Устройство и принцип работы паровых котлов

Схема обвязки парового котла

Схема обвязки. Источник фото: strangely.ru

Типовая схема обвязки ПК зависит от типа парогенератора и его рабочих параметров.

Для систем центрального теплоснабжения системы жилищно-коммунального хозяйства типовая схема состоит:

1. Парогенератор.
2. Деаэратор.
3. Умягчитель по схеме химической очистки.
4. Дозатор и бак реагентов.
5. Ресивер.
6. Регулируляторы давления.
7. Насос подачи питательной воды в котел.
8. Насос подачи воды из деаэратора в ресивер.

В конструкцию котла также могут входить:

• пароперегреватель — для повышения температуры насыщенного пара;
• сепаратор пара и внутрибарабанные устройства — для удаления влаги из пара.

Изготовление парового котла своими руками

Паровой котел – устройство повышенной опасности в доме. Ведь в нем присутствует избыточное давление пара, которое может привести к взрыву котла, а также высокая температура и открытый огонь, которые могут привести к возникновению пожара.

Именно поэтому для кустарного изготовления котла в домашних условиях понадобятся:

• точные расчеты;
• высокотехнологичные жаропрочные материалы;
• различные инструменты и оборудование.

Предположим, чисто теоретически, что все, что нужно для самостоятельного изготовления парового котла у вас есть. Тогда порядок работ будет следующий:

1. Определитесь с габаритами будущего котла и его функциональной нагрузкой.
2. Найдите готовые чертежи такого устройства, которое полностью соответствует вашим исходным данным.
3. Тщательно изучите всю документацию и разберитесь в нюансах создания котла.
4. Приобретите необходимые расходные материалы: стальной лист толщиной 1 мм; трубы из нержавеющей стали, диаметр которых лежит в пределах от 100 мм до 120 мм; трубки из нержавеющей стали диаметром от 10 мм до 30 мм.
5. Из стальной трубы диаметром 100 мм необходимо нарезать двенадцать штук кусков трубы, которые будут использованы, как дымогарные. Из 120 мм трубы необходимо изготовить жаровую трубу. Длина всех трубок напрямую зависит от габаритов котла. Стальной лист вам пригодится для изготовления стенок и переборок.
6. Дымогарные и жаровые трубы вставляются в специальные отверстия соответствующего диаметра, которые выполняются на стенках котла.
7. После этого концы дымогарных трубок необходимо развальцевать и приварить к основанию котла, воспользовавшись аргоновой сваркой.
8. Сваркой же фиксируете на корпусе котла коллектор для забора пара и предохранительный клапан для автоматического сброса избыточного давления в котле. Ваш котел может работать с максимальным давлением от 4 до 6 кг/см2!
9. Утеплите готовый котел для увеличения его КПД с помощью асбеста листового типа.
10. Готовую установку по производству пара закрепите с помощью разнообразных хомутов.
11. Основанием парового котла может быть небольшой кусок стальной трубы диаметром 120 мм. Однако толщина стенок такой трубы должна быть не менее 2,5 мм.

В заключительной части хотелось бы уделить немного внимания особенностям эксплуатации котлов.

Котел своими руками, принцип устройства и расчет оборудования

Как правильно эксплуатировать

Паровые котлы относятся к объектам повышенной опасности, поэтому многими нормативными документами котлонадзора, проектом установки, технической документацией завода-изготовителя и правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов закреплены требования по безопасной эксплуатации таких сосудов, которые обязаны выполнять ответственные должностные лица и обслуживающий персонал.

Безопасная эксплуатация начинается с химической водоподготовки воды, которая имеет важное значение для технического обслуживания современных парогенераторов и котлов. Минеральные соли, содержащиеся в природной воде, при температуре выше 70 оС, образуют накипь на внутренних поверхностях труб

Уровень очистки сырой воды зависит от источника водоснабжения и устанавливается специалистами в проекте водоподготовки котлоагрегата, где описаны не только режимы, но и схема подключения с необходимым оборудованием.

Управление котлов бывает ручным и автоматизированным. Современные ПК без автоматики и защиты безопасности к эксплуатации не допускаются. Ручное управление с защитой безопасности допускаются только в маломощных угольных котлах низкого давления.

