина прохода между котлами допускается не менее 1 м.
Пол в котельной должен быть бетонным. В помещении котельной площадью 200 м2 должна быть одна входная дверь, а площадью более 200 м2 - две двери. Двери должны открываться наружу и не иметь запоров изнутри. Помещение котельной должно вентилироваться, контрольные приборы должны иметь индивидуальное освещение.
Администрация хозяйства обязана принять меры к подготовке квалифицированных кочегаров (обучение на специальных курсах)J Через каждые 12 мес, а также при переходе кочегара с одного предприятия на другое или при переводе на обслуживание котлов других типов следует проводить проверку его знаний.
Кочегар должен внимательно следить за показанием манометра и немедленно принимать меры в случае повышения давления в котле. При обслуживании водогрейных котлов он обязан наблюдать за показанием термометра и не допускать повышения температуры воды сверх 95 °С путем регулирования процесса горения в топке. В целях проверки водоуказательного устройства кочегар за смену должен 2...3 раза продуть водяные трубки, открывая верхний и нижний краники, а также принудительным подъемом предохранительных клапанов и убедиться в их исправности. Особо внимательно нужно следить за уровнем воды в котле.
При возникновении аварийного состояния следует немедленно оповестить администрацию и принять меры к приостановке работы котла.
В последнее время все больше применяют котлы, работающие на жидком топливе или газе. В устройстве для подачи жидкого топлива возможно его подтекание из форсунки, в результате чего топливо скапливается в топке, частично испаряется и при разжигании топки котла может взорваться.
Требуется строго соблюдать правила техники безопасности при газовом питании котлов. В таких установках надо внимательно следить за исправностью вентилей и кранов. При неисправности запорного устройства газ может накопиться в топке и дымоходе и, соединившись с кислородом воздуха, образовать взрывчатую смесь.
При разжигании топки котла сначала следует проверить топку, а затем поднести к горелке факел (запальную горелку) и тогда только открыть запорное устройство в газопроводе. Невыполнение этих правил неизбежно приведет к взрыву.
На каждом паровом котле установлен манометр, сообщающийся с паровым пространством котла, а для контроля воды - один водоуказательный прибор и два пароводопробных крана: один в паровом, другой в водяном пространстве котла. На паровых котлах марки KB установлены два грузовых предохранительных клапана, один из которых контрольный. Предохранительные клапаны отрегулированы таким образом, чтобы выпускать лишний пар при превышении рабочего давления более чем на 9,8 кПа для котлов низкого давления; на 19,6 кПа (контрольный клапан) и на 30 кПа (рабочий клапан) для котлов с рабочим давлением до 1,3 МПа.
Котел-парообразователь низкого давления Д-721А оборудован паровым манометром, водоуказательным стеклом, двумя водопробными кранами, двумя предохранительными клапанами и выбросными трубами, запорной, продувочной и прочей арматурой. Уровень воды в котле изменяют автоматически с помощью регулятора уровня, включающего и выключающего питательный насос. Котел оснащен также автоматом защиты по уровню, который отключает подачу топлива к форсунке при аварийном понижении уровня воды. При внезапном срыве пламени форсунки подача топлива в топку немедленно прекращается автоматом защиты по горению.
Для питания паровых котлов следует устанавливать не менее двух питательных насосов с подачей каждого не менее 120 % номинальной потребности всех одновременно действующих котлов.
В котельной на видном месте должна быть вывешена инструкция по технике безопасности при эксплуатации котлов.
На каждом водогрейном котле или трубопроводе горячей воды между котлом и запорным устройством устанавливается манометр, а на трубопроводах для входа и выхода воды - термометры.
На животноводческих фермах наибольшее распространение получили автоматические электронагреватели ВЭТ-200 и ВЭП-600. Причинами травматизма при эксплуатации этих водонагревателей являются неумелая их эксплуатация, неправильный монтаж, несоблюдение правил техники безопасности, бездействие приборов.
Безопасность работы с электрическими водонагревателями обеспечивается исправностью теплового реле с ртутным переключателем, предохранительного и обратного клапанов и термометра; целостностью многоканальных изоляторов из талькошамота; надежностью запорного вентиля и спускного крана; заземлением корпуса водонагревателя и кожуха пусковых устройств; заключением кабеля (или провода), соединяющего пускатель с нагревающими элементами внутри помещения, в металлическую трубу диаметром 1"; использованием рубильников и предохранителей только закрытого типа.
Для предотвращения выноса электрического потенциала из водонагревателя необходимо между водопроводной трубой и входным патрубком, а также между выходным патрубком водонагревателя и потребителем монтировать резиновую трубку длиной не менее 1 м.
Эксплуатация самодельных водонагревателей категорически запрещается.
Предыдущая Вперед

Какой паровой котел выбрать?

Паровой котел высокого давления Viessmann Vitomax 200-HS с экономайзером

Паровой котел Viessmann Vitomax 200-HS в комплекте с экономайзером (теплообменник отходящих газов/воды) – эффективное решение задачи по обеспечению объектов паром высокого давления.

Использование экономайзера позволяет увеличить КПД до 95%. Подобрать необходимую модель теплообменника возможно только после получения детальных данных о проектируемой инженерной системе. После этого можно будет определить эксплуатационные и конструктивные параметры экономайзера.

Остановимся немного подробнее на принципе работы теплообменника, установленного в парогенератор.

Главная задача экономайзера в паровом котле – повышение температуры питательной воды по, так называемой, «сухой технологии» (без конденсации паров). Для этого охлаждение отходящих газов производится при температурах превышающих точку росы. При этом процессе необходим постоянный контроль температуры уходящих газов, чтобы, в случае необходимости, отправить их в дымовую трубу минуя экономайзер.

Обязательным условием работы парового котла с теплообменником уходящих газов является плавное регулирование уровня воды.

При соблюдении всех правил эксплуатации прирост КПД составляет 4,5-5%. Это значительно сократить время окупаемости отопительного оборудования и снизит затраты на топливо.

В комплект поставки парогенератора с экономайзером входит трубопровод питательной воды с теплоизоляцией и газоотводный колпак для монтажа на месте эксплуатации.
Дополнительная информация о парогенераторе Vitomax 200-HS

Производительность 0,5 – 25т/ч;
Использует жидкое и газообразное топливо;
Котел с большим водяным наполнением;
Потери тепла минимизированы за счет установки круговой теплоизоляции.

Паровые котлы Vitomax 200-HS поставляются со смонтированной проходной площадкой. Это значительно упрощает монтаж и дальнейшее техническое обслуживание парового котла. По желанию заказчика, могут быть установлены площадка котла и лестница.

Правильная эксплуатация и уход за паровым котлом

Цель ухода за котлом состоит в своевременном, безопасном и выгодном (в смысле сбережения топлива и сохранения котла для более продолжительной службы) изготовления пара. Для безопасности от взрыва и предохранения котла от преждевременной порчи необходимо не только не допускать чрезмерного повышения давления пара в котле и поддерживать уровень воды на надлежащей высоте, но и постоянно следить за исправным состоянием стенок котла, так как стенки эти, а также заклепочные швы и головки заклепок, находясь под действием огня и вредных примесей, содержащихся в воде и топливе, подвержены различного рода разъеданиям, как внутри котла, так и снаружи; кроме того не следует допускать слишком сильных или слишком быстро происходящих нагреваний и охлаждений котла; в особенности местных, сильно вредящих его прочности.

Для выгодного изготовления пара необходимо постоянно заботиться о возможно полном и совершенном сжигании топлива, доставлением в топку потребного для горения количества воздуха и надлежащим перемешиванием его с топливом; для сего требуется пропускать воздух снизу, сквозь слой топлива, а не над ним; кроме того следует довольно часто прочищать колосниковую решетку, сквозь которую протекает воздух, от засоряющих ее шлаков и золы, своевременно и умело забрасывать в топку топливо, заботясь о равномерном распределении горючего по всей площади решетки; при заброске топлива и шуровке (прочистке решетки) должно по возможности быстро закрывать топочные дверцы, для устранения излишнего притока холодного воздуха над слоем топлива, так как при этом сильно охлаждаются стенки котла; далее, должно устранять препятствия движению газов в дымоходах, очищая последние от скоплений золы и налетов сажи на стенках, и умело управлять тягой в дымовой трубе, посредством надлежащего подъема или опускания заслонки (задвижки) в боров; необходимо также очищать стенки котла от плотно пристающей к ним накипи или котельного камня, отлагающегося вследствие выпаривания из воды различных растворенных в ней солей, в особенности солей кальция и магния.

