Паровой котел

Автор статьи
Константин Корепов
АА

Содержание

Изготовление парового котла своими руками

Паровой котел – устройство повышенной опасности в доме. Ведь в нем присутствует избыточное давление пара, которое может привести к взрыву котла, а также высокая температура и открытый огонь, которые могут привести к возникновению пожара.

Именно поэтому для кустарного изготовления котла в домашних условиях понадобятся:

  • точные расчеты;
  • высокотехнологичные жаропрочные материалы;
  • различные инструменты и оборудование.

Не стоит забывать и о различных системах контроля, которыми должен оснащаться котел в целях обеспечения его безопасной эксплуатации.

Предположим, чисто теоретически, что все, что нужно для самостоятельного изготовления парового котла у вас есть. Тогда порядок работ будет следующий:

  1. Определитесь с габаритами будущего котла и его функциональной нагрузкой.
  2. Найдите готовые чертежи такого устройства, которое полностью соответствует вашим исходным данным.
  3. Тщательно изучите всю документацию и разберитесь в нюансах создания котла.
  4. Приобретите необходимые расходные материалы: стальной лист толщиной 1 мм; трубы из нержавеющей стали, диаметр которых лежит в пределах от 100 мм до 120 мм; трубки из нержавеющей стали диаметром от 10 мм до 30 мм.
  5. Из стальной трубы диаметром 100 мм необходимо нарезать двенадцать штук кусков трубы, которые будут использованы, как дымогарные. Из 120 мм трубы необходимо изготовить жаровую трубу. Длина всех трубок напрямую зависит от габаритов котла. Стальной лист вам пригодится для изготовления стенок и переборок.
  6. Дымогарные и жаровые трубы вставляются в специальные отверстия соответствующего диаметра, которые выполняются на стенках котла.
  7. После этого концы дымогарных трубок необходимо развальцевать и приварить к основанию котла, воспользовавшись аргоновой сваркой.
  8. Сваркой же фиксируете на корпусе котла коллектор для забора пара и предохранительный клапан для автоматического сброса избыточного давления в котле. Ваш котел может работать с максимальным давлением от 4 до 6 кг/см2!
  9. Утеплите готовый котел для увеличения его КПД с помощью асбеста листового типа.
  10. Готовую установку по производству пара закрепите с помощью разнообразных хомутов.
  11. Основанием парового котла может быть небольшой кусок стальной трубы диаметром 120 мм. Однако толщина стенок такой трубы должна быть не менее 2,5 мм.

Исходя из этого, я не думаю, что у вас что-нибудь получится. Поэтому не тратьте зря свое время и средства, а просто посетите специализированный магазин и приобретите готовый отопительный прибор, который вас устроит по цене, виду используемого топлива и функциональному назначению.

В заключительной части хотелось бы уделить немного внимания особенностям эксплуатации котлов.

c0e8d419f60fb77626a274c74161d700.jpg

Котел своими руками, принцип устройства и расчет оборудования

Принцип работы парового котла

Все паровые котлы работают по одинаковому принципу своего устройства:

  • верхняя часть котла содержит резервуар барабанного типа, в который принудительно подается вода за счет применения электронасоса;
  • из данного резервуара вода по специальным отводным трубам стекает в коллектор, расположенный в нижней части устройства;
  • от коллектора к верхнему резервуару идут еще одни трубы, которые проходят в зоне горения топлива (топке котла).

Таким образом, данное устройство для получения пара можно сравнить с системой сообщающихся сосудов, в которой нагретая смесь воды и пара имеет меньшую плотность, чем холодная вода. В результате этой разницы вода постоянно выталкивает пароводяную смесь в верхнюю часть устройства, где с помощью сепаратора пар отделяется от воды.

После этого вода снова попадает в резервуар, а пар – в паропровод, который также находится в зоне сгорания топлива. В результате вода, находящаяся в газообразном состоянии, разогревается еще больше, что приводит к значительному увеличению давления пара. Теперь характеристики пара достигли нужных параметров. Далее он может использоваться либо для отопления помещений, либо для вращения турбин различных агрегатов, в том числе и для получения электрической энергии.

388eb2cf50b736074f573f5ab218ebb4.jpg

промышленный газовый котел

Преимущества и недостатки

Принцип работы парового котла

Правила игры несколько изменились, в результате чего паровой котел способен навязать серьезную конкуренцию котлам альтернативных видов.

Для безопасной эксплуатации оборудования в условиях частного дома производители существенно снизили давление по сравнению с котлами промышленного назначения. Теперь давление не составляет выше 6 атмосфер, а максимальная температура пара достигает 130 градусов. Этого вполне достаточно для безопасной работы устройства.

Но на этом список положительных качеств не заканчивается. Паровой котел имеет следующие преимущества:

  • Экономичность;
  • Привлекательная стоимость самого оборудования;
  • Высокие показатели производительность;
  • Отличное теплосбережение;
  • Универсальность. Различные типы паровых котлов могут использовать разные виды топлива;
  • Высокий коэффициент полезного действия;
  • Для отопления используются трубы с небольшим диаметром, что положительно сказывается на компактности схемы;
  • Может устанавливаться для любого дома, схема останется безопасной. Главное соблюдать правила монтажа и эксплуатации;
  • Расходуемое топливо не нуждается в постоянном контроле;
  • Низкие параметры инерционности, что обеспечивает более быстрый прогрев помещений.

Но паровой котел имеет определенные недостатки, о которых нельзя не упомянуть.

  1. Невозможно плавно осуществлять регулировку работы оборудования.
  2. Разные помещения могут прогреваться неравномерно.
  3. Паровые котлы не могут похвастаться длительным эксплуатационным сроком.
  4. Нагрев труб отопления происходит очень интенсивно, из-за чего схема становится не совсем безопасной в некоторых случаях.
  5. Когда котел наполняется паром, агрегат начинает шуметь.

Чтобы сделать эксплуатацию котла парового типа в вашем доме полностью безопасной, следует выбирать устройства, имеющие сертификаты качества.

Электрические котлы

Паровой котел такого типа характеризуется:

  • простотой эксплуатации;
  • экономичностью;
  • экологичностью;
  • бесшумной работой.

Кроме того, такое устройство котлов гораздо проще, чем аналогичное у устройств, использующих твердое или жидкое топливо. Электрические котлы не нужно постоянно очищать о золы или шлака, да и само топливо не требует специальной дополнительной заготовки. Таким образом, вы сэкономите деньги, которые были бы затрачены на доставку топлива к вам домой и которые были бы затрачены на оборудование хранилища для топлива.

По своей конструкции электрические котлы подразделяются на:

  1. Приборы прямого действия. В них вода используется в качестве проводника электрического тока, которая нагревается согласно закону Джоуля-Ленца.
  2. Приборы косвенного действия. В них в качестве нагревательных элементов используются, например, ТЭНы.

Однако, если говорить о цене паровых котлов любого типа, то она достаточно высокая. Именно этот факт вызывает желание некоторых потребителей (особенно в сельской местности), создать такой прибор собственными руками. Давайте рассмотрим, возможно ли это осуществить в принципе?

Классификация

По назначению:

  • Энергетические паровые котлы — предназначены для производства пара, использующегося в паровых турбинах.
  • Промышленные паровые котлы — вырабатывают пар для технологических нужд, так называемые «промышленные парогенераторы».
  • Паровые котлы-утилизаторы — используют для получения пара вторичные энергетические ресурсы теплоту горячих газов, образующихся в технологическом цикле. Энергетические котлы-утилизаторы в составе ПГУ используют теплоту уходящих газов ГТУ.