Структура управления котла:

1. Устройства розжига и отключения горения топлива.
2. Регулирования расходов: топливо, воздух и вода.
3. Сбор и анализ данных работы ПК.
4. Система аварийной остановки котла.

Что такое паровой котёл?

Паровой котёл — аппарат для изготовления пара. При этом устройство может давать 2 вида пара: сочный и перегретый. Сочный пар имеет температуру 100?C и давление 100 кПа. Перегретый пар выделяется очень высокой температурой (до 500?C) и большим давлением (больше 26 МПа).

Примечание: Сочный пар применяют в теплоснабжении частных строений, перегретый — в промышленности и энергетике. Он лучше переносит тепло, благодаря этому применение перегретого пара увеличивает КПД работы установки.

Где применяются паровые котлы:

1. В системе отопления — пар считается энергоносителем.
2. В энергетике — применяются промышленные паровые машины (парогенераторы) для получения электрической энергии.
3. В промышленности — перегретый пар может быть применен для изменения в механическое движение и перемещения ТС.

Способы очистки экономайзера

Внешняя очистка агрегата осуществляется обдувочным аппаратом, а для внутренней очистки был изобретён специальный способ – «продувка водой»:

1. В барабан котла подаётся горячая питательная вода, вырабатывается пар.
2. Продувочная вода по трубопроводу подаётся в обмывочный аппарат.
3. Аппарат в свою очередь направляет воду на внутреннюю поверхность нагрева.
4. Под давлением поверхность очищается от слипшихся топливных отложений.

В заключении стоит отметить, что экономайзер водогрейного котла – это, конечно, сравнительно новое в бытовом плане устройство, но, как показывает опыт промышленного использования, именно концепция его развития является наиболее перспективой для повышения прямой теплоотдачи даже небольших котлов.

Особенности конструкции

В основе конструкции рассматриваемого котла лежит своего рода барабан. В этот элемент оборудования посредством системы насосов и труб подается предварительно подготовленная вода. В нижнем отсеке котла размещены опускные трубы. Эти элементы имеют разный диаметр и не нагреваются в процессе работы котла. По системе труб жидкость из барабана переходит в коллекторы. Последние чаще всего размещаются внизу котла.

Паровой котел

Коллектор сопрягается с барабаном при помощи подъемного трубопровода. За счет трубопровода в месте сгорания загруженного топлива создаются поверхности нагревания.

К парогенератору подключается система трубопроводов, работающая по механизму сообщающихся сосудов. В горячих трубах циркулирует смесь жидкой воды и водяного пара. Данная смесь имеет довольно низкую плотность, что позволяет ей беспрепятственно поступать в сепараторное отделение, где происходит разделение пара и воды. Жидкая составляющая направляется в барабан парового котла.

Пар переходит в паропровод, а затем – в специальные нагреватели, где происходит повышение давления, а также температуры пара до нужных параметров. В завершении пар направляется в соответствующую паровую турбину.

Дополнительные элементы агрегата

В конструкцию парового котла могут входить не только топочная камера и трубы (барабаны) для циркуляции воды и пара. Дополнительно используются устройства, которые увеличивают эффективность работы системы (поднимают температуру пара, его давление, количество):

1. Пароперегреватель — повышает температуру пара выше +100ºC. Это в свою очередь повышает экономичность и КПД работы машины. Температура перегретого пара может достигать 500 ºC (так работают паровые котлы в атомных станциях). Пар дополнительно нагревается в трубах, в которые он поступает после испарения. При этом он может иметь собственную топочную камеру или быть встроен в общий паровой котёл. Конструктивно различают конвекционные и радиационные пароперегреватели. Радиационные конструкции нагревают пар в 2-3 раза сильнее, чем конвекционные.
2. Сепаратор пара — удаляет из пара влагу и делает его сухим. Этим увеличивается эффективность работы устройства, его КПД.
3. Паровой аккумулятор — устройство, которое отбирает из системы пар, когда его много, и добавляет его в систему, когда его недостаточно, мало.
4. Устройство для подготовки воды — снижает количество растворённого в воде кислорода (что предупреждает коррозию), убирает растворённые в воде минералы (химическими реагентами). Эти меры предупреждают засорение труб накипью, которая ухудшает теплоотдачу и формирует условия для прогорания труб.

