Tekening van een stoomketel
Water kachels- temperatuur van oververhitte stoom (540 560 0 С0;
- Efficiëntie Bruta-ketel (80 92 0 C).
50. Ketels
Ontworpen om warm water te produceren.
VC wordt geïnstalleerd in ketelhuizen met industriële verwarming en in piekwaterverwarmingsketelhuizen van de WKK.
Werk aan een straight-throughschema, d.w.z. er is geen watercirculatie in de ketel. De watertemperatuur bij de ingang van de ketel is van 70 tot 120 0 C, en bij de uitlaat van 150-200 ° C.
Standaard schaal van prestaties van warmwaterketels:
KV-GM-100 (ketel heet water, gasolie -100 Gcal / uur);
KV-TC-20 (ketel heet water, vaste brandstof, laagverbranding 20 Gcal / uur);
KV-TK-50 (heet water voor ketels, vaste brandstof, verbranding in de kamer 50 Gcal / uur).
51. Thermisch proces in de turbinetrap. Mate van reactiviteit van de turbinetrap
2 - werkende messen;
enthalpie van stoom bij de mondstukinlaat;
stoomenthalpie bij de uitlaat van het mondstuk;
de snelheid van de stoom voor het mondstuk en aan de uitlaat van het mondstuk.
- warmteoverdracht van de turbinetrap.
Uitgebreid schema van de turbinetrap:
1 2 1 - vaste mesbladen met mondstukken;
2 - werkende mobiele bladen;
absolute snelheid van de werkvloeistof;
omtrekssnelheid van werkende messen;
relatieve snelheid van de werkvloeistof.
De set vaste sproeierbladen vormen een straalpijprooster en het stel mobiele werkbladen vormt een bedieningsrooster. Het mondstuk en de werkroosters vormen een turbinetrap. De combinatie van het kanaal in het mondstuk en de werkroosters vormen het stroomgedeelte van de turbinetrap.
Mate van reactiviteit van de turbinetrap -
warmteoverdracht op de platformschop;
de beschikbare warmteflux van de turbinetrap;
actieve turbinetrap;
reactieve turbinetrap.
52. Actieve en reactieve stoomturbines. Het ontwerp van een semi-reactieve turbine
In de actieve turbine wordt het beschikbare differentieel, en dus het drukverschil, geactiveerd in het mondstukapparaat en verandert in een kop met hoge snelheid. Op werkbladen remt het werkmedium, de kinetische energie ervan wordt omgezet in de kinetische energie van de rotor.
Het verlagen van de temperatuur van het arbeidsfluïdum tot de temperatuur van de werkbladen is gunstig voor hun werk.
Turbines zijn meestal meertraps, de geometrische afmetingen van het stromingsdeel langs het stoompad nemen toe.
Meertraps semi-actieve turbine:
Catalogus / Ketels
Een van de belangrijkste werkwijzen voor het produceren van thermische energie vandaag is het verbranden van brandstoffen in ketels en verwarming door verbrandingsenergie van het koelmiddel, dat meestal water werkt. Het water in de boiler heeft een hoge temperatuur en zeer vaak onder hoge druk, wat leidt tot het feit dat de ketels zijn onderhevig aan hoge risico, nood falen van die leidt tot de noodzaak om niet alleen de ketel, maar ook tot aanzienlijke problemen in de hitte de consument te herstellen. Om dergelijke situaties te voorkomen, moet u de bedieningsregels zorgvuldig volgen. Wij bieden u downloadtekeningen van verschillende ketels en thermische eenheden, die actief worden gebruikt in onze tijd. We hebben tekeningen van ketels DKVR, BKZ, DE, TP en vele anderen, inclusief geïmporteerde ketels.
Tekeningencatalogus
automatisering
Extra materiaal
Wedstrijden (*)
GOST's (*)
gemengde berichten
Technische systemen
Werktuigbouwkunde en mechanica
Beschrijvende geometrie en grafische engineering
wapen
industrie
landbouw
constructie
regelingen
Transportdiensten
Elektrische machines
Software: AutoCAD 2011
Samenstelling: Interne gastoevoer., Thermomechanische oplossingen., Automatisering., Gasvoorzieningautomatisering. Controle op gasverontreiniging, Toelichting
Software: SolidWorks 2016 SP5.0
Samenstelling: montagetekening, detaillering, 3D-montage, 3D-detaillering
Software: AutoCAD 2017
Samenstelling: 3D-model een ketel
Software: COMPASS-3D 16
Samenstelling: PP, gasolie branders (IN), de boiler (IN), een externe cycloon (IN), het scheiden van de trommel inrichting (IN), een bovenaanzicht garage (IN) eigenschap
Software: COMPASS-3D 16
Samenstelling: 3D-montage zonder snijden - de afmetingen van alle onderdelen staan in de onderdeelnaam
Stoomketel: theorie, bedrijfsregels, ontwerp en type, toepassing
Een stoomketel is ontworpen om een werkende (of krachtige) stoom te produceren die in staat is om mechanisch te werken of een equivalente hoeveelheid warmte toe te wijzen. Apparaten die stoom vormen, een kracht van een bepaalde omvang waarvan niet vereist is, worden stoomgeneratoren genoemd. Ze worden veel gebruikt in de industrie (bijv., Stomen beton), in levensmiddelentechnologie (stoomkokers), medicijnen (inhalers, sterilisatoren) en thuis (voor het strippen en schoonmaken, bad, etc..), Maar de stoomgenerator is verre van stoomketel.
Moderne industriële en huishoudelijke stoomketels
Waarom hebben we sterke stoom nodig?
In een tijd waarin "op weg" kwantumcomputers en communicatieapparatuur zijn, in staat om onafhankelijk kunstmatige intelligentie en ruimtevaartuigen te bedenken voor interstellaire vluchten, blijft de behoefte aan een werkend paar hoog. In de industrie, in het bijzonder voor transmissie over een afstand grote hoeveelheden kant-en-klare warmte en aandrijving procesapparatuur. Persen, hamers svaezabivateley etc. Op watertransport in vermogen de ontwikkeling van het werkfluïdum in stoomturbines en andere mechanische krachtige motoren :. starten wanneer Met 5-10 MW op de as is de kostprijs van een eenheid mechanisch werk van de stoom lager dan die van enige andere werkvloeistof.
Opmerking: een paar stoomcilinder - zuiger heeft een opmerkelijke eigenschap - de grootste kracht op de staaf ontwikkelt zich bij een snelheid van nul van de zuigerslag. Met andere woorden, het externe kenmerk van de stoommachine is ideaal en de efficiëntie ervan is bijna onafhankelijk van de bedieningsmodus; Er is geen behoefte aan een stoommachine.
In het dagelijks leven worden ook stoomketels gebruikt; vooral in stoom- en dual-circuit verwarmingssystemen (CO). Stoomdampen vereisen een meer zorgvuldige afdichting dan met een vloeibaar koelmiddel, maar laten op het hoogtepunt van het stookseizoen de afzonderlijke takken van het systeem afkoppelen en opnieuw verbinden, zonder het risico te lopen dat alle verwarming wordt verstoord. Dit maakt het op zijn beurt mogelijk om goed geïsoleerde opslagruimten met impulsen te verwarmen, wat tot 30% of meer verwarmingskosten bespaart in een seizoen met een ruw klimaat.