По относительному движению теплообменивающихся сред (дымовых газов, воды и пара) паровые котлы могут быть подразделены на две группы:

  • газотрубные (жаротрубные, дымогарные) котлы
  • водотрубные котлы

Водотрубные котлы по принципу движения воды и пароводяной смеси
подразделяются на:

  • барабанные (с естественной<span title=»Статья «Естественная циркуляция» в русском разделе отсутствует»>ru</span>en и принудительной циркуляцией: за один проход по испарительным поверхностям испаряется лишь часть воды, остальная возвращается в барабан и проходит поверхности многократно)
  • прямоточные (среда между входом и выходом котла движется последовательно, не возвращаясь)

В водотрубных парогенераторах внутри труб движется вода и пароводяная смесь, а дымовые газы омывают трубы снаружи. В России в XX веке преимущественно использовались водотрубные котлы Шухова. В газотрубных, наоборот, внутри труб движутся дымовые газы, а теплоноситель омывает трубы снаружи.

Обозначения

Согласно , стационарные паровые котлы имеют следующую структуру обозначения:

Тип-D-P-T-FOН

Тип
  • Пр — с принудительной циркуляцией (вода из барабана подаётся в испарительные поверхности специальными насосами);
  • Прп — с принудительной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;
  • Е — с естественной циркуляцией (под действием разности плотностей воды и пара);
  • Eп — с естественной циркуляцией и промежуточным перегревом пара;
  • П — прямоточные;
  • Пп — прямоточные с промежуточным перегревом пара;
  • К — с комбинированной циркуляцией (в одних поверхностях естественная, в других принудительная);
  • Кп — с комбинированной циркуляцией и промежуточным перегревом пара.
D
Паропроизводительность котла, т/ч.
P
Давление на выходе из котла, МПа (ранее часто указывалось в кгс/см²)
T
Температура на выходе из котла, °C (для котлов, генерирующих насыщенный пар, не указывается). Если температура после промперегрева отличается от температуры первичного пара, она указывается через дробь.
F
Вид топлива (если топка не слоевая):
  • К — каменный уголь и полуантрацит (тощий уголь);
  • А — антрацит, антрацитовый штыб (шлам);
  • Б — бурый уголь, лигниты;
  • С — сланцы;
  • М — мазут;
  • Г — природный газ;
  • О — отходы, мусор;
  • Д — другие виды топлива.
O
Тип топки (для газомазутных не указывают, кроме «В»):
  • Т — камерная топка с твердым шлакоудалением;
  • Ж — камерная топка с жидким шлакоудалением;
  • Р — слоевая топка (решетка);
  • В — вихревая топка;
  • Ц — циклонная топка;
  • Ф — топка с кипящим (флюидизированным) слоем (стационарным и циркулирующим);
  • И — иные виды топок, в том числе двухзонные.
Н
«Н», если котёл под .

Параметры котла по возможности подбираются по стандартному ряду. После обозначения по ГОСТ может писаться в скобках заводская марка, например, Е-75-3,9-440БТ (БКЗ-75-39ФБ).

Классификация паровых котлов

По прин­ци­пу ор­га­ни­за­ции дви­же­ния ра­бо­чей сре­ды раз­ли­ча­ют П. к. ба­ра­бан­ные, с ес­те­ст­вен­ной или мно­го­крат­но-при­ну­дит. цир­ку­ля­ци­ей, и пря­мо­точ­ные, с при­ну­дит. дви­же­ни­ем по все­му трак­ту (табл.). По па­ра­мет­рам те­п­ло­но­си­те­ля («вы­ход­но­му про­дук­ту») раз­де­ля­ют па­ро­вые (пред­на­зна­че­ны для про­из-ва па­ра) и во­до­грей­ные (для на­гре­ва во­ды под дав­ле­ни­ем в осн. для те­п­ло­снаб­же­ния гор. и рай­он­ных ко­тель­ных и ТЭЦ) кот­лы. По на­зна­че­нию – энер­ге­ти­че­ские (вы­ра­ба­ты­ва­ют пе­ре­гре­тый пар, ис­поль­зуе­мый в па­ро­вых тур­би­нах для вы­ра­бот­ки элек­трич. энер­гии); про­мыш­лен­ные (вы­ра­ба­ты­ва­ют на­сы­щен­ный пар для тех­но­ло­гич. нужд; напр., в хи­мич., де­ре­во­об­ра­ба­ты­ваю­щей пром-сти, в с. х-ве); ото­пи­тель­ные (про­из­во­дят пар или го­ря­чую во­ду), . По дав­ле­нию па­ра – док­ри­тич., кри­тич., сверх­кри­ти­че­ские. По ти­пу при­ме­няе­мо­го топ­ли­ва – га­зо­вые, жид­ко­то­п­лив­ные (ди­зель­ные), двух­то­п­лив­ные (га­зо­ма­зут­ные), на твёр­дом то­п­ли­ве (для пром. кот­лов, в осн. уголь). По спо­со­бу сжи­га­ния то­п­ли­ва – слое­вое, фа­кель­ное, в ки­пя­щем слое. По фа­зо­во­му со­стоя­нию вы­хо­дяще­го из топ­ки шла­ка – с твёр­дым и жид­ким шла­ко­уда­ле­ни­ем. По ви­ду га­зо­воз­душ­но­го трак­та – с ес­теств. тя­гой, с над­ду­вом.

Классификация паровых стационарных котлов
Тип котлаДавление пара, МПаТемпература перегретого пара, °СТемпература вторичного перегрева пара, °СНоминальнаяпаропроизводительность,т/ч
Барабанный котёл с естественной циркуляцией: промышленного назначения;до 4до 440 ДО 160
для электростанций9,8-13,8540-560 160-500
Барабанный котёл с промежуточным перегревом пара13,8545545670
Прямоточные котлы на сверхкритическое давление пара25 и выше545-650545-580950-3950

 

Устройство парового котла

Оборудование, генерирующее пар подразделяется на следующие виды:

  • паровые котлы энергетического назначения (используются на электростанциях, для привода турбин, генерирующих электроэнергию);
  • паровые котлы промышленного типа (выработка пара для осуществления технологических операций в производстве);
  • паровое котельное оборудование, предназначенное для отопления, прачечных, эксплуатации дезинфекционных установок;
  • утилизационные котлы, производящие пар при помощи отбора тепла у перегретых дымовых газов, образующихся в результате производства в металлургии и химической промышленности.

58796ac76b2c0fde8cbac26976f64554.jpg

Паровой котел промышленного типа

В энергетике используются самые мощные устройства, вырабатывающие до 5000 т пара в час при давлении около 280 кгс/см2. Пар получают перегретым до температуры 500 С , после чего он поступает в турбинные агрегаты, где происходит превращение тепловой энергии в механическую.

fa4eb3d8ab41745f542bccbb07363d3e.pngПаровые котлы для отопительных систем производят пар низкого давления, чаще всего в насыщенном состоянии. Отопление такое типа целесообразно использовать в очень холодных климатических зонах, для предупреждения замерзания теплосистемы, в частности, ее оборотного цикла.

В некоторых учреждениях выгодно эксплуатировать паровой котел, который обеспечивает отопление здания и служит для подачи пара в прачечные. Иногда паровые генераторы устанавливают там, где возможна утилизация высокотемпературных газов, данное решение позволяет экономить существенные суммы в отопительный период.