Кроме того, есть клапаны для слива конденсата, воздухоподогреватели, и обязательно — система контроля и управления. В неё входят включатель и выключатель горения, автоматические регуляторы расхода воды, топлива.

Устройство

Паровые котлы собой представляют емкость, в которой вода нагревается и образовывает пар. В большинстве случаев они делаются в виде труб, разных размеров. Помимо трубы с водой, котел всегда имеет камеру для сгорания топлива (камеру сгорания). Ее конструкция может изменяться в зависимости от типа используемого топлива. Если это дрова, или твёрдый уголь, то снизу камеры сгорания ставится колосниковая решётка, на которую кладут горючее. С части которая находится снизу колосников, в топку подается воздух. А вверху камеры сгорания обустраивают дымотвод, который нужен для эффектной тяги – воздушной циркуляции и горения топлива.

Рабочий принцип паровых твердотопливных котлов немного выделяется от устройств, в которых в виде теплоносителя применен жидкий или газообразный материал. В другом варианте, топка подразумевает горелку, которая не прекращает работу сродни горелкам бытовой газовой печи. Для воздушной циркуляции также применяют колосниковую решётку и дымотвод, потому что в независимости от варианта топлива, воздух считается важнейшим требованием горения.

Горючий газ, получившийся от сгорания топлива, подымается к емкости с водой. Он отдает воде собственное тепло и выходит через дымотвод в атмосферу. Когда вода нагревается до температуры кипения, она начинает испаряться. Нужно отметить, что вода выветривается и раньше, однако не в подобных количествах и не с подобной температурой пара. Испарившийся пар собственными силами поступает в трубы. Подобным образом, циркуляция пара и смена агрегатных состояний воды происходит по настоящему. Рабочий принцип парового котла с конвективной циркуляцией подразумевает небольшое вмешательство человека. Все, что необходимо выполнить оператору, это обеспечить стабильный нагрев воды и проверить процесс при помощи специализированных устройств.

В случае с электробойлерами разогрев воды происходит легче. Она нагревается при помощи ТЕНОВ типа нагревательных элементов или находится в роли проводника и нагревается Согласно закону Джоуля-Ленца.

Барабанные котлы

Циркуляция воды в барабанном котле с принудительной циркуляцией1 Питательный насос 2 Экономайзер 3 Подъемные трубы 4 Опускные трубы 5 Барабан 6 Пароперегреватель 7 В турбину 8 Циркуляционный насос

Вода, подаваемая в котёл питательным насосом (например, паровым инжектором), пройдя экономайзер, попадает в барабан (находится вверху котла), из которого под действием силы тяжести (в котлах с естественной циркуляцией) попадает в опускные необогреваемые трубы, а затем в подъёмные обогреваемые, где происходит парообразование (подъёмные и опускные трубы образуют циркуляционный контур). Из-за того, что плотность пароводяной смеси в экранных трубах меньше плотности воды в опускных трубах, пароводяная смесь поднимается по экранным трубам в барабан. В нем происходит разделение пароводяной смеси на пар и воду. Вода заново идёт в опускные трубы, а насыщенный пар уходит в пароперегреватель. В котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции воды по циркуляционному контуру — от 5 до 30 раз.
Котлы с принудительной циркуляцией оснащены насосом, который создаёт напор в циркуляционном контуре. Кратность циркуляции составляет 3—10 раз. Котлы с принудительной циркуляцией на территории постсоветского пространства распространения не получили.
Барабанные котлы работают при давлении меньше критического.

Принцип работы парового котла

Источником тепла для нагрева воды в паровом котле может быть любой вид энергии: солнечная, геотермальная, электрическая, тепло от сгорания твёрдого топлива или газа. Образующийся пар является теплоносителем, он переносит тепло сгорания топлива к месту его применения.

https://youtube.com/watch?v=dVJpwhRfa6k

В различных конструкциях паровых котлов используется общая схема подогрева воды и её превращения в пар:

• Вода очищается и подаётся в резервуар с помощью электронасоса. Как правило, резервуар расположен в верхней части котла.
• Из резервуара по трубам вода стекает вниз в коллектор.
• Из коллектора вода поднимается снова вверх через зону нагрева (горения топлива).
• Внутри водной трубы образуется пар, который под действием разницы давлений между жидкостью и газом поднимается вверх.
• Вверху пар проходит через сепаратор. Здесь он отделяется от воды, остатки которой возвращаются в резервуар. Дальше пар поступает в паропровод.
• Если это не простой паровой котёл, а парогенератор, то его трубы вторично проходят через зону горения и нагрева.