Накипь - очень дурной проводник тепла и потому весьма сильно препятствует протеканию теплоты в воду сквозь стенки котла; накипь не только понижает полезное действие котла, но нередко является причиной раскаления его стенок, отчего происходят выпучивания (отдушины) и даже трещины в них (подробнее см. Накипь). Влияние кочегара на полезное действие котла достаточно подтверждается результатами конкурсов или состязаний кочегаров, производившихся за границей и в СПб.

Основываясь на результатах конкурсов, Бельгийское общество владельцев котлов ввело систему обучения кочегаров на месте, посредством посылаемого по заводам опытного странствующего кочегара (chauffeur-instructeur, Lehrheizer); сравнение его работы с работой кочегаров до обучения - нередко обнаруживало сбережение до 25 % в расходе горючего. На состязаниях кочегаров, на которые являются обыкновенно люди опытные в своем деле, выяснилось также, что их ошибки "оказывают тем меньшее влияние на результаты работы, чем лучше система котла, т. е. чем больший он дает коэффициент полезного действия" (Депп, "Результаты состязаний кочегаров").

VI. Взрывы паровых котлов. Под взрывом разумеют обыкновенно внезапное и довольно значительное разрушение всего котла или некоторых его частей; впрочем, точное знание этого термина до сих пор еще не установлено. Взрывы нередко сопровождаются гибелью людей и разрушением котельного помещения, иногда вместе с соседними постройками. Особенной разрушительностью взрывов отличаются котлы с большим содержанием воды.

Хотя появление значительной трещины и производит в них понижение давления пара, но вместе с тем вызывает почти внезапное выделение весьма значительного количества паров из воды вследствие того избытка теплоты в ней, который соответствует разности температур кипения для прежнего и нового, пониженного, давления пара. Каждый кубический метр воды, при понижении давления на одну атмосферу, доставляет показанное в прилагаемой таблице число кубических метров пара (таблица вычислена по данным Цейнера ; искомый объем z = (qo - q)/r ∙ (u + σ)/σ, где σ = 0,001; вычисление по адиабате: z = (τo - τ)T/r ∙ (u + σ)/σ, дает те же результаты).

В котлах цилиндрических, простых и с внутренними (жаровыми) трубами, на каждый погонный метр длины котла приходится примерно от 0,5 до 2 куб. м воды; а длина достигает 7 - 10 и более м. Отсюда видно, как велик может быть объем выделяющегося из воды пара при понижении давления на одну атмосферу; для котла, содержащего 10 куб. м воды, объем выделяющегося пара будет 52 куб. м (около 5 1/3 куб. саж.) при 5 атмосферах и 228 куб. м (около 23,5 куб. саж.) при двух атмосферах давления в котле по манометру. Большое содержание воды является, однако, и по той же причине, огромным достоинством во время исправной службы котла. Большой запас воды служит прекрасным регулятором теплоты, не допуская сколько-нибудь быстрых и значительных колебаний давления пара и неравномерности в его изготовлении, даже при весьма переменном расходовании пара.

При внезапном увеличении расхода недостающий пар тотчас же выделяется из воды, а при уменьшении или прекращении расхода большая часть теплоты огня идет на нагревание воды, не повышая значительно и быстро давления пара в котле. Но когда прежде всего от котла требуется возможно быстрое разведение паров, как например от котлов пожарных насосов (помп), то следует обращаться к типам котлов с очень малым содержанием в них воды. Причины взрывов могут быть весьма разнообразны. На них в настоящее время пролит яркий свет трудами правительственных инженеров и многочисленных заграничных обществ надзора за котлами, из которых первое возникло в Англии в 1855 г., по почину Ферберна (Fairbairn), под наименованием: "Манчестерское общество потребителей пара" (Manchester Steam Users Association).

Постоянно производимые правительствами и упомянутыми обществами исследования над причинами взрывов обнаружили с полной несомненностью, что огромное большинство взрывов происходит от одной или нескольких из следующих причин: дурного устройства котла, чрезмерной его изношенности и плохого ухода за котлом.

Дурное устройство заключается: в непрочности котельных листов, по недостаточности толщины или вследствие плохого материала; в дурной склепке котла и вообще неумелой котельной работе при изготовлении котла; в отсутствии надлежащих скреплений; в ошибочном расположении частей; в недостаточности приспособлений для питания котла водой и проч. Чрезмерная изношенность может происходить или от слишком продолжительной службы котла, или от отсутствия своевременного ремонта (починки) котла, в случаях напр. порчи его стенок от разъедания и других причин.

Плохой уход состоит в допущении: чрезмерного повышения давления пара, чрезмерного понижения уровня воды, значительного образования накипи; в недостаточном надзоре за исправным состоянием стенок котла и дымоходов и проч.

Весьма сомнительны и мало вероятны предположения о возможности взрывов вследствие образования гремучей смеси внутри котла от диссоциации воды, т. е. ее разложения на составные части: водород и кислород, или от случайно происшедшего сфероидального ее состояния, или наконец по причине перегрева воды. Образование гремучей смеси в дымоходах иногда бывало причиной взрыва, равно как и пожар в котельном помещении.

котел паровой высокого давления

Паровые котлы являются специализированным оборудование для производства пара из жидкостей, в основном из воды. Пар применяется в различных сферах производства, энергетике и в отопительных системах, например для отопления промышленных зданий, учреждений, находящихся в тяжелых климатических условиях. Использование пара оправдано при дезинфекционных мероприятиях в медицинских учреждениях. В зависимости от поставленных задач, существуют промышленные парогенераторные установки, и котлы, предназначенные для бытовых задач. Эти агрегаты могут работать на различных источниках тепловой энергии. Существуют устройства, которые генерируют пар при помощи утилизации излишков тепла, полученного от крупных промышленных установок. Выбор необходимого парогенераторного оборудования должен происходить на основе знаний принципов работы данных устройств и их классификации.

Паровой котел, для чего он нужен?

Паровые котлы, в зависимости от назначения применяются в определенных областях, где использование пара необходимо для соблюдения технологического цикла производства или в некоторых проектах отопительных систем.

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 назн ачения 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.

Современное оборудование более безопасно, по причине применения таких схем конструкции котла, при которых образование пара происходит в малых объемах, но с высокой скоростью, то есть не происходит аккумуляция значительных масс парообразного состояния воды. Тем не менее, безопасность паровых установок зависит от контроля параметров давления и температуры и от уровня автоматики, осуществляющей сброс излишков пара и отключения нагрева в случае аварийной ситуации .

Различия и виды парового оборудования

Несмотря на то, что принцип действия всех котлов основан на передаче теплоты сгорания горючих веществ воде для ее перехода в парообразное состояние, конструктивный подход в парогенерирующих агрегатах разный.

Основные виды оборудования:

  • с газотрубным методом получения пара;
  • с водотрубным методом.

Газотрубные котлы предусматривают получение пара следующим способом . В цилиндрический корпус котла встроены трубы, в которых происходит горение или проходят разогретые дымовые газы. От этих труб происходит передача тепла воде, которая затем превращается в пар. Эти агрегаты подразделяются на котлы с жаровыми или дымогарными трубами. Жаровой тип предполагает процесс сгорания топлива непосредственно в самой трубе, для этого на входе в нее устанавливается горелка с наддувом, которая позволяет равномерно сгорать топливу по всей длине трубы. В дымогарных трубах, горения не происходит, а теплота воде передается за счет подачи в них разогретого газа (продуктов сгорания) . То есть теоретически происходит процесс утилизации избыточного тепла продуктов сгорания. Процесс испарения происходит в верхней части цилиндра и накопленный пар постепенно сбрасывается в магистраль через перепускной клапан, рассчитанный под требуемое давление.

Котел с газотрубным методом получения пара

Утилизационные схемы котлов с дымогарным способом передачи тепла, проектируются таким образом, чтобы температура газов на выходе была не менее 150 С, для обеспечения последующей тяги в дымовых трубах.

В газотрубных котлах происходит образование пара непосредственно в самом корпусе устройства, из-за этого емкость котла является накопителем большой массы пара под избыточным давлением. Этот факт ограничивает мощностные характеристики агрегатов, так как в случае генерации пара под высоким давлением возможен разрыв сосуда агрегата и мгновенное высвобождение большой массы парообразного вещества. Мощность газотрубных котлов ограничена и составляет приблизительно 400 кВт, рабочее давление не выше 10 кгс/см2.

Водотрубные парогенераторы имеют противоположный принцип работы. В них теплота сгорания топлива передается трубам, к которых находится вода, вследствие чего происходит закипание и переход ее в парообразное состояние. Расположение кипятильных труб и способ циркуляции воды по ним зависит от конструктивных особенностей.

Наиболее распространенные схемы водотрубных генераторов пара:

  • барабанные;
  • прямоточные.

Барабанная схема

Барабанные устройства бывают горизонтальными или вертикальными , состоят из топки, сверху которой расположены обвязки из труб, выходящие в барабан, накапливающий готовый пар. Теплота сгорания топлива передается трубам, в них образуется насыщенный пар, в барабане происходит отделение неиспарившейся воды, которая возвращается обратно в трубы. Прогон жидкости по ним может происходить до 30 раз и зависит от типа агрегатов. Котлы с естественной циркуляцией воды работают по принципу поднятия разогретых водных слоев и считаются менее производительными. В циркуляционных водотрубных генераторах количество прогонов сокращается и повышается выход готового пара, при этом требуется большее количество топлива для обеспечения скорости парообразования. Исполнение котлов может быть горизонтальное или вертикальное. В горизонтальных конструкциях используется один барабан для приема пара, а в вертикальных решениях допускается несколько барабанов.

Барабанный котел с водотрубным методом получения пара

Современные конструкции предусматривают установку радиационных экранов в топке, позволяющих отбирать лучистый тип энергии при сгорании и дополнительно производить пар. Геометрическое расположение труб в кожухе котла напрямую влияет на скорость нагрева и парообразования, при этом происходит экономия топлива.

Так же как и в газотрубных котлах температура газов не должна быть менее 150 С, для избегания ухудшения тяги. В больших промышленных установках применяются дымоотсосы для удаления продуктов сгорания.

Для того чтобы производить перегретый пар с нужной температурой, устанавливается пароперегреватель. Его конструкция напоминает пучковое соединение труб, только в них подается насыщенный пар, а на выходе он выходит в перегретом состоянии. Нагрев ведется также дымовыми газами.

Прямоточная схема

Прямоточные агрегатыустроены таким образом, что подаваемая вода в трубы проходит без циркуляции и за это время успевает перейти в парообразное состояние. Такой тип котлов является наиболее производительным.

Комплексная парогенерирующая установка содержит специальный сепаратор, задача которого состоит в удалении жидкой составляющей парообразной смеси. Это критично для потребителей, требующих подачу сухого пара. Содержание жидкой фазы воды ухудшает теплоотдачу и может привести к конденсационным эффектам в узлах магистрали, в результате возникает риск гидроудара в системе.

Схема прямоточного котла с водотрубным методом получения пара

Водотрубные котлы, в отличие от газотрубных нуждаются в тщательной водоподготовке, так как при парообразовании может происходить отложение солей на внутренней поверхности труб. Это приводит к снижению производительности или к аварийным ситуациям из-за прогара. Водоподготовка включает удаление растворенного кислорода и смягчение воды специальными химическими веществами. При эксплуатации котла в замкнутом контуре, например в отопительной системе, водоподготовка проводится один раз. Если предусматривается постоянный забор готового пара, то подпитка ведется только подготовленной водой.

Топливом для паровых котлов может служить:

  • природный газ;
  • уголь;
  • дизельное топливо;
  • электроэнергия;
  • мазут;
  • атомная энергия.

Паровые котлы с низкой производительностью, применяемые для отопления различных площадей, чаще всего используют природный газ, уголь или дизельное топливо.

Для каких помещений подходит паровое отопление?

Паровое отопление применяется в определенных случаях, в основном, когда целесообразно утилизировать энергию дымовых газов от какого-либо производства. Как правило, чаще всего отапливаются производственные площади (цеха, мастерские, подсобные помещения, гаражи).

В настоящее время отопление паровым способом жилых помещений применяется редко, так как сложно регулировать температурный режим и существует опасность ожога паром при повреждении отопительной системы.

Паровые котлы, работающие на угле, газе или дизельном топливе устанавливают в тех помещениях, в которых нужно установить определенную температуру за короткий период времени. Объясняется это малой инерционностью паровых систем и большой отдачей тепловой энергии. Пар, кроме передачи своего тепла, передает скрытый тип тепловой энергии во время своей конденсации, которая была получена в процессе испарения. То есть тепловая энергия передается не только за счет охлаждения массы пара, но и за счет его конденсации.

Схема парового отопления дома

Достоинства парового отопления:

  • можно применять радиаторы меньшей площади, за счет большой ∆t;
  • быстрое достижение требуемой температуры в помещении;
  • малый объем сконденсированной воды на возвратном трубопроводе, позволяет применять трубы небольшого диаметра;
  • возможность сократить расходы на отопление при возможности утилизации дымовых газов в парогенераторе.

Недостатки:

  • невозможность регулировки температуры радиаторов;
  • вероятность ожога при прикосновении к элементам отопительной системы (температура 120-130 С);
  • высокий уровень шума работы паровых котлов;
  • потери тепла в магистралях.
  • Паровые котлы, спецификации по их эксплуатации, должны подбираться в зависимости от поставленных задач и финансовой целесообразности их использования.

Котел паровой, цена зависит от объема

Итог

Парогенерирующее оборудование, специфично и кроме промышленного и энергетического применения может использоваться в качестве альтернативы водяному отоплению в нежилых помещениях при проектных требованиях данной системы.

Принцип работы парового котла (видео)

В данном видео вы узнаете как происходит процесс работы парового котла

Котлы паровые жаротрубные, трехходовые, горизонтальные.

Технические характеристики паровых котлов на жидком топливе:

КП-0,3 Л.Ж.

КП-0,7 Л.Ж.

КП-0,9 Л.Ж.

(аналог Д-900)

, не менее

Тип топлива

Жидкое топливо

Рабочее давление пара, МПа

Расход топлива, не более, кг/час

(жидкое печное топливо, дизельное топливо)

(длина / высота / ширина)

2140 / 2150 / 1700

2500 / 2150 / 1700

2950 / 2200 / 2000

0,34

Технические характеристики паровых котлов на природном газе:

КП-0,3Гн

КП-0,7Гн

КП-0,9Гн

(аналог Д-721ГФ)

(аналог Д-900)

Тип топлива

Природный газ

Рабочее давление пара, МПа

Температура пара на выходе, не менее С 0

Расход топлива, не более:

Природный газ, м 3 /час

Габаритные размеры, без горелки, не более, мм

(длина / высота / ширина)

2140 / 2150 / 1700

2500 / 2150 / 1700

2750 / 2150 / 1700

Масса котла, кг (без монтажных частей)

Горелка мощностью, не менее, МВт

Котлы паровые жаропрубные, трехходовые, вертикальные.

Котлы предназначены для нагрева воды температурой до 115 о С, за счет встроенного пароперегревателя с избыточным давлением в 0,07 МПа (0,7 кг/см 2) с целью теплоснабжения технологических процессов в производствах.

  • сельскохозяйственном (кормопроизводство),
  • строительно-монтажном (асфальто - бетонное),
  • коммунальном (отопление, горячее водоснабжение с использованием бойлера),
  • пищевом (хлебопекарное, молочное, колбасное, кондитерское),
  • деревообрабатывающем.

Котлы просты в обслуживании и не требуют значительных денежных затрат в эксплуатации.

Технические характеристики паровых котлов на жидком топливе и природном газе:

КП-300 Л.Ж.В.

КП-500 Л.Ж.В.

КП-300 Гн.В

КП-500 Гн.В

Паропроизводительность, кг/час

Вид топлива

жидкое печное

жидкое печное

газ природ.

газ природ.

Рабочее давление, МПа

Температура пара, С О

Расход топлива, кг/час

Габаритные размеры, мм

без горелки

без горелки

без горелки

без горелки

(длина /высота / ширина)

2400 / 2400 / 1900

2400 / 2600 / 1900

2400 / 2400 / 1900

2400 / 2600 / 1900

Коэффициент готовности

Горелка мощностью, не менее, МВт

Масса, кг


Котлы паровые КП (ПАР) низкого давления.

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -0,07Ж на жидком топливе:

Марка котла

КП (ПАР)
- 0,15 - 0,07 Ж

КП (ПАР)
- 0,3 - 0,07 Ж

КП (ПАР)
- 0,5 - 0,07 Ж

КП (ПАР)
- 0,7 - 0,07 Ж

Производительность пара, т/час

Тип топлива

Дизельное топливо

Макс. расход топлива, кг/ч

Время выхода на рабочий режим мин.

Температура пара на выходе


(ДхШхВ), мм

1750х1350х1450

1900х1450х1550

2500х1750х1850

2850х1750х1850

Масса котла без воды, кг

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -0,07Г на газе:

Марка котла

КП (ПАР)
- 0,15 - 0,07 Г

КП (ПАР)
- 0,3 - 0,07 Г

КП (ПАР)
- 0,5 - 0,07 Г

КП (ПАР)
- 0,7 - 0,07 Г

Паропроизводительность, т/час

Тип топлива

Природный газ низкого давления

Расход топлива м 3 /час (газ)

Уст. мощность электродвигателей, кВт

Допустимое избыточное давление пара, МПа (кгс/см 2)

Время выхода на рабочий режим, мин.

Температура пара на выходе

Габаритные размеры (без горелки)
(ДхШхВ), мм

1750х1350х1450

1900х1450х1550

2500х1750х1850

2850х1750х1850

Масса котла без воды, кг


Условные обозначения на примере КП (ПАР) - 0,15 - 0,07 Ж:

0,15 - Максимальная паропроизводительность, тонн пара в час,
0,07 - Давление пара, мПа,
Ж - Тип топлива (Ж - жидкое, Г - газовое, Т - твердое топливо, П - печное топливо, 0 - отработанное масло).


Котлы паровые КП (ПАР) высокого давления.

Технические характеристики паровых котлов КП (ПАР) -1.6Ж на жидком топливе и природном газе:

КП (ПАР)
-0,3 -1,6

КП (ПАР)
-0,75 -1,6

КП (ПАР)
-1,0 -1,6

КП (ПАР)
-1,6 -1,6

КП (ПАР)
-2,0 -1,6

КП (ПАР)
-2,5 -1,6

Паропроизводительность, кг/ч

Вид топлива

Природный газ низкого давления 20-360 мБр.
Дизельное топливо

Тип топки

Жаротрубная, с реверсивным развитием пламени

Поверхность нагрева, м 2

Тепловая мощность, кВт

Расход топлива:

жидкое, макс., кг/ч
природный газ, макс., м 3 /ч

Объем, м 3:

Водяной
Паровой

Рабочее давление, МПа

Номинальная температура пара на выходе из котла, °С

Габаритные размеры (без горелки), мм
Длина
Ширина
Высота

1950
2000
2000

2850
2000
2000

3150
2000
2000

3400
2300
2400

4050
2300
2400

5200
2300
2400

Масса котла без воды, кг


Паровые котлы КП, КСП.

Технические характеристики котлов КП и КСП на жидком топливе:

КП-300Лж

КСП-300Лж

КСП-500Лж

КСП-850Лж

КСП-1000Лж

Паропроизводительность, кг/час

Рабочее давление пара, Мпа

Температура пара, С

80, не менее

Габаритные размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

Вес изделия, кг

Применяемое топливо

Печное бытовое ТУ 38.101.656, дизельное

Горелочное устройство

Номинальный расход топлива, л/ч

Параметры топки

длина/высота, мм

Диаметр, мм

Объем, м 3

Водяной объем котла, м 3

Паровой объем котла, м 3

Патрубок топочный

диаметр/длина, мм

Площадь нагрева, кв.м

Технические характеристики котлов КП и КСП на природном газе:

КП-300Гн

КСП-300Гн

КСП-500Гн

КСП-850Гн

КСП-1000 Гн;Гс

Паропроизводительность, кг/час

Рабочее давление пара, Мпа

Температура пара, С

80, не менее

Габаритные размеры

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

Вес изделия, кг

Уст. мощность эл/оборудования, кВт

Применяемое топливо

Природный газ ГОСТ 5542-87

Горелочное устройство

Номинальный расход топлива, кг/ч

21,5 куб.м/ч

36,5 куб.м/ч

85,84 куб.м/ч

Параметры топки

длина/высота, мм

Диаметр, мм

Объем, м 3

Водяной объем котла, куб.м

Паровой объем котла, куб.м

Патрубок топочный

диаметр/длина, мм

Площадь нагрева, кв.м


Устройство и принцип работы котлов КП, КСП.


Котлы паровые жаротрубные КП низкого и среднего давления.

Котлы паровые жаротрубные КП предназначены для получения пара с целью теплоснабжения технологических процессов, железобетонных заводов, линий по производству пенополистирола, пропарки цистерн и ГСМ-хранилищ, животноводческих ферм и хозяйственных комплексов: тепловой обработки кормов, пастеризации молока, отопления помещений и других целей.

В стандартную комплектацию котла входят:
котел, горелка, насос подпиточный, автоматика уровня, блок датчиков уровня, манометр, реле давления, указатель уровня воды прямого действия №6, предохранительные клапана (2 шт.), запорная регулирующая арматура.


Технические характеристики котлов паровых низкого и среднего давления:

КП-75

КП -100

КП -150

КП -250

КП -300

КП -500

КП -600

КП -800

КП -1000

Мощность системы, кВт

Паропроизводительность, кг/час

Напряжение в сети, В/Гц

Рабочее давление, кг/см 2

Температура пара, о С

Расход топлива,

Дизель, л/ч
Газ, м 3 /ч

5.5
6.6

7.7
9.3

11
13.3

16.4
20

21.9
26.2

32.8
40.9

43.8
54.5

60
73

Эффективность (КПД), %

Выход пара Ø, мм

Вход воды Ø, мм

Вытяжная труба Ø, мм

Масса, кг

Габариты (ШхДхВ), мм

1370х1730
х1974

1370х1730
х1974

1370х1730
х1974

1370х1730
х1974

1370х1730
х1974

1970х1930
х1974

1970х2000
х2095

1970х2010
х2300

3000х2200
х2200


Возможна поставка котлов паропроизводительностью до 2000 кг/ч.

Котлы паровые водотрубные КП высокого давления.

Котлы паровые водотрубные КП предназначены для получения пара с целью теплоснабжения технологических процессов, линий по производству пенополистирола, пропарки цистерн и ГСМ-хранилищ, животноводческих ферм и хозяйственных комплексов: тепловой обработки кормов, пастеризации молока, отопления помещений и др.

В стандартную комплектацию котла входит:
котел, горелка, насос подпиточный, питательный бак для сбора конденсата, автоматика подпитки, датчик уровня воды в баке, манометры, реле давления и сухого хода, указатель уровня воды прямого действия, предохранительные клапана (2 шт.), рама, запорная регулирующая арматура.

Технические характеристики котлов паровых высокого давления:

КП -150

КП-250

КП-300

КП -500

КП-600

КП-800

КП-1000

КП-1600

Мощность системы, кВт

Паропроизводительность, кг/час

Напряжение в сети, В/Гц

Рабочее давление, кг/см2

Температура пара, о С

Расход топлива,

Дизель, л/ч

Газ, м 3 /ч

Эффективность (КПД), %

Выход пара Ø, мм

Вход воды Ø, мм

Вытяжная труба Ø, мм

Масса, кг

Габариты (ШхДхВ), мм

2300х1500
х2000

2300х1500
х2000

2300х1500
х2000

2300х1500
х2000

2300х1500
х2000

2300х1500
х2400

2300х1500
х2400

2300х1500
х2400


Возможна поставка котлов паропроизводительностью до 2500 кг/ч.

