Vízcsöves kazán: készülék, működési elv az ipari energetikában

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A kazános vízmelegítő berendezéseket széles körben használják az iparban, ahol nagyra értékelik a generátorkészletek nagy teljesítményét. Az ilyen egységeket főként technológiai műveletekre használják - például víz elpárologtatásával gőz előállítására. De nem kizárt a háztartási üzemeltetés lehetősége, ha több nagy fogyasztó melegvízellátását kell megszervezni. A leginkább optimalizált gőzgenerátor-konstrukciók közül kiemelhető a vízcsöves kialakítás. Egy ilyen típusú kazán nem rosszabb, mint sok analóg az egységnyi időre vetített teljesítmény tekintetében, de kialakítása számos korlátozást okoz szűkös körülmények között történő működésben.

Eszközeszköz

A legelterjedtebb kialakítás két dobbal (gyűjtővel) az alján. Ezek fémtartályok, amelyeket különböző csövek kötnek összeátmérők. Szintén kötelező alkatrész az égéstér vagy a hőenergiát termelő kemence. További tervezési elemek:

• Üzemanyag-ellátó cső (általában folyékony).
• Cirkulációs kommunikáció a vízhez.
• Vízbemenetek és -kimenetek.
• Kimenet a víz elvezetéséhez.
• Elválasztófalak (ha zárt kazánrendszerről beszélünk védőtokban).
• Kémény.
• Gőzleválasztó.

A vízcsöves kazán szerkezeti elemeinek többsége hőálló acélötvözetből készül. Vannak öntöttvas modellek is, de ezek akkor használhatók, ha az üzemi feltételek lehetővé teszik nehéz egységek beszerelését. A cső- és idomelemek részben tűzálló kerámiából is készülhetnek, ami praktikusabb a fémnél. A tűztér ablaka és számos egyéb megfigyelhető terület hőálló edzett üvegből készült.

Segédszerkezeti elemek

Opcionálisan a kazán további eszközöket is tartalmazhat, amelyek bővítik a berendezés képességeit és könnyű kezelhetőségét. Közülük a következő eszközök jegyezhetők meg:

• Túlmelegítő. Úgy tervezték, hogy a gőz hőmérsékletét 100 °C-ra vagy magasabbra emelje. Önmagában a vízcsöves egységek tervezésének célja nem a gőz hőmérsékletének bizonyos értékekre hozása. A munkavégzés célpontja általában pontosan a párolgás hatása. Másrészt a konvekcióa túlhevítők modelltől függően képesek a kilépő keverék hőmérsékletét 500 °C-ra emelni, amire a gyártás egyes technológiai műveletei során szükség lehet.
• Párátlanító. Szintén gőzkészítmény, amely a felesleges nedvesség eltávolításával kiszárítja.
• Gőztároló. Ha a vízcsöves kazán nem tud megbirkózni a terhelésekkel, vagy éppen ellenkezőleg, minimális mennyiségben tölti fel a gőzkamrát, ez az eszköz segít kiegyensúlyozni az üzemmódot. Az akkumulátor szükség esetén gőzt vesz fel vagy pumpál a rendszerbe.
• Eszköz vízkezeléshez. A víz, mint termelési forrás, szintén megfelelő kezelést igényel. Például egy speciális szűrőrendszer csökkenti az oldott oxigén mennyiségét, eltávolítja a sókat és a nem kívánt vegyszereket.
• Ma már egyre ritkábban nélkülözik az automata vezérlést, de ezeket is alapfelszereltségként szállítják. Csak bővített műszerkészletet vásárolhat, amely lehetővé teszi a nyomás, hőmérséklet, páratartalom stb. paramétereinek átfogó nyomon követését.