Строение парового котла

Паровые котлы состоят из основных и вспомогательных узлов и частей, плюс автоматика.

Основное требование к стальным изделиям – быть изготовленными из жаростойких сплавов. Только так можно достичь максимального уровня безопасной эксплуатации котельного оборудования.

Схема парового котла

Важная роль отведена системе безопасности. Это не только датчики температуры и давления. В систему входит механическая безопасность. В ее составе обратные клапаны, электрические задвижки, прочая запорная арматура. Такая двойная защита обеспечивает максимальную безопасность, особенно в тех случаях, когда электроника дает сбой. В это время все функции на себя берет механика.

К системе водоподготовки предъявляют особые требования. Вода должна соответствовать определенным нормативам. Эти нормы разные для прямоточных и барабанных агрегатов. В последних жидкость должна быть идеально чистой, практически дистиллированной. Ведь в таких аппаратах она никуда не исчезает. То есть заполнили котел один раз, и он будет работать много лет.

Если вода будет жесткой с примесями, то все трубы через некоторое время забьются отложениями, ржавчиной. Уменьшается их диаметр, снижается теплопроводность, что приводит к снижению КПД. Пар будет не таким, который нужен (температура, влажность).

При всей своей сложной конструкции и низкой безопасности паровые котлы все еще востребованы. Особенно на судах, в технологии электростанций, заводах, где требуются высокие температуры теплоносителя. Поэтому производители делают все, чтобы увеличить безопасность эксплуатации, снизить себестоимость оборудования, сложность обслуживания.

Также рекомендуем посмотреть подобранные видео по нашей теме.

Как работает паровой котел?

Паровой котел – устройство и техническое обслуживание, детальный обзор.

Источники информации:

• https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
• https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
• https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov

Для чего нужен сепаратор

Сферы применения – там, где требуется разделение на фазы с разными плотностями или очистка с высокой точностью по критерию размера частиц.

Где используется в уборке, утилизации, переработке

Для уборки помещений широко применяются моющие пылесосы сепараторного типа.

В утилизации задействуются сепараторы, основа действия которых основывается на характеристиках разделяемых частей:

• Магнитные свойства: притягивание железосодержащих элементов к электромагниту от конвейера.
• Смачиваемость: несмачиваемые и плавающие таким образом частицы собираются в отличие от смачиваемых и тонущих.
• Плотность: введение в смесь твердых веществ жидкости с промежуточной плотностью, что разделяет в центробежном поле или под действием гравитации.

Сепаратор также подходит для переработки различных продуктов и сред. Он успешно справляется с разделением на фракции отходов ферм, с сепарированием отходов на виды для дальнейшей глубокой обработки, трудится на очистке и переработке опилок и стружки (мебельная промышленность).

Сепараторы в химии и пищевой промышленности

Сепаратор в химии и пищевой промышленности:

• получает более насыщенную жидкость – сливки к кофе;
• стратифицирует в отдельные фракции – добыча плазмы из донорской крови;
• убирает примеси – осуществляется очистка от взвешенных частиц.

Принцип работы

Работает котел на твердом топливе, как правило, на дровах, торфе, отходах пиломатериалов, специальных древесных брикетах, угле и пеллетах (гранулах, изготовленных из измельченной древесины, смолы, хвои и т.п.). Особой популярностью пользуются приборы универсального типа, способные потреблять практически все виды твердого топлива.

По способу теплопередачи котлы бывают:

• Воздушными.
• Паровыми.
• Водяными (встречаются чаще всего).

