Cazane cu aburi: principiul de funcționare și a dispozitivului

Cazan de abur este un dispozitiv pentru transformarea apei în abur care este folosit atât acasă, cât și în industrie. Aburul este folosit pentru încălzirea spațiilor, vehiculelor și conductelor, precum și pentru turbomașinior rotative. Hai să aflăm mai multe ceea ce constituie cazane de abur. Principiul de funcționare, clasificarea dispozitivului, domeniu de aplicare și multe altele - toate acestea vor fi discutate mai jos.

definiție

După cum știți, o unitate de cazan de abur produce abur. Astfel, cazanele de acest tip poate produce perechi de două tipuri: saturate și supraîncălzit. În primul caz, temperatura este de aproximativ 100 de grade, iar presiunea - aproximativ 100 kPa. Supraîncălzit temperatura aburului crește la 500 de grade, iar presiunea - până la 26 MPa. aburul saturat este utilizat în scopuri casnice, în principal pentru încălzirea caselor particulare. aburul supraîncălzit și-a găsit aplicații în industrie și energie. El tolereaza caldura, astfel încât utilizarea sa crește foarte mult eficiența instalației.

domeniu

Există trei domenii principale de aplicare a cazanelor de abur:

1. Sisteme de incalzire. Aburul acționează ca o sursă de energie.
2. Energie. motoare industriale cu aburi, sau ca acestea sunt numite generatoare de abur sunt folosite pentru a produce energie electrică.
3. Industrie. Aburul din industrie sunt utilizate nu numai pentru încălzire, „tricouri“ aparate și conducte, dar, de asemenea, de transformare a energiei termice în vehicule mecanice și în mișcare.

cazane de abur de uz casnic utilizate pentru încălzirea locuințelor. În cuvinte simple, sarcina lor este mișcarea vaporilor de apă încălzită și prin conducta. Un astfel de sistem este adesea dota cu un cuptor staționar sau cazan. De obicei, electrocasnice nu produc abur supraîncălzit saturat, care este suficient pentru a-și îndeplini sarcinile.

În industrie, aburul este supraîncălzit - continuă să se încălzească după evaporare, cu scopul de a crește și mai mult temperatura. Aceste facilități au cerințe speciale de calitate, deoarece riscurile supraîncălzite rezervorul de abur pentru a exploda. Aburul supraîncălzit obținut din cazan, poate merge la generarea de energie electrică sau de mișcare mecanică.

Curentul electric cu abur format în modul următor. Aburire, aburul intră turbina unde se datorează fluxului dens se rotește arborele. Astfel, energia termică este transformată în mecanică, și ea, la rândul ei, este transformată în energie electrică. Acesta este modul în care puterea turbinei.

Rotirea arborelui, care are loc evaporarea unor mari cantități de abur supraîncălzit, pot fi transmise direct la motor și roata. Deci, mișcarea este transportul vaporilor. Ca un exemplu foarte popular al aburului motor cu aburi poate conduce cazan locomotive sau marine. Principiul de funcționare ultima este destul de simplu: arderea cărbunelui generează căldură care încălzește apa și generează abur. Ei bine perechi, la rândul său, se rotește roata, sau în cazul șuruburilor navei.

Cazane cu aburi: funcționare

Să ne gândim mai detaliat modul în care să opereze aceste cazane. Sursa de căldură necesară pentru încălzirea apei, poate fi orice fel de energie: electrică, solară, geotermală, căldura de la combustia gazului sau combustibil solid. Aburul generat în timpul încălzirii apei este un fluid de transfer termic, adică transferurile de energie termică din spațiul de încălzire în locul de utilizare.

În ciuda varietate de modele, dispozitivul principal și principiul de funcționare a cazanelor de abur nu diferă între ele. Circuit total de încălzire a apei cu conversia ulterioară în abur este după cum urmează:

1. Curățirea apa pe filtre și alimentarea acestuia în rezervorul de încălzire de către pompă. Rezervorul este situat în general în partea superioară a aparatului.
2. Din rezervor apa intră prin tuburile în colectorul, situate respectiv de mai jos.
3. Apa se ridică din nou, numai de data aceasta nu prin conducta și prin zona de încălzire.
4. În zona de încălzire formată de perechi. Sub acțiunea diferenței de presiune între lichid și substanța gazoasă, se va ridica în sus.
5. Deasupra încălzită cu abur este trecut printr-un separator, în cazul în care acesta este în final separat de apă. Reziduurile de fluid a revenit la rezervor, iar aburul trebuie să fie în linia de vapori.
6. Dacă acest lucru nu este un cazan obișnuit, iar generatorul de abur, acesta este încălzit suplimentar prin conducte. Cu privire la metodele lor de încălzire descrisă mai jos.