Működési elv

A kezdeti helyzetben két hordó meg van töltve vízzel – az egyik teljesen (víz), a második (gőz) félig. A második kollektor belsejében elválasztó membrán található, amely elválasztja a vizet a gőztől. Ezt a határt párolgási tükörnek nevezik. A munkafolyamat a tűztér begyújtásának pillanatától kezdődik, amely egy csőrendszerű hőcserélőhöz van csatlakoztatva keringető vízzel. Forró víz lép be az első dobba,elegendő hangerő fenntartása.

Ugyanakkor megindul a folyadék elpárolgása a vízcsöves kazán gőzfejében. Az egység működési elve konvektív hőcserén alapul, amely természetes non-stop üzemmódban is végrehajtható. A központi vízellátó rendszerből származó hideg víz átmegy a szűrés alapszintjén, majd belép a hőcserélő rendszerbe, és a fűtődobba kerül. Továbbá a párolgás mértékétől függően a folyadék fokozatosan pótolja a gőzgyűjtő töltési szintjét. A gőz pedig vagy a kéményen keresztül távozik, vagy belép a folyamatzónába további felhasználás céljából.

Különbségek a tűzcsöves kazántól

A különbség ezek között az egységek között az égéstér elhelyezésének konfigurációjában rejlik, vagy elvileg a hőenergia forrásában a hőcserélőhöz és a víztartályhoz viszonyítva. Először is, egyáltalán nincs szükség gőztermelésre. A tüzelőcsöves kazán elsősorban vízzel történő fűtésre szolgál, a HMV rendszer funkcióját látja el. Másodszor, az ilyen kazánokban a kemence a szerkezet közepén helyezkedik el, és a vízkeringtető körökkel ellátott tartályok alkalmazott jellegűek. A szerkezet külső felületén érintkeznek a hőcserélővel.

De nem ez az egyetlen különbség a tűzcsöves és vízcsöves kazánok között. A különbség a hőcsere-folyamat szabályozásának eszközein is átmegy. A vízcsöves egység kialakítása gazdaságosítót tartalmaz, amelynek köszönhetően kezdetben a hideg víz előmelegszik. Ennek megfelelően továbba hőátadási reakciók intenzívebbek és kisebb energiafelhasználással. Másrészt a tűzcsöves berendezések előnyei közé tartozik a szerkezeti egyszerűség és a minimális karbantartási intézkedések az üzemeltetés során.

Különbségek a gázcsöves berendezésektől

A vízcsöves egységeknél a hőenergia közvetlen közvetítője a meleg víz, amely kitölti a hőcserélő keringető csöveit. Kiderült, hogy egy hatékony és biztonságos generátor, amely hozzájárul a gőztermeléshez. Ami a gázcsöves kazánokat illeti, a műszaki kialakítás, még kifelé is, részben megfelelhet a vízcsöves szerkezeteknek. Az egyetlen különbség az, hogy a hőenergia hordozója a kipufogógázok lesznek az égéstérben. Hogyan befolyásolja ez a működési folyamatot? Ha a vízcsöves kazán működési elve lehetővé teszi a hulladéktermékek maradéktalan elfogyasztását a párolgás pillanatáig és a gőz további felhasználásáig, akkor a gázcsöves kazánnak a munkagáz közeget már a hőcserélőben kell felszabadítania. rendszer. Sőt, vastag fúvókák is vannak erre a célra, hogy biztosítsák a folyamat biztonságát.

Vízcsöves kazán fajtái

A fő osztályozási jellemző a gyűjtők elhelyezkedése. Hagyományosan a szerkezetek vízszintes dobokkal vannak felszerelve, amelyek kényelmesen csatlakoznak a keringő vízellátó körökhöz. A platformra párhuzamosan két kollektor van felszerelve, közéjük kivezető csatornákkal ellátott tűztér helyezhető el. Ha a műszaki helyiségbennincs elég hely, akkor függőleges vízcsöves kazánokat használnak speciális kommunikációs hordozón. A hengeres dobok felfelé rohannak, és alulról különböző hőmérsékletű munkaközeget szállítanak. A folyamatgőz felülről távozik.

Vízcsöves kazán hajója

Az ilyen egységek kialakítása optimálisan alkalmas a tengeri szállítás részeként való használatra. De még ebben az esetben is a kazánok speciális módosításait használják - sugárzást. Megkülönböztető jellemzőjük a sugárzó hőenergia felhasználása, amely az üzemanyag (általában gázolaj) elégetésekor is felszabadul. Kötelező szerkezeti feltétel a kemence fúvókáinak felső elhelyezése. A tengeri hajókhoz való vízcsöves kazán tervezésének másik jellemzője a gőz köztes melegítését biztosító gőzturbinás berendezések kombinációja.

Berendezések karbantartása

A csővezeték-elemekkel rendelkező kommunikációs infrastruktúra meglehetősen bonyolult a vízcsöves egységeknél, ami a diagnosztikai és javítási technikai intézkedések kiterjedt listájához vezet. A karbantartó személyzetnek rendszeresen ellenőriznie kell a csövek állapotát a tömítettség szempontjából, el kell végeznie a funkcionális egységek és az automatikus vezérlések hibáinak észlelését, valamint meg kell őriznie a kötőelemekkel való csatlakozások megbízhatóságát. Különös figyelmet kell fordítani a hőcserélő és a kollektorok csővezetékére - a legkisebb nyomásesés károsíthatja a szerkezetet, ami feltételeket teremt az áramkör nyomásmentesítéséhez.

Profiktervek

Az ilyen kazánok legfontosabb előnye a gőzegységek általános családjában a biztonság. Az optimális hőmérséklet-egyensúly fenntartásával a berendezés hosszú távú működésére számíthat balesetek és a működő alkatrészek károsodása nélkül. A vízcső macska széles szabályozási lehetőségeit is meg kell jegyezni, amit megerősít az economizer integrálása automatikus elzáró szelepekkel. A készülékek az üzemeltető közreműködése nélkül működnek, a telepített termosztát algoritmusok adatai alapján. Ez lehetővé teszi a rendszer több napra előre programozását.

Dizájn hátrányai

Az ilyen kazánok működési elve a nagy teljesítményre összpontosít, függetlenül a használati feltételektől. Az utóbbi időben ez az árnyalat egyre fontosabb szerepet játszik a termelési kapacitások optimalizálása és racionalizálása kapcsán. A gőz-vízcsöves kazánok hatalmas teste és többszintű kommunikációs cseréje szükségessé teszi a gőztermelési problémák alternatív megoldásainak keresését. Ennek a kazánnak a minimalizálása azonban nem kizárt. De ebben az esetben a magas hatásfok elvész, nem beszélve a kapcsolt energiatermelési módban történő munkavégzés lehetőségeiről, párhuzamos melegvíz-ellátással. Más szóval, a berendezés optimálisan alkalmas olyan nagy iparágakban, amelyeknek nagy mennyiségű technológiai gőzre van szükségük, de aligha használhatók olyan fogyasztók ellátására, akiknek alacsony a célzott energiaigénye.

Következtetés

Az alapvető különbség maga a fogalom közöttA vízcsöves kazánok az egyszeri áteresztő berendezések osztályába tartoznak. Az ilyen berendezések jelentős előnnyel rendelkeznek az autonóm rendszerekkel szemben, ami a folyamatos termelési folyamat lehetőségében rejlik. A vízcsöves kazánok még csúcsüzemi körülmények között is képesek hosszú ideig működni a gőztermelés azonos minőségének megőrzésével. A másik dolog az, hogy a biztonsági követelmények továbbra is kizárják a hosszú, nagy teljesítményű működést. Ami az autonómiát illeti, az ilyen kazánok esetében az energiaellátási igény kiküszöbölésében fejeződik ki. Természetesen az elzárószelepekhez legalább akkumulátort kell tölteni, de a víz keringtetése és az azt követő párolgás folyamata áram nélkül is jól kezelhető.