По принципу сжигания топлива:

• Традиционные. Работают на дровах и угле. Принцип действия такой же, как у обычной дровяной печи.
• Длительного горения. Инновационная разработка в области оборудования для отопления. Твердотопливные котлы длительного горения имеют вид удлиненной топочной камеры, окруженной со всех сторон водяной рубашкой. При горении пламя распространяется не снизу вверх, а сверху вниз, напоминая в этом отношении процесс горения свечи. Принцип работы котла длительного горения позволяет достигать полного сгорания топлива. При этом увеличивается промежуток горения одной закладки топлива (до 7 суток). Работает котел длительного горения, как правило, при стабильно высокой температуре теплоносителя, что на порядок повышает его КПД. Бесперебойное и безопасное функционирование таких моделей достигается за счет включения в конструкцию вентиляторов для экстренного тушения, предохранительного клапана и циркуляционной помпы.

• Пеллетные. В качестве топлива здесь используются специальные пеллеты. Такие котлы дополнительно оснащаются автоматической системой подачи пеллет и бункером для хранения топлива. Благодаря электронным датчикам осуществляется контроль наличия топлива внутри топки. Для работы такой системы необходимо стабильное электрическое питание.
• Пиролизные. Уникальное оборудование, где наряду с энергией от горения твердого топлива используется также тепловыделение газов. Это дает возможность небольшой объем топлива обратить в значительную порцию тепловой энергии. В результате достигается повышение КПД котла и снижение вредных выхлопов.

Электрические котлы

Паровой котел такого типа характеризуется:

• простотой эксплуатации;
• экономичностью;
• экологичностью;
• бесшумной работой.

Кроме того, такое устройство котлов гораздо проще, чем аналогичное у устройств, использующих твердое или жидкое топливо. Электрические котлы не нужно постоянно очищать о золы или шлака, да и само топливо не требует специальной дополнительной заготовки. Таким образом, вы сэкономите деньги, которые были бы затрачены на доставку топлива к вам домой и которые были бы затрачены на оборудование хранилища для топлива.

https://youtube.com/watch?v=2M_qMJoszUs

По своей конструкции электрические котлы подразделяются на:

1. Приборы прямого действия. В них вода используется в качестве проводника электрического тока, которая нагревается согласно закону Джоуля-Ленца.
2. Приборы косвенного действия. В них в качестве нагревательных элементов используются, например, ТЭНы.

Однако, если говорить о цене паровых котлов любого типа, то она достаточно высокая. Именно этот факт вызывает желание некоторых потребителей (особенно в сельской местности), создать такой прибор собственными руками. Давайте рассмотрим, возможно ли это осуществить в принципе?

Газо- и водотрубные котлы: отличия

Емкость для образования пара часто собой представляет трубу или несколько труб. Воду в трубах обогревают горячие газы, образовывающиеся при горении топлива. Устройства, в которых газы поднимаются к водяным трубам, называют газотрубными котлами. Схема газотрубного агрегата приведена на рисунке.

Схема газотрубного котла: 1- подвод топлива и воды, 2 — топка, 3 и 4 — жаровые трубы с горячим газом, который выходит дальше через дымотвод (позиции 13 и 14 — дымотвод), 5 — решётка между трубами, 6 — вход воды, выход отмечен цифрой 11 — её выход, стоит еще сказать что на выходе есть устройство чтобы провести измерения количества воды (обозначено цифрой 12), 7 — выход пара, территория его образования обозначено цифрой 10, 8 — паровой сепаратор, 9 — внешняя поверхность ёмкости, в которой течет вода.

Есть прочие конструкции, в которых газ двигается по трубе изнутри ёмкости с водой. В данных устройствах водные ёмкости называют барабанами, а сами устройства — водотрубными паровыми котлами. В зависимости от размещения барабанов с водой, водотрубные котлы делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные, и также конфигурации разных направленностей труб. Схема движения воды по водотрубному котлу приведена на рисунке.

Схема водотрубного котла: 1- подвод топлива, 2 — топочная камера, 3 — трубы для движения воды; направление её движения обозначено числами 5,6 и 7, место входа воды — 13, место выхода воды — 11 и место слива — 12, 4 — территория, где вода начинает трансформироваться в пар, 19 — территория, в которых есть и пар, и вода, 18 — территория пара, 8 — перегородки, которые направляют движение воды, 9 — дымотвод и 10 — труба для дыма, 14 — выход пара через сепаратор 15, 16 — внешняя поверхность ёмкости для воды (барабан).

