Stoomketels: het werkingsprincipe en de inrichting

Stoomketel is een inrichting voor het omzetten van water in stoom wordt gebruikt zowel thuis als in de industrie. Stoom wordt gebruikt om de gebouwen, voertuigen en pijpleidingen warmte, alsmede voor het roteren van turbomachines. Laten we meer te weten wat onder stoomketels. Het werkingsprincipe, het apparaatclassificatie, omvang en veel meer - dit alles wordt hieronder besproken.

definitie

Zoals u weet, is een stoomketel eenheid productie van stoom. Aldus ketels van dit type kunnen paren van twee types produceren: verzadigde en oververhitte. In het eerste geval is de temperatuur ongeveer 100 graden en de druk - ongeveer 100 kPa. Oververhitte stoom temperatuur stijgt tot 500 graden en de druk - tot 26 MPa. Verzadigde stoom wordt gebruikt voor huishoudelijke doeleinden, voornamelijk voor de verwarming van particuliere woningen. Oververhitte stoom is de toepassing in de industrie en energie gevonden. Hij verdraagt warmte, zodat het gebruik ervan verhoogt de efficiëntie van de plant.

strekking

Er zijn drie belangrijke toepassingsgebieden van stoomketels:

1. Verwarmingssystemen. De stoom fungeert als een bron van energie.
2. Energy. Industrial stoommachines, of zoals ze worden genoemd stoomgeneratoren worden gebruikt om elektrische energie te produceren.
3. Industrie. De stoom in de industrie worden gebruikt niet alleen voor verwarmingsdoeleinden, "overhemden" inrichtingen en leidingen, maar ook voor de omzetting van thermische energie in mechanische en bewegende voertuigen.

Huishoudelijke stoomketels gebruikt voor de verwarming van woningen. In eenvoudige woorden, de taak verwarmd en waterbeweging damp door de pijpleiding. Een dergelijk systeem is vaak voorzien van een stationaire oven of ketel. Typisch, huishoudelijke apparaten produceren geen verzadigde oververhitte stoom, wat genoeg is om hun taken uit te voeren.

In de industrie, de stoom oververhit - blijven verwarmen na verdamping met als doel de temperatuur verder te verhogen. Deze faciliteiten hebben speciale kwaliteitseisen, aangezien de oververhitte stoom tank risico's te ontploffen. De oververhitte stoom verkregen uit de ketel, kan wenden tot de opwekking van elektriciteit of mechanische beweging.

Elektrische stroom met stoom gevormd op de volgende wijze. Stomen, stoom komt de turbine waar het gevolg van de dichte stroom de as roteert. Aldus wordt thermische energie omgezet in mechanische en ze op zijn beurt wordt omgezet in elektrische energie. Dat is hoe de kracht van de turbine.

Rotatie van de as, die verdamping van grote hoeveelheden oververhitte stoom plaatsvindt, kan direct worden doorgegeven aan de motor en het wiel. Zodat de beweging damptransport. Als een populair voorbeeld van de stoommachine stoom kan leiden locomotief of marine-ketel. laatste handeling principe is heel simpel: de verbranding van steenkool produceert warmte die water verwarmt en genereert stoom. Nou paren, op zijn beurt, draait het wiel, of in het geval van het schip schroeven.

Stoom boilers: operatie

Laten we eens kijken in meer detail hoe deze ketels te bedienen. elektrische, zon, aardwarmte, warmte uit de verbranding van gas of vaste: warmtebron nodig is voor het verwarmen van water, kan elke vorm van energie. Stoom tijdens het verwarmen van water is een warmteoverdrachtsvloeistof, d.w.z. thermische energie overdraagt van de verwarmingsruimte op de plaats van gebruik.

Ondanks de verscheidenheid aan ontwerpen, kan de opdrachtgever inrichting en werking van stoomketels niet verschillen. Totale water verwarmingscircuit met de daaropvolgende omzetting in stoom is als volgt:

1. Reinigen water filters en de toevoer naar de boiler door de pomp. De tank is meestal in het bovenste deel van de inrichting.
2. Uit de tank komt in het water door de buizen in het spruitstuk, zich respectievelijk hieronder.
3. Water stijgt opnieuw, maar deze keer niet door de pijp en door de verwarmingszone.
4. In de verhittingszone gevormd door paren. Onder invloed van het drukverschil tussen de vloeistof en de gasvormige substantie, zal het omhoog stijgen.
5. Hierboven oververhitte stoom wordt door een scheider, waarin het uiteindelijk wordt gescheiden van het water. Residuen fluïdum naar het reservoir en de stoom moet in de dampleiding.
6. Als dit geen gewone boiler en de stoomgenerator, wordt verder verwarmd door buizen. Op hun verwarmingsmethoden hieronder beschreven.

