Ketel uap: prinsip operasi dan perangkat

Uap boiler adalah perangkat untuk mengkonversi air menjadi uap yang digunakan baik di rumah dan di industri. Uap digunakan untuk memanaskan tempat, kendaraan dan pipa, serta untuk turbomachinery berputar. Mari kita cari tahu lebih lanjut apa yang dimaksud ketel uap. Prinsip operasi, klasifikasi perangkat, ruang lingkup dan banyak lagi - semua ini akan dibahas di bawah.

definisi

Seperti yang Anda tahu, unit steam boiler menghasilkan uap. Jadi boiler jenis ini dapat menghasilkan pasang dari dua jenis: jenuh dan superheated. Dalam kasus pertama, suhu sekitar 100 derajat, dan tekanan - sekitar 100 kPa. Superheated steam suhu naik sampai 500 derajat dan tekanan - hingga 26 MPa. Jenuh uap digunakan untuk keperluan rumah tangga, terutama untuk memanaskan rumah-rumah pribadi. uap superheated telah menemukan aplikasi dalam industri dan energi. Dia mentolerir panas, sehingga penggunaannya sangat meningkatkan efisiensi pabrik.

cakupan

Ada tiga bidang utama dari aplikasi ketel uap:

1. sistem pemanas. uap bertindak sebagai sumber energi.
2. Energi. mesin uap industri, atau seperti yang disebut generator uap yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik.
3. Industri. Uap di industri yang digunakan tidak hanya untuk pemanasan, "kemeja" aparat dan pipa, tetapi juga untuk konversi energi panas ke dalam kendaraan mekanik dan bergerak.

boiler rumah tangga uap digunakan untuk pemanasan domestik. Dengan kata sederhana, tugas mereka dipanaskan dan air gerakan uap melalui pipa. Sistem seperti ini sering melengkapi dengan tungku stasioner atau boiler. Biasanya, peralatan rumah tidak menghasilkan uap superheated jenuh, yang cukup untuk melaksanakan tugas-tugas mereka.

Dalam industri, uap adalah superheated - terus memanas setelah penguapan dengan tujuan untuk lebih meningkatkan suhu. Fasilitas ini memiliki persyaratan kualitas khusus, karena risiko tangki uap panas meledak. Uap superheated diperoleh dari boiler, mungkin pergi ke pembangkit listrik atau gerakan mekanis.

arus listrik dengan uap dibentuk dengan cara berikut. Mengukus, uap memasuki turbin di mana itu adalah karena aliran padat berputar poros. Dengan demikian, energi panas diubah menjadi mekanik, dan dia, pada gilirannya, diubah menjadi energi listrik. Itulah bagaimana kekuatan turbin.

Rotasi poros, yang terjadi penguapan dalam jumlah besar superheated steam, dapat ditularkan langsung ke motor dan roda. Jadi gerakan ini transportasi uap. Sebagai contoh populer dari uap mesin uap dapat menyebabkan boiler lokomotif atau laut. Prinsip operasi terakhir cukup sederhana: pembakaran batubara menghasilkan panas yang memanaskan air dan menghasilkan uap. Nah pasang, pada gilirannya, berputar roda, atau dalam kasus sekrup kapal.

steam boiler: operasi

Mari kita mempertimbangkan secara lebih rinci bagaimana mengoperasikan boiler tersebut. Sumber panas yang diperlukan untuk memanaskan air, bisa setiap jenis energi: listrik, surya, panas bumi, panas dari pembakaran gas atau bahan bakar padat. Uap yang dihasilkan selama pemanasan air adalah fluida perpindahan panas, yaitu transfer energi panas dari ruang pemanas di tempat penggunaan.

Meskipun berbagai desain, perangkat pokok dan prinsip pengoperasian ketel uap tidak berbeda. Jumlah pemanas air sirkuit dengan konversi selanjutnya menjadi uap adalah sebagai berikut:

1. Membersihkan air di filter dan pasokan ke tangki pemanasan dengan pompa. Tangki umumnya terletak di bagian atas dari aparat.
2. Dari tangki air masuk melalui tabung ke dalam manifold, yang terletak masing-masing di bawah ini.
3. Air naik lagi, hanya saja kali ini tidak melalui pipa dan melalui zona pemanasan.
4. Di zona pemanasan yang dibentuk oleh pasangan. Di bawah aksi perbedaan tekanan antara cairan dan zat gas, akan naik ke atas.
5. Di atas uap panas dilewatkan melalui separator, di mana ia akhirnya dipisahkan dari air. Residu cairan kembali ke reservoir, dan uap harus di garis uap.
6. Jika ini bukan boiler biasa, dan generator uap, selanjutnya dipanaskan oleh pipa. Pada metode pemanasan mereka dijelaskan di bawah ini.