Паровые котлы и принцип работы имеют значительные отличия от водогрейных систем. Работа парообразующих агрегатов основана на нагреве воды и последующего ее превращения в пар. Нагрев ведется при помощи выделения тепла от сжигания горючих материалов, чаще всего используется природный газ или уголь. Выдача пара котлом всегда происходит под избыточным давлением и в зависимости от назначения его величина колеблется в широких пределах и может меняться от1 кгс/см2 до нескольких сотен кгс/см2.

e9f1577bf7ed50d264547379bf703b69.png

Схема работы парового котла

d161fec9516b7ddff8cc93f7fa947b09.pngЭксплуатация подобных устройств связана с некоторой опасность, так как пар является сжимаемой средой и в котлах определенного типа он находится в больших объемах в сжатом состоянии, в связи с этим надежность оборудования регламентируется специальными ГОСТами. Главный фактор надежности обусловлен отсутствием разгерметизации и высвобождением большой массы разогретого пара в близлежащее пространство.

Узнай, как можно af8ed2a3a1c4f2fda00cb3b63f6a1188.jpgизготовить пиролизный котел своими руками.

Как разобраться, какая лучше чугунная печь камин длительного горения? Все можно тут.

Все, что тебе нужно, это имитация камина в квартире, тогда следуй по ссылке:http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/kaminy/imitacia-kamina.html

Современное оборудование более безопасно, по причине применения таких схем конструкции котла, при которых образование пара происходит в малых объемах, но с высокой скоростью, то есть не происходит аккумуляция значительных масс парообразного состояния воды. Тем не менее, безопасность паровых установок зависит от контроля параметров давления и температуры и от уровня автоматики, осуществляющей сброс излишков пара и отключения нагрева в случае аварийной ситуации.

Топка парового котла

b0583e05d5f68863b22a58a6ac4cdcc1.jpg
Вихревая горелка

Топка котла — это один из важнейших агрегатов парогенераторной системы. В топке сжигается топливо, в результате чего выделяется тепло, которое передается через металлические стенки рабочей жидкости и превращает ее в пар.

Конструкция

Современная топка представляет собой клетку из вертикальных труб, присоединенных концами к коллекторным барабанам малого диаметра, включенным в циркуляционную систему котла. С наружной стороны клетка снабжена легкой огнеупорной и теплоизолирующей обшивкой, вес которой несут сами трубы. Промежуток между обшивкой и трубами заполнен кирпичами специальной формовки, которые закрывают задние, т.е. наружные, поверхности труб, но оставляют открытыми их передние поверхности. В результате образуется довольно гладкая конструкция, на которой не задерживаются зола и шлак.

Топливо

Обычное твердое топливо (каменный уголь или дрова) располагается в виде горящего слоя на колосниковой решетке. Воздух пронизывает этот слой через возникающие сами по себе каналы в измельченном топливе. Если уголь коксуется, размягчаясь и частично спекаясь, то приходится время от времени его перемешивать, что способствует образованию новых и устранению слишком широких старых каналов. Так называемое подвижное топливо (угольная пыль, мазут или топливный газ) вводится в топку горелкой, в которой струя топлива смешивается с сильно закрученным потоком воздуха. Например, угольная пыль сначала подхватывается потоком первичного воздуха, которого, вообще говоря, недостаточно для полного сгорания. Горелка придает этому вращающемуся потоку форму узкого конуса. Затем к нему подводится полный поток вторичного воздуха, и конус дополнительно закручивается. Для эффективной работы топки необходима тяга. Под тягой понимается разность давлений, заставляющая воздух и топочные газы проходить через топку и связанные с ней устройства. Поскольку эта разность давлений мала, тягу обычно указывают в миллиметрах водяного столба (1 мм вод. ст. равен 9,8 Па).

Дымовая труба

Самое простое устройство для создания тяги — дымовая труба без какого-либо механического оборудования. Тягу, создаваемую такой дымовой трубой, называют естественной. Эта тяга обусловлена разностью давлений столба нагретого газа, находящегося внутри высокой трубы, и такого же столба более холодного наружного воздуха. Чтобы возникла тяга, нужно вначале создать небольшую разность давлений в нижней части трубы. После этого развивается полная тяга, которая ограничивается только трением газов о стенки. Чем уже труба, тем сильнее эффект трения. Поскольку при температуре ниже 150°C тяга, развиваемая дымовой трубой, едва достаточна для преодоления сил трения в ней, современные электростанции работают исключительно с принудительной тягой, создаваемой ротационными вентиляторами и воздуходувками. Расположенная ниже топки воздуходувка гонит воздух под давлением, необходимым для преодоления сопротивления системы подготовки топлива, воздухоподогревателя и горящего слоя или горелок. Установленный над котлом вытяжной вентилятор, засасывая поток еще не остывших газов, создает разность давлений, необходимую для поддержания быстрого течения газов через котел и все другие теплообменные устройства.

Особенности конструкции

В основе конструкции рассматриваемого котла лежит своего рода барабан. В этот элемент оборудования посредством системы насосов и труб подается предварительно подготовленная вода. В нижнем отсеке котла размещены опускные трубы. Эти элементы имеют разный диаметр и не нагреваются в процессе работы котла. По системе труб жидкость из барабана переходит в коллекторы. Последние чаще всего размещаются внизу котла.

c9356aa2072973abb35aa573f5e558eb.png

Паровой котел

Коллектор сопрягается с барабаном при помощи подъемного трубопровода. За счет трубопровода в месте сгорания загруженного топлива создаются поверхности нагревания.

К парогенератору подключается система трубопроводов, работающая по механизму сообщающихся сосудов. В горячих трубах циркулирует смесь жидкой воды и водяного пара. Данная смесь имеет довольно низкую плотность, что позволяет ей беспрепятственно поступать в сепараторное отделение, где происходит разделение пара и воды. Жидкая составляющая направляется в барабан парового котла.

Пар переходит в паропровод, а затем – в специальные нагреватели, где происходит повышение давления, а также температуры пара до нужных параметров. В завершении пар направляется в соответствующую паровую турбину.

2bc5691db44acc15fe673e20398302ba.jpg

Делаем паровой котел

Как работает типичный паровой отопительный котел

В топочной камере образуется тепло. В дальнейшем оно поступает на поверхности подогрева. Существует 2 разновидности поверхностей обогрева: конвективные и радиационные.

8a1d549493aa2205b5f6547b8939a9d7.jpg

Принцип действия парового котла

В состав конвективных поверхностей входят следующие элементы:

  • воздухоподогрева тели;
  • экономайзеры;
  • теплообменные устройства.

Перечисленное дополнительное оборудование нужно для увеличения эффективности котла, рационализации расхода горючего и снижения уровня тепловых потерь.

Важно, чтобы вода, используемая для работы котла, была исключительно чистой – примеси недопустимы. Поэтому перед подачей в котел жидкость обязательно очищается от газов и разного рода примесей, становясь в итоге питательной

Очищенная жидкость направляется в экономайзер. В этом ей помогает специальный насос. В экономайзере осуществляется подогрев жидкого теплоносителя под воздействием газов. Далее жидкость переходит в верхнее отделение барабанного отсека. Здесь котловая вода перемешивается с питательной жидкостью.

Некоторый объем воды переходит из верхнего отделения барабанного отсека в его нижнее отделение. Движение воды происходит по кипятильным трубкам.

Вверху парового котла газы имеют меньшую температуру, которая постепенно увеличивается по мере приближения к нижнему отсеку агрегата.

Вода подогревается и в совокупности со смесью пара с водой направляется в верхнюю камеру барабана.