inrichting

Stoomketels vertegenwoordigen tank waarin water wordt verwarmd om stoom te vormen. Worden doorgaans uitgevoerd in de vorm van buizen van verschillende afmetingen worden uitgevoerd. Verder pijp met waterkoker altijd een verbrandingskamer (oven). De structuur kan variëren afhankelijk van de gebruikte brandstof. Als het hout of steenkool, is aan de onderkant van de oven geïnstalleerde rooster waarop de brandstof stack. Van de onderkant van het rooster, de lucht in de verbrandingskamer. Een top van de oven rust de schoorsteen, die nodig is voor effectieve tractie - circulerende lucht brandstof en verbrandingslucht.

Het principe van stoomketels voor vaste brandstoffen verschilt enigszins van de inrichtingen waarin de koelvloeistof gebruikt als vloeibaar of gasvormig materiaal. In het tweede geval de brander gaat verbrandingskamer die werkt als de branders van huishoudelijke gaskachels. Voor luchtcirculatie ook gebruik maken van het rooster en de schoorsteen, want ongeacht het soort brandstof, verbrandingslucht is een essentiële voorwaarde.

Stookgas verkregen brandstoffen, stijgt naar de watertank. Hij geeft het water zijn warmte en verlaat via de schoorsteen in de atmosfeer. Wanneer water wordt verwarmd tot kooktemperatuur, begint te verdampen. Het is vermeldenswaard dat het water verdampt voor, maar niet in zodanige hoeveelheden en op zodanige temperatuur stoom. Verdampte stoom alleen komt de buis. Zo is de circulatie van stoom en de verandering van de aggregatie toestanden van water komt van nature voor. Het principe van de werking van een stoomketel van een natuurlijke circulatie vereist een minimale menselijke tussenkomst. Alles wat je nodig hebt om de operator te doen is om een stabiele warm water te garanderen en controle over het proces door middel van speciale apparaten.

Bij elektrische verwarmingsketel water gemakkelijker. Het wordt verwarmd door de verwarmingselementen of verwarmers het type fungeert als een geleiding en wordt verwarmd door Joule-Lenz.

classificatie

Stoomketels, waarvan het principe dat wij vandaag behandelen, kunnen worden ingedeeld op verschillende manieren.

Per type brandstof:

1. Coal.
2. Gas.
3. Zware olie.
4. Elektrische.

Op afspraak:

1. Huishouden.
2. Energy.
3. Industrial.
4. Recycling.

Door het ontwerp:

1. -Buis.
2. Waterbuis.

Wat is het verschil van gas en water buis stoomketels

Het werkingsprincipe is gebaseerd op verwarmingsketels met watertank. Functie water gaat in de damptoestand is meestal een buis of meerdere buizen. Inrichtingen waarin verwarmt de brandstofleiding, opstaande, de opgevraagde buis ketels.

Maar er is een andere optie - wanneer het verbrandingsgas door de pijp, zich in het water tank beweegt. In dit geval, waterreservoirs genaamd vaten en de ketel zelf - waterbuis. In de volksmond wordt het ook wel brand-buis ketel. Afhankelijk van de locatie van vaten verwarmingsketels van dit type bestaat uit: horizontale, verticale en radiale. Ook zijn er modellen die verschillende richtingen buizen uitgevoerd.

Structuur en werkingsprincipe branderbuis ketel-buis enigszins afwijkt. Ten eerste gaat het leidingdiameter en water en stoom. In waterpijpketels ketelpijpen minder algemeen dan in-buis. Ten tweede zijn er verschillen in macht plaats. -buis ketel levert de druk van ten hoogste 1 MPa en een warmtegenererende capaciteit tot 360 kW. De reden hiervoor is het grote pijp. Die werd gevormd in de buizen voldoende dampspanning, moeten de wanden dik zijn. Als gevolg daarvan - de kosten van dergelijke ketels wordt overschat. Krachtige water buis boiler. Vanwege de dunwandige buizen, stoom verhit beter. En ten derde, waterbuis boilers veiliger. Zij produceren warmte en zijn niet bang voor een aanzienlijke overbelasting.