Two-contour CR, daarentegen, is zuiniger in de regio's met een langdurig laagseizoen en een milde, onstabiele winter. De temperatuur van de retour van een CO met een enkele lus mag niet onder ongeveer +45 graden Celsius, anders zal het zure condensaat in de verwarmingsketel uitvallen, waardoor het hele systeem uitvalt. Verlies van warmte in de hoofdleidingen is aanzienlijk, dus in huizen en / of distributie-heatpipes die ze zogenaamd plaatsen. Lifteenheden waarin een deel van de warmtedrager uit het voeder in het retourkanaal wordt gezogen en wordt verwarmd. Hoewel de ketel een groot deel van het koelmiddel in een cirkel duwt, besteedt het overtollige brandstof, wat wordt betaald voor abonnees. Hoe hoger de buitentemperatuur en hoe kleiner de verwarming nodig is, het grootste deel van de door de ketel gegenereerde warmte wordt niet besteed aan het verwarmen van gebruikers, maar aan het onderhouden van zichzelf in de modus. Dat is nog steeds niet optimaal.
In een CO met 2 circuits zendt de stoomketel stoom uit, die het koelmiddel CO via de warmtewisselaar verwarmt. De aanvoertemperatuur kan nu worden verlaagd, waardoor de verliezen in de leidingen kleiner worden: ze zijn groter dan het warme koelmiddel. De temperatuur van de retourstroom kan willekeurig laag zijn, als alleen het systeem niet wordt ontdooid: er brandt niets in de warmtewisselaar en er worden geen zuurradicalen gevormd die kunnen uitvallen als een zure regen. De stoomketel bedreigt ook niets: er zijn geen grote verliezen, omdat warmtewisselaar in de buurt; de stoomtoevoer naar het wordt geregeld door de automatische klep volgens de temperatuur van de 2e kring, en de retourstoom naar de ketel blijft sterk verwarmd.
En wat is er slecht aan?
Het grootste nadeel van stoomketels is een lange tijd van gereedheid. Het beste van het moderne gaat 3-5 minuten naar de werkmodus en in een conventionele ketel worden paren ongeveer een uur gefokt. Daarom is er praktisch geen stoomtransport op de grond, hoewel de efficiëntie van moderne keramische stoommachines niet slechter is dan die van een ICE. Maar de motor kan tot zwijgen worden gebracht, maar de ketel stopt niet.
Niet minder belangrijk - het explosiegevaar. Als de energiereserve in de brandstoftank van de auto wordt gemeten in tientallen kg TNT, dan in een stoomketel, centers en tonnen. Benzine en diesel kunnen gewoon zo verbranden en de ketel ontploft bij een ongeluk. Modern - uiterst zeldzaam, maar hun explosiviteit is nog steeds niet nul.
Van het tweede nadeel volgt een andere: om de stoomketel te voeden, hebt u zeer goed voorbereid water van hoge kwaliteit nodig. Uitschot - een verschrikkelijke vijand van de ketel, het vermindert drastisch de thermische efficiëntie en verhoogt de explosiviteit.
Als gevolg van het 2e en 3e - het 4e serieuze nadeel: stoomketels hebben regelmatig gekwalificeerde inspectie en onderhoud nodig met keteluitschakeling. Stel je voor dat je de auto om de zes maanden naar de SRT moet rijden en de schutbordmotor moet bestellen, anders stopt hij met luisteren naar het stuur en valt hij zelf in de paal.
Een beetje geschiedenis
Gedachten om de kracht van stoom te gebruiken voor de praktische doeleinden van het millennium. Er wordt aangenomen dat de eerste stoomboiler, die tegelijkertijd een reactieve stoomturbine was, werd uitgevonden door Geron van Alexandrië. Er is bewijs dat in de zestiende eeuw. de kapitein van de Spaanse vloot, Blasco de Garay, bouwde en demonstreerde de koning... het schip dat aan het varen was. Maar als dit waar is, dan is een enkele willekeurige bevinding - thermodynamica als een wetenschap was er toen niet, en zonder dat, bereken je een stoommachine en een ketel omdat het onmogelijk is. Edison, van praktijkbeoefenaars, zei ooit: "Er is niets praktischer dan een goede theorie."
Het patent voor de mijn water lift, werken vanuit de ketel met de stoom, eerst ontvangen de Engelsman T. Severi in 1698 op zijn praktijk afgekondigd door de Engelsman T. Newcomen ook op hetzelfde moment, aan het einde van de zeventiende eeuw. Maar de ketel Newcomenia, in principe, verschilde niet van de huishoudelijke ketel en produceerde een zeer zwakke stoom, dus Newcomen's machines werden niet veel gebruikt en leverden geen coup op in technologie.
Stoomketel I. I. Polzunov
De eerste om te begrijpen hoe de ketel werkt, een krachtige stoom (krachtstoom) geeft in de tweede helft van de achttiende eeuw. onafhankelijk van elkaar als Engels ontwerper John. Watt (naar hem vernoemd power unit watt) en een autodidact Russische monteur Ivan sliders. Hij kon zijn stoommachine niet afmaken - gestorven aan de ziekte, maar de ketel werd in 1765 de bouw van stoomketels en Polzunova Watt (afbeelding rechts.) Voltooid zijn vrijwel identiek, maar verschillende technische oplossingen op het moment en kon niet worden.
Thermische efficiëntie en de productie van stoom (zie. Hieronder) cv-ketels Watt en Polzunova toegestaan om machines die verrichten nuttig werk winstgevend draaien, maar waren verre van op dat moment mogelijke technologie. Verbeterde technische prestaties van stoomketels en maakte ze compactere uitvinders van de eerste locomotieven R. Trevithick en J. Stephenson. In de toekomst zal een grote bijdrage leveren aan de ontwikkeling van de Boiler gemaakt Engels ingenieurs George. Thornycroft en Duizendblad E., en vervolgens Russische wetenschapper Vladimir Shukhov, dezelfde die de toren Shabolovka gebouwd.
De eerste locomotieven van Trevithick, Stephenson en Cherepanovs
Opmerking: De eerste locomotief van Stephenson "Blücher" verschijnt №2, maar het is vanwege zijn ervaren voorganger bleek niet geschikt voor langdurig gebruik (In het midden van de figuur.).
Een beetje theorie
In dit gedeelte zijn er geen formules uit school- en universiteitsboeken. Er wordt aangenomen dat u ze onthoudt. En als je het bent vergeten, weet je waar je moet zoeken. Hier gaan we het hebben over de essentie van de processen die in de stoomketel plaatsvinden en de details die belangrijk zijn voor de praktijk en de conclusies ervan. Maar wiskunde is een kwestie van tijd. Zonder de essentie van de berekeningen te begrijpen, is er nog steeds geen zin.
Het hoofdprincipe van de werking van de stoomketel, die Watt en Polzunov geraden hadden - het water erin kookt niet. Het kookproces vanaf de zijkant is soepel ongecontroleerd: water heeft de kooktemperatuur bereikt en heeft latente verdampingswarmte ontvangen - kookt; nee - nee. Bij normale druk is het koken van water relatief veilig, maar de efficiëntie van de uitlaatgasstoom is verwaarloosbaar; hij zou een laag potentieel hebben. En begint meteen zijn condensatie, waarom de stoom volledig van zijn kracht beroofd is.
Stoom werkt zijn druk. Stel dat de overmaat boven de atmosferische druk slechts 1 MPa is. Dan is het pistonoppervlak van 500 vierkante meter. cm de stoom drukt met een kracht van ongeveer. een halve ton. Niet slecht om mee te beginnen.