Газо- и водотрубные котлы: сопоставление

Чтобы сравнить газо- и водотрубных котлов приведём конкретные факты:

1. Размер труб для воды и пара: у газотрубных котлов трубы — больше, у водотрубных — меньше.
2. Мощность газотрубного котла ограничена давлением 1 МПа, и теплообразующей способностью — до 360 кВт. Связано это с приличным размером труб. В них может возникать большое количество пара и большое давление. Увеличение давления и количества образуемой теплоты просит существенного утолщения стенок. Цена подобного котла с толстыми стенками будет необоснованно высока, экономически не выгодна.
3. Мощность водотрубного котла — больше, чем газотрубного. Тут применяются трубы малого диаметра. Благодаря этому давление и температура пара могут быть более, чем в газотрубных агрегатах.

Примечание: Водотрубные котлы безопаснее, мощнее, делают большую температуру и допускают существенные перегрузки. Это даёт им преимущество перед газотрубными агрегатами.

Парогенератор: мощная паровая машина

Парогенератор — это паровой котёл, который снабжён несколькими добавочными устройствами. В его конструкцию входят один или несколько промежуточных пароперегревателей, которые делают больше мощность его работы в десятки раз. Где применяются мощные паровые машины?

Основное использование парогенераторы нашли в атомных электрических станциях. Тут при помощи пара энергия распада атома превращается в электричество. Объясним два способа подогрева воды и образования пара в реакторе:

1. Вода омывает корпус реактора с наружной стороны, при этом она нагревается сама и охлаждает реактор. Подобным образом, образование пара происходит в индивидуальном контуре (вода нагревается о стены реактора и передаёт тепло в испарительный контур). В подобной конструкции применяется парогенератор — он играет роль трубного змеевика.
2. Трубы чтобы нагреть воду проходят изнутри реактора. При подаче труб в реактор он становится топочной камерой, а пар передаётся конкретно в электрический генератор. Эта конструкция стала называться кипящего реактора. Тут парогенератор не требуется.

Парогенератор для АЭС

Промышленные паровые агрегаты — мощные машины, которые предоставляют людей электротоком. Домашние агрегаты — также работают на службе человека. Паровые котлы разрешают обогревать дом и исполнять разную работу, и также дают большую долю электроэнергии для металлургических заводов. Паровые котлы — база промышленности.

Классификация котельных агрегатов

Котлы как технические устройства для производства пара или горячей воды отличаются многообразием конструктивных форм, принципов действия, используемых видов топлива и производственных показателей. Но по способу организации движения воды и пароводяной смеси все котлы могут быть разделены на следующие две группы:

— котлы с естественной циркуляцией;

— котлы с принудительным движением теплоносителя (воды, пароводяной смеси).

В современных отопительных и отопительно-производственных котельных для производства пара используются в основном котлы с естественной циркуляцией, а для производства горячей воды — котлы с принудительным движением теплоносителя, работающие по прямоточному принципу.

Современные паровые котлы с естественной циркуляцией делают из вертикальных труб, расположенных между двумя коллекторами (верхним и нижним барабанами). Их устройство показано на чертеже на рис. 10, фотография верхнего и нижнего барабана с соединяющими их трубами — на рис. 11, а размещение в котельной — на рис. 12. Одна часть труб, называемых обогреваемыми «подъемными трубами», нагревается факелом и продуктами сгорания топлива, а другая, обычно не обогреваемая часть труб, находится вне котельного агрегата и носит название «опускные трубы». В обогреваемых подъемных трубах вода нагревается до кипения, частично испаряется и в виде пароводяной смеси поступает в барабан котла, где происходит ее разделение на пар и воду. По опускным не обогреваемым трубам вода из верхнего барабана поступает в нижний коллектор (барабан).

Движение теплоносителя в котлах с естественной циркуляцией осуществляется за счет движущего напора, создаваемого разностью весов столба воды в опускных и столба пароводяной смеси в подъемных трубах.

Рис. 10. Паровой котел серии КЕ, работающий на твердом топливе

Рис. 11. Верхний и нижний барабаны и трубы парового котла

Рис. 12. Паровой котел с верхним и нижним барабанами в котельной

В паровых котлах с многократной принудительной циркуляцией поверхности нагрева выполняются в виде змеевиков, образующих циркуляционные контуры. Движение воды и пароводяной смеси в таких контурах осуществляется с помощью циркуляционного насоса.