Вторая же часть жидкости из верхнего барабанного отсека уходит на перераспределени е. Осуществляется нагрев котловой воды. Создающиеся пузырьки пара идут в верхнее отделение барабанного отсека.

В верхней камере барабана за счет сепаратора происходит практически полное разделение смеси жидкости и пара. В результате создается насыщенный пар, что способствует дополнительному увеличению полезного действия котла. Именно этот насыщенный пар и используется конечным потребителем.

С целью увеличения эффективности котлов их работа организована так, что в верхней камере барабанного отсека уровень «низшей» и «высшей» воды колеблется. Между упомянутыми уровнями жидкости имеется резервный запас воды, предназначенный для поддержания работы отопительного агрегата в случае прекращения поступления жидкости в систему.

Допустимый «высший» уровень жидкости в барабанном отсеке определяется с расчетом на то, чтобы вода не попадала в пароперегревател ь.

Максимально допустимый «низший» уровень жидкости в барабане рассчитывают так, чтобы не допустить перегревания верхнего отделения барабана, а также кипятильного пучка. Важно, чтобы вода заходила в опускные трубки в стабильном объеме.

Для дополнительного увеличения эффективности конструкция оснащается воздухоподогрева телем.

Жидкость в системе может циркулировать принудительно и естественно. В основе естественного движения лежит разность плотности жидкости и создающегося пара. Смесь воды с паром в подъемных трубках имеет меньшую плотность, чем аналогичный состав в опускных трубках. Однако показатель давления и значение температуры остаются одинаковыми по всей трубке. В итоге пар, по своей природе являющийся газом, устремляется кверху.

Принудительная же циркуляция обеспечивается специальным насосным оборудованием.

Схема перевода парового котла в водогрейный режим

Принцип работы газового котла

Данное оборудование работает по предельно простой схеме. Природный газ смешивается с воздухом, превращаясь в топливно-воздушную смесь, которая поджигается. Пламя и горячие продукты горения топлива нагревают содержимое специального резервуара — теплообменника, который подключен к системе отопления (СО) с жидкостным теплоносителем.

Последний постоянно циркулирует по системе — либо только за счет конвекции (естественная циркуляция), либо еще и за счет работы специального насоса (циркуляция принудительная).

13593f858b5bad32f1e06e5f1a8693fd.jpg

Устройство настенного двухконтурного газового котла

Дымовые газы, отдав часть имеющейся у них энергии теплоносителю, выводятся наружу через дымоход.

Наряду с обычными котлами сегодня выпускаются так называемые конденсационные. Они «умеют» отбирать у дымовых газов больше тепла, так что те остывают до температуры конденсации содержащегося в них водяного пара.

Именно конденсация выступает источником основной части дополнительного тепла (процессы изменения агрегатного состояния являются очень энергоемкими). В результате КПД установки повышается до 97% — 98%.

Условия безопасной эксплуатации котла

Котел должен быть не только эффективным, но и безопасным. Залог надежного и эффективного функционирования парового отопительного котла – поддержание заданного уровня подогрева металлических элементов.

Ввиду этого теплоноситель должен все время циркулировать внутри нагреваемых трубок с одновременным охлаждением поверхностей подогрева

Важно, чтобы теплоноситель стабильно отводил тепло от материала труб, нагревающихся под воздействием топочных газов. Если отведение тепла будет недостаточным, металл попросту перегреется, станет менее прочным, а КПД и безопасность оборудования снизятся

В худшем случае трубы попросту разорвет.

Регулярно проверяйте работу котла. Все неполадки исправляйте сразу же после их обнаружения. Даже малейший дефект может быстро привести к существенному уменьшению КПД агрегата и ухудшению показателей безопасности системы. Вода выйдет из барабана, пар проникнет в опускные трубки, барабан и трубки нагреются слишком сильно, и возникнет авария.

Также вы как владелец должны позаботиться, чтобы все элементы конструкции и используемое оборудование были исключительно высокого качества.

Видео – Паровой котел своими руками

Классификация газовых котлов

Такие приборы подразделяются на несколько групп по следующим признакам:

По способу установки

Доступны два варианта:

  1. Настенные: в таком виде выпускают в основном котлы малой и средней мощности, предназначенные для отопления домов или квартир с небольшой площадью. Настенное исполнение весьма удобно, потому что весь пол остается свободным для размещения мебели или другого оборудования.
  2. Напольные. Такой вид имеют мощные модели, имеющие большой вес.

b1712d0125b8871087bd79285efb6fd1.jpg

Схема устройства напольного газового котла

Для установки котлов второго типа в помещении придется освободить достаточно большое пространство.

По функциональности

Котлы бывают:

  1. Одноконтурными. Это отопители в чистом виде — в их задачу входит только нагрев теплоносителя СО.
  2. Двухконтурные. Имеют второй теплообменник, подключаемый к системе водоснабжения, и выполняют дополнительно функцию проточного водонагревателя.

Некоторые модели снабжаются встроенным бойлером.

938d9165143f799361f7038705ad59db.jpg

Двухконтурный напольный газовый котел

По типу камеры сгорания

Здесь также имеется два варианта:

  1. С открытой камерой. Топка сообщается с помещением котельной, откуда в нее и поступает воздух (засасывается естественной тягой).
  2. С закрытой камерой (турбированные). Топка от котельной изолирована, воздух вентилятором засасывается с улицы.

Более безопасный вариант — второй, но он работоспособен только при наличии электричества.

Чем отличаются газо- и водотрубные паровые котлы

Принцип работы котлов основан на подогреве емкости с водой. Емкость, в которой вода переходит в парообразное состояние, как правило, представляет собой трубу или несколько труб. Приборы, в которых горючее обогревает трубы, поднимаясь вверх, называются газотрубными котлами.

Но есть и другой вариант — когда горючий газ перемещается по трубе, расположенной внутри емкости с водой. В таком случае водные емкости называются барабанами, а сам котел – водотрубным. В обиходе его также называют огнетрубным котлом. В зависимости от расположения водных барабанов, котлы такого типа подразделяют на: горизонтальные, вертикальны и радиальные. Также встречаются модели, в которых реализованы разные направления труб.

Устройство и принцип работы огнетрубного парового котла несколько отличается от газотрубного. Во-первых, это касается размера труб с водой и паром. У водотрубных котлов трубы менее габаритны, чем у газотрубных. Во-вторых, имеют место различия по мощности. Газотрубный котел дает давление не более 1 МПа и имеет теплообразующую способность до 360 кВт. Причиной тому являются крупные трубы. Чтобы в трубах образовывалось достаточно пара и давления, их стенки должны быть толстыми. Как результат – цена таких котлов завышена. мощнее. Благодаря тонким стенкам труб, пар нагревается лучше. И в-третьих, водотрубные котлы безопаснее. Они производят высокую температуру и не боятся значительных перегрузок.

04dcb326d1413ab311f6e926b99e6e81.jpg

Выбор мощности

Соблюдая определенные правила, вы сумеете грамотно подобрать мощность своего парового котла, которой будет достаточно для обогрева вашего дома.

Правила достаточно простые — чем больше площадь, тем выше требуемая мощность. Приведем несколько примеров.

  • Для дома площадью помещений от 60 до 200 квадратных метров достаточно парового котла мощностью 25 кВт;
  • Если площадь отапливаемых помещений до 300 квадратных метров, мощность устройства должна составлять до 30 кВт;
  • При площади в диапазоне 300-600 квадратных метров, достаточно будет мощности в 35-60 кВт.

Чтобы увеличить эффективность своего парового агрегата, снизив одновременно с этим расходы на топливо, рекомендуется приобретать дополнительно экономайзеры или модели котлов со встроенными подогревателями.

Взгляды на подобное отопительное оборудование существенно поменялись. Это стало возможным за счет модернизаций и адаптации технологии под работу в условиях жилых частных домов.

Принцип работы газового котла отопления схема нагрева

Основная функция отопительного оборудования заключается в подогреве теплоносителя путем прямой передачи тепловой энергии, которая образуется в ходе горения газообразного вещества. Для наглядности ниже рассматривается процесс работы одноконтурного устройства, неспособного обеспечивать нагрев воды для потребительских нужд.

acc120ad55d529a6d4ae772155f5aa0d.jpg

Газ, подающийся под определенным давлением из магистральной сети, попадает в специальную камеру, где и происходит его возгорание

Важно, чтобы данный процесс был полностью безопасным. Мощность горения контролируется при помощи различных датчиков и системы автоматики

При появлении пламени происходит выделение значительного объема тепла. Оно передается отопительной системе непосредственно через теплообменник, внутри которого циркулирует рабочая жидкость. Нагрев осуществляется снаружи. На теплообменник воздействует струя горящего газа. В качестве материала для этого элемента используется чугун, сталь или медь.

На чем работают паровые агрегаты

3762a47664b1c525f5be3e53f95e43b9.jpg

Устройство котла

Мы уже упоминали о том, что проблем с выбором топлива для паровых котлов нет. Но если речь идет об эффективной и удобной эксплуатации системы парового отопления, то оптимальный вариант — это газ. С ним меньше возни, и можно создать автоматизированную систему. Она сама будет контролировать все процессы, связанные с температурным режимом, подачей газа, эффективностью использования топлива и его экономией.

Паровые котлы, работающие на дровах или солярке, а также электрические аналоги функционируют по такому же принципу, хотя в конструктивном плане есть и достаточно серьезные отличия. Особенно это касается топки и форсунок. Последние, к примеру, в котлах, работающих на дровах или электричестве, полностью отсутствуют. Но в большинстве случаев мастера, которые собирают котлы своими руками, стараются подогнать их или под газовые горелки, или под дизельные форсунки.

У потребителей всегда есть альтернатива выбора. Можно купить готовый агрегат, а можно сделать его самостоятельно. Но давайте смотреть правде в глаза. Схема парового котла достаточно сложна, и разобраться в ней, не зная элементарных принципов, по которым работает агрегат, не получится. К тому же придется приобрести специальные материалы, соответствующие нормам и требованиям по созданию этого отопительного прибора. Здесь потребуются прочные жаростойкие металлические изделия. Плюс ко всему необходимо будет провести очень точные расчеты.

Добавим, что паровые котлы, работающие в системе отопления дома или квартиры, особенно газовые, должны оснащаться блоком безопасности. Это не просто печь или камин, и здесь все связано с паром высокой температуры, который подается в систему под давлением. Поэтому автоматическая система контроля — важная и неотъемлемая составляющая.

Конечно, говорить о том, что любой человек может изготовить своими руками паровой агрегат, нельзя. Но знать принцип работы устройства, его конструктивные особенности, тонкости эксплуатации и прочие моменты каждый просто обязан. Это относится к тем, кто решился у себя в доме установить именно эту модель.

Похожие записи

Комментарии и отзывы к материалу

У вас должен быть включен JavaScript

Паровые котлы сфера применения

Бытовые паровые устройства используются в качестве источника тепла для отопления дома. Они подогревают ёмкость с водой и гонят образовавшийся пар в трубы отопления. Часто такую систему обустраивают вместе с угольной стационарной печью или котлом. Как правило, бытовые приборы для отопления паром создают только насыщенный, неперегретый пар.

Для промышленного применения пар перегревают. Его продолжают греть после испарения, чтобы ещё больше поднять температуру. Такие установки требуют качественного исполнения, чтобы предупредить взрыв паровой ёмкости.

Паровой котел

Перегретый пар из котла может расходоваться на образование электричества или механическое движение. Как это происходит? После испарения пар попадает в паровую турбину. Здесь поток пара вращает вал. Это вращение в дальнейшем перерабатывается в электричество. Так получают электрическую энергию в турбинах электростанций — при вращении вала турбомашин образуется электрический ток.

Кроме образования электрического тока, вращение вала может передаваться непосредственно на двигатель и на колёса. В результате чего паровой транспорт приходит в движение. Известный пример паровой машины — паровоз. В нём при сжигании угля нагревалась вода, образовывался насыщенный пар, который вращал вал двигателя и колёса.

Паровой котел для атомной электростанции

8ede5a6181c9782613717bb2451d084e.jpg
Ядерный реактор деления

Ядерный реактор деления предназначается для осуществления и поддержания управляемой реакции деления, в ходе которой энергия выделяется постепенно, по мере необходимости. Основными компонентами ядерного реактора являются тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы с топливным ядром), замедлитель, теплоноситель, система загрузки топлива, конструкционные элементы, система управления, теплозащитный экран и корпус. Потребляя ядерное топливо, ядерный реактор выделяет тепловую энергию, которая отводится теплоносителем. АЭС теплоносителем обычно служит вода. Такие реакторы с водяным охлаждением могут либо нагревать воду, повышая ее давление (реактор с водой под давлением), либо непосредственно в реакторе кипятить, преобразуя ее в пар (кипящий реактор). В обоих случаях вода-теплоноситель подается насосами в корпус реактора, где она циркулирует между стенкой корпуса и теплозащитным экраном, окружающим сборку ТВЭЛов. Нагретая вода выводится для совершения полезной работы. В случае кипящего реактора пар из него подается непосредственно на приводную турбину электрогенератора. Таким образом, корпус реактора играет роль парового котла. В случае же реактора с водой под давлением тепло от нагретого в реакторе теплоносителя передается вторичному (паровому) контуру, который питает паром турбину электрогенератора. Такая теплопередача осуществляется в противоточном теплообменнике — парогенераторе. Благодаря тому что в реакторе с водой под давлением реакторный теплоноситель не выходит за пределы замкнутого контура, исключается возможность утечки радиации из активной зоны. Эта мера дополняется другими средствами защиты, в частности, возведением толстых бетонных стен вокруг реактора. Для предотвращения коррозии, которая может приводить к разгерметизации, насосы, трубопроводы и соприкасающиеся с теплоносителем поверхности реактора выполняют из нержавеющей стали или из обычной конструкционной стали с инконелевым покрытием. Корпуса ядерных реакторов проектируются и изготавливаются в соответствии со значительно более жесткими нормами, чем обычные паровые котлы.

Популярность парового отопления

Этот вид создания тепла и уюта в доме с помощью пара был и остается довольно популярным в нашей стране. Паровое отопление частного дома отличается не только доступностью, простотой, но и эффективностью. Главной особенностью этой системы является использование в качестве теплоносителя водяного пара. При этом источником тепла может служить как приобретенный через торговую сеть, так и самодельный паровой аппарат.

Этот агрегат используется для производства горячего водяного пара, находящегося под давлением больше атмосферного. Он образуется с использованием тепловой энергии, которая выделяется при сжигании топлива в специальной камере.

Чтобы своими силами произвести создание этой системы какие-то фундаментальные знания не нужны. Но, тем не менее, иметь представление о некоторых нюансах обязательно.

7c454e58046285a2675769e358bf90dd.pngПаровое отопление жилого дома обычно состоит из следующих устройств и элементов:

  • Парового агрегата
  • Стояков
  • Трубопроводов
  • Радиаторов

Такой набор составляющих характерен для индивидуальной системы отопления. Вырабатывает тепло в ней паровой котел, своими руками собранный и установленный, который способен функционировать практически на любом топливе.

Такое отопление можно сделать одноконтурным или двухконтурным. При первом варианте будет происходить только обогрев помещений, второй способ предполагает также и приготовление горячей воды.

Система трубопроводов состоит из горизонтальных и вертикальных элементов. Разводка может быть нижняя или верхняя – это зависит от особенностей здания.

Конечно, прежде чем создать такую систему обогрева в своем доме, надо тщательно проанализировать все ее плюсы и минусы.

Главными преимуществами являются:

  • Недорогой монтаж и компактные габариты
  • Быстрый прогрев
  • Возможность отопления больших по площади и объему помещений
  • Экономичность
  • Высокая теплоотдача при отсутствии потерь тепла
  • Невозможность размерзания системы

К недостаткам можно отнести:

  • Невозможность изменения температуры воздуха в доме
  • Агрессивное воздействие на трубы

Как видим, такое отопление имеет больше плюсов, чем минусов. А самостоятельно выполненная установка системы еще более дополняет перечень лучших качеств.

Какими бывают паровые котлы

Отопительное оборудование подразделяется по таким признакам:

  • метод  передвижения пара;
  • циркуляция пароводяной смеси;
  • способ перемещения конденсата;

По типу циркуляции делятся:

  • Водотрубные –  их конструкция такова, что вода в них перемещается по трубам, нагреваемым за пределами аппарата.  Дымовой канал находится прямо в самом барабане, в котором установлен теплонагреватель. Эти котлы имеют простую конструкцию, но финансово более затратные,  ибо нуждаются в топливе высокого качества.
  • Жаротрубные – их работа основана на передвижении смесей в результате перепада плотности.

Также они бывают

  • Замкнутые – работают при температуре не выше 115˚С . Такие котлы не нуждаются в постоянном присутствии оператора. Могут быть одно- или двух контурными.
  • Разомкнутые – они же прямоточные паровые котлы. Такие устройства требуют оснащения насосом, он периодически перекачивает не преобразованную в пар воду из резервуара в установку. Также могут иметь один или два контура, в зависимости от потребностей.

История

e80f8c7d8074d22cf3649e39a39d2787.jpg
Развитие парового котла

Развитие паровых котлов шло в направлении повышения паропроизводительности, параметров производимого пара (давления и температуры), надежности и безопасности в эксплуатации, увеличения экономичности (КПД) и снижения массы металлоконструкций, приходящейся на 1т вырабатываемого .
Исходным типом современных котлов был простой цилиндрический котел выполненный в виде горизонтального барабана с топкой под ним. Стенки барабана были одновременно и поверхностью нагрева. В дальнейшем увиличение поверхности нагрева шло по двум направлениям.

В первом случае непосредственно в водяном пространстве барабана размещались большие и малые трубы; при этом большие одновременно являлись топкой (котлы с жаровыми трубами), а по малым пропускались продукты сгорания (котлы с дымогарными трубами).

Во втором случае к барабану присоединялись дополнительные наружные трубные поверхности нагрева — кипятильные пучки, наполненные водой и обогреваемые топочными газами (водотрубные котлы).

Секционированные чугунные котлы

Широко распространенный секционированный чугунный отопительный котел рассчитан на максимальное избыточное давление ок. 100 кПа. Он состоит из отдельных чугунных секций, собираемых вместе подобно радиаторам центрального отопления. В крупных паровых котлах такого типа пар из каждой секции поступает в продольный верхний коллектор, а конденсат возвращается по двум нижним продольным коллекторам, расположенным по разные стороны секций. Основное достоинство такого котла состоит в легкости его демонтажа на небольшие блоки. Кроме того, при необходимости его легко наращивать. Однако в случае слишком быстрого разогрева при холодном пуске такой котел может дать трещину; для ремонта же, скажем, средней секции необходима полная разборка. Секционированные котлы работают с довольно высоким КПД и быстро разогреваются, поскольку внутренние поверхности секций образуют непосредственно топочную камеру. Чугунные секции такого котла не гарантируют безопасной работы при высоких давлениях пара; поэтому его тепловая мощность не превышает примерно 200 кВт, а максимальная производительность составляет ок. 4300 кг пара в час. Для этого требуется тепловыделение топлива ~12 ГДж/ч, что соответствует сжиганию ок. 300 кг антрацита в час.

Водоподготовка паровых котлов

Основные нарушения нормального функционирования этого вида отопительного оборудования вызываются образованием накипи на стенках трубопроводной системы. Чтобы обеспечить гарантировано безаварийную работу аппарата вода, поступающая в паровые агрегаты, должна предварительно очищаться.

Главная задача, которая ставится перед подготовкой жидкости для дальнейшего ее использования в аппарате, заключается в снижении ее накипной и коррозионной активности. Разрушение нагреваемых поверхностей и труб происходит под воздействием углекислоты и кислорода, попадающих в систему с жидкостью.

Водоподготовка для паровых котлов может заключаться как в очистке с применением химических средств, так и с использованием электромагнитного импульса. В первом случае берут вещества, которые препятствуют возникновению накипи и уменьшают коррозийное воздействие на внутренние поверхности. Во втором – создается поле, генерирующее высокочастотные колебания, способные препятствовать образованию накипи.

Дополнительные элементы агрегата

В конструкцию парового котла могут входить не только топочная камера и трубы (барабаны) для циркуляции воды и пара. Дополнительно используются устройства, которые увеличивают эффективность работы системы (поднимают температуру пара, его давление, количество):

  1. Пароперегреватель — повышает температуру пара выше +100ºC. Это в свою очередь повышает экономичность и КПД работы машины. Температура перегретого пара может достигать 500 ºC (так работают паровые котлы в атомных станциях). Пар дополнительно нагревается в трубах, в которые он поступает после испарения. При этом он может иметь собственную топочную камеру или быть встроен в общий паровой котёл. Конструктивно различают конвекционные и радиационные пароперегреватели. Радиационные конструкции нагревают пар в 2-3 раза сильнее, чем конвекционные.
  2. Сепаратор пара — удаляет из пара влагу и делает его сухим. Этим увеличивается эффективность работы устройства, его КПД.
  3. Паровой аккумулятор — устройство, которое отбирает из системы пар, когда его много, и добавляет его в систему, когда его недостаточно, мало.
  4. Устройство для подготовки воды — снижает количество растворённого в воде кислорода (что предупреждает коррозию), убирает растворённые в воде минералы (химическими реагентами). Эти меры предупреждают засорение труб накипью, которая ухудшает теплоотдачу и формирует условия для прогорания труб.

Кроме того, есть клапаны для слива конденсата, воздухоподогреватели, и обязательно — система контроля и управления. В неё входят включатель и выключатель горения, автоматические регуляторы расхода воды, топлива.

Первичный теплообменник

71f2410b96cfbb606052edbec171ec62.jpg

теплообменник газового котла

Является определяющим элементом в работе котла, служит для передачи тепла от огня отопительной жидкости далее в систему отопления. Устройство такого теплообменника, как правило, одинаково для всех типов котлов всех производителей. Внешне это труба из меди, внутри которой протекает отопительная жидкость. Подобные теплообменники называются «медными». Так как теплообменник расположен над пламенем горелки, тепло огня нагревает медную трубу, которая передает тепло отопительной жидкости. Примечательно, что именно медь была выбрана в качестве металла, успешно справляющего с задачей удержания тепла и при необходимости достаточно быстрой его потерей, т.к. обладает высоким коэффициентом теплопередачи. Также медь не быстро ржавеет, за счет чего срок ее функциональности является достаточно высоким. Помимо медной трубы теплообменник оснащен специальными пластинами, которые помогают плавно распределить все тепло от огня, тем самым способствуя равномерному нагреву теплообменника.

Разновидности и устройство газового котла

Классификация котлов, функционирующих с помощью газа, является следующей:

  • образцы напольного и настенного типа. Если говорить об удобстве, то более приемлемым будет настенное оборудование, которое более характерно для частных построек. Основное достоинство напольного агрегата заключается в его гораздо большей мощности, вследствие чего с его помощью можно обогреть помещение с весьма существенной площадью. Такие модели очень часто эксплуатируются на производстве;
  • газовые котлы атмосферного и турбированного типа. Чтобы понять, как работает газовое отопление с атмосферным котлом, можно вспомнить принцип функционирования стандартной печи, где воздух из помещения поступает в специально предназначенный дымоход благодаря естественной тяге. Турбированные аппараты оснащены вентилятором, который входит в конструкцию, а камера сгорания топлива является полностью закрытой, поэтому все необходимое количество воздуха поступает с улицы (подробнее: «Как устроен турбированный газовый котел – принцип работы, преимущества и недостатки»);
  • механизмы с одним и двумя контурами. Устройство газового котла с одним контуром рассчитано так, чтобы это оборудование использовалось исключительно для обогрева комнат, в то время как приборы с двумя контурами способны также играть важную роль в системе водоснабжения, обеспечивая помещение горячей водой;
  • котлы, оснащенные обычной горелкой или горелкой модулируемой (детальнее: «»). Во втором случае мощность работающего оборудования регулируется автоматическим образом, благодаря чему можно значительно уменьшить расходы на топливо;

0f5943413d73fd4aedcb33268921908f.jpg

Применение и преимущество данного типа котлов

На сегодняшний день применение паровых котлов, как в быту, так и на производстве считается одним из самых не дорогих и безопасных вариантов. Преимущество такого оборудования в том, что оно способно генерировать энергию из абсолютно любого источника тепла и превращать его в механическую силу, в то время как двигатель внутреннего сгорания, к примеру, способен работать исключительно на одном виде топлива

Паровозы и пароходы на много легче своих дизельных собратьев, а это достаточно важно с экономической точки зрения.

Благодаря паровым котлам на производстве можно значительно улучшить качество и количество выполняемой работы, оптимизируя множество процессов, при не больших денежных затратах.

Внутренние устройства газового котла

94f5faa1ce8dc40202e6c883c220158e.jpg

Внутренние устройства котельного оборудования можно разделить на две группы:

  1. Обязательные;
  2. Дополнительные.

К обязательным конструктивным элементам газового котла относятся:

  1. Горелочное устройство;
  2. Теплообменник;
  3. Наружная обшивка (кожух);
  4. Элемент управления температурой теплоносителя;
  5. Газовый клапан.

Горелочное устройство состоит из группы труб с перфорацией по диаметру, воздухозаборной решеткой (атмосферные горелки). В закрытые камеры сгорания воздух нагнетается вентилятором. Наддувные горелки оборудованы вентилятором повышенной производительности.

Теплообменный аппарат – трубчатый змеевик с пластинами оребрения. Выполняется из чугуна или стали.

Стальные теплообменники отличаются высокой прочностью, более высокими показателями теплопередачи. Сталь несколько легче чугуна, поэтому все настенные агрегаты имеют теплообменник из этого материала. Сталь более подвержена коррозии, срок службы изделий из нее меньше чугунных аналогов.

Чугунные теплообменные аппараты тяжелее, но меньше подвержены коррозии. Чугун отрицательно реагирует на гидроудары и резкое изменение температуры. При резком вбросе холодной воды (в процессе подпитки системы) горячий теплообменник может лопнуть.

Наружная обшивка выполняется из стали или пластика, под ней иногда оборудуется слой тепловой изоляции.

Элемент управления температурой имеет различные модификации – от механической до дистанционного управления режимом работы.

Газовый клапан осуществляет процесс подачи газа, регулирует величину объема подаваемого на горение топлива. Работа его напрямую зависит от терморегулятора температуры теплоносителя.

К дополнительным элементам относятся:

  1. Циркуляционный насос;
  2. Расширительный бак (экспанзомат);
  3. Вентилятор системы удаления дыма и забора воздуха;
  4. Теплообменник ГВС;
  5. Трехходовой клапан ГВС;
  6. Система управления и автоматики.

Циркуляционные насосы всегда приблизительно соответствуют по производительности тепловой мощности котла. Объем встроенного расширительного бака довольно мал, рекомендуется проводить проверочный расчет его соответствия смонтированной системе отопления.

Вентиляторами оборудуются настенные котлы с закрытой камерой сгорания. Система ГВС входит в состав двухконтурного котла, как настенного, так и напольного типа.

Системы управления отличаются степенью сложности и наполненности функциями. Простейшие системы осуществляют управление температурой, имеют ряд блокировок безопасности (от закипания, наличие протока и так далее).

Более сложные системы обладают возможностями самодиагностики, интегрирования с системами погодозависимой автоматики, программирования режимов работы, дистанционное управление.

Пароперегреватель

Пароперегреватель — это теплообменный аппарат, предназначенный для повышения температуры пара выше нормальной точки кипения. Высокотемпературный перегретый пар позволяет повысить экономичность паровых машин и турбин, так как потребление ими пара снижается примерно на 1% с увеличением перегрева на 5°C. Верхняя граница температуры определяется лишь нагревостойкостью механического оборудования и материалов. Крупные электростанции работают с температурами перегретого пара до 500°C.

Пароперегреватель изготавливается из стальных труб, образующих поверхность нагрева для проходящего по ним пара. Насыщенный пар из котла входит в один конец трубы и нагревается до нужной выходной температуры теплом топочных газов, подводимым к ее наружной поверхности. Площадь поверхности нагрева пароперегревателей примерно вдвое меньше площади поверхности нагрева котла при умеренных температурах пара и вдвое больше — при высоких. Хотя пароперегреватель может быть выполнен в виде подключенного к котлу отдельного агрегата с собственной топкой, как правило, пароперегреватели встраивают в систему парогенератора. Встроенные пароперегреватели бывают двух видов: радиационные и конвекционные. Поверхность радиационного пароперегревателя, расположенного так, что он воспринимает лучистую теплоту из зоны горения в топке парогенератора, передает пару в 2—3 раза больше тепла, чем такая же поверхность конвекционного. Конвекционные пароперегреватели размещаются в высокотемпературных зонах газовых проходов котлов.

Устройство парового котла

Конструктивно паровой котел – это емкость, в которой происходит процесс преобразования воды в пар. Емкость обычно выполняется из трубы, диаметр которой может варьироваться в достаточно широких пределах. Помимо заполненной трубы, схема парового котла включает в себя топочную камеру, предназначенную для сжигания топлива.

Топка может иметь определенные особенности, которые напрямую зависят от используемого вида топлива. Например, твердотопливные топочные камеры в нижней части оборудуются колосниковой решеткой, сквозь которую в камеру поступает кислород. В верхней части конструкции устанавливается традиционный дымоход, создающий тягу и обеспечивающий нормальное горение. В случае использования жидких энергоносителей или газа топочная камера снабжается горелкой.

9276bbf96ee8ecec642ab8846769b0b2.jpg

В любом случае, выделяемый при сгорании топлива газ подступает к заполненной водой емкости, отдает ей свое тепло и выводится в атмосферу дымоходом. Вода в определенный момент начинает кипеть и превращаться в пар, который направляется в верхнюю часть емкости, а потом – в трубы.

Для каких помещений подходит паровое отопление

Паровое отопление применяется в определенных случаях, в основном, когда целесообразно утилизировать энергию дымовых газов от какого-либо производства. Как правило, чаще всего отапливаются производственные площади (цеха, мастерские, подсобные помещения, гаражи).

d161fec9516b7ddff8cc93f7fa947b09.pngВ настоящее время отопление паровым способом жилых помещений применяется редко, так как сложно регулировать температурный режим и существует опасность ожога паром при повреждении отопительной системы.

Паровые котлы, работающие на угле, газе или дизельном топливе устанавливают в тех помещениях, в которых нужно установить определенную температуру за короткий период времени. Объясняется это малой инерционностью паровых систем и большой отдачей тепловой энергии. Пар, кроме передачи своего тепла, передает скрытый тип тепловой энергии во время своей конденсации, которая была получена в процессе испарения. То есть тепловая энергия передается не только за счет охлаждения массы пара, но и за счет его конденсации.

Разбираемся, как выгодно 93fcebb4991354a11cc18c592b71c97f.jpgпечи для гаража купить и не ошибиться при выборе.

Для каких целей, какие нормы и прочее можно узнать в статье печь буржуйка для гаража.

Отопительная печь из кирпича своими руками по ссылке:http://prootoplenie.com/otopitelnoe-oborudovanie/pechi/iz-kirpicha.html

6df925c676f0afa0b2928284fb88c822.png

схема парового отопления дома

Достоинства парового отопления:

  • можно применять радиаторы меньшей площади, за счет большой ∆t;
  • быстрое достижение требуемой температуры в помещении;
  • малый объем сконденсированной воды на возвратном трубопроводе, позволяет применять трубы небольшого диаметра;
  • возможность сократить расходы на отопление при возможности утилизации дымовых газов в парогенераторе.

Недостатки:

  • невозможность регулировки температуры радиаторов;
  • вероятность ожога при прикосновении к элементам отопительной системы (температура 120-130 С);
  • высокий уровень шума работы паровых котлов;
  • потери тепла в магистралях.
  • Паровые котлы, спецификации по их эксплуатации, должны подбираться в зависимости от поставленных задач и финансовой целесообразности их использования.

de4162c0db1fb62199af450e7e482bb4.jpg

Котел паровой, цена зависит от объема

5e539b4b6cafa92a9c009ab2dd2fcefa.jpg

Технология изготовления парового котла

Что понадобится для изготовления такой системы?

  • Листовой металл из нержавейки толщиной 1 мм.
  • Трубы разного диаметра из нержавеющей стали — 100–120 мм, 10–30 мм.
  • Предохранительный клапан.
  • Асбест в виде листов.

В первую очередь необходимо раздобыть чертежи парового котла. Это сегодня не проблема, поскольку они есть в свободном доступе в интернете. Вторая задача — определиться с мощностью прибора. Все будет зависеть от , размеров частного дома, количества радиаторов в нем и так далее. Разобраться с этим вопросом помогут другие статьи на нашем сайте. Третье — нужно выбрать форму агрегата. Она может быть круглой, квадратной или прямоугольной.

Паровой котел высокого давления

Для простоты изготовления можно взять трубу длиной 100–110 см. Она и будет корпусом агрегата

Обратите внимание, что толщина стенки должна быть не меньше 2,5 мм. Очень важный момент — это устройство топки и подвод к ней жаровых и дымогарных трубок

Камеру сгорания лучше всего сделать из листов нержавеющей стали, в которых просверливаются отверстия под описанные трубки. Их концы обязательно вальцуются, чтобы создать плотное примыкание к поверхностям. Для лучшей герметизации и повышения прочности соединения трубки стоит заварить, используя аргоновую сварку. Если этими навыками вы не владеете, можно приварить их постоянными электродами.

После этого нужно с помощью сварки подсоединить коллектор для труб и установить предохранительный клапан. Утепление агрегата проводится асбестовыми листами. На этом можно считать, что работа выполнена. Затем система парового отопления и котел соединяются.

Сооружение твердотопливного котла собственными силами

Чтобы сделать самостоятельно котел в частном доме, нужно обладать навыками и знаниями сварщика.

d3fc5a8af09cb0312f2169b90a2d6dc9.jpg

Для начала вам потребуется вооружиться следующими инструментами: сварочным агрегатом, автогеном, шлифовалкой, измерительным прибором в виде рулетки, мелком или маркирующим средством, молотком.

df475055d8fc1c270cc56e1c6f7d3147.jpg

И приобрести необходимые материалы: трубы диам. 425, 100 и 25 мм, металл 4 мм, сгон для соединения диам. 25 мм – 2 шт., средние навесы, уголки из стали 25 мм, арматура диам. 8 мм.

ad01912470578bcc040003c439a614bb.jpg

Без проектных набросков тоже не обойтись. Нужные чертежи котлов можно найти на определенных сайтах Всемирной паутины или в технических изданиях, но главное с подходящими размерами.

243321de5ca75979e7484412b9494ce1.jpg30182c5e760503e060e461e10a0136e2.jpg1869c23353135e96838b776a5d395ac0.jpgb63f954413e7b1d78406f5d9a140c607.jpg52834bc6e815075267166d9f58cbad4c.jpg5ba8d304a99b60ff3f1dcd6c39ddd08a.jpg46c682824df15d8d6dbf02a2eca3c4a9.jpg93015cfb9e81cc74ab388dc0943551c8.jpgec8c9ceeb1362993dc2420cfacaceb47.jpg

Устройство современного парового котла

c242c8bc38c3538ef13ef55e5e025f59.jpg
Котел барабанный

На рисунке показана одна из схем котла с естественной циркуляцией.

Основными частями парового котла являются:

  • топка,
  • пароперегреватель
  • воздухоподогреватель
  • экономайзер
  • каркас
  • обшивка

Тепловая энергия, подводимая к паровому котлу, может представлять собой тепло от сгорания топлива, электрическую, ядерную, солнечную или геотермальную энергию. Поскольку котел дает только насыщенный пар, его следует отличать от парогенератора, в состав которого в качестве неотъемлемых и необходимых агрегатов могут входить пароперегреватели, экономайзеры и воздухоподогреватели. Котлы применяются как источники пара для отопления зданий и питания технологического оборудования в промышленности, а также машин и турбин, приводящих в действие электрогенераторы. Самые малые паровые котлы бытового назначения дают ок. 20 кг пара в час при давлениях порядка атмосферного. В то же время котлы крупнейших электростанций производят до 4500 т пара в час при давлениях до 28 МПа. Такие давления называются сверхкритическими, поскольку они превышают критическое давление воды (22,1 МПа), при котором вода превращается в пар. Большой паровой котел такого типа может, потребляя несколько сот тонн пылевидного угля в час, производить столько пара при 550°C, сколько необходимо для выработки 1300 МВт электроэнергии. На рисунках представлены схемы (с указанием основных агрегатов) одного газотрубного и двух водотрубных котлов. Во всех этих котлах имеется топочная камера, в которой сжигается топливо. Горячие газообразные продукты горения уходят из зоны горения и на своем пути омывают поверхности парообразующих (кипятильных) труб, расположенных в газовом тракте. Проходя по шахте котла, эти газы охлаждаются от максимальной температуры в топочной камере до самой низкой в дымоходе. Тепло, отдаваемое газами, