Vannrørskjele: enhet, driftsprinsipp i industriell energi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Kjelvannsoppvarmingsutstyr er mye brukt i industrien, hvor den høye ytelsen til generatorsett verdsettes. Slike enheter brukes hovedsakelig til teknologiske operasjoner - for eksempel for å generere damp ved å fordampe vann. Men muligheten for husholdningsdrift er ikke utelukket, hvis det er nødvendig å organisere varmtvannsforsyning for flere store forbrukere. Blant de mest optimaliserte dampgeneratordesignene kan man merke seg vannrørdesignet. En kjele av denne typen er ikke dårligere enn mange analoger når det gjelder ytelse per tidsenhet, men utformingen medfører mange restriksjoner på drift under trange forhold.

Enhetsenhet

Det vanligste designet med to trommer (samlere) i bunnen. Dette er metalltanker som er forbundet med forskjellige rørdiametre. Også en obligatorisk komponent er et forbrenningskammer eller en ovn som genererer termisk energi. Andre designelementer inkluderer:

• Drivstofftilførselsrør (vanligvis flytende).
• Sirkulasjonskommunikasjon for vann.
• Inn- og utløp for vann.
• Uttak for drenering av vann.
• Skillevegger (hvis vi snakker om et lukket kjelesystem i et beskyttende etui).
• Skorstein.
• Dampseparator.

De fleste konstruksjonselementene til vannrørskjelen er laget av varmebestandig stållegering. Det finnes også støpejernsmodeller, men de kan brukes hvis driftsforholdene tillater installasjon av tunge enheter. Rør- og monteringselementer kan også delvis lages på grunnlag av brannsikker keramikk, som er mer praktisk enn metall. Brannkammervinduet og en rekke andre områder for mulig observasjon er laget av varmebestandig herdet glass.

Hjelpestrukturelementer

Valgfritt kan kjelen inkludere tilleggsenheter som utvider funksjonene og brukervennligheten til utstyret. Blant dem kan følgende enheter nevnes:

• Overheting. Designet for å øke damptemperaturen til 100 °C og over. I seg selv har ikke utformingen av vannrørenheter som mål å bringe temperaturregimet til damp til visse verdier. Som regel er målet for arbeidet nettopp effekten av fordampning. På den annen side konveksjonoverhetere, avhengig av modell, er i stand til å bringe temperaturen på utløpsblandingen opp til 500 °C, noe som kan være nødvendig i noen teknologiske operasjoner i produksjonen.
• Avfukter. Også et damppreparat som tørker det ut ved å fjerne overflødig fuktighet.
• Dampakkumulator. Hvis vannrørskjelen ikke kan takle belastningene eller tvert imot fyller dampkammeret i minimale volumer, vil denne enheten bidra til å balansere driftsmodusen. Akkumulatoren tar eller pumper dampstrømmer inn i systemet når det er nødvendig.
• Enhet for vannbehandling. Vann, som generasjonskilde, trenger også passende behandling. Et spesielt filtersystem reduserer for eksempel volumet av oppløst oksygen, fjerner s alter og uønskede kjemikalier.
• I dag blir det mindre og mindre vanlig å klare seg uten automatikk, men de leveres også som standard med utstyr. Du kan bare kjøpe et utvidet sett med instrumentering som lar deg overvåke parametrene for trykk, temperatur, fuktighet osv.

Driftsprinsipp

I utgangsposisjonen er to fat fylt med vann - en helt (vann), og den andre (damp) halvparten. I den andre kollektoren er det anordnet en skillemembran på innsiden som skiller vann fra damp. Denne grensen kalles fordampningsspeilet. Arbeidsprosessen starter fra det øyeblikket brannboksen tennes, som er koblet til en varmeveksler i form av et rørsystem med sirkulerende vann. Varmt vann kommer inn i den første trommelen,opprettholde tilstrekkelig volum.

Samtidig begynner prosessen med væskefordampning i damprøret til vannrørskjelen. Prinsippet for drift av enheten er basert på konvektiv varmeveksling, som kan utføres i en naturlig non-stop-modus. Kaldt vann fra det sentrale vannforsyningssystemet passerer det grunnleggende nivået av filtrering, kommer deretter inn i varmevekslingssystemet og ledes til varmetrommelen. Videre, avhengig av fordampningshastigheten, fyller væsken gradvis opp påfyllingsnivået til dampsamleren. Damp på sin side slippes enten ut gjennom skorsteinen eller går inn i prosesssonen for videre bruk.

Forskjeller fra brannrørskjel

Forskjellen mellom disse enhetene ligger i konfigurasjonen av plasseringen av forbrenningskammeret eller, i prinsippet, kilden til termisk energi i forhold til varmeveksleren og vanntanken. For det første er dampgenerering ikke nødvendig i det hele tatt. Brannrørskjelen fungerer hovedsakelig for oppvarming med vann, og gir funksjonen til varmtvannssystemet. For det andre, i slike kjeler, er ovnen plassert i midten av strukturen, og beholderne med vannsirkulasjonskretser er av anvendt natur. De er i kontakt med varmeveksleren på den ytre overflaten av strukturen.

