Calderes de vapor: el principi de funcionament i el dispositiu

caldera de vapor és un dispositiu per convertir l'aigua en vapor que s'utilitza tant a la llar com en la indústria. El vapor s'usa per escalfar els locals, vehicles i canonades, així com per turbomaquinaria giratori. Anem a saber més del que constitueix calderes de vapor. El principi de funcionament, la classificació dispositiu, abast i molt més - tot això es discutirà més endavant.

definició

Com ja saben, una unitat de caldera de vapor està produint vapor. Així calderes d'aquest tipus poden produir parells de dos tipus: saturat i sobreescalfat. En el primer cas, la temperatura és d'uns 100 graus, i la pressió - sobre 100 kPa. Sobreescalfat temperatura del vapor s'eleva a 500 graus i la pressió - fins a 26 MPa. El vapor saturat s'utilitza per a fins domèstics, principalment per a la calefacció de cases particulars. El vapor sobreescalfat ha trobat aplicació en la indústria i l'energia. Es tolera la calor, pel que el seu ús augmenta en gran mesura l'eficiència de la planta.

abast

Hi ha tres àrees principals d'aplicació de les calderes de vapor:

1. sistemes de calefacció. El vapor d'aigua actua com una font d'energia.
2. Energia. màquines de vapor industrials, o com se'ls anomena generadors de vapor s'utilitzen per produir energia elèctrica.
3. Indústria. El vapor d'aigua a la indústria s'utilitzen no només per a la calefacció, aparells i canonades "camises", sinó també per a la conversió d'energia tèrmica en vehicles mecànics i en moviment.

calderes de vapor domèstics utilitzats per a la calefacció domèstica. En paraules senzilles, la seva tasca consisteix en el moviment de vapor calent i aigua a través de la canonada. Tal sistema és sovint equipar amb un forn estacionari o caldera. En general, els aparells electrodomèstics no produeixen vapor sobreescalfat saturat, que és suficient per dur a terme les seves tasques.

En la indústria, el vapor és sobreescalfat - Continuar escalfant després de l'evaporació amb l'objectiu d'augmentar encara més la temperatura. Aquestes instal·lacions tenen requisits especials de qualitat, ja que els riscos de tancs de vapor sobreescalfat a explotar. El vapor sobreescalfat obtingut de la caldera, pot anar a la generació d'electricitat o moviment mecànic.

El corrent elèctric amb el vapor format de la següent manera. Coure al vapor, el vapor entra a la turbina on és a causa del flux dens fa girar l'eix. Per tant, l'energia tèrmica es transforma en mecànica, i ella, al seu torn, es converteix en energia elèctrica. Així és com la potència de la turbina.

La rotació de l'eix, que es produeix l'evaporació de grans quantitats de vapor d'aigua sobreescalfat, pot transmetre directament al motor i la roda. Pel que el moviment és el transport de vapor. Com un exemple molt conegut de la màquina de vapor de vapor de la caldera pot conduir locomotora o marina. última principi de funcionament és bastant simple: la combustió del carbó genera calor que escalfa l'aigua i genera vapor. Bé parells, al seu torn, fa girar la roda, o en el cas dels cargols de la nau.

calderes de vapor d'operació:

Vegem amb més detall la forma d'operar aquestes calderes. La font de calor necessària per escalfar l'aigua, pot ser qualsevol tipus d'energia: elèctrica, solar, energia geotèrmica, la calor de la combustió de gas o combustible sòlid. El vapor generat durant l'escalfament d'aigua és un fluid de transferència de calor, és a dir, les transferències d'energia tèrmica des de l'espai d'escalfament en el lloc d'ús.

Tot i la varietat de dissenys, el dispositiu principal i el principi de funcionament de les calderes de vapor no difereixen. circuit total d'escalfament d'aigua amb la seva posterior conversió en vapor és la següent:

1. La neteja de l'aigua en els filtres i el seu subministrament al tanc d'escalfament per la bomba. El tanc està generalment situat a la part superior de l'aparell.
2. Des del dipòsit l'aigua entra a través dels tubs en el col·lector, situades respectivament a continuació.
3. L'aigua s'eleva de nou, només que aquesta vegada no a través de la canonada i mitjançant la zona d'escalfament.
4. A la zona d'escalfament formada per parells. Sota l'acció de la diferència de pressió entre el líquid i la substància gasosa, s'elevarà cap amunt.
5. Per sobre de vapor escalfat es passa a través d'un separador, on és finalment separat de l'aigua. Residus de fluids retorna al dipòsit, i el vapor han d'estar en la línia de vapor.
6. Si això no és una caldera ordinària, i el generador de vapor, s'escalfa encara més per les canonades. En els seus mètodes d'escalfament es descriu a continuació.