De druk van een verzadigde waterdamp neemt toe met toenemende temperatuur in overeenstemming met de vermogenswet, d.w.z. heel snel, links in Fig. Tegelijkertijd nemen ook het kookpunt van water en de opbrengst aan stoom uit een eenheidsgebied van de stoomvormingsspiegel (SP) toe. Maar de latente hitte van verdamping blijft ongewijzigd, en een deel van het brandstofverbruik, dat geen kracht koppelt, daalt en daalt. Het is dus in alle opzichten voordelig om de druk in de ketel te verhogen, maar dit verhoogt de explosiviteit (zie hieronder). En tot een bepaalde limiet, waarboven de thermodynamische krachten zich in de loop van het proces beginnen te bemoeien.
Afhankelijkheid van de parameters van verzadigde waterdamp op temperatuur
De tabel met parameters van oververhitte verzadigde waterdamp wordt rechts in Fig. Let op de gemarkeerde groene kolommen (gedeeltelijk of volledig). Ze laten zien dat de maximale werkcapaciteit van stoom binnen het temperatuurbereik van 200-260 graden valt. De dampdruk daarin, waarop de kracht die door de actuator wordt gegenereerd, afhangt, wordt drievoudig. De totale warmtecapaciteit (met inachtneming van latente warmte) in dit bereik neemt voortdurend toe. Dit is van voordeel voor stoom-vloeistof CO met gedeeltelijke of volledige condensatie van het koelmiddel.
In de gele lijnen begint slecht nieuws: de stoom wordt chemisch zeer actief - het stoomt stoomleidingen en mechanismen van gewoon staal aan, en "chemie" neemt een deel van zijn kracht weg ondanks de toename van de druk. Rode lijnen - het nieuws is nog erger: de thermische dissociatie van water wordt merkbaar in de stoom en de ketel wordt uiterst gevaarlijk.
Over de notatie
In het tijdperk van stoommachines gebruikte eenheden atmosfeer druk (atm) en overmaat atmosfeer (atm). 1 atm = 1 kgf * vierkant. zie p (ati) = p (at) -1, want luchtdruk 1 op. Nu wordt de druk gemeten in pascal (Pa). 1 atm = 1,05 MPa. Dit is correct, omdat De bedrijfsmodus van de ketel is aanzienlijk afhankelijk van de omgevingsluchtdruk. Maar overmaat Pascal is, zodat de sterkte van de stoom die nodig bepalen de druk op de ketel 1 MPa. Bij 240 graden is de druk in de ketel bijvoorbeeld 3348 MPa. Voor werk kun je niet meer dan 2.298 MPa gebruiken, maar voor elk vierkant. cm oppervlak van onderdelen in de ketel drukt meer dan 30 kg * vierkant. cm. Om de capaciteit van de ketel te berekenen moet de stoom in kg * s * h of kg gebruikt. Een andere waarde die u moet weten - het thermisch rendement van de ketel, gelijk aan de verhouding van de opgeslagen per massa-eenheid van de stoom warmte-energie aan de hitte van de verbranding van de brandstof die het nodig heeft voor de productie. Thermisch rendement wordt ook wel het rendement van de ketel, maar het is noodzakelijk om te onthouden dat de efficiëntie van energie en verwarmingsketels van hetzelfde ontwerp zijn verschillend: in het laatste geval de mogelijke terugkeer van de latente verdampingswarmte in de vorm van latente condensatiewarmte en de eerste niet.
Opmerking: soms wordt de overtollige stoom boven de atmosferische druk uitgedrukt in bar (bar). Bijvoorbeeld, in de specificatie op de ketel schrijf - de druk is 1,5 bar, wat gelijk is aan ongeveer. 1.5 ati. Maar de balk is ook een eenheid buiten het systeem, het gebruik ervan is niet gereguleerd. Daarom is het in dezelfde specificatie noodzakelijk om de temperatuur van het water in de boiler te vinden en te controleren.
Stoompotentieel
Samen met de temperatuur in de ketel groeit ook het explosiegevaar snel. Bij een temperatuur boven ca. 200 graden, zelfs drukverlaging als gevolg van de overmaat van dampen kan koken van de gehele massa van het water in de ketel en de blootstelling. In het verhaal van de Novikov-Surf "Bay of Joy" met alle technische details beschreven als sympathiek tegenover rood brandweerman blies de ketel op een militaire boot White, wiens team werd met geweld ingelijfd. Op basis van deze overwegingen zijn paren in termen van het werkpotentieel verdeeld in:
- Laag potentieel - temperatuur tot 113 graden Celsius, druk tot 1,7 MPa. De explosie van de ketel is praktisch onmogelijk vanwege de kleine hoeveelheid energie erin.
- Lage potentiaaltemperatuur is 113-132 graden, druk is 1,7-3 MPa. Explosie van de ketel is mogelijk als de behuizing plotseling wordt vernietigd.
- De gemiddelde potentiaaltemperatuur is 132-280 graden, druk 3-6,42 MPa. De explosie is mogelijk wanneer het ketellichaam wordt vernietigd of de automatisering mislukt.
- Hoge potentiaaltemperatuur is 280-340 graden, druk is 6,42-14,61 MPa. De explosie is mogelijk, naast de bovengenoemde redenen, als gevolg van schendingen van de bedieningsregels van de ketel (zie hieronder) en de drukverlaging van de stoomleidingen.
- Ultrahoog potentieel - de temperatuur is hoger dan 340 graden, de druk is meer dan 14,61 MPa. Explosie, behalve de beschreven redenen, is mogelijk vanwege toevallige samenloop van omstandigheden.
Subtiliteit van verdamping
Voor praktische doeleinden is het handig om de waarde van stoomuitvoer per oppervlakte-eenheid van ZP te gebruiken, maar in feite vindt de verdamping in de boiler plaats in het watervolume: het is verzadigd met microbellen stoom. Het idee hiervan geeft wit kokend water, dat volgens de regels van de oosterse keuken thee moet maken. Maar in wit kokend water wordt de in water opgeloste lucht afgegeven en in een normaal functionerende ketel is het water transparant. Als het waterglas troebel is, staat de ketel op het punt van een explosie. De hierboven genoemde rode brandweerman was een expert in de extra klas: hij bepaalde bij het zien van het water hoe snel de ketel zou ontploffen en wist te ontsnappen. De stoomboot was oud met een middelhoogpotige ketel; erin vanaf de kalk van de watermeter tot de ontploffing duurt enkele minuten. Een hoog potentieel ketel explodeert slechts een tijdje terwijl de watermeter troebel is.
Het tweede belangrijke punt is dat de zogenaamde " Natte stoom, waarin zich ook onzichtbare microdruppels van water bevinden. Natte stoomvijand van de ketel is niet minder verschrikkelijk dan schaal: microdruppeltjes van vocht zijn natuurlijke centra van stoomcondensatie. Als op een bepaald punt in het stoomcircuit de temperatuur sneller gaat dalen dan de druk, kan een lawine-achtige condensatie van de stoom beginnen. De druk in het hele systeem zal sterk dalen en zelfs een ketel met een laag potentieel zal kunnen koken en exploderen. Wat te geciteerd stoom van de ketel regelingen, de condensatie ook verslechtert drastisch hun tehparametry (drukval in de werkende lichamen) en veroorzaakt een verhoogde slijtage: warm water microdruppels chemisch agressieve. De enige waar de condensatie van de werkdamp nuttig is, is in stoom-vloeistof CO (zie hierboven), sinds terwijl de latente condensatiewarmte wordt vrijgegeven voor verwarming.
De ideale ketel
Als je deze kenmerken kent, kun je je voorstellen vanuit het standpunt van deze dag hoe een ideale stoomketel moet worden geregeld. In feite zal het erg duur en moeilijk te onderhouden blijken te zijn, en in de 'gouden eeuw' van stoom was zo'n boiler technisch niet haalbaar. De hele evolutie van de ketelindustrie ging gepaard met het vereenvoudigen van de uitrusting (leidingen) van de ketel en het combineren van de functies van zijn systemen. Maar om te begrijpen dat de ketel voor normaal bedrijf nodig is, zal deze regeling helpen.
Een algemeen schema van de inrichting van een stoomketel is gegeven in Fig.
Gegeneraliseerde schema van het apparaat van de stoomketel
Stoomgenerator is een kanaal (buisvormige) gas-water-warmtewisselaar. De toename van het contactoppervlak van het koelmiddel met de verwarmer verbetert de vorming van microbellen van stoom in zijn massa en de scheiding van stoom van een eenheid van het ZP-gebied bij dezelfde temperatuur. De droge stoom scheidt de zuivere microbalans van stoom en water met een gravitatie- of absorptiewerkwijze zonder de latente condensatiewarmte af te geven. Heet condensaat stroomt terug naar de stoomgenerator of wordt in circulatieboilers (zie hieronder) door een circulatiepomp erin gepompt.
De rol van de oververhitter is erg belangrijk. Zonder een drukval langs de lengte van de stoomleiding zal er geen stoom langs stromen, maar daarmee neemt de dampkracht af en neemt de waarschijnlijkheid van zijn turbulente condensatie toe. De oververhitter "pompte" de vertrekkende stoom met de energie van de lucht - als gevolg van de restwarmte van de rookgassen.
Nog meer verhoogt de thermische efficiëntie van de ketel economizer. Dit is ook een kanaalwarmtewisselaar waarin het voedingswater ook wordt verwarmd door rookgassen. In het kleinste tempo van de ketel kan de economizer onderkoelen en roet opbouwen, en wanneer de ketel wordt gedwongen te oververhitten en zelfs te koken. Daarom wordt soms een afzonderlijke watercirculatielus met een waterlift, vergelijkbaar met die gebruikt in single-loop CO's (zie hierboven), in de economizer ingebracht. In de normale bedrijfsmodus van de ketel wordt de eigen circulatie van de economizer door de afsluiter afgesneden.
Het laatste dat toelaat om de thermische efficiëntie van de ketel naar de theoretische limiet "uit te trekken" is de verwarming van de lucht die de oven binnenkomt. In krachtige thermische apparaten is dit een zeer effectieve maatregel. Destijds maakte de verwarming van de lucht in de Cowperers het mogelijk om het brandstofverbruik voor hoogovensmelt bijna drie keer te verminderen. Wat betreft het blok (of apparaat) van beheer van al deze economie, nu is het een doos of kast met een microprocessor en zijn elektromechanische band, en in vroegere tijden - een brigade van een machinist en een stoker.
Stoomketelconstructies
Afhankelijk van het doel, de bedrijfsomstandigheden en vereisten voor stoomparameters, kan het apparaat van de stoomketel verschillen. Structureel verschillen stoomketels in:
- Methode voor scheiding van stoom - stroom (stroom) en circulerend;
- Op het apparaat van de stoomscheider - trommel en andere (kap, serpentine, enz;
- De methode van warmte-uitwisseling is gas-buis (voorheen bekend als fire-tube, oude fire-tube) en water-buis;
- Oriëntatie en configuratie stomer kanalen - horizontaal, verticaal, gecombineerd (Rookgas inlaat horizontale, verticale uitgangslijnen; gebogen kanalen), hellend mnogokollektornye, gerold, overhemdstof vortex verbranding, enz.;
- In de loop van rookgassen - directe slag en circulerend;
- In hydrodynamica - met een open of gesloten stoom-watercircuit, zie hieronder;
- Door de methode van verwarming - vlam (brandstof), elektrische, indirecte verwarming, helio-boiler, etc.
Wat de verwarmingsmethode betreft, laten elektrische stoomketels alleen stoom met lage en lage potentiaal toe - de verwarmer is niet bestand tegen zwaardere bedrijfsomstandigheden in de ketel. Indirecte verwarmingsketels worden vooraf gebruikt. bij de kerncentrale. Wanneer ze schrijven dat de temperatuur van het koelmiddel in hen 500 graden en hoger bereikt, verwijst dit naar het eerste circuit, dat door middel van een warmtewisselaar een gewone hoogpotentiaalboiler verwarmt, die stoom aan de turbine geeft. Zonneboilers (zonneboilers) exoten is een onderwerp van aparte overweging. We zullen ze aan het eind van de dag achteloos aanraken, en we zullen ons voornamelijk bezighouden met vurige stoomketels - de efficiëntie van de stoomeenheid is de goedkoopste en de meest beschikbare.
Opmerking: zeilers - submariners spelen soms land "dummies" met verhalen terwijl ze, zogenaamd van het horloge gevlogen, sliepen op het eerste circuit van de nucleaire onderzeeërreactor. Dit is pure grap - op het eerste circuit, niet alleen de temperatuur boven de 400 graden, maar ook de dodelijke straling, en ongeoorloofd verlaten van het horloge is een ernstig misdrijf. Het eerste circuit van kernreactoren is zo ontworpen dat er geen stoom uit het koelmiddel vrijkomt.
Wikkeling of circulatie
In stoomketels met rechte stroom (item A in Fig.) Komt Natte stoom in de spiraal, een buisvormige collector of onder een kap, waar een watersuspensie uit valt, die in de stoomgenerator stroomt.
Schematische diagrammen van een stoomketel met directe stroming en circulatie
Straight-flow boilers zijn constructiever en van automatisering zijn ze genoeg in het algemeen ervaren brandweerman. Directe-flow-ketels kunnen niet-vluchtig zijn - zonder feed-pomp, om alleen water uit de voedingstank te halen. Maar ze zijn veel explosiever dan circulerend en hun thermische efficiëntie en stoomproductie zijn laag. De meest intense stoom komt vrij uit de bovenste lagen water in de ketel. Nadat ze zich hebben bevrijd van de microbelletjes van de stoom, zakt het water naar beneden en stijgt opnieuw als de stoom verzadigd is. In de direct-flow boiler vindt de vernieuwing van water plaats door zwaartekracht-convectie (het water dat stoom afgeeft is zwaarder), waaraan brandstof wordt verbruikt. Het heeft veel nodig, omdat. Convectieve stromingen zijn onregelmatig, met wervelingen en meer dissiperen de ontvangen energie, dan het water naar boven dragen. Het thermisch rendement van de straalmotor-ketel is ongeveer. 35-40% Na deze waarde te hebben vermenigvuldigd met het rendement van de stoommachine met 25-30% (bij moderne tot 45%), krijgen we alleen de beruchte "locomotief" -efficiëntie in 8-16%
In de circulatieketel wordt de totale waterstroom naar boven geleid door een afzonderlijke circulatiepomp, waardoor condensaat uit de droge cel wordt geëvacueerd. verliezen aan inwendige wrijving in water zijn minimaal en de kracht van de circulatiepomp is klein. Het elementaire volume water, voordat het volledig verdampt, maakt 5 tot 30 of meer omwentelingen, wat het thermisch rendement en de stoomoutput van de ketel verder verhoogt. Laten we zeggen dat slechts 10% daarvan verdampt in één keer water. De volgende omzet blijft 90%, waarvan 10% zal verdampen, d.w.z. Nog eens 9% van het oorspronkelijke volume en water blijft 81%. Als we deze manier verder berekenen (wiskundigen noemen dergelijke berekeningen de herhalingsrelaties), krijgen we voor 5 omwentelingen de efficiëntie van de ketel 63% en voor 30 - 92,6%. Het effectieve oppervlak van de ZP neemt in dit geval toe met de geometrische ong. in 1,5 en 2 keer.