Bijkomende elementen ketels

Het principe van de werking van de stoomketel is heel simpel, maar het ontwerp bestaat uit een vrij groot aantal items. Verder verbrandingskamers en leidingen voor de circulatie van water / stoomketels zijn uitgerust met inrichtingen om hun efficiëntie te verhogen (stoomtemperatuur, de druk en hoeveelheid) te verbeteren. Deze apparaten zijn onder andere:

1. Stroomverhitter. Het dient om de stoom temperatuur te verhogen boven de 100 graden. Oververhitten van stoom verhoogt de efficiëntie van het apparaat en de efficiëntie. Oververhitte stoom kan een temperatuur van 500 graden Celsius bereiken. Dergelijke hoge temperaturen optreden bij stoominstallaties kerncentrales. De essentie van de oververhitting is dat na het verdampen die door de buis wordt onderworpen aan stoom opgewarmd. Daartoe kan de inrichting voorzien zijn van aanvullende verbranding of enkelvoudige leidingen die vóór uitgangsparen van de beoogde toepassing, passeert meerdere malen door de hoofdoven. Verwarmers zijn straling en convectie. Het eerste werk 2-3 keer efficiënter.
2. Separator. Gebruikt voor "drainage" steam - af te scheiden van het water. Dit verhoogt het rendement van de installatie.
3. Stoomaccumulator. Deze inrichting is ontworpen om een constant niveau van de stoominstallatie handhaven. Wanneer een paar niet genoeg is, dan voegt het toe aan het systeem en, integendeel, in het geval selecteert een overvloed.
4. Gereedstelinrichting voor water. Voor de machine om langer te werken, moet het water dat in het valt, voldoen aan specifieke eisen. Deze inrichting vermindert de hoeveelheid zuurstof in het water en mineralen. Deze eenvoudige maatregelen kunnen corrosie van leidingen en vorming van aanslag te voorkomen aan de muur. Roest en schaal niet alleen vermindert de werkzaamheid van de inrichting, maar ook snel leiden hem in verval, vooral bij actief gebruik.

bewakingsapparatuur

Bovendien is de ketel voorzien van hulpinrichtingen voor controle en beheer. Bijvoorbeeld een eindschakelaar bewaakt het waterpeil handhaven van een constant vloeistofniveau in het vat. Het werkingsprincipe van de indicator drempels stoomketel basis van de gewichtsverandering van de bijzondere lading tijdens de overgang van vloeistof naar damp fase en vice versa. In geval van een afwijking van de norm hij piept aan de werknemers van de onderneming te waarschuwen.

De waterniveauregeling stand is ook standpijp boiler. Het werkingsprincipe van de inrichting op basis van de elektrische geleidbaarheid van het water. De kolom is een buis voorzien van vier elektroden, regeling van het waterniveau. Indien de waterkolom de onderste markering bereikt, een transportpomp aangesloten en als de bovenste - aangedreven waterkoker stopt.

Een andere eenvoudige inrichting te meten in de ketel waterniveau een waterglas, geïntegreerd in het toestel. Het werkingsprincipe van het peilglas stoomketel eenvoudig - het is bedoeld voor visuele controle van het waterniveau.

Ook vloeistofniveau in het systeem via manometers en thermometers meten de temperatuur en druk respectievelijk. Alles wat nodig is voor het normaal functioneren van de ketel en om de mogelijkheid van ongelukken te voorkomen.

stoomgeneratoren

de meest krachtige ketels uitgerust met extra apparaten - We hebben al het principe van de stoomketel, nu kort kennis te maken met de eigenaardigheden van de stoomgeneratoren besproken. Zoals u kunt zien, het belangrijkste verschil tussen de stoom van de ketel is dat de structuur een of meer herverhitters, die zorgt voor de hoogste stoom temperaturen. In kerncentrales, als gevolg van de zeer hete paar, zetten de energie van het atoom desintegratie in elektrische energie.

Er zijn twee manieren: waterverwarming, en de vertaling in een gasvormige toestand in de reactor:

1. Water wast het lichaam van de reactor. Wanneer de reactor afgekoeld en water wordt verwarmd. Aldus wordt stoom in een apart circuit. In dit geval is de stoomgenerator fungeert als warmtewisselaar.
2. Leidingen getest met water in de reactor. In deze uitvoeringsvorm is de reactor een verbrandingskamer waarvan de stoom direct aan de generator wordt toegevoerd. Dit ontwerp wordt een kokend water reactor. Hier werkt alles zonder stoom.

conclusie

Vandaag hebben we een ontmoeting gehad met zo'n handig apparaat als een stoomketel. Structuur en werkingsprincipe van dit apparaat is vrij eenvoudig en is gebaseerd op een banale fysische eigenschappen van water. Toch ketels aanzienlijk vergemakkelijkt het menselijk leven. Ze warmen het gebouw en helpen bij het genereren van elektriciteit.