Men dette er ikke den eneste forskjellen mellom brannrør- og vannrørkjeler. Forskjellen går også gjennom midlene for å regulere varmevekslingsprosessen. Utformingen av vannrørsenheten sørger for en economizer, på grunn av hvilken i utgangspunktet kaldt vann forvarmes. Følgelig viderevarmeoverføringsreaksjoner er mer intense og med mindre energiforbruk. På den annen side inkluderer fordelene med brannrørutstyr strukturell enkelhet og et minimum av vedlikeholdstiltak under drift.

Forskjeller fra gassrørutstyr

I vannrørenheter er den direkte oversetteren av termisk energi varmt vann, som fyller sirkulasjonsrørene til varmeveksleren. Det viser seg en effektiv og sikker generator som bidrar til produksjon av damp. Når det gjelder gassrørkjeler, kan den tekniske utformingen, selv utad, delvis tilsvare vannrørkonstruksjoner. Den eneste forskjellen er at bæreren av termisk energi vil være eksosgassene i forbrenningskammeret. Hvordan påvirker dette driftsprosessen? Hvis prinsippet om drift av en vannrørkjele tillater fullstendig forbruk av avfallsprodukter uten rester til øyeblikket av fordampning og videre bruk av damp, må en gassrørkjele frigjøre arbeidsgassmediet allerede i varmeveksleren system. Dessuten er det utstyrt med tykke dyser for å sikre prosessens sikkerhet.

Varianter av vannrørskjeler

Hovedklassifiseringsfunksjonen er plasseringen til samlerne. Tradisjonelt er strukturer utstyrt med horisontale tromler, som er praktisk koblet til sirkulerende vannforsyningskretser. To kollektorer er installert på plattformen parallelt, og en brannboks med utløpskanaler kan plasseres mellom dem. Hvis i teknisk romdet er ikke nok plass, da brukes vertikale vannrørkjeler på et spesielt kommunikasjonssubstrat. Sylindriske tromler suser oppover, og en arbeidsvæske med forskjellige temperaturer tilføres nedenfra. Prosessdamp sendes ut på toppen.

Ship Water Tube Boiler

Utformingen av slike enheter er optim alt egnet for bruk som del av sjøtransport. Men selv i dette tilfellet brukes spesielle modifikasjoner av kjeler - stråling. Deres kjennetegn er bruken av radiativ termisk energi, som også frigjøres under forbrenning av drivstoff (vanligvis diesel). En obligatorisk strukturell betingelse er den øverste plasseringen av ovnsdysene. Et annet trekk ved utformingen av en vannrørskjele for marine fartøyer er kombinasjonen med dampturbinanlegg som gir mellomoppvarming av damp.

vedlikehold av utstyr

Kommunikasjonsinfrastruktur med rørelementer er ganske komplisert for vannrørenheter, noe som fører til en omfattende liste over tekniske tiltak for diagnostikk og reparasjon. Vedlikeholdspersonell må periodisk kontrollere tilstanden til rørene for tetthet, utføre feildeteksjon av funksjonelle enheter og automatiske kontroller, og også opprettholde påliteligheten til tilkoblinger med festemidler. Spesiell oppmerksomhet rettes mot rørene til varmeveksleren og kollektorene - det minste trykkfallet kan skade strukturen, noe som vil skape forhold for trykkavlastning av kretsen.

Profferdesign

Den viktigste fordelen med slike kjeler i den generelle familien av dampenheter er sikkerheten. Ved å opprettholde en optimal temperaturbalanse kan du stole på langsiktig drift av utstyret uten ulykker og skader på arbeidsdelene. Brede reguleringsevner til vannrørkatten er også notert, noe som bekreftes av integreringen av economizeren med automatiske avstengningsventiler. Enhetene fungerer uten deltakelse fra operatøren, basert på dataene til de installerte termostatalgoritmene. Dette gjør det mulig å programmere systemet for flere dager fremover.

Designulemper

Prinsippet for drift av slike kjeler er fokusert på høy ytelse, uavhengig av bruksforholdene. Nylig spiller denne nyansen en stadig viktigere rolle på bakgrunn av optimalisering og rasjonalisering av produksjonskapasiteten. Den massive kroppen og kommunikasjonsutvekslingene på flere nivåer til dampvannrørkjeler gjør det nødvendig å se etter alternative løsninger på dampgenereringsproblemer. Konseptet med å minimere enheten til denne kjelen er imidlertid ikke utelukket. Men i dette tilfellet vil høy effektivitet gå tapt, for ikke å nevne mulighetene for å jobbe i kraftvarmemodus med parallell tilførsel av varmtvannsdrift. Utstyret er med andre ord optim alt egnet for store industrier som trenger store volumer prosessdamp, men er neppe nyttig for å forsyne forbrukere med lav etterspørsel etter målrettet energi.

Konklusjon

Den grunnleggende forskjellen mellom selve konseptetvannrørskjeler tilhører klassen engangsutstyr. Slike installasjoner har en betydelig fordel fremfor autonome systemer, som ligger i muligheten for en kontinuerlig generasjonsprosess. Selv ved høye driftsforhold er vannrørkjeler i stand til å fungere i lang tid og opprettholde samme kvalitet på dampproduksjonen. En annen ting er at sikkerhetskravene fortsatt utelukker lange økter med drift med høy effekt. Når det gjelder autonomi, i forhold til slike kjeler er det uttrykt i eliminering av behovet for energiforsyning. Selvfølgelig vil stengeventilene trenge minst batteristrøm, men prosessen med vannsirkulasjon og påfølgende fordampning er ganske håndterlig uten strøm.