dispozitiv

cazane de abur reprezintă rezervor în care apa este încălzită pentru a forma abur. În general, ele sunt realizate sub forma unor țevi de diferite dimensiuni. În plus țeavă cu boiler are întotdeauna o cameră de ardere (cuptor). Structura sa poate varia în funcție de tipul de combustibil utilizat. Dacă este din lemn sau cărbune dur, este în partea de jos a cuptorului este grătarul instalat pe care stiva de combustibil. Din partea de jos a grătarului, aerul intră în camera de ardere. Un top al cuptorului echipează coșul de fum, care este necesară pentru tracțiunea efectivă - circulant combustibil și aer de ardere.

Principiul cazanelor de abur pentru combustibili solizi este oarecum diferit de dispozitivele în care agentul de răcire utilizat ca material lichid sau gazos. În al doilea caz, arzătorul implică camera de ardere care functioneaza ca arzătoarele sobe cu gaz de uz casnic. Pentru circulația aerului folosesc, de asemenea, grătarul și coșul de fum, pentru că indiferent de tipul de combustibil, aerul de combustie este o condiție esențială.

gaz combustibil obținut din arderea combustibilului, se ridică la rezervorul de apă. El dă apa de căldură și ieșirile sale prin horn în atmosferă. Când apa este încălzită la temperatura de fierbere, ea începe să se evapore. Este de remarcat faptul că apa se evaporă înainte, dar nu și în astfel de cantități și la un asemenea abur temperatură. abur Evaporat singur intră în conductă. Astfel, circulația aburului și schimbarea stărilor de agregare a apei are loc în mod natural. Principiul de funcționare a unui cazan de abur al unei circulație naturală necesită o intervenție umană minimă. Tot ce trebuie să faceți operatorul este de a asigura o apă caldă stabilă și de a controla procesul prin intermediul unor dispozitive speciale.

În cazul apei din cazan de încălzire electrică este mai ușor. Acesta este încălzit de elementele de încălzire sau încălzitoarele Type acționează ca un ghid și este încălzit prin Joule-Lenz.

clasificare

cazane de abur, principiul pe care o avem în vedere în prezent, pot fi clasificate în mai multe moduri.

După tip de combustibil:

1. Cărbune.
2. Gaz.
3. ulei greu.
4. Electrice.

Cu programare:

1. De uz casnic.
2. Energie.
3. Industriale.
4. Reciclarea.

Prin proiectare:

1. -Tube.
2. Tub de apă.

Care este diferența dintre cazane de abur de gaz și țevi de apă

Principiul de funcționare se bazează pe cazane de încălzire cu rezervor de apă. Capacitatea în care apa trece în stare de vapori, de obicei, este un tub sau tuburi multiple. Dispozitivele în care se încălzește conducta de combustibil, ridicandu, cazanele numite tubulare.

Dar există o altă opțiune - atunci când gazele de ardere se deplasează prin conducta, situată în interiorul rezervorului de apă. În acest caz, containere de apa numite tobe și cazanul în sine - tub de apă. În limbajul comun este, de asemenea, numit cazan-tub de foc. In functie de amplasarea cazanelor tobelor de apă de acest tip este împărțit în: orizontal, vertical și radial. De asemenea, există modele care au implementat tuburi direcții diferite.

Structura și funcționarea principiul tub de foc cazan-tub diferă puțin. În primul rând, se referă la dimensiunea conductei și apă și abur. In tuburi cazan cu țevi de apă totală mai mică, decât în tub. În al doilea rând, există diferențe în loc de putere. cazan -Tube asigură presiunea nu mai mult de 1 MPa și are o capacitate de generare de căldură până la 360 kW. Motivul pentru aceasta este mare conducta. Care a fost format în tuburi este suficientă presiune a vaporilor, pereții lor trebuie să fie groase. Ca rezultat - costul acestor cazane este supraevaluat. cazan tub de apă puternic. Datorită tuburilor cu pereți subțiri, cu abur se încălzește mai bine. Și în al treilea rând, Cazane pe apă mai sigure. Ele produc căldură și nu se tem de o supraîncărcare semnificativă.