alat

ketel uap merupakan tangki di mana air dipanaskan untuk membentuk uap. Umumnya mereka dilakukan dalam bentuk pipa dengan ukuran yang berbeda. Selanjutnya pipa dengan boiler air selalu memiliki ruang pembakaran (furnace). Strukturnya dapat bervariasi, tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan. Jika kayu, atau batu bara keras, adalah di bagian bawah tungku adalah grate diinstal di mana tumpukan bahan bakar. Dari bawah perapian, udara memasuki ruang pembakaran. Sebuah atas tungku melengkapi cerobong asap, yang diperlukan untuk traksi yang efektif - beredar bahan bakar udara dan pembakaran.

Prinsip ketel uap untuk bahan bakar padat agak berbeda dari perangkat di mana pendingin yang digunakan sebagai bahan cair atau gas. Dalam kasus kedua, burner melibatkan ruang bakar yang bekerja seperti pembakar kompor gas rumah tangga. Untuk sirkulasi udara juga menggunakan parut dan buang, karena terlepas dari jenis bahan bakar, udara pembakaran merupakan kondisi yang penting.

gas yang mudah terbakar yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar, naik ke tangki air. Dia memberikan air panas dan keluar melalui cerobong asap ke atmosfer. Ketika air dipanaskan sampai suhu mendidih, itu mulai menguap. Perlu dicatat bahwa air menguap sebelumnya, tapi tidak dalam jumlah tersebut dan pada uap suhu tersebut. Menguap uap saja memasuki pipa. Dengan demikian, sirkulasi uap dan perubahan negara agregasi air terjadi secara alami. Prinsip operasi dari ketel uap dari sirkulasi alami membutuhkan campur tangan manusia minimal. Yang perlu Anda lakukan operator adalah untuk memastikan air panas yang stabil dan mengontrol proses dengan cara perangkat khusus.

Dalam kasus pemanas air boiler listrik lebih mudah. Hal ini dipanaskan oleh elemen pemanas atau pemanas ketik bertindak sebagai panduan dan dipanaskan oleh Joule-Lenz.

klasifikasi

ketel uap, prinsip yang kita sedang mempertimbangkan hari ini, dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara.

Berdasarkan jenis bahan bakar:

1. Batubara.
2. Gas.
3. minyak berat.
4. Listrik.

Dengan perjanjian:

1. Rumah tangga.
2. Energi.
3. Industri.
4. Daur ulang.

Dengan desain:

1. -Tube.
2. tabung air.

Apa perbedaan gas dan tabung air ketel uap

Prinsip operasi didasarkan pada boiler pemanasan dengan tangki air. Kapasitas di mana air masuk ke negara uap biasanya adalah tabung atau beberapa tabung. Perangkat di mana memanaskan pipa bahan bakar, naik, boiler disebut-tube.

Tapi ada pilihan lain - ketika gas pembakaran bergerak melalui pipa, terletak di dalam tangki air. Dalam hal ini, wadah air yang disebut drum dan boiler itu sendiri - tabung air. Dalam bahasa sehari ia juga disebut api-tube boiler. Tergantung pada lokasi boiler drum air jenis ini dibagi menjadi: horisontal, vertikal dan radial. Juga, ada model yang telah menerapkan arah yang berbeda tabung.

Struktur dan prinsip kerja api-tabung boiler-tabung sedikit berbeda dari. Pertama, menyangkut ukuran pipa dan air dan uap. Dalam tabung boiler air-tabung kurang keseluruhan, daripada di-tabung. Kedua, ada perbedaan di tempat kekuasaan. boiler -Tube memberikan tekanan tidak lebih dari 1 MPa dan memiliki kapasitas pembangkit panas hingga 360 kW. Alasan untuk ini adalah pipa besar. Yang dibentuk pada tabung tekanan uap cukup, dinding mereka harus tebal. Akibatnya - biaya boiler tersebut dibesar-besarkan. Powerfull air-pipa boiler. Karena tabung dinding tipis, uap memanaskan lebih baik. Dan ketiga, tabung air boiler yang lebih aman. Mereka menghasilkan panas dan tidak takut kelebihan beban yang signifikan.

elemen tambahan boiler

Prinsip operasi dari ketel uap cukup sederhana, namun desainnya terdiri dari sejumlah cukup besar dari item. Selanjutnya ruang pembakaran dan pipa untuk sirkulasi boiler air / uap dilengkapi dengan perangkat untuk meningkatkan efisiensi mereka (meningkatkan suhu uap, tekanan dan kuantitas). Perangkat ini meliputi:

1. Superheater. Ini berfungsi untuk meningkatkan suhu uap di atas 100 derajat. Overheating uap meningkatkan efisiensi perangkat dan efisiensi. Superheated steam dapat mencapai suhu 500 derajat Celcius. suhu tinggi seperti terjadi pada tanaman uap dari pembangkit listrik tenaga nuklir. Inti dari superheat adalah bahwa setelah penguapan datang melalui pipa dikenakan uap dipanaskan. Untuk tujuan ini, aparat dapat dilengkapi dengan tembak tambahan atau pipa tunggal yang sebelum pasang output pada penggunaan yang dimaksudkan, melewati beberapa kali melalui tungku utama. Reheaters adalah radiasi dan konveksi. Pertama kerja 2-3 kali lebih efisien.
2. Separator. Digunakan untuk "drainase" uap - memisahkannya dari air. Hal ini meningkatkan efisiensi pabrik.
3. Uap akumulator. Perangkat ini dirancang untuk mempertahankan tingkat konstan tanaman uap. Ketika pasangan tidak cukup, ia menambahkan ke sistem dan, sebaliknya, dalam hal memilih meluap-luap.
4. perangkat persiapan untuk air. Untuk mesin bekerja lebih lama, air yang jatuh di dalamnya, harus memenuhi persyaratan tertentu. Perangkat ini mengurangi jumlah oksigen dalam air dan mineral. Langkah-langkah sederhana dapat mencegah korosi pipa dan pembentukan skala pada dinding mereka. Karat dan skala tidak hanya mengurangi efektivitas perangkat, tetapi juga cepat membawanya ke dalam rusak, terutama dalam kasus penggunaan aktif.

peralatan pemantauan

Selain itu, boiler dilengkapi dengan perangkat tambahan untuk kontrol dan manajemen. Sebagai contoh, limit switch memonitor tingkat air mempertahankan tingkat cairan konstan dalam drum. Prinsip operasi dari indikator ambang ketel uap berdasarkan perubahan berat kargo khusus selama masa transisi dari fase cair ke uap dan sebaliknya. Dalam kasus penyimpangan dari norma itu akan berbunyi untuk mengingatkan karyawan dari perusahaan.

Untuk posisi kontrol level air juga digunakan pipa tegak boiler. Prinsip operasi dari perangkat berdasarkan konduktivitas listrik air. kolom adalah tabung yang dilengkapi dengan empat elektroda, mengendalikan tingkat air. Jika kolom air mencapai tanda yang lebih rendah, pompa feed terhubung, dan jika bagian atas - boiler air bertenaga berhenti.

Lain perangkat sederhana untuk mengukur pada tingkat air boiler adalah air-kaca, terintegrasi ke dalam unit. Prinsip operasi dari pengukur air boiler kaca uap sederhana - memang ditujukan untuk pengendalian visual dari permukaan air.

Juga tingkat cair dalam sistem melalui alat pengukur tekanan dan termometer mengukur suhu dan tekanan masing-masing. Semua yang diperlukan untuk fungsi normal dari boiler dan untuk mencegah kemungkinan kecelakaan.

generator uap

Kita telah membahas prinsip boiler steam, sekarang sebentar berkenalan dengan kekhasan generator uap - boiler yang paling kuat yang dilengkapi dengan perangkat tambahan. Seperti yang Anda lihat, perbedaan utama antara uap dari boiler adalah bahwa struktur mencakup satu atau lebih reheaters, yang memungkinkan untuk suhu uap tertinggi. Dalam pembangkit listrik tenaga nuklir, karena pasangan yang sangat panas, mengubah energi disintegrasi atom menjadi energi listrik.

Ada dua cara dasar: pemanas air, dan terjemahannya ke dalam keadaan gas dalam reaktor:

1. Air mencuci tubuh reaktor. Ketika reaktor didinginkan dan air dipanaskan. Dengan demikian, uap yang dihasilkan di sirkuit terpisah. Dalam hal ini, generator uap berfungsi sebagai penukar panas.
2. Pipa diuji dengan air di dalam reaktor. Dalam perwujudan ini, reaktor adalah ruang bakar dari mana uap dipasok langsung ke generator. Desain ini disebut reaktor air mendidih. Berikut semuanya bekerja tanpa uap.

kesimpulan

Hari ini kita telah bertemu dengan seperti perangkat yang berguna sebagai ketel uap. Struktur dan prinsip kerja dari perangkat ini cukup sederhana dan didasarkan pada sifat fisik dangkal air. Namun demikian boiler sangat memudahkan kehidupan manusia. Mereka menghangatkan bangunan dan membantu menghasilkan listrik.