dispositiu

Les calderes de vapor representen tanc en el qual s'escalfa l'aigua per formar vapor. Generalment es duen a terme en forma de tubs de diferents mides. A més a tub amb caldera d'aigua sempre té una càmera de combustió (forn). La seva estructura pot variar depenent del tipus de combustible utilitzat. Si es tracta de fusta o carbó de pedra, que està a la part inferior del forn és reixeta instal·lada en el qual la pila de combustible. Des del fons de la graella, l'aire entra a la cambra de combustió. Una part superior del forn equip de la xemeneia, que es requereix per a la tracció efectiva - circulació d'aire i combustible i la combustió.

El principi de calderes de vapor per a combustibles sòlids és una mica diferent dels dispositius en què el líquid refrigerant usat com a material líquid o gasós. En el segon cas, el cremador implica càmera de combustió que funciona com els cremadors de cuines de gas domèstic. Per a la circulació d'aire també utilitzar la reixa i la sortida de fums, ja que independentment del tipus de combustible, aire de combustió és una condició essencial.

El gas combustible obtingut a partir de la combustió de combustible, s'eleva al tanc d'aigua. Ell dóna l'aigua de la seva calor i surt per la xemeneia a l'atmosfera. Quan l'aigua s'escalfa a la temperatura d'ebullició, comença a evaporar-se. Val la pena assenyalar que l'aigua s'evapora abans, però no en les quantitats i en tals vapor temperatura. vapor evaporada només entra al tub. Per tant, la circulació de vapor d'aigua i el canvi d'estats d'agregació d'aigua es produeix de forma natural. El principi de funcionament d'una caldera de vapor d'una circulació natural requereix una mínima intervenció humana. Tot el que necessita fer l'operador és garantir un acumulador d'aigua estable i controlar el procés per mitjà de dispositius especials.

En el cas de l'aigua de calderes de calefacció elèctrica és més fàcil. S'escalfa pels elements d'escalfament o escalfadors de tipus actua com una guia i s'escalfa per Joule-Lenz.

classificació

calderes de vapor, el principi del que estem considerant avui dia, es poden classificar de diverses maneres.

Per tipus de combustible:

1. Carbó.
2. Gas.
3. El petroli pesat.
4. Elèctrica.

Amb cita:

1. Llar.
2. Energia.
3. Industrial.
4. Reciclatge.

Per disseny:

1. -tube.
2. tub d'aigua.

Quina és la diferència dels tubs d'aigua de gas i calderes de vapor

El principi de funcionament es basa en calderes de calefacció amb tanc d'aigua. Capacitat en la qual l'aigua entra a l'estat de vapor en general és un tub o tubs múltiples. Dispositius en què s'escalfa el tub de combustible, elevant-se, les calderes anomenat tub.

Però hi ha una altra opció - quan el gas de combustió es mou a través de la canonada, que es troba a l'interior del tanc d'aigua. En aquest cas, els recipients d'aigua anomenats tambors i la caldera en si - tub d'aigua. En el llenguatge comú també se l'anomena de la caldera de tubs de fums. Depenent de la ubicació de les calderes d'aigua per a bateria d'aquest tipus es divideix en: horitzontal, vertical i radial. A més, hi ha models que han implementat tubs de diferents direccions.

Estructura i principi de funcionament de tubs de fums de la caldera de tub difereix lleugerament de. En primer lloc, es refereix a la grandària de la canonada i l'aigua i el vapor. En tubs de calderes de tubs d'aigua menys en general, que en-tub. En segon lloc, hi ha diferències en lloc de potència. caldera -Tubs proporciona la pressió de no més d'1 MPa i té una capacitat de generació de calor de fins a 360 kW. La raó d'això és la gran pipa. Que es va formar en els tubs és suficient pressió de vapor, les seves parets han de ser de gruix. Com a resultat - el cost d'aquest tipus de calderes és exagerada. caldera de tub d'aigua de gran abast. A causa dels tubs de paret prima, vapor escalfa millor. I en tercer lloc, les calderes de tubs d'aigua més segur. Ells produeixen calor i no tenen por d'una sobrecàrrega significativa.