Внимание! Вся информация предоставлена на сайте исключительно в ознакомительных целях. Завод — изготовитель оставляет за собой право изменять конструкцию, присоединительные размеры, технические характеристики, внешний вид товара без предварительного уведомления.

Перед покупкой товара обязательно уточните интересующие Вас параметры.


Котлы паровые мобильные (переносные) КП-м.

Переносные котлы ПКм предназначены для выработки водяного пара температурой до +180ºС. Применяются для производства железобетонных изделий, отогрева траншей, оборудования, техники при низких температурах и полевых условиях, при аварийных ситуациях, а также в случаях, где необходим автономный источник тепла и пара не требующий источника электроэнергии. Вид топлива - бензин, керосин, диз. топливо.

В комплект парогенератора входит:
котел, горелка, насос подпиточный, автоматика уровня, блок датчиков уровня, указатель уровня воды прямого действия №5, предохранительные клапана, запорная регулирующая арматура.

Возможно исполнение в утепленном термобоксе.


Технические характеристики мобильных паровых котлов ПК-м:

КП-25м

КП-35м

КП-50м

КП-70м

КП-100м

КП-150м

КП-250м

КП-300м

КП-500м

КП-1000м

Мощность системы, кВт

Выход пара, кг/час

Рабочее давление, кг/см 2

Температура пара, ºС

Расход топлива, л/ч

Эффективность (КПД), %

Выходное отверстие, мм

Масса, кг

Габариты (ШхДхВ), мм


Котлы паровые Д-900, Д-721ГФ.

Котлы Д-721ГФ и Д-900 предназначены для получения пара температурой не выше 115 °С с избыточным давлением до 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) с целью снабжения технологических процессов различных видов производств, горячее водоснабжение, отопление и др. целей.


Преимущества котлов Д-721ГФ, Д-900:

  • Не требуют регистрации в органах котлонадзора.
  • Малые размеры котлов позволяют устанавливать их в небольших помещениях.
  • Время вхождения в рабочий режим - 15 минут.
  • Котлы просты в обслуживании и эксплуатации.
  • Они незаменимы в условиях мелких производств и фермерских хозяйств.

Технические характеристики котлов Д-721ГФ, Д-900:

Д-721-ГФ

Стационарный, горизонтальный,
дымогарный, трехходовой

Стационарный, горизонтальный,
дымогарный, трехходовой

Режим работы по основному технологическому процессу

Автоматический

Автоматический

Паропроизводительность по нормальному пару, кг/ч.

Тепловая мощность, кВт, не менее

КПД, %, не менее

Параметры пара:
- допустимое избыточное давление, МПа (кгс/см 2)
- температура при изб. давлении выше 0,05 МПа

0,07 (0,7)
не выше 115°С

0,07 (0,7)
не выше 115°С

Вид топлива

Природный газ
низкого давления

Топливо печное
жидкое

Расход топлива, кг/ч

не более 64

не более 63,5

Электрический 3 фаз.
50 Гц, 220/380 В

Электрический 3 фаз.
50 Гц, 220/380 В

Установленная мощность электропривода:
- горелки, кВт
- системы водоподготовки, кВт

2,2
0,85 х 2 = 1,7

2,2
0,85 х 2 = 1,7

Срок службы до списания, лет не менее

Гарантийный срок эксплуатации, лет, не менее

Масса (без монтажных частей), кг, не более

Удельная материалоемкость, кг/кг пара, не более

Габаритные размеры, мм, не более
- длина
- ширина
- высота (без дымохода)

3300
1400
2250

3180
1460
2600

Количество взрывных клапанов, шт.

Количество смотровых люков, шт.

Предохранительный клапан:
- тип

Марка
- количество, шт

самопритирающийся,
безрычажный, грузовой
КПС-0,7-810
2

самопритирающийся, безрычажный, грузовой
КПС-0,7-810
2

Тип датчика уровней

Электродный (3 электрода)

Электродный (3 электрода)

Датчики контроля напора воздуха и газа

Напоромеры НПМ-52

Время выхода на рабочий режим, ч, не менее

Отапливаемая площадь, м 2


Котлы паровые на мазуте и газе Е-1,0-09ГМ, Е-1,6-0,9ГМН, Е-2,5-0,9ГМ.



Паровые водотрубные котлы серии "Е"
предназначены для выработки насыщенного пара рабочим давлением 0,8 МПа (8 кгс/см2) и температурой 175°С, используемого для технологических и отопительных нужд. Модельный ряд котлов рассчитан для работы на газе, каменном угле, мазуте (сырой нефти), дизельном топливе.

Существенным отличием этих котлов является то, что они комплектуются современным вспомогательным оборудованием:

  • горелочные устройства плавного регулирования нагрузки,
  • центробежные питательные насосы (Германия, Италия),
  • микропроцессорная система управления и защиты,
  • отсечные газовые клапаны и датчики давления (Германия).

Применение надежного вспомогательного оборудования позволяет гарантировать экономичную работу котлов на всех режимах нагрузки, а также надежность и безопасность при эксплуатации.


Технические параметры паровых котлов серии "Е":

Е-1,0-0,9Г
-З(Э)

Е-1,0-0,9М
-З(Э)

Е-1,6-0,9ГМН (Э)

Е-2,5-0,9ГМ
(Э)

Ном. паропроизводительность, т/ч, не менее

Рабочее давление пара на выходе, МПа (кгс/см 2), не более

Расчетное топливо

Мазут

Мазут

Газ, мазут

Расчетный расход топлива, не более

КПД, % не менее

Позиционное регулирование

Плавное регулирование

Температура питательной воды (расчетная),°С

Установленная электрическая мощность, КВт

Масса котла, кг не более

Габариты котла, м не более


Паровой котел Е-1,6-0,9ГМН
принадлежит к типу вертикально-водотрубных двухбарабанных газо-плотных котлов. Предназначен для выработки насыщенного пара давления 0,8 Мпа, используемого для производственных и отопительных нужд промышленности и сельского хозяйства. Поставляется в собранном виде, со смонтированным вспомогательным оборудованием, системой автоматического управления и безопасности.

Котел выполняется газо-плотным с облегченной теплоизоляцией, снаружи покрытой обшивкой из тонколистовой стали.

Система автоматического управления обеспечивает выполнение следующих функций:

  • пуск по заданной программе и все защиты в соответствии с требованиями СниП;
  • защиту при повышении давления пара, повышении и понижении давления топлива, повышении и понижении уровня воды в барабане, понижении и повышение разряжения в топке, погасании факела.

Конструкция трубной системы паровых котлов выдерживает кратковременное давление в топке до 3000 Па и разрежение в топке до 400 Па.
По устойчивости и воздействию температуры и влажности окружающего воздуха паровые котлы изготавливаются в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 4 по ГОСТ 15150. Конструкция котлов обеспечивает сейсмостойкость 6 баллов по шкале М5К-64.

Устройство котлов КП и КСП.

Корпус является основной металлоконструкцией котла КСП и состоит из двух основных узлов: барабана и крышки.

  • Барабан представляет собой сварную конструкцию, основной деталью которой является труба жаровая, установленная вертикально и ограниченная сверху эллиптическим сводом, снизу днищем, к которому крепится рама барабана.
  • Крышка сферической формы через прокладку посредством фланцев соединена с барабаном. На крышке приварены: патрубок подсоединения импульсной линии электроконтактного манометра, кронштейны крепления обшивки, кронштейны подъема крышки, патрубки крепления предохранительных клапанов.

Кроме того, в состав котла входят:

  • Топочный люк - для подачи топлива в топку котла и удаления шлака. (В котлах на жидком и газообразном топливе вместо топочного люка установлен съемный теплоизолированный переходник с креплением под горелку. Привод заслонки имеет ручное управление.)
  • Блок водоподготовки - для подпитки котла водой с одновременной магнитной обработкой с целью уменьшения образования накипи.
  • Водоподогреватель - для предварительного подогрева воды, поступающей в котел.
  • Дымосос - для создания необходимой тяги в топке котла.
  • Датчик уровней - для подачи команды на включение и отключение подпитки котла водой в процессе работы.

Контрольно - измерительные приборы и предохранительные устройства:

  • Электроконтактный манометр ЭКМ-IVх1,6 - для отключения дымососа при достижении паром максимального давления.
  • Манометр - контроль давления.
  • Термометр технический - для контроля температуры пара, выходящего из пароперегревателя.
  • Пробно-спускные краны - для дублирования контроля верхнего и нижнего уровня воды в котле.
  • Указатель уровня воды - для визуального контроля уровня воды при работе котла.
  • Клапаны предохранительные - для стравливания давления в котле при превышении допустимого значения.
  • Взрывной клапан - для котла Лж, Гн; для предотвращения деформации корпуса в момент взрыва топливной смеси: Гн - природный газ низкого давления, Лж - легкое жидкое топливо.
  • Четыре секции дымовой трубы и искрогаситель.
  • Теплоизоляция и обшивка - для снижения тепловых потерь.
  • Паровой вентиль Ду=50 - для регулирования давления пара и отбора потребителем.
  • Вентили продувочные - для удаления шлама, грязи и слива воды при установке котла на хранение.
  • Ящик управления совместно с электрооборудованием - для управления работой котла и защиты его при возникновении аварийных ситуаций.


Принцип работы КП и КСП

Технологический процесс парообразования в котле на твердом топливе состоит в следующем:

  1. Вода через блок водоподготовки и водоподогреватель подается в котел, где, проходя теплообменные поверхности топки и дымогарных труб, нагревается и испаряется.
  2. Топливо загружается в топку котла на колосниковую решетку и поджигается факелом.
  3. Дымосос создает разрежение в топке, за счет которого в топку из подколосниковой зоны (зольника) поступает воздух, необходимый для горения.
  4. Дымовые газы, проходя газовый тракт котла, нагревают его теплообменные поверхности.
  5. Пар из парового объема котла поступает в пароперегреватель, нагревается до температуры 110…120 °С и через паровой вентиль поступает к потребителю.
  6. Зола и шлак через отверстия колосниковой решетки проваливаются в зольник, откуда удаляются по мере накопления.
  7. Образующийся при выпаривании воды шлам удаляется путем периодической продувки котла через продувочные вентили, расположенные в нижней части котла по обе стороны зольника.
  8. Проведение технологического процесса парообразования, с автоматическим регулированием питания водой, осуществляется электрооборудованием котла.
  9. Технологический процесс парообразования в котлах Лж, Гн происходит аналогичным образом, за исключением п.п.3; 6. При этом воздух для горения подается вместе с топливом.

Паровым котлом называют устройство для превращения воды в пар, используемое как в быту, так и в промышленности. Пар применяется для обогрева помещений, аппаратов и трубопроводов, а также для вращения турбомашин. Давайте подробнее узнаем, что собой представляют паровые котлы. Принцип работы, устройство, классификация, сфера применения и многое другое - все это будет рассмотрено ниже.

Определение

Как вы уже поняли, паровой котел является агрегатом, производящим пар. При этом котлы такого типа могут давать пар двух видов: насыщенный и перегретый. В первом случае температура его составляет порядка 100 градусов, а давление - около 100 кПа. Температура перегретого пара поднимается до 500 градусов, а давление - до 26 МПа. Насыщенный пар используют в бытовых целях, в основном для обогрева частных домов. Перегретый пар нашел применение в промышленности и энергетике. Он хорошо переносит тепло, поэтому его использование в значительной степени повышает КПД установки.

Сфера применения

Выделяют три основные области применения паровых котлов:

  1. Отопительные системы. Пар выступает в роли энергоносителя.
  2. Энергетика. Промышленные паровые машины, или, как их еще называют, парогенераторы, используются для получения электрической энергии.
  3. Промышленность. Пар в промышленности используют не только для обогрева «рубашек» аппаратов и трубопроводов, но и для преобразования тепловой энергии в механическую и перемещения транспортных средств.

Бытовые паровые котлы используются для отопления жилых помещений. Простыми словами, их задача состоит в подогреве воды и передвижении пара по трубопроводу. Такую систему часто обустраивают вместе со стационарной печью или котлом. Обычно бытовые приборы вырабатывают насыщенный не перегретый пар, которого вполне достаточно для решения возложенных на них задач.

В промышленности пар перегревают - продолжают греть после испарения с целью еще больше повысить температуру. К таким установкам предъявляют особые требования по качеству, так как при перегреве пара емкость рискует взорваться. Перегретый пар, полученный из котла, может идти на образование электричества или механическое движение.

Электрический ток с помощью пара образуется следующим образом. Испаряясь, пар попадает в турбину, где он, благодаря плотному потоку вращает вал. Таким образом, тепловая энергия переходит в механическую, а та, в свою очередь, преобразовывается в электрическую. Так работают турбины электростанций.

Вращение вала, которое возникает при испарении больших количеств перегретого пара, может передаваться непосредственно на мотор и колеса. Так в движение приводится паровой транспорт. В качестве популярных примеров работы парового двигателя можно привести парогенератор паровоза или же судовой паровой котел. Принцип работы последних довольно прост: при сжигании угля образуется тепло, которое нагревает воду и образует пар. Ну а пар, в свою очередь, вращает колеса, или в случае с судном, винты.

Рассмотрим более детально, как работаю такие котлы. Источником тепла, необходимого для подогрева воды, может выступать любой вид энергии: электрическая, солнечная, геотермальная, тепло от сгорания газа или твердого топлива. Пар, образующийся в процессе нагрева воды, представляет собой теплоноситель, то есть переносит тепловую энергию с места нагрева в место использования.

Несмотря на многообразие конструкций, принципиальное устройство и принцип работы паровых котлов не отличаются. Общая схема нагрева воды с ее последующим преобразованием в пар выглядит таким образом:

  1. Очищение воды на фильтрах и ее подача в резервуар для нагрева с помощью насоса. Резервуар, как правило, располагается в верхней части установки.
  2. Из резервуара, по трубам вода попадает в коллектор, расположенный, соответственно, ниже.
  3. Вода вновь поднимается вверх, только теперь не через трубы, а через зону нагрева.
  4. В зоне нагрева образуется пар. Под действие разности давлений между жидким и газообразным веществом, он поднимется вверх.
  5. Вверху нагретый пар пропускается через сепаратор, где он окончательно отделяется от воды. Остатки жидкости возвращаются в резервуар, а пар следует в паропровод.
  6. Если это не обычный котел, а парогенератор, то его трубопроводы дополнительно нагреваются. О способах их нагрева будет сказано ниже.

Устройство

Паровые котлы представляют собой емкость, в которой вода нагревается и образует пар. Обычно они выполняются в виде труб, различных размеров. Кроме трубы с водой, котел всегда имеет камеру для сгорания топлива (топку). Ее конструкция может варьироваться в зависимости от типа применяемого топлива. Если это дрова, или твердый уголь, то в нижней части топки устанавливается колосниковая решетка, на которую укладывают топливо. С нижней части колосников, в топочную камеру поступает воздух. А вверху топки обустраивают дымоход, который необходим для эффективной тяги - циркуляции воздуха и горения топлива.

Принцип работы паровых котлов на твердом топливе несколько отличается от устройств, в которых в качестве теплоносителя использован жидкий или газообразный материал. Во втором случае, топочная камера предполагает горелку, которая работает подобно горелкам бытовой газовой печи. Для циркуляции воздуха также используют колосниковую решетку и дымоход, ведь в независимости от вида топлива, воздух является важнейшим условием горения.

Полученный от сгорания топлива, поднимается к емкости с водой. Он отдает воде свое тепло и выходит через дымоход в атмосферу. Когда вода нагревается до температуры кипения, она начинает испаряться. Стоит отметить, что вода испаряется и ранее, но не в таких количествах и не с такой температурой пара. Испарившийся пар самостоятельно поступает в трубы. Таким образом, циркуляция пара и смена агрегатных состояний воды происходит естественным образом. Принцип работы парового котла с естественной циркуляцией предполагает минимальное вмешательство человека. Все, что нужно сделать оператору, это обеспечить стабильный нагрев воды и проконтролировать процесс с помощью специальных устройств.

В случае с подогрев воды происходит проще. Она нагревается с помощью нагревательных элементов типа ТЭНов или выступает в роли проводника и нагревается по закону Джоуля-Ленца.

Классификация

Паровые котлы, принцип работы которых мы сегодня рассматриваем, могут классифицироваться по нескольким параметрам.

По виду топлива:

  1. Угольные.
  2. Газовые.
  3. Мазутные.
  4. Электрические.

По назначению:

  1. Бытовые.
  2. Энергетические.
  3. Промышленные.
  4. Утилизационные.

По конструкции:

  1. Газотрубные.
  2. Водотрубные.

Чем отличаются газо- и водотрубные паровые котлы

Принцип работы котлов основан на подогреве емкости с водой. Емкость, в которой вода переходит в парообразное состояние, как правило, представляет собой трубу или несколько труб. Приборы, в которых горючее обогревает трубы, поднимаясь вверх, называются газотрубными котлами.

Но есть и другой вариант - когда перемещается по трубе, расположенной внутри емкости с водой. В таком случае водные емкости называются барабанами, а сам котел - водотрубным. В обиходе его также называют огнетрубным котлом. В зависимости от расположения водных барабанов, котлы такого типа подразделяют на: горизонтальные, вертикальны и радиальные. Также встречаются модели, в которых реализованы разные направления труб.

Устройство и принцип работы огнетрубного парового котла несколько отличается от газотрубного. Во-первых, это касается размера труб с водой и паром. У водотрубных котлов трубы менее габаритны, чем у газотрубных. Во-вторых, имеют место различия по мощности. Газотрубный котел дает давление не более 1 МПа и имеет теплообразующую способность до 360 кВт. Причиной тому являются крупные трубы. Чтобы в трубах образовывалось достаточно пара и давления, их стенки должны быть толстыми. Как результат - цена таких котлов завышена. мощнее. Благодаря тонким стенкам труб, пар нагревается лучше. И в-третьих, водотрубные котлы безопаснее. Они производят высокую температуру и не боятся значительных перегрузок.

Дополнительные элементы котлов

Принцип работы парового котла довольно прост, тем не менее его конструкция состоит из довольно большого количества элементов. Кроме топочной камеры и труб для циркуляции воды/пара, котлы оснащаются устройствами для повышения их эффективности (увеличение температуры пара, его давления и количества). К таким устройствам относят:

  1. Пароперегреватель. Служит для повышения температуры пара выше 100 градусов. Перегревание пара повышает экономичность аппарата и его коэффициент полезного действия. Перегретый пар может достигать температуры в 500 градусов по Цельсию. Столь высокие температуры имеют место в паровых установках атомных станций. Суть перегрева состоит в том, что после испарения идущий по трубе пар подвергается повторному нагреву. Для этого аппарат может оснащаться дополнительной топочной камерой или простым трубопроводом, который, прежде чем вывести пар на целевое использование, несколько раз проходит через основную топку. Пароперегреватели бывают радиационными и конвекционными. Первые работают в 2-3 раза эффективнее.
  2. Сепаратор. Служит для «осушения» пара - отделения его от воды. Это позволяет увеличить КПД установки.
  3. Паровой аккумулятор. Данное устройство создано для поддержания постоянного уровня выхода пара из установки. Когда пара не хватает, оно добавляет его в систему и, наоборот, отбирает в случае переизбытка.
  4. Подготовительное устройство для воды. Чтобы аппарат работал дольше, вода, попадающая в него, должна отвечать специфическим требованиям. Данное устройство снижает количество кислорода и минералов в воде. Эти несложные меры позволяют предотвратить коррозию труб и образование на их стенках накипи. Ржавчина и накипь не только снижают эффективность аппарата, но и быстро приводят его в негодность, особенно в случае активного использования.

Контрольные устройства

Кроме того, котел оснащается вспомогательными устройствами для контроля и управления. К примеру, сигнализатор предельных уровней воды следит за поддержанием постоянного уровня жидкости в барабане. Принцип работы сигнализатора предельных уровней парового котла основывается на изменении массы специальных грузов во время их перехода из жидкой фазы в парообразную, и наоборот. В случае отклонения от нормы он подает звуковой сигнал для оповещения сотрудников предприятия.

Для позиционного регулирования уровня воды также используется уровнемерная колонка парового котла. Принцип работы устройства основан на электропроводности воды. Колонка представляет собой трубку, оснащенную четырьмя электродами, контролирующими уровень воды. Если водяной столб достигает нижней отметки, подключается питательный насос, а если верхней - питание котла водой останавливается.

Еще одним простейшим устройством для измерения уровня воды в паровом котле служит водомерное стекло, встроенное в корпус аппарата. Принцип работы водомерного стекла парового котла прост - оно предназначено для визуального контроля уровня воды.

Кроме уровня жидкости, в системе с помощью термометров и манометров замеряют температуру и давление соответственно. Все это необходимо для нормального функционирования котла и предотвращения возможности возникновения аварийных ситуаций.

Парогенераторы

Мы уже рассмотрели принцип работы парового котла, теперь кратко познакомимся с особенностями парогенераторов - наиболее мощных котлов, оборудованных дополнительными устройствами. Как вы уже поняли, главное отличие парогенератора от котла состоит в том, что его конструкция включает один или несколько промежуточных пароперегревателей, что позволяет достичь высочайших температур пара. На атомных электростанциях, благодаря очень горячему пару, преобразуют энергию распада атома в электрическую энергию.

Существует два основных способа нагрева воды и переведения ее в газообразное состояние в реакторе:

  1. Вода омывает корпус реактора. При этом реактор охлаждается, а вода нагревается. Таким образом, пар образуется в отдельном контуре. В таком случае парогенератор выполняет функции теплообменника.
  2. Трубы с водой проходят внутри реактора. В этом варианте, реактор является топочной камерой, с которой пар подается непосредственно на электрогенератор. Эта конструкция называется кипящим реактором. Здесь все работает без парогенератора.

Заключение

Сегодня мы с вами познакомились с таким полезным прибором, как паровой котел. Устройство и принцип работы этого аппарат довольно просты и основаны на банальных физических свойствах воды. Тем не менее паровые котлы в значительной степени облегчают жизнь человека. Они согревают здания и помогают вырабатывать электричество.

О с о б е н н о с т и к о н с т р у к ц ии :

Котел с инверсией пламени состоит из цилиндрической топки с омываемым днищем, в которой образуется пламя и происходит инверсия продуктов сгорания. Дымовые газы поступают в трубный пучок передней трубной решетки и направляются

в сторону задней трубной решетки, из которой попадают в сборный короб дымовых газов, а затем в дымоход. Котел обеспечивает низкие поверхностные тепловые нагрузки в камере сгорания.

К ор п у с к отла: изготовлен из высококачественной стали и состоит из цилиндрической топки с омываемым днищем. Все материалы имеют сертификаты, подтверждающие

их химические и механические характеристики. Контроль качества осуществляется на каждом этапе производства. Сварка выполняется квалифицированным, аттестованным персоналом и подвергается неразрушающим методам контроля качества сварных соединений. После изготовления котлы подвергаются гидравлическим испытаниям, в соответствии с требованиями пункта 7.4 Приложения I. Директивы 2014/68/UE (PED).

Д ым о г а р н ы е т р у б ы : изготовлены из высококачественной стали, приварены к трубным решеткам. Трубы оснащены спиральными стальными турбулизаторами.

П е р е д н я я две р ь : изготовлена из стального листа, полностью покрыта слоем изоляции и слоем огнеупорного материала. Дверь котла оснащается петлями. Петли обеспечивают легкую регулировку и быстрое открывание. Для контроля горения в двери имеется самоочищающиеся смотровое стекло.

З а д н я я д ы м о в а я каме р а : выполненная из сварного стального листа, крепится к задней трубной пластине с помощью болтов, чтобы обеспечить удаление. Она оборудована соответствующей дверью для очистки и горизонтальным дымоходом (по заявке вертикальным) подходящего диаметра для мощности генератора. Дымовая камера может быть подключена к внешнему подогревателю.

О с н о ва н ие : стальная рама, приваренная к трубным решеткам и закрытая стальными листами.

Площадка для обслуживания: расположена в верхней части котла, изготовлена из стального, рифленого листа. Под заказ оборудуется поручнями и лестницей.

И з о л я ц и я : изготовлена из минеральной ваты толщиной 100 мм, с внешней стороны защищена окрашенной обшивкой.

  1. 1. Корпус котла 2. Дверь котла
  2. 3. Шкаф управления 4. Группа приборов
  3. 5. Главный паровой клапан
  4. 6. ПСК (поставляется в количестве 2 штук) 7. Камера сбора дымовых газов
  5. 8. Дренаж
  6. 9. Группа 2-х питательных насосов
  7. 10. Подключение контроля солесодержания (TDS)
  8. 11. Указатель уровня (2 шт.)

С т а н д а ртно е обо р у д ование : (2) Главный паровой клапан

Пружинные предохранительные клапаны - 2 шт.

Два указателя уровня прямого действия с фланцевыми подключениями, со сливными и отсечными кранами.

Манометр, с трехходовым краном проверки манометра - 1 шт.

Предохранительное реле давления, сертифицировано CE PED, с ручным перезапуском в шкафу управления - 1 шт. Реле рабочего давления - 1шт.

Регулируемое реле давления для двухступенчатых или датчик для модуляционных горелок - 1 шт.

Регулятор "аварийного минимального уровня" с самодиагностикой для блокировки горелки, с ручным перезапуском в шкафу управления, сертифицирован по нормам СЕ - 2 шт.

Датчик уровня для регулирования питательных насосов ВКЛ-ВЫКЛ - 2 шт.

Группа из двух питательных насосов - 1 шт. Комплект арматуры питательного контура и обвязка.

Автоматическая группа контроля уровня. Ручной клапан нижней продувки - 1 шт. Верхний смотровой люк - 1шт.

Интегрированный осушитель пара, для получения пара высокого качества.

Плита для крепления горелки.

Турбулизаторы из углеродистой стали. Подъемные проушины.

Шкаф управления IP55, 400 вольт / 3 фазы / 50 Гц. Комплект документации:

Декларация производителя в соответствии с Приложением VII Европейской директивы 2014/68/UE (PED)

Инструкции по монтажу и сервисному обслуживанию - Сертификаты безопасности компонентов.

Электрические схемы шкафа управления и Декларация соответствии о связанных с ними компонентах.

Характеристики воды: требования, касающиеся качества воды для теплоснабжения, к котловой воде, к частоте и типам периодических испытаний.

Дополнительное оборудование под заказ:

Комплект "максимального безопасного уровня"

Комплект контроля солесодержания

Комплект автоматической нижней продувки

Комплект “24 или 72 часа работы без обслужавающего персонала” для стандартного парового котла.

Комплект экономайзера EC (газ) / EC (жидкое топливо) - Предварительно просверленная плита для крепления горелки

Газовая или работающая на жидком топливе горелка.

Паровой инжектор для аварийного питания парового котла

(2) Количество и модель могут варьироваться в зависимости от конфигурации.

Модели W L H A B C D E ø T1 T2 T3 T4 Вес пустого
котла
Общий
вес
мм мм мм мм мм мм мм мм мм кг кг
300 1474 2320 1820 780 1550 815 635 1333 219 DN32 DN40 DN25 DN25 1620 2145
400 1474 2320 1820 780 1550 815 635 1333 219 DN32 DN40 DN25 DN25 1620 2145
500 1861 2530 1940 860 1750 880 695 1453 258 DN40 DN40 DN25 DN25 2010 2770
600 1861 2530 1940 860 1750 880 695 1453 258 DN40 DN40 DN25 DN25 2010 2770
800 1996 2900 2077 950 2120 935 745 1593 358 DN50 DN40 DN25 DN25 2830 3910
1000 1996 2900 2077 950 2120 935 745 1593 358 DN50 DN40 DN25 DN25 2830 3910
1250 2126 3259 2294 1090 2526 1015 860 1783 408 DN65 DN40 DN25 DN25 3710 5265
1500 2126 3259 2294 1090 2526 1015 860 1783 408 DN65 DN40 DN25 DN25 3710 5265
1750 2246 3559 2422 1200 2750 1170 905 1918 408 DN65 DN40 DN25 DN40 4610 6615
2000 2246 3559 2422 1200 2750 1170 905 1918 408 DN65 DN40 DN25 DN40 4610 6615
2500 2296 3640 2774 1470 2830 1405 1080 2243 508 DN80 DN40 DN32 DN40 6560 9450
3000 2296 3640 2774 1470 2830 1405 1080 2243 508 DN80 DN40 DN32 DN40 6560 9450
3500 2296 4140 2774 1470 3330 1405 1080 2243 508 DN80 DN40 DN32 DN40 7650 11020
4000 2756 4107 3031 1700 3300 1500 1170 2473 608 DN100 DN40 DN32 DN40 8980 13135
5000 2856 4590 3173 1800 3800 1525 1195 2548 658 DN125 DN50 DN32 DN40 10540 16340
6000 3026 4810 3315 1850 4003 1600 1210 2618 658 DN150 DN50 DN40 DN40 11750 18510
Модели Паропроизво-
дительность
Номинальная
мощность*
Максимальная
мощность
OR **
Макс. Рабочее
давление
Содержание
воды по
уровню
Общий
объем
∆P
Аэродинамическое
сопротивление
HP
Длина сопла
горелки мин.
Диаметр
сопла
горелки макс.
кг/ч кВт кВт бар л л мбар мм мм
300 300 204 226,7 12 540 730 2,2 340 210
400 400 273 303,3 12 540 730 2,6 340 210
500 500 341 378,9 12 820 1030 2,8 340 240
600 600 409 454,4 12 820 1030 3,5 340 240
800 800 560 622,2 12 1080 1500 3,8 380 240
1000 1000 700 777,8 12 1080 1500 4,2 380 240
1250 1250 852 946,7 12 1555 2195 4,5 400 280
1500 1500 1022 1135,6 12 1555 2195 5,1 400 280
1750 1750 1193 1325,6 12 2005 2810 5,5 420 280
2000 2000 1363 1514,4 12 2005 2810 6 420 280
2500 2500 1704 1893,3 12 2890 3950 6,8 420 360
3000 3000 2045 2272,2 12 2890 3950 7 420 360
3500 3500 2386 2651,1 12 3370 4600 7,3 450 360
4000 4000 2726 3028,9 12 4155 5780 8 450 400
5000 5000 3408 3786,7 12 5800 7730 8,8 450 400
6000 6000 4089 4543,3 12 6760 8600 8,8 450 420

* при температуре питательной воды = 80°C и давлении = 12 бар

** В зависимости от рабочего давления и от нагрузки генератора

Э Ф Ф ЕК Т И В НА Я ТЕПЛО В А Я ИЗОЛЯЦИ Я характерезуется:

Высокой общей толщиной. Состоит их двух слоев минеральной ваты

Каждый слой покрыт алюминиевой фольгой

Р ЕВЕРСИВНО Е О ТКРЫТИ Е ДВЕР И

петли и затяжные болты регулируются во всех направлениях

ПЛОЩАДК А Д Л Я ОБСЛУЖИ В АН И Я

и з р и ф л е н о г о л и с т а , р а с п о л о ж е н а в в е р х н е й ч а с т и к о т л а

У П Р ОЩЕННО Е ЭЛЕКТРИЧЕС К О Е ПОДКЛЮЧЕНИЕ

быстроразъемные соединения

Ш К А Ф Ы У П Р АВ Л ЕНИ Я

электромеханические и электронные, с возможностью

расширения

В А РИАНТ Ы ОСНАЩЕНИ Я

одно-,двух-, трехступенчатыми и модуляционными горелками

РЕАЛИЗУЕ М Ы Е Ф У Н К Ц И И

шкаф управления и котел предназначены для интеграции дополнительных компонентов, в том числе и на уже установленный котел

Г Л А Д К И Е Т Р У Б Ы

Гладкие дымогарные трубы - для работы на газе, дизельном топливе и мазуте. Для улучшения теплообмена внутри труб находятся спиральные турбулизаторы.

Стандартно устанавливаются для паровых котлов,

работающих на газе, дизельном топливе и мазуте.