Zawartość
Kocioł to naczynie, w którym woda jest podgrzewana pod ciśnieniem i odparowywana do pary w określonym celu. Istnieje kilka różnych rodzajów kotłów ogrzewanych węglem, paliwem stałym, olejem lub gazem. Kotły różnią się znacznie wielkością - od małych, przenośnych lub montowanych w warsztacie urządzeń po duże piece, które spalają 6 ton węgla na minutę. Kotły pracują pod nadciśnieniem, a wszystkie części muszą być wystarczająco mocne, aby wytrzymać ciśnienie wytwarzanej przez nie pary. Większość kotłów wysokociśnieniowych jest wykorzystywana do celów komercyjnych lub przemysłowych.
Maksymalne dopuszczalne ciśnienie
Fotolia.com "> ••• Zdjęcie zaworu parowego John Sandoy z Fotolia.comKotły klasyfikowane są również pod względem wydajności ciśnieniowej, rodzaju konstrukcji i zastosowania. Maksymalne dopuszczalne ciśnienie robocze (MAWP) to najwyższy poziom ciśnienia, jaki wytrzymuje zbiornik (kocioł). Ciśnienie to mierzy się w funtach na cal kwadratowy lub „psi”, a ciśnienie manometryczne wyraża się w „psig”. Narodowe Stowarzyszenie Zapobiegania Pożarom i normy federalne definiują kocioł parowy typu II jako taki, który wytwarza parę wysokociśnieniową między 16 i 150 psig. Kocioł parowy typu III wytwarza parę o ciśnieniu od 151 do 350 psig.
Kocioł z rurką wodną
W tego rodzaju kotle paliwo jest spalane wewnątrz pieca, tworząc gorący gaz, który ogrzewa wodę krążącą w jego rurach. Woda jest przekształcana w parę, która unosi się w bębnie parowym, gdzie para nasycona jest odprowadzana. To ponownie wchodzi do pieca przez przegrzewacz, gdzie robi się jeszcze cieplej. Kiedy temperatura przegrzanej pary jest wyższa niż temperatura wrzenia, staje się suchym, sprężonym gazem, który jest używany do napędzania turbin. Większość konstrukcji kotłów z rurami wodnymi ma wydajność od 4500 do 120 000 kilogramów na godzinę pary. Kotły wodnorurowe w elektrowniach cieplnych są również nazywane urządzeniami wytwarzającymi parę.
Kocioł Benson
Fotolia.com "> ••• rurociągi do obrazu turbiny parowej Andrei Merkulov z Fotolia.comKocioł Benson nazywa się nadkrytycznym generatorem pary i jest często wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej. Działa pod tak wysokim ciśnieniem, ponad 3200 psi, że faktyczne wrzenie zatrzymuje się i nie dochodzi do separacji pary wodnej. Nie ma pęcherzyków, ponieważ temperatura wody przekracza ciśnienie krytyczne, przy którym mogą tworzyć się pęcherzyki. Para ta działa w turbinie wysokociśnieniowej, a następnie dostaje się do skraplacza generatora. Termin „kocioł” nie powinien być używany w tym generatorze pary, ponieważ w rzeczywistości tak naprawdę nie występuje gotowanie.
Przegrzany kocioł parowy
Ten typ kotła odparowuje wodę, a następnie podgrzewa parę w przegrzewaczu, wytwarzając parę o znacznie wyższej temperaturze. Powoduje to wyższą temperaturę spalin, chyba że zastosowany zostanie „ekonomizer”. Ekonomizer podgrzewa wodę zasilającą, która przepływa przez nagrzewnicę powietrza do spalania na drodze wylotu gorących spalin. Ta przegrzana para często zwiększa ogólną wydajność wytwarzania pary i jej wykorzystanie wraz ze wzrostem temperatury wejściowej do turbin. Przegrzana para budzi obawy dotyczące bezpieczeństwa, ponieważ jeśli którykolwiek element systemu ulegnie awarii i wydostanie się para, wysokie ciśnienie i temperatura mogą być śmiertelne. Temperatura w rejonie kotłowego pieca gazowego wynosi zwykle od 2400 do 2900 stopni Fahrenheita. Niektóre z nich są grzejnikami konwekcyjnymi, pochłaniającymi ciepło z gazu podobnego do płynu, podczas gdy inne są promieniujące, pochłaniają ciepło promieniowania.