Паровые котлы
Датой рождения парового котла считается 1698 год, когда инженер Томас Севери продемонстрировал изобретенное им устройство в работе. В 1766 году русский теплотехник Иван Ползунов создал в Барнауле первую в мире установку для привода заводских механизмов, которая включала паровой котел. В ХХI веке самые малые паровые котлоагрегаты, предназначенные для использования в домах, производят около 20 кг пара в час при давлении около одной атмосферы, а самые крупные, обслуживающие промышленные предприятия и электростанции, — до 4500 тонн при сверхкритическом давлении до 28 МПа.
Виды паровых котлов
Паровые котлы делятся на газотрубные и водотрубные. В составе паровых котельных они отпускают пар на производство, отопление или ГВС, а на ТЭЦ работают параллельно с газовыми турбинами. В котлах-утилизаторах применяют технологию дожигания дополнительного топлива или используют тепло от уходящих газов ГТУ.
Прямоточные и барабанные котлы отличаются устойчивостью к сверхкритическим величинам (24 МПа и 540° С). И если первые допускают работы на предельных мощностях, то у барабанных котлов верхний предел давления 18,5 МПа.
Также выделяются котлоагрегаты с естественной тягой: горячий дым выходит через трубу благодаря созданной разнице давлений между холодным воздухом атмосферы и раскаленным газом, поступающим из котла. Для усиления тяги выводящую трубу такого типа стремятся строить повыше. Принудительная тяга достигается установкой дымососов и дутьевых вентиляторов, соответственно цена паровых устройств увеличивается.
Паровые котлы низкого давления рассчитаны на 1 МПа, среднего — до 10 МПа, высокого — до 14 МПа. Все они активно используются в промышленности, а первые — ещё и в частных домах.
Подбор парового котла для вашего производства
Ключевые характеристики — параметры давления и необходимой температуры пара. В электроэнергетике пар является основным движущим элементом системы, а для промышленности важна его способность передавать тепло и влагу. Наиболее популярна жаротрубная (газотрубная) конструкция: в ней используются топка и дымогарная труба, рассчитанные на максимальное давление до 3,2 МПа. Продажа паровых котлов водотрубной конструкции составляет значительно меньшую долю рынка.
Комплектация паровых котлов
Газотрубные котлы с ограничением мощности ~ 360 кВт и рабочим давлением порядка 1 МПа отличаются заданной толщиной стенок, соответствующей заданным параметрам давления и температуры. Подобные устройства постепенно выводятся из эксплуатации, дорабатывая положенные по технике безопасности резервы. Они обслуживают малые предприятия и жилые здания при выработке тепловой мощности до 700 кВт. По прогнозам аналитиков, к середине ХХI века их полностью заменят водотрубные котлы.
Водотрубный котел состоит из пучков труб, присоединенных к барабану, под которым расположена топочная камера. Направляющие перегородки несколько раз прогоняют газы по замкнутому кругу, достигая максимальной теплоотдачи. Для дополнительной страховки вся система упакована в наружный кожух.
Для котлоагрегатов с высокой паропроизводительностью инженеры разработали радиационный экран в виде частых труб, по которым проходит вода, а образующийся дополнительный пар выводится в общую камеру парового барабана, встроенного в промышленный паровой котел. Цена в этом случае может увеличиться за счет дополнительной защиты такими экранами стен котельной.
Важным элементом при выборе котла является тип горелки. Последние годы на рынке широко представлены комбинированные (сменные) горелки, использующие и газ, и дизельное топливо. Горелка, включающая различную мощность горения, может быть одноступенчатой (0–100%), двухступенчатой (0-50%-100%) или трёхступенчатой (0-50%-80%-100%). А модулируемая плавно изменяет уровень мощности и дает более высокий КПД.