Парові котли

Паровий котел є потужним високотехнологічним пристроєм, що виробляють пар з води, для опалення житлових і нежитлових приміщень, вироблення електричної і механічної енергії для промисловості

Для виробничих цехів парові агрегати виробляють електроенергію у величезних кількостях і одночасно виробляють обігрів - що дуже економічно і ефективно, так як пар є похідною технологічних процесів.

З-за високого тиску і високих температур паровий обігрів заборонено в громадських місцях і багатоповерхівках.

Для опалення приватного будинку паровий котел застосовується з-за його економічності, в основному, при сезонному проживанні: парова система добре переносить заморожування (води в трубопроводі мало і вона не може пошкодити) і швидко прогріває будинок.

Даний агрегат генерує 2 види пара – насичений для опалення (температура 100°С і тиск 100кПа) і перегрітий для енергетики, промислового і комунального господарства (температура близько 500°С і тиск більш 26МПа).

Побутові парові агрегати гріють ємність з водою, а пара, що утворюється женуть в трубопровід опалення – так відбувається обігрів приміщень. Використання даних приладів доцільно в парі з твердопаливним опалювальним котлом/піччю.

Промислові парові агрегати, будучи складними і енергоємними, нагрівають пар до надвисоких температур і тиску – саме такий пара приводить у рух механізми і транспорт. Ємності для підігріву води в такому випадку повинні бути дуже якісними і міцними – для запобігання вибуху під тиском.

Принцип роботи парового котла

Після підігріву пар випаровується і, потрапляючи в паротурбину, обертає її вал. Так від обертання вала в турбомашине виробляється електричний струм.

Якщо вал передає своє обертання на двигуни, колеса та інші механізми – виробляється механічна енергія для руху транспорту (найпростіший приклад парового приладу — паровоз, де при спалюванні вугілля вода нагрівалася і утворений пар рухав колеса).

Етапи перетворення води в пару в паромашине

Воду очищають і накачують в ємність насосом. Зазвичай ємність розташований у верху парового котла

З ємності по трубках вода рухається вниз до колектора. Труби в паровому котлі виконуються різного перерізу і довжини

Після колектора вода рухається вгору до зони нагріву (топці)

Під дією нагрівання в трубах генерується пар, який піднімається вгору; рідина залишається внизу

У верхній частині паромашины пара проходить крізь сепаратор і розділяється на пару і воду – вода відправляється назад у ємність, пара йде в паропровід

В парогенераторі труби двічі проходять крізь зону горіння, в паровому котлі – тільки один раз

Види парових котлів

За використовуваного палива парові котли виготовляються: газові; вугільні; мазутні; електричні.

За призначенням парові машини виготовляються: побутові; промислові; енергетичні; утилізаційні.

Конструкція парових котлів буває газотрубная (жаротрубная) і водотрубная.

Ємність для генерації пари виконана у вигляді труби/кілька труб. Вода тут підігрівається гарячими газами, утвореними від згоряння палива.

Пристрій, де газ піднімається до труби з водою, є газотрубным (жаротрубних) паровим котлом.

Конструкція, де газ рухається по трубі всередині водного резервуару (якщо примусова циркуляція води, то це – так званий водний «барабан»), підігріваючи його, є водотрубным паровим котлом.

Розташування водного барабана підрозділяє водотрубні котли на горизонтальні, вертикальні, радіальні, комбіновані.

Порівняння  водо - і газотрубних котлів

Водні труби газотрубного приладу більше, ніж у водотрубного

Потужність газотрубних котлів - до 1МПа, теплотворна здатність -до 360кВт. Потужність водотрубних котлів до 26Мпа.

Водотрубні парокотлы перевершують газотрубные, так як більш безпечні, потужні і переносять великі температурні перевантаження.

Елементи парового агрегату

Топка

Труби (барабан)

Пароперегрівники пара – гріє пара від 100 до 500ºC. Тут пар після випаровування додатково гріється (пароперегрівач може мати свою топку або працювати від загальної камери згоряння). Перегреватели пара радіаційного типу гріють пар в 2-3 рази потужніше, ніж конвекційні перегреватели. В конструкцію входить один або кілька пароперегрівачів

Сепаратор пари — робить пар сухим, відокремлюючи від нього воду. Сепаратор значно покращує ККД парового котла

Пароаккумулятор забирає надлишок пари з системи, і віддає їх, при необхідності

Блок підготовки води   знижує кількість кисню води (для запобігання корозії) і пов'язує мінерали (за допомогою хімреагентів). Блок підготовки води зменшує відкладення накипу на трубах і з запобігає засмічення

Клапан зливу конденсату

Повітропідігрівник

Електронний блок управління з вмикачем/вимикачем горіння, автоматичним регулятором витрати води і палива.

Переваги парової опалювальної системи

Висока ефективність опалення: 1 літр при конденсації пара віддає 2300 кДж тепла (охолодження води на 50°C віддає 100 кДж). Тому для опалення приміщень потрібно дуже мало труб і радіаторів

Акумулюючі властивості пари дозволяють використовувати труби меншого перерізу. Це надає системі компактність і економічність

Паротруботровод має малу інерційність: приміщення нагрівається через кілька хвилин

Паровий теплообмінник характеризується малими тепловтратами, забезпечуючи всій паровій системі високий ККД

Інертність пара забезпечує швидкий прогрів приміщень

Недоліки парової системи опалення для приватного

Невеликий термін служби парового обладнання

Недосконала функція регулювання температурного режиму: автоматика вимикає/включає котел при досягненні потрібної температури в приміщенні. Для великих приміщень кілька паралельних трубопроводів вмикаються/вимикаються у міру потреби.

Шум

Необхідність захисту трубопроводу для запобігання опіків

Необхідність в періодичному обслуговуванні

Високоякісні парові котли від кращих заводів-виробників відрізняються малошумність, тривалим терміном експлуатації і покликані забезпечити економію і комфорт як для приватних користувачів, так і підприємств.