Специфика конструкции и принципы функционирования паровых котлов

Необходимость в паре имеется во многих областях индустрии, начиная с медицины и химической промышленности и заканчивая агрокомплексом. Существование своей паровой котельной считается насущным моментом. Использование пара, образуемого промышленными котлами, в производственных работах является не единственным вариантом его применения: нередко появляется необходимость в паре для отопления помещений. В качестве установок отопления и подачи горячей воды промышленных сооружений и жилых комплексов используются в основном водогрейные котлы ICI.

На сегодняшний день особой популярностью пользуются модульные котельные системы, которые служат для производства, поставки и должной регуляции тепла, для потребностей отопительной системы, подачи горячей воды, проточной вентиляции, технологических потребностей.

Комплекс оборудования, необходимых для получения водяного пара, именуется паровым котлом. Известно 2 вида получения пара: один базируется на сжигании какого-то вида топлива в горелке, второй - на накаливании теннов с помощью электрической энергии, сам же котел в данном случае называется электрическим котлом. Сейчас нередко встречаются парообразующие системы, например, котлы ICI, которые в состоянии функционировать как на газе, так и на жидком и твердом топливе.

По организации движения газа, пара и воды, котлы делят на водотрубные и жаротрубные. В жаротрубном котле такой обмен осуществляется благодаря нагреву жидкой смеси, которая окружает трубы с внешней стороны. При этом внутри труб осуществляют движение горячие дымовые газы, получаемые в процессе сжигания топлива. В водотрубных котлах, обратная картина, внутри труб перемещается вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи.

Различие паровых установок может быть обусловлено принципом движения теплоносителя и пароводяной смеси в них; тогда говорят о котлах с циркуляцией естественного и принудительного типа. В котлах второго типа теплоноситель циркулировать принуждает насос. В системе первого типа не предусмотрено наличие насоса. Функции насоса в ней производит сила гравитации. Системы с принудительной циркуляцией подразделяются на прямоточные и с многократно-принудительной циркуляцией (беструбные).

В разных котельных установках по-своему реализован способ возврата конденсата, в связи с этим возникли такие определения как замкнутые и разомкнутые системы парообразования. Разомкнутые системы позволяют существенно повышать давление пара, в них конденсат сам по себе попадает в конденсатный бак и оттуда перекачивается насосом по мере наполнения. В парообразующих системах замкнутого типа конденсат из устройств накаливания возвращается в котел самотеком по наклонному или же вертикальному размещению соответствующих труб. В виду того, что ограничивается высота столба конденсата (как правило до 1. 5 - 2 метров), то подобные парогенераторы в состоянии функционировать на температурах до 115 градусов и давлении до 0, 7 бар, что характерно только для систем низкого давления, называющихся неподнадзорные котлы.

Монтаж особой конструкции змеевика, который является теплообменником для подогрева воды еще до ее подачи непосредственно в котел, и содержащий дымовую трубу, позволяет увеличить КПД. Это приспособление, называемое экономайзером, активно используется в теплоэнергетике. Для производства экономайзеров, как правило, применяются чугунные или же стальные трубы, именно второй вариант применяется в жаротрубных паровых котлах ICI.

Состояние большинства составляющих котельного оборудования напрямую зависит от качества воды. В различных районах вода имеет различный химический состав - это может прямым или косвенным способом оказывать влияние на общее состояние механизмов системы, например, минеральные соли, которые содержатся в воде, могут быть виновниками возникновения накипи в трубах, а это уменьшает коэффициент полезного действия. Именно по этой причине химводоочистка является одним из основополагающих подготовительных этапов правильного использования оборудования, в частности, воду необходимо очистить от железа, снизить содержание осадочных веществ. Устройство, где происходит нагрев воды до кипения с целью уменьшения количества газов и, в первую очередь, кислорода О2, вызывающего ржавление элементов котла, именуется деаэратором. Существуют деаэраторы атмосферного и вакуумного типа: первые используются в парообразующих системах, вторые - в водогрейных котлах. На сегодняшний день паровые котлы уже на этапе производства оборудуются устройствами подготовки воды, в их число обязательно входят и деаэратор и устройство для химводоподготовки.