Elements addicionals de calderes

El principi de funcionament de la caldera de vapor és bastant simple, però, el seu disseny consisteix en un nombre bastant gran d'articles. A més càmeres de combustió i tubs per a la circulació de calderes d'aigua / vapor estan equipats amb dispositius per millorar la seva eficiència (augmentar la temperatura de vapor, la seva pressió i quantitat). Aquests dispositius inclouen:

1. Sobrecalentador. Serveix per augmentar la temperatura del vapor per sobre de 100 graus. El sobreescalfament del vapor augmenta l'eficiència del dispositiu i la seva eficiència. El vapor sobreescalfat pot arribar a temperatures de 500 graus Celsius. Tals temperatures elevades es produeixen a les plantes de vapor de centrals nuclears. L'essència de la reescalfament és que després de l'evaporació ve a través de la canonada se sotmet a vapor reescalfat. Amb aquesta finalitat, l'aparell pot estar equipat amb alimentació suplementària o única canonada que abans de parells de sortida en l'ús previst, passa diverses vegades a través del forn principal. Recalentadores són la radiació i convecció. El primer treball 2-3 vegades més eficient.
2. Separador. S'utilitza per "drenatge" de vapor - que el separa de l'aigua. Això augmenta l'eficiència de la planta.
3. acumulador de vapor. Aquest dispositiu està dissenyat per mantenir un nivell constant de la planta de vapor. Quan una parella no és suficient, s'afegeix al sistema i, per contra, en el cas selecciona una sobreabundància.
4. Dispositiu de preparació per a l'aigua. Perquè la màquina treballi més temps, l'aigua que cau en ella, ha de complir amb els requisits específics. Aquest dispositiu redueix la quantitat d'oxigen en l'aigua i minerals. Aquestes mesures simples poden evitar la corrosió de les canonades i la formació d'incrustacions a les parets. L'òxid i l'escala no només reduir l'eficàcia del dispositiu, sinó també ràpidament el portarà en mal estat, sobretot en el cas d'ús actiu.

equip de vigilància

A més, la caldera està equipada amb els dispositius auxiliars per al control i gestió. Per exemple, un interruptor de límit controla el nivell d'aigua es manté un nivell de líquid constant en el tambor. El principi de funcionament de l'indicador de llindars de caldera de vapor basat en el canvi de pes de la càrrega especial durant la seva transició de la fase de líquid a vapor i viceversa. En cas de desviació de la norma s'emetrà un xiulet per alertar els empleats de l'empresa.

Per posicionar el control de nivell d'aigua també s'utilitza caldera de tub vertical. El principi de funcionament del dispositiu en funció de la conductivitat elèctrica de l'aigua. La columna és un tub equipat amb quatre elèctrodes, controlar el nivell de l'aigua. Si la columna d'aigua aconsegueix la marca inferior, una bomba d'alimentació connectada, i si la part superior - caldera d'aigua alimentat s'atura.

Un altre dispositiu simple per mesurar el nivell d'aigua de la caldera és un silicat de sodi, integrat en la unitat. El principi de funcionament del mesurador d'aigua de la caldera de vapor de vidre és senzill - es pretén per al control visual del nivell de l'aigua.

També nivell de líquid en el sistema a través d'mesuradors de pressió i termòmetres mesuren la temperatura i la pressió, respectivament. Tot el que és necessari per al funcionament normal de la caldera i per evitar la possibilitat d'accidents.

Els generadors de vapor

Ja hem discutit el principi de la caldera de vapor, ara conèixer breument amb les peculiaritats dels generadors de vapor - les calderes més poderosos equipats amb dispositius addicionals. Com es pot veure, la principal diferència entre el vapor de la caldera és que la seva estructura inclou un o més recalentadores, que permet les temperatures més altes de vapor. A les plantes d'energia nuclear, a causa de la parella molt calenta, convertir l'energia de l'àtom de desintegració en energia elèctrica.

Hi ha dues formes bàsiques: l'escalfament de l'aigua, i la seva traducció en un estat gasós al reactor:

1. L'aigua renta el cos del reactor. Quan es refreda el reactor i l'aigua s'escalfa. Per tant, el vapor es genera en un circuit separat. En aquest cas, el generador de vapor serveix com un intercanviador de calor.
2. Tubs de prova amb aigua dins el reactor. En aquesta realització, el reactor és una càmera de combustió de la qual el vapor és subministrat directament al generador. Aquest disseny es diu un reactor d'aigua en ebullició. Aquí tot funciona sense vapor.

conclusió

Avui ens hem reunit amb un dispositiu tan útil com una caldera de vapor. Estructura i principi de funcionament d'aquest dispositiu és bastant simple i es basa en les propietats físiques d'un banals d'aigua. No obstant això calderes facilita en gran mesura la vida humana. S'escalfen l'edifici i ajudar a generar electricitat.