В прямоточных паровых котлах кратность циркуляции составляет единицу, т.е. питательная вода, нагреваясь, последовательно превращается в пароводяную смесь, насыщенный и перегретый пар.

В водогрейных котлах вода при движении по контуру циркуляции нагревается за один оборот от начальной до конечной температуры.

По виду теплоносителя котлы разделяются па водогрейные и паровые. Основными показателями водогрейного котла являются тепловая мощность, то есть теплопроизводительность, и температура воды; основными показателями парового котла — паропроизводительность, давление и температура.

Водогрейные котлы, назначением которых является получение горячей воды заданных параметров, применяют для теплоснабжения систем отопления и вентиляции, бытовых и технологических потребителей. Водогрейные котлы, работающие обычно по прямоточному принципу с постоянным расходом воды, устанавливают не только на ТЭЦ, но и в районных отопительных, а также отопительно-производственных котельных в качестве основного источника теплоснабжения.

Рис. 13. Устройство парового котла

Рис. 14. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы (парогенераторы) могут быть разделены на две группы: водотрубные котлы и жаротрубные котлы. В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В жаротрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а вода омывает трубы снаружи.

По принципу движения воды и пароводяной смеси парогенераторы подразделяются на агрегаты с естественной циркуляцией и с принудительной циркуляцией. Последние подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией.

Примеры размещения в котельных котлов разной мощности и назначения, а также другого оборудования, показаны на рис. 14- 16.

Рис. 15. Примеры размещения котлов и другого оборудования в котельной

Рис. 16. Примеры размещения бытовых котлов и другого оборудования

Принцип действия

Все виды паровых котлов имеют общие элементы:

1. Барабан.
2. Опускные трубы.
3. Коллектор.
4. Жаровые трубы.
5. Сепаратор.
6. Пароподогреватель.

Барабан соединен с коллектором опускными и жаровыми трубами. Опускные трубы не нагреваются. Жаровые трубы размещены в топке, и в зависимости от стадии развития огня в них формируется определенное количество пара, который еще не имеет рабочих характеристик. Сепаратор находится в барабане, а пароподогреватель присоединен к барабану.

Принцип работы парового котла для отопления дома заключается в выработке пара с нужными характеристиками. Работа агрегата с автоматическим регулированием баланса давления и развития мощности состоит из таких этапов:

1. Холодная очищенная вода поступает в барабан.
2. После она движется по опускным трубам в коллектор.
3. Далее она попадает в жаровые трубы. Огонь с дымовыми газами нагревает их внешнюю поверхность, осуществляя при этом нагрев воды до температуры кипения. В ней начинает формироваться пар. Его характеристики еще не являются рабочими.
4. Жидкость с паром, имеющим еще нерабочие характеристики, возвращается в барабан. Пар движется вверх и, проходя через сепаратор, отделяется от воды.
5. Конденсат возвращается в барабан, а пар подается в пароперегреватель, где получает увеличенные характеристики. В итоге, происходит существенное повышение давления, производительности, и растет КПД котельной установки.
6. Перегретый пар с высоким давлением подается в тепловую сеть.

Практически таким же является принцип работы электрического парового котла. Он осуществляет нагрев воды до температуры 100 °С. Его строение не имеет опускных и жаровых труб потому, что барабан находится в середине коллектора. Производители называют барабан внутренней камерой, а коллектор – внешней.

Во время работы электрического автоматического агрегата вода сначала попадает во внешнюю камеру, а затем во внутреннюю, вверху которой находится сепаратор. Нагрев воды осуществляет пластинчатый электрод.

Литература

• Паровые котлы // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Энергетические установки электростанций / Э. П. Волков, В. А. Ведяев, В. И. Обрезков; Под ред. Э. П. Волкова.-М. : Энергоатомиздат, 1983. — 280 с.
• Советский энциклопедический словарь. — М.: «Советская энциклопедия», 1990
• .