Drumketels
De circulatieboiler moet niet alleen pompen in de leidingen hebben, maar ook een condensaatniveauregelaar in de stoomafscheider. Als het te veel blijkt te zijn, zullen de ketelparameters aanzienlijk verslechteren. Als dat niet genoeg is, dreigt het in het algemeen met een probleem: natte stoom zal snel condenseren, de druk in de ketel zal ook sterk dalen - bruisen - ontploffing. Vermijd in deze situatie het keteltrommeltype. Daarin is een stoomseparator een sectie van een brede buis (vat) waarin stoom toegevoerd water uit een boiler (verwarming) arriveert, wat in dit geval geen verdamper is; Aldus worden de verwarming van water en de scheiding van stoom daarvan gescheiden. De kachel kan niet koken, in principe niet, en het koken van de trommel is niet zo gevaarlijk. het grootste deel van de energie die vrijkomt tijdens dit proces wordt gebruikt om water terug te stoten in de verwarming en de voedingstank.
Het werkingsprincipe van de automatische vatketel
Natte stoom uit de stoomseparator komt in een "vrije" condensor met een klein volume, ook rond in dwarsdoorsnede. De toevoerleiding stijgt boven de bodem van de condensor en zorgt voor een constant condensatiegehalte. Voor normale werking van de trommelboiler is het noodzakelijk dat de druk van de waterkolommen in de trommel en de condensor gelijk is aan elkaar. Om de laatste toestand te garanderen, wordt de condensator niet direct op de trommel geplaatst, maar erboven opgetild. Dientengevolge wordt de trommeltrommelmodus duidelijk gehandhaafd door de niet-vluchtige automaten (zie de bovenstaande figuur): veel water in de trommel, de uitlaatdruk is hoger dan normaal - de differentiële stoomregelaar onderbreekt de stroom; integendeel - omvat het. In de trommel wordt het standaard waterniveau binnen acceptabele grenzen gehouden. De trommelstoomketel kan ook op natuurlijke circulatie werken, zie onderstaande video:
Video: over het apparaat van de trommelboiler
Een woord over water voor een trommel
Aangezien het water in de ketels van het trommeltype vele malen circuleert, moet het schoon zijn; praktisch - destillaat. Trommelketels voeden uit waterbronnen, zoals hydrodynamisch openstaande ketels, is onaanvaardbaar. De trommelketels worden alleen hydrodynamisch gesloten gebouwd: het voedingswater erin wordt volgens het schema gedraaid: de voedingstank - de boiler - de stoom-watercondensor (op schepen wordt zeewater gewassen) - terug naar de voedingstank, enz.
Gasleiding en waterpijp
Gasbuis en water-buisketels zijn, zou je kunnen zeggen, een bocht in de andere. In de stoomgenerator van een gasbuistank doordringt water met een bundel pijpen waardoor hete gassen uit de oven stromen. In de waterbuis daarentegen wordt de bundel pijpen met het koelmiddel gewassen door de stroom van de rookgassen. Het verschil is heel erg belangrijk.
Om de energie van rookgassen naar water over te brengen, is een grote gradiënt (temperatuurverschil) vereist. De thermische geleidbaarheid van het metaal van de verdamperbuizen is honderden keren groter dan die van de rookgassen. Daarom kunnen binnen de vlambuizen meer dan 1000 graden zijn en hun buitenoppervlak wordt gekoeld door water dat niet hoger is dan 350 - 400 graden. In de wanden van de leidingen ontstaan enorme thermische spanningen en rond - een groot volume oververhit water dat over de hele massa kookt als de druk afneemt. De drukte van slechts één pijp van de gasbuisketel leidt onvermijdelijk tot ontploffing. Daarom moeten de voorschriften voor het testen en preventief vervangen van gasleidingen strikt worden nageleefd, en dit werk is complex, vrij lang en duur.
De temperatuur van het buitenoppervlak van stoomgeneratorbuizen in waterpijpketel Daarom nagenoeg gelijk aan de temperatuur van water daarin. Thermische spanningen in het materiaal van waterleidingen zijn ordes van grootte lager dan in gasleidingen. De betrouwbaarheid van de ketel is veel hoger, de tijd tussen de pannes voor preventie is groter. Een windvlaag van één leiding niet leidt tot een explosie van de ketel: vóór het koken uitbreiden tot de gehele massa van water (in een waterpijpketel die vele malen lager dan bij buis), een krachtige stroom stoom-watermengsel doven de oven en laat de rest van de buis. Gebrek aan waterpijpketels - theoretische lager dan bij buis, thermische efficiëntie en stoomproductie. Maar de ontwerpverbeteringen van waterpijpketels hebben konden ze een dominante positie in de industrie delen - veruit buis ketels zijn niet gebouwd, en de overblijvende eenheden van het klassieke ontwerp van de afronding van de bron.
Opmerking: De stoomketels van het drumtype kunnen alleen met waterbuisketels worden gemaakt.
Evolutie van structuren
Het apparaat van de meest archaïsche (en bleek zeer vasthoudende) horizontale gasbuisstoomketel wordt handig beschouwd in het voorbeeld van een stoomlocomotief, zie Fig.
Het apparaat van een horizontale gas-buis (stoomlocomotief) stoomketel
Suhaparnik - de eenvoudigste kap. Automatisering is slechts een veiligheidsventiel. Er is geen voedingspomp, het water komt uit de tank en is zelfrijdend. Thermisch rendement ca. 40%., Maar de "eikenheid" van het eeuwenoude ontwerp is uitzonderlijk. Sommige locomotiefketels dienen tot op de dag van vandaag. Treinen rijden ze niet meer, ze geven stoom voor de productie.
Waterbuisketels, die meer dan 100 jaar werkervaring hebben, bestaan ook. Maar over het algemeen is dit type stoomketels verre van een pensioen. In de vloot worden waterbuisketels nog steeds veel gebruikt in energiecentrales. Het probleem van de compactheid van de ketel is vrij acuut op schepen. Civiele stoomboten hebben een plaats nodig voor vrachtruimten en passagiersruimten. Op oorlogsschepen moeten vitale en meest kwetsbare eenheden betrouwbaarder worden afgedekt door vijandige munitie.
Een natuurlijke uitweg lijkt hier het gebruik van een verticale ketel te zijn, maar "verticals" met bundels buizen zijn theoretisch niet effectief: te veel ovengassen worden tevergeefs overgeslagen door de verdamper en het oppervlak van de ZP is klein. Daarom worden in scheepscentrales preim gebruikt. stoomketels van het stoomtype met een hellende opstelling van pijpen (zie figuur, B - vat, P - oververhitter):
Opstelling van stoomketels met stoomtrommeltype
- Met natuurlijke circulatie, kleine en deels middelmatige kracht;
- Met geforceerde circulatie - tot een groot vermogen inclusief;
- Symmetrisch met meerdere collectoren (met 2-3 waterverdeelstukken en warmtewisselaars die op één vat werken) - van gemiddeld tot zeer hoog vermogen;
- Dezelfde asymmetrische kracht van groot naar uniek.
Ook op het land zijn compacte ketels vereist - het onderhoud van productiegebieden is niet goedkoop. Maar in de waarde van de burger prevaleren de constructieve eenvoud en het gemak van onderhoudstechnieken vaak boven technische perfectie. Daarom worden compacte bodemketels vaak op basis van het principe gemaakt: niet alleen binnenstebuiten keren, maar ook voor de helft doorbuigen. Concreet: verpak de loop van de rookgassen. Hiervan verslechtert de kwaliteit van de ketel enigszins, maar de plaats daarvoor heeft bijna tweemaal minder nodig dan voor dezelfde capaciteit van de locomotief, en het is veel handiger om de ketel te onderhouden, omdat De wortel van de schoorsteen, de vlamkast en de aslade (als de ketel vaste brandstof is) bevinden zich in dezelfde ruimte.
