Паровой котёл: Что это такое и для чего он нужен?

Особенности конструкции и разновидности парового котла

Многие слышали о паровом котле, но не все представляют себе принцип его работы. В данной статье представлена актуальная информация по указанному вопросу. Так что же такое, котел паровой? Название установки говорит само за себя. Это устройство, вырабатывающее горячий пар.

Исходя из физических характеристик, в промышленности и для бытовых нужд, можно использовать два вида пара. Насыщенный вариант обладает сравнительно невысокой рабочей температурой, порядка 100 градусов Цельсия. При этом, его полезное давление может достигать 100 кило паскалей. Такой вид пара считается маломощным и совершенно не подходит для производственных процессов. Зато, насыщенным паром можно высокоэффективно обогревать частные жилища и подсобные помещения.

Жаротрубный паровой котел «TANSU», работающий на газе и жидком топливе

Второй тип пара, масштабно задействованный в электроэнергетике и большинстве отраслей промышленности, это перегретая консистенция. Чтобы получить перегретый пар, его необходимо нагреть до величины 500 °C. Эффективное давление такого пара превышает 26 Мпа. Получить подобную среду можно только в условиях крупных производств. Процесс получения перегретого пара, в разы более трудоемок. Почему требуется именно он? Дело в том, что перегретая консистенция меньше теряет тепла при передаче, что значительно увеличивает коэффициент полезного действия любой машины, работающей на ней.

Подробнее об использовании паровых котлов

Можно выделить четыре основных направления в применении паровых котлов.

Это следующие сферы жизнедеятельности:

• Отопление помещений и домохозяйств
• Производство электрической энергии
• Обеспечение работы промышленных механизмов и транспортных средств
• В технологических процессах используют промышленные жаротрубные паровые котлы, которые используются для: пропарки бетона, пастеризации молока, сушилки макаронных изделий, покраски тканей, изготовлении картона и бумаги и т.д.

Обогрев жилища или цеха насыщенным паром осуществляется путем нагрева его, посредством горения газа или твердого топлива. Система часто дополняется специальным насосом подпитки, увеличивающим скорость циркуляции энергоносителя. Таким образом, происходит экономия основного расхода и растет КПД установки.

В условиях крупных производств, насыщенный пар дополнительно подогревают после испарения. В итоге, образуется перегретый носитель. Такое превращение требует мощного оборудования высокой надежности. Любая аварийная ситуация может привести к взрыву котла. Перегретый пар может быть трансформирован в электроэнергию, либо в механическую силу.

Для выработки электричества используются паровые турбины. Перегретый пар от котла, под давлением, попадает на лопасти турбины, заставляя их вращаться. Электромагнитная индукция превращает вращение вала генератора в электрический ток. По этому принципу, построена работа любой ТЭЦ.

Также, вращение паровой турбины может приводить в движение механические узлы, чаще всего, колеса и другие радиальные конструкции. Отличным примером здесь может послужить старый добрый паровоз. В начале 20 века, движение по железной дороге осуществлялось, благодаря сжиганию угля в топке для нагревания воды. Полученный пар, насыщенного типа, приводил состав в движение.

Принцип действия

Для подогревания воды, до состояния испарения, можно использовать практически любой вид энергии достаточной мощности. Это горение газа, угля или другого твердого топлива; электричество, энергия солнца, геотермальные источники. Образовавшемуся пару сообщается энергия, передаваемая рабочим механизмам.

При использовании жидкого или летучего энергоносителя, в топке монтируют горелку. Дополнительно, делают колосники и дымоход, для поддува свежего воздуха и удаления продуктов сгорания топлива. Естественная циркуляция парового носителя в системе обеспечивается кипением емкости с водой, в результате нагрева ее днища энергией горящего топлива. Поднимающийся пар устремляется в трубопровод, а остатки сгоревшего топлива удаляются через дымоход.

Увеличение мощности котла при помощи парогенератора

Введение в паровой котел дополнительных перегревателей превращает его в паровой генератор. Мощность такой конструкции возрастает в разы. Такая сверх энергия широко задействована на атомных электростанциях. Именно перегретый пар способствует преобразованию энергии распада атома в обычное электричество.

Нагреваясь внутри реактора, вода охлаждает ядерную установку, а заодно, образовавшийся пар вращает лопасти турбогенератора. Получается сразу два полезных технологических процесса. Трубы подачи пара могут располагаться как снаружи, так и внутри реактора, в зависимости от конкретной конструкции ядерной установки.

В целом, паровые котлы надежно служат людям, в домашних условиях и на крупных производствах. Огромные полезные мощности парогенераторов позволяют получать большую часть, вырабатываемой в стране, электроэнергии. Без них невозможно никакое масштабное производство.