Словари и энциклопедии	Военная Сытина

Энергетика
структура по продуктам и отраслям
Электроэнергетика:электроэнергия	Традиционная Тепловыеэлектростанции Конденсационная электростанция (КЭС) Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) Гидроэнергетика Гидроэлектростанция (ГЭС) Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) Атомная Атомная электростанция (АЭС) Плавучая атомная электростанция (ПАТЭС) Альтернативная Геотермальная Геотермальные электростанции (ГеоТЭС) Гидроэнергетика Малые гидроэлектростанции (МГЭС) Приливные электростанции (ПЭС) Волновые электростанции Осмотические электростанции Ветроэнергетика Ветряные электростанции (ВЭС) Солнечная Солнечные электростанции (СЭС) Водородная Водородные электростанции Установки на топливных элементах Биоэнергетика Биоэлектростанции (БиоТЭС) Малая Дизельные электростанции Газопоршневые электростанции Газотурбинные установки малой мощности Бензиновые электростанции Электрическая сеть Электрические подстанции Линии электропередачи (ЛЭП) Опоры линий электропередачи
Теплоснабжение:теплоэнергия	Централизованное Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) Котельные Атомные электростанции (АЭС) Атомные электростанции теплоснабжения (АСТ) Геотермальные электростанции (ГеоТЭС) Биоэлектростанции (БиоТЭС) Децентрализованное Малые котельные Мини-ТЭЦ Теплонасосные установки Электронагреватели Печи Тепловая сеть Тепловые пункты Теплотрассы
Топливнаяпромышленность:топливо	Органическое Газообразное Природный газ Генераторный газ Коксовый газ Доменный газ Продукты перегонки нефти Газ подземной газификации Синтез-газ Жидкое Нефть Бензин Керосин Соляровое масло Мазут Твёрдое Ископаемое Бурый уголь Каменный уголь Антрацит Горючий сланец Торф Растительное Дрова Древесные отходы Биомасса Искусственное Древесный уголь Пеллеты Кокс (каменноугольный, торфяной, полукокс) Углебрикеты Отходы углеобогащения Ядерное Уран MOX-топливо
Энергетика Термоядерная энергетика Космическая энергетика Топливо Плутоний Торий Дейтерий Тритий Гелий-3 Бор-11
Портал: Энергетика

1. Лезин В.И., Липов Ю.М., Селезнев М.А., Сыромятников В.М. Пароперегреватели котельных агрегатов. — М., 1965. — 290 с.

Особенности ремонта

Котлы барабанного типа отличаются надёжностью работы и неприхотливостью в эксплуатации, однако требуют постоянного контроля для обеспечения стабильных режимов нагрева и давления пара, а также своевременной продувки. При несоблюдении одного из этих требований могут появляться поломки и возникает необходимость ремонта агрегата.

Перед проведением ремонтных работ необходимо в обязательном порядке изучить прилагаемую производителем документацию и схему барабанного котла. Это позволит определить последовательность всех действий и не допустить ошибок, которые могут стать причиной более серьёзных последствий.

Для ремонта барабана необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

• до начала восстановления следует оценить состояние металла: толщину, прочность, герметичность;
• обнаруженные дефекты необходимо расточить абразивным инструментом до чистого металла, чтобы была возможность заварить его или залатать;
• поиск трещин при помощи прогрева горелкой поверхности строго запрещён, так как велик риск деформации узлов или потери свойств стали;
• коррозию на глубину металла до 10% допускается не устранять, а только тампонировать цементным раствором;
• для восстановления толщины стали применяют электронаплавку;
• заварка раковин обязательна, при условии их размеров до 40 мм и расстоянии равном трём размерам самой большой из них (если глубина повреждений больше половины толщины стенок).

История создания

Первенство создания реле спорно. Некоторые утверждают, что впервые это устройство было сконструировано в 1830—1832 гг. русским ученым Шиллингом П.Л. и являлось основным элементом вызывающего механизма в разработанном им же варианте телеграфа.

Другие научные историки приписывают первенство изобретения известному физику Дж. Генри, который в 1835 г. разработал контактное реле во время усовершенствования созданного им в 1831 году телеграфного аппарата. Первый соленоид работал по принципу электромагнитной индукции и был некоммутационным устройством.

Первое реле Дж. Генри

Реле, в качестве самостоятельного устройства, впервые упоминается в патенте на телеграф, выданном Самуэлю Морозе.

Первое реле Морзе