Ommekeer is gemakkelijker om een gasgestookte ketel te maken. Horizontale volledige lengte (. Links in figuur) in deze uitvoeringsvorm is bijna dezelfde effectieve, duurzame en veilig waterbuis: vrijwel alle vrijkomende warmte in de vlamkast wordt verhit in water- en gasleidingen worden verhit van binnenuit kleiner omdat Rookgassen komen ze al gekoeld binnen. Ketel met verkorte stoomkoker (centrum Dergelijke ketels soms verkeerd genoemd verticaal) zeer compact, maar oneconomisch. Te brengen aanvaardbare cijfers laten schilden in de vlamkamer, hetgeen goede thermische (infrarood, IR) straling.
Het apparaat van stoomketels met een draai van rookgassen
Moderne prestaties
Een stoomketel voorzien van IR-reflectoren is over het algemeen een vruchtbaar idee. Moderne waterbuisketels zijn, naast externe thermische isolatie, intern bekleed met reflecterend IR-materiaal. Hierdoor kunnen de bundels kanalen van hun verdampers uit dezelfde rechte pijpen worden gemaakt, zie fig.. Hierdoor is het op zijn beurt mogelijk om de trommel te verlaten en de ketel vanaf de zijkant te voeden. Voor zover hij en zijn exploitatie ervan goedkoper zijn, is het niet moeilijk voor te stellen.
Het ontwerp van een moderne stralingsstoomketel met een thermische reflector aan de binnenkant
Opmerking: Stoomketels met ingebouwde IR-reflectors in speciale literatuur worden straling genoemd. Geen radioactiviteit in hen, natuurlijk, nee. Dit verwijst naar thermische straling (IR-straling).
Het apparaat van een stoomketel met een vuurhaard op tegenfakkels
Een van de meest recente resultaten van de grote ketelbouw - gasgestookte ketels van hittebestendig speciale staalsoorten met een oven dubbele actie op een botsing fakkels, zie Fig.. aan de rechterkant. Ketelrendement zoals bij elke verbrandingsmotor, theoretisch bepaalde door de temperatuurcombinatie aan het begin en einde van de cyclus de begintemperatuur (formule Carnot nog?) In boilers botsende vlamtemperatuur in de oven bereikt 1800-1900 en 1100-1200 graden tegen de andere, en de temperatuur van de rookgassen blijft hetzelfde, 140-200 graden. Het totale rendement van de ketel op het aanrecht kan meer dan 90% bedragen zonder gecompliceerde aanvullende maatregelen, en met meer dan 95%.
Opmerking: hoe moderne stoomketels voor massaproductie zijn gerangschikt en in bedrijf zijn, zie volgende. video:
Video: hoe de stoomketel werkt
En ook in het dagelijks leven
De voortgang van de warmtetechniek heeft ook de binnenlandse stoomketels beïnvloed. Ze zouden stoom met een laag potentieel voor verwarmingssystemen en culinaire uitrusting moeten geven, maar aan de eisen voor huishoudelijke stoomveiligheid zijn strenge eisen gesteld en ze moeten routinematig onderhoud door ongekwalificeerd personeel mogelijk maken. Een bijkomende vereiste is dat de huishoudelijke stoomketel zo compact mogelijk, lichter (geen fundering) en goedkoper hoeft te zijn. Een ander ding is de extreem korte opstarttijd. Het uitgeven van een uur of meer van een werkende ploeg om echtparen te scheiden is een onaanvaardbare verspilling van geld in een samenleving van ontwikkeld socialisme.
Een klassieke oplossing van deze soort is een serpentine-ketel. Hij is zeer veilig voor deze klasse van apparaten: de waarschijnlijkheid van uitwerpen in een crash oververhitte stoom buiten de buitenmantel (een dergelijk geval wordt beschouwd als een explosie van de ketel) zo vaak minder als het in de bundel buis waterbuis ketels met dezelfde capaciteit zou zijn. De reden is dat de pijpen maar één, lang, opgerold zijn. Stoombatterijen en een stoomketel efficiëntie is gering, maar de eerste in dit geval onbeduidend, en de tweede computer wordt vergroot bij het ontwerpen en installeren van de spoel ruimtelijke IR reflector, Fig.. Maar spoel ketel record van starttijd :. Biedt motief damp gedurende 3 minuten na het inschakelen van de brander. Automatische spoel boiler thermo vluchtig genoeg, het transformeren van de brander op de minimum snelheid.
Opstelling van een moderne spoelstoomketel
De laatste prestatie in de bouw van low-grade stoomketels van kleine capaciteit - swirl shirt ketel. It, figuurlijk gesproken, binnenstebuiten gekeerd, samen met alle ingewanden. Een technisch - gesponnen swirl brandervlam, maar is niet erg produceerbaar buizenbundel of een spoel overhemd reeks conventionele ketel, maar niet water-verwarming, en de stoom-water.
De inrichting en het diagram van de opname van een stoomketel met een wervelbrander worden getoond in Fig.
Het apparaat en het schema van de opname van een stoomketel met een vortexbrander
Symbolen op het diagram:
- voedingspomp;
- openhaard;
- economizer (voor ketels van dit type is verplicht, anders kan een vurige wervelwind aan de onderkant mislopen);
- luchtkanaal;
- blower;
- vortex brander;
- de stoomzone van het shirt;
- de waterzone van het shirt;
- Ventiel en noodontluchtingsventiel;
- stoomscheider (meestal absorberend);
- stoomafgifte;
- peilglas (waterglas);
- afvoerklep.
Stoomketels met vortexverbranding zijn extreem compact, omdat fundamenteel verticaal. Hun thermische efficiëntie is niet slechter dan die van de trommel. Stoom kan tot midden-potentiaal inclusief geven. De starttijd is ongeveer. 5 minuten Nadelen - complexiteit, hoge kosten en totale energieafhankelijkheid: zonder de lucht in de brander te laden, werkt de ketel helemaal niet.
Werking van stoomketels
De regels voor het gebruik van stoomketels zijn niet geschreven door artikelen, maar door volumes van normatieve documenten. En het negeren van een van hun items kan leiden tot een ongeluk. Een oververhitte stoom verbrandt veel gevaarlijker dan gewone thermische: Lichaam en okachennyh stoom objecten stralen grote latente condensatiewarmte, en de omvang van de schade is veel groter. In de praktijk, als de stoom verbranding van het lichaam meer dan 10-15% van zijn oppervlakte is, is de geneeskunde vaak machteloos. Daarom informeren we lezers eenvoudig dat de oude code van veiligheidsregels voor ketels en schepen onder druk al lang niet meer geldig is. Moeten worden geleid door de federale met kracht van wet vault document "de regels van industriële veiligheid van gevaarlijke productie-installaties waar de apparatuur die onder hoge druk", aangenomen in 2003, gepubliceerd in het open ruim beschikbare bronnen in 2013, aan het eind van 2014 in werking is getreden en volledig geactualiseerd (dat wil zeggen, sluit de toepassing van de oude regeling) in 2017 aan de nieuwe regels van de werking van stoomketels te bestuderen en te downloaden in pdf-formaat voor vrij gebruik door de link.
Opmerking: u kunt de les met videolessen bekijken over de werking van de gemeenschappelijke stoomketels van de DVPK:
Video: een reeks lessen over stoomketels
Opmerking voor zelfbouwers
Eigenlijk is de ketelindustrie niet voor de werkplaats in de garage. Maar het geweten van de ingenieur staat niet toe om de lezers lukraak af te schrikken om er zich mee bezig te houden: te ver in deze industrie is een onbelemmerd werkterrein. Bijvoorbeeld het gebruik van krachtige stoomketels in het dagelijks leven. Het schema is bijvoorbeeld als volgt: de helio-concentrator verwarmt de hydrodynamisch gesloten ketel, de stoom waaruit de miniturbine beweegt die de elektrische generator ronddraait. Insolatie is stabieler dan wind, en in zuidelijke regio's bereikt het een aanzienlijke waarde. De levensduur van stoommachines is niet voor meer dan 100 jaar nieuwsgierigheid en de zonnebatterij wordt binnen 3-10 jaar slechter. Deskundigen vechten al lang over installaties van dit type, maar tot nu toe heeft het geen zin. En dezelfde Edison zei: "Iedereen weet dat dit niet kan worden gedaan. Er is een dwaas die dit niet weet. Hij doet de uitvinding. "
Haast u echter niet om te grijpen voor snijden, buigen, lassen. Ten eerste, vergeet niet: je hebt te maken met een explosief apparaat. Er zijn geen stoomketels zonder explosiegevaar en dat kan in principe ook niet. Voeg daarom extra populaire materialen toe, bijvoorbeeld. van hier: (en.teplowiki.org/wiki/Parovoj_cotel). Samen met de inhoud van deze publicatie zullen ze u helpen de speciale literatuur te begrijpen. Lees dan zorgvuldig de bovenstaande veiligheidsregels.
Verder - bedenk dat de efficiëntie van een kleine ketel hetzelfde is als die van een grote, u kunt het ontwerp niet bereiken. De reden is de bekende wet van de vierkante kubus. Met een afname van de afmeting van de ketel valt het volume van de warmtedrager en de warmtevoorraad daarin langs een kubus van lineaire afmetingen, en het oppervlak dat warmteverlies geeft is vierkant, d.w.z. langzamer.
En ten slotte, begrijp volledig wat u wilt bereiken. Denk daarna zorgvuldig na over het ontwerp in je geest (of simuleer op de computer, als je weet hoe). En pas nu kun je beginnen met experimenten, zie bijvoorbeeld. video
Tekeningen van een stoomketel in een sectie in drie projecties
Naast de tekeningen op de site Technische hulp is er een artikel over algemene informatie over verwarming, warmtewisselaars en niet alleen.
Figuur nr. 1 - Frontgedeelte
Figuur # 2-Doorsnede
Figuur №3-horizontale snede (bovenaanzicht)
Deel het materiaal met je vrienden op sociale netwerken
Volgend artikelBerekening van de stoomketel
Hoe nuttig is ons project
De materialen helpen bij het oplossen van problemen in de verwarmingstechniek, thermodynamica, stoom- en gasturbines van TPP, energiebesparing, ketelinstallaties, waterbehandeling, warmtetoevoer, hernieuwbare energie; en ook om tekeningen van ketels, turbines, reactoren, thermische schema's van thermische energiecentrales en kerncentrales uit te voeren.
Stoomketel met eigen handen
Een stoomketel is een van de meest populaire en meest gebruikte soorten verwarmingseenheden. Het belangrijkste constructieve deel van de beschouwde eenheid is de ovenafdeling. Hierin treedt verbranding van de beladen brandstof op met intensieve toewijzing door thermische energie. De vormende warmte wordt gebruikt om water te verwarmen met verdere verdamping van stoom. Stoom wordt gebruikt voor verschillende industriële en huishoudelijke behoeften, met name - het verwarmen van het huis. Tegelijkertijd met de fabricage van een eenvoudige ketel kunt u het eenvoudig zelf regelen.
Stoomketel met eigen handen
Inhoud van de stapsgewijze instructies:
Ontwerpkenmerken
De kern van het ontwerp van de betreffende ketel is een soort trommel. Voorgemonteerd water wordt aan dit element van de apparatuur geleverd via een systeem van pompen en pijpen. De onderste pijpen bevinden zich in het onderste compartiment van de ketel. Deze elementen hebben een andere diameter en verhitten niet tijdens de werking van de ketel. Volgens het pijpenstelsel gaat vloeistof uit de trommel de collectoren in. Deze laatste bevinden zich meestal aan de onderkant van de ketel.
De collector is verbonden met de trommel door middel van een hijsleiding. Vanwege de pijpleiding in de plaats van verbranding van de beladen brandstof, worden verwarmingsoppervlakken gecreëerd.
Aan de stoomgenerator is een systeem van pijpleidingen verbonden, werkend door het mechanisme van communicerende vaten. In de hete leidingen circuleert een mengsel van vloeibaar water en waterdamp. Dit mengsel heeft een vrij lage dichtheid, waardoor het ongehinderd in het scheidingscompartiment kan stromen, waar stoom en water worden gescheiden. De vloeibare component wordt naar de trommel van de stoomketel gestuurd.
Stoom passeert in de stoomleiding en vervolgens in speciale verwarmers, waar er een toename in druk is, evenals stoomtemperaturen tot de gewenste parameters. Aan het einde wordt de stoom naar de juiste stoomturbine gestuurd.
We maken een stoomketel
Soorten stoomketels
Er zijn verschillende modificaties van stoomketels. Ze zijn verdeeld volgens de volgende kenmerken:
- manier om een mengsel van stoom en water te verplaatsen. In overeenstemming met deze parameter is de uitrusting verdeeld in ketels met geforceerde en natuurlijke verplaatsing;
- door condensaatterugvoer: open en gesloten apparaten;
- karakter van de koelmiddelbeweging: gasbuis en waterbuiseenheden.
Gasbuis- en waterleidingverwarmingsapparatuur heeft een ander ontwerp en efficiëntie. De categorie van gasbuisapparatuur omvat ketels, waarin gas wordt getransporteerd in warmte- en rookbuizen. Tijdens de beweging worden de gassen in het systeem verwarmd. De buizen rusten op de zijvlakken van de verbrandingskamer.
In waterleidingapparatuur circuleert water door de buizen. Gassen spoelen in dit geval de pijpen van buiten af.
De ketels in kwestie kunnen vaste brandstof gebruiken, evenals stookolie en gas.
Voorbeeld van organisatie van stoomverwarming
Hoe werkt een typische stoomketel?
Warmte wordt gegenereerd in de verbrandingskamer. Later komt het op het verwarmingsoppervlak. Er zijn 2 soorten verwarmingsoppervlakken: convectie en straling.
Werkingsprincipe van een stoomketel
Convectieoppervlakken bestaan uit de volgende elementen:
- luchtverwarming van de lichamen;
- economizers;
- apparaten voor warmte-uitwisseling.
De genoemde extra uitrusting is nodig om de efficiëntie van de ketel te verhogen, het brandstofverbruik te rationaliseren en het niveau van warmteverliezen te verminderen.
Het is belangrijk dat het water dat wordt gebruikt om de ketel te laten werken extreem schoon is - onzuiverheden zijn onaanvaardbaar. Daarom moet de vloeistof vóór het toevoeren in de ketel worden gereinigd van gassen en verschillende soorten onzuiverheden en daardoor voedzaam worden.
Gezuiverde vloeistof wordt naar de economizer gestuurd. Hierin helpt het een speciale pomp. In de economizer wordt de verwarmingsvloeistof verwarmd onder invloed van gassen. Vervolgens gaat de vloeistof naar het bovenste compartiment van het drumcompartiment. Hier wordt het ketelwater gemengd met de voedingsvloeistof.
Er stroomt wat water uit het bovenste compartiment van het vat naar het onderste compartiment. De beweging van water gebeurt door de kokende buizen.
Aan de bovenkant van de stoomketel hebben gassen een lagere temperatuur, die geleidelijk toeneemt als u het onderste compartiment van de unit nadert.
Water wordt verwarmd en in combinatie met een mengsel van stoom en water wordt het naar de bovenste kamer van de trommel gestuurd.
Het tweede deel van de vloeistof stroomt van het bovenste compartiment van de trommel naar de herverdeling e. Het ketelwater wordt verwarmd. De resulterende dampbellen gaan naar het bovenste compartiment van het drumcompartiment.
In de bovenste kamer van de trommel ontstaat een praktisch volledige scheiding van het mengsel van vloeistof en stoom als gevolg van de scheider. Dientengevolge wordt verzadigde stoom gegenereerd, hetgeen bijdraagt aan een extra toename van de nuttige levensduur van de ketel. Het is deze verzadigde stoom die door de eindgebruiker wordt gebruikt.
Om de efficiëntie van de ketels te verhogen, is hun werking zo georganiseerd dat het niveau van het "lagere" en "hogere" water fluctueert in de bovenste kamer van het drumcompartiment. Tussen deze vloeistofniveaus bevindt zich een voorraad water, ontworpen om de werking van de verwarmingseenheid te handhaven in het geval dat de vloeistoftoevoer naar het systeem wordt gestopt.
Het toegestane "hoogste" vloeistofniveau in het vat wordt bepaald met de verwachting dat er geen water in de oververhitter komt.
Het maximaal toegestane "lagere" vloeistofniveau in de trommel wordt zo berekend dat het bovenste compartiment van de trommel niet oververhit raakt, evenals de kookstraal. Het is belangrijk dat water de diplegs binnenkomt in een stabiel volume.
Om de efficiëntie verder te verhogen, is de structuur uitgerust met een luchtverwarmer.
De vloeistof in het systeem kan krachtig en natuurlijk circuleren. De basis van de natuurlijke beweging is het verschil in de dichtheid van de vloeistof en de resulterende damp. Het mengsel van water en stoom in de stijgbuizen heeft een lagere dichtheid dan een vergelijkbare samenstelling in de diplegs. De drukindex en de temperatuurwaarde blijven echter hetzelfde in de hele buis. Dientengevolge stroomt stoom, die van nature een gas is, naar boven.
Gedwongen circulatie wordt verzorgd door speciale pompapparatuur.
Het schema van overdracht van een stoomboiler naar een waterverwarmingsmodus
Het samenstellen van een eenvoudige stoomketel
Desgewenst wordt de elementaire ketel met de hand geassembleerd. De zelfgemaakte unit heeft een enigszins vereenvoudigd ontwerp in vergelijking met de fabrieksassemblageapparatuur, maar de efficiëntie en efficiëntie ervan worden op geen enkele manier beïnvloed.
Ketel montage kit
Maak de volgende items voordat u begint:
- pijpen met verschillende diameters;
- Roestvrij staal;
- plaat asbest;
- veiligheidsklep;
- ijzerzaag;
- lijn;
- roulette;
- beitel;
- een hamer;
- apparaten voor lassen;
- bestand.
De eenheid assembleren
Het werk aan de zelfconstructie van de ketel wordt in enkele eenvoudige stappen uitgevoerd. Voer elke stap van de instructie sequentieel uit, parallel aan de tekeningen en diagrammen.
De eerste stap. Bepaal de optimale afmetingen van de toekomstige stoomketel. De grootte van de apparatuur heeft direct invloed op de prestaties. Dit punt wordt op individuele basis bijgewerkt, rekening houdend met de specifieke kenmerken van uw situatie.
Bereid in dezelfde fase alle benodigde tekeningen voor. Als u wilt, kunt u hun compilatie bij een professional bestellen of kant-en-klare tekeningen uit open bronnen gebruiken.
De tweede stap. Bereid de benodigde materialen voor. Eerder werd een lijst met vereiste elementen verstrekt. Koop allereerst buizen met een diameter van 32 mm en 12 mm. Roestvrij plaatstaal moet een dikte hebben in de orde van 2-3 mm.
De derde stap. Bereid het ketellichaam voor. De beste optie is om de behuizing zelf te lassen van plaatstaal. De afmetingen van het lichaam worden individueel geselecteerd, in overeenstemming met hun behoeften.
De vierde stap. Maak de voet van de ketel. Eerder werd verteld dat de bouw van stoomketels is gebaseerd op een systeem van communicerende leidingen. Maak eerst een stuk buis van ongeveer 11 cm lang met een wanddikte van ongeveer 3 mm.
De pijp met een diameter van 11 cm, gesneden in 12 elementen - ze zullen dienen als rookbuizen. Buis een grotere diameter gesneden in de vlambuizen.
De lengte van de leidingen moet worden geselecteerd in overeenstemming met uw schema's.
Vijfde stap. Maak het vereiste aantal schotten en wanden van de stoomketel. Gebruik hiervoor roestvrijstalen platen.
De zesde stap. Maak gaten in de wanden van de unit voor het plaatsen van warmte- en rookbuizen. Bevestig deze elementen in uitlopende vorm aan de voet van de ketel. De laseenheid zal u hierbij helpen. In dit stadium moet u zich ook laten leiden door de beschikbare tekeningen en diagrammen.
Zevende stap. Bevestig de veiligheidsklep en het stoomverdeelblok aan de behuizing van de unit. Door de klep in de toekomst verlaagt u de reststoom.
Achtste stap. Voer de thermische isolatie van de ketel uit met een asbestplaat.
Aansluitschema van de stoomgenerator
Dus, als u de basisbepalingen van de instructie hebt begrepen, kunt u zelfstandig een eenvoudige stoomgenerator samenstellen en deze in het verwarmingssysteem van uw huis opnemen. Laat u in elke fase van het werk leiden door de tekeningen die voor u beschikbaar zijn, omdat Het is onmogelijk om de volgorde van assemblage van de eenheid te begrijpen door alleen tekstaanbevelingen.
Voorwaarden voor een veilige werking van de ketel
De ketel moet niet alleen effectief zijn, maar ook veilig. Een belofte van een betrouwbare en efficiënte werking van een stoomketel - het handhaven van een vooraf ingesteld verwarmingsniveau van metalen elementen.
Met het oog hierop moet de warmtedrager altijd in de verwarmde buizen circuleren terwijl de verwarmingsoppervlakken worden gekoeld. Het is belangrijk dat de warmtedrager stabiel warmte van het door de rookgassen verwarmde pijpmateriaal verwijdert. Als de warmteafvoer onvoldoende is, zal het metaal gewoon oververhit raken, minder duurzaam worden en de efficiëntie en veiligheid van apparatuur afnemen. In het ergste geval zal de buis eenvoudig scheuren.
Controleer regelmatig de werking van de ketel. Corrigeer alle problemen onmiddellijk nadat ze zijn gedetecteerd. Zelfs het kleinste defect kan snel leiden tot een aanzienlijke vermindering van de efficiëntie van het apparaat en tot een verslechtering van de veiligheidsprestaties van het systeem. Er komt water uit de trommel, stoom dringt door de diplegs, de trommel en buizen worden te heet en er zal een ongeluk gebeuren.
Ook moet u als eigenaar ervoor zorgen dat alle elementen van de constructie en de gebruikte apparatuur van uitzonderlijk hoge kwaliteit zijn.