Elemente suplimentare ale cazanelor

Principiul de funcționare a cazanului de abur este destul de simplu, cu toate acestea designul său constă într-un număr destul de mare de articole. În plus camerele de ardere și conductele pentru circulația cazanelor de apă / abur sunt echipate cu dispozitive pentru a îmbunătăți eficiența lor (creșterea temperaturii aburului, presiunea și cantitatea). Aceste dispozitive includ:

1. Superheater. Acesta servește la creșterea temperaturii aburului de peste 100 de grade. Supraîncălzirea de abur mărește eficiența dispozitivului și eficiența acestuia. Abur supraîncălzit poate ajunge la temperaturi de 500 grade Celsius. Astfel de temperaturi ridicate apar în centralele cu abur din centralele nucleare. Esența Supraîncălzirea este că după evaporarea vine prin conducta este supus cu abur reîncălzit. În acest scop, aparatul poate fi echipat cu ardere suplimentară sau tubulatură unică, care, înainte de perechi de ieșire pe utilizarea preconizată, trece de mai multe ori prin cuptorul principal. Reîncălzire sunt radiații și convecție. Prima lucrare de 2-3 ori mai eficient.
2. Separator. Folosit pentru „drenaj“ abur - separă de apă. Aceasta crește eficiența instalației.
3. acumulator cu abur. Acest aparat este proiectat pentru a menține un nivel constant al instalației de abur. Atunci când un cuplu nu este suficient, se adaugă la sistem și, dimpotrivă, în cazul selectează supraabundența.
4. Dispozitiv de pregătire pentru apă. Pentru ca mașina să lucreze mai mult, apa care cade în ea, trebuie să îndeplinească cerințe specifice. Acest dispozitiv reduce cantitatea de oxigen din apa si minerale. Aceste măsuri simple pot preveni coroziunea țevilor și formarea de scară pe pereții lor. Rust și scala nu numai reduce eficiența dispozitivului, dar, de asemenea, repede îl conduc în stare proastă, în special în cazul utilizării active.

echipamente de monitorizare

În plus, cazanul este echipat cu dispozitive auxiliare de control și management. De exemplu, un comutator limită monitorizează nivelul apei menținând un nivel constant al lichidului în tambur. Principiul de funcționare al indicatorului pragurilor de cazan de abur în funcție de modificarea greutății încărcăturii speciale în timpul tranziției de la faza lichidă la vapori și vice-versa. În caz de abatere de la normă se va emite un semnal sonor pentru a alerta angajații întreprinderii.

Pentru a poziționa controlul nivelului apei este de asemenea cazan standpipe folosit. Principiul de funcționare al dispozitivului bazat pe conductivitatea electrică a apei. Coloana este un tub echipat cu patru electrozi, controlul nivelului apei. În cazul în care coloana de apă ajunge la marcajul inferior, unei pompe de alimentare conectate, iar în cazul în care partea de sus - alimentarea cazanului de apă se oprește.

Un alt dispozitiv simplu pentru măsurarea nivelului apei din cazan este o sticlă de apă, integrate în unitate. Principiul de funcționare al cazanului de abur de sticlă apometru este simplu - este destinat pentru controlul vizual al nivelului apei.

De asemenea, nivelul lichidului din sistem prin intermediul manometre și termometre măsoară temperatura și presiunea, respectiv. Tot ceea ce este necesar pentru funcționarea normală a cazanului și pentru a preveni posibilitatea producerii unor accidente.

generatoare de abur

Am discutat deja principiul generatorului de abur, acum familiarizat pe scurt cu particularitățile generatoarelor de abur - cele mai puternice cazanele echipate cu dispozitive suplimentare. După cum puteți vedea, principala diferență între aburul din cazan este aceea că structura sa include una sau mai multe reîncălzire, care permite cele mai ridicate temperaturi de abur. În centralele nucleare, datorită cuplului foarte fierbinte, transformă energia dezintegrării atom în energie electrică.

Există două moduri de bază: încălzirea apei, și traducerea acestuia în stare gazoasă în reactor:

1. Apa spală corpul reactorului. Când reactorul este răcit și apa este încălzită. Astfel, aburul este generat într-un circuit separat. În acest caz, generatorul de abur servește ca un schimbător de căldură.
2. Țevi testat cu apă în interiorul reactorului. În această realizare, reactorul este o cameră de ardere din care aburul este furnizat direct la generator. Acest design este numit un reactor cu apă clocotită. Aici totul funcționează fără abur.

concluzie

Astăzi ne-am întâlnit cu un astfel de dispozitiv util ca un cazan de abur. Structura și principiul de funcționare al acestui dispozitiv este destul de simplu și bazat pe un proprietăți fizice banale de apă. Cu toate acestea, cazanele facilitează foarte mult viața umană. Ei cald clădirii și a ajuta la generarea de energie electrică.