Промышленные паровые котлы принято разделять на две основные группы: жаротрубные и водотрубные, в зависимости от геометрии, по которой тепло передается воде. В одном горячие дымовые газы проходят по трубам, окруженным водой, а в другом смесь воды и пара проходит по трубам, окруженным горячими газами. Это главное отличие; Это влияет на достижимую производительность, давление, реакцию на изменение нагрузки, тип обслуживания и требования к качеству воды.
Правильный выбор: «какой тип лучше?» Делать это надо не с вопросом, а с паропотребностью и условиями технологического процесса.
Как работает жаротрубный котел?
В жаротрубном котле через топку и дымовые трубы проходят горячие газы, образующиеся в горелке или системе сгорания. Вода за пределами труб нагревается и превращается в пар. Паровой котел шотландского типа — один из распространенных промышленных примеров этой группы.
В трехходовой конструкции горячие газы проходят в котле три разных прохода. Цель состоит в том, чтобы получить максимальную выгоду от энергии газа по мере его движения к дымоходу. Достаточный объем воды может способствовать стабильности давления при кратковременных изменениях нагрузки.
Как работает водотрубный котел?
В водотрубном котле вода циркулирует внутри труб; Горячие дымовые газы нагревают внешние поверхности труб. Меньшие диаметры труб и различные конструкции циркуляции позволяют разрабатывать конструкции, подходящие для применений, требующих высокой производительности и давления.
В паровом котле типа D пучки труб и барабаны создают геометрию печи, поперечное сечение которой напоминает букву D. Конструкция водопроводных труб не ограничивается только типом D; В зависимости от топлива, мощности и условий процесса могут использоваться различные конструкции печей и циркуляционных систем.
Техническое сравнение
| Критерии | Жамелотрубный котел | Водотрубный котел |
|---|---|---|
| Расход | Горячий газ в трубе, вода на выходе | Вода/пар в трубе, горячий газ на выходе |
| Типичное использование | Общее для средней производительности и давления | Общее для высокой производительности/давления и специальных процессов |
| Объем воды | Обычно выше | Обычно ниже |
| Холодный старт | Может занять больше времени | Может быть быстрее в зависимости от конструкции |
| Реакция на изменение нагрузки | Объем воды может обеспечить буферизацию | Может быть быстрее; автоматизация и распространение важны |
| Чувствительность к качеству воды | Критическая | Может быть более критичной из-за небольших труб |
| Техническое обслуживание | Очистка дымовых труб и контроль воды | Профессиональный контроль труб, барабана и циркуляционной системы |
| Установка | Может подойти для пакетных решений | В больших системах может потребоваться сборка на месте |
Эта таблица — начало выбора; Следует учитывать мощность и предельные значения давления, указанные производителем.
Выбор давления и производительности
Высокая производительность или высокое давление не означают автоматически необходимость использования водотрубного котла. Современные жародымотрубные котлы могут выпускаться в широком диапазоне мощностей. Однако по мере увеличения производительности и давления важными становятся диаметр корпуса, толщина листа, термические напряжения, ограничения транспортировки и соображения безопасности.
Водотрубные котлы могут распределять высокий тепловой поток по большей поверхности труб и обеспечивают преимущества при работе с высоким давлением. Окончательный предел; Стандарт проектирования определяется материалом, топливом, циркуляцией и условиями проекта.
Изменение нагрузки и качество пара
Если потребление процесса внезапно увеличится, давление внутри котла может упасть и поведение уровня воды может измениться. жаротрубный котел с большим объемом воды выдерживает кратковременные колебания; Однако негабаритный котел, который длительное время работает при малой нагрузке, может стать неэффективным.
Конструкция водяной трубки позволяет быстро реагировать; С другой стороны, циркуляция, контроль уровня и автоматизация должны быть настроены правильно. В обоих типах на сухость пара влияют площадь разделения пара, скорость загрузки и химический состав воды.
Как тип топлива влияет на дизайн?
Природный газ и жидкое топливо могут использоваться в компактных объемах сгорания с управляемой горелкой. Для твердого топлива, такого как биомасса и уголь, требуются печи различной геометрии для сушки, газификации, сжигания и удаления золы. В системах с кипящим слоем, вращающейся решеткой и прямой тягой анализ топлива имеет такое же решающее значение, как и тип котла.
Разница в обслуживании и водоподготовке
В жаротрубных котлах сажа и зола могут снизить теплоотдачу в дымовых трубах. Образование известкового слоя со стороны воды повышает температуру металла. Требуется регулярная очистка труб, анализ воды и организация продувки.
В водотрубных котлах осадок, известковый налет или нарушение циркуляции могут стать причиной локального перегрева из-за внутреннего сечения труб и большого теплового потока. По этой причине система умягчения воды, деаэратор и химическое кондиционирование должны рассматриваться вместе в соответствии с проектом.
Какой из них следует выбрать в какой ситуации?
Следующие вопросы легли в основу решения:
- Что такое нормальный и пиковый расход пара?
- Каково рабочее и расчетное давление?
- Как быстро меняется нагрузка?
- Какова влажность, зольность и низшая теплотворная способность топлива?
- Существуют ли какие-либо особые технологические требования к сухости и температуре пара?
- Каково качество воды и скорость возврата конденсата на объекте?
- Какие места для транспортировки, установки и доступа для обслуживания?
- Какова годовая продолжительность работы и запланированное время простоя?
Технический выбор сделан на основе этих данных; Помимо первоначальных инвестиций, здесь также учитываются расход топлива, техническое обслуживание, непрерывность производства и срок службы оборудования.
Часто задаваемые вопросы
Есть ли в котле шотландского типа водяные трубки?
Нет. Котел шотландского типа представляет собой распространенную конструкцию котла цилиндрической формы с пламенно-дымовой трубой.
Почему котел типа D используется на большой мощности?
Конструкция водопроводных труб, большая поверхность теплопередачи и соответствующая конструкция циркуляции могут быть адаптированы к приложениям с высокой производительностью и давлением.
Всегда ли водотрубный котел эффективнее?
Нет. Урожай; Это зависит от типа котла, а также температуры дымовых газов, избытка воздуха, топлива, коэффициента нагрузки, изоляции и рекуперации тепла.
Какой котел подойдет для существующего объекта?
Решения не следует принимать исключительно на основе мощности без учета профиля технологического пара, анализа топлива, давления, качества воды и планировки площадки.
Технические ресурсы
- Т.Р. Министерство труда и социальной защиты, Критерии безопасной эксплуатации и периодического контроля котлов в Турции и Европе.
- Объяснения к стандарту TS EN 12952 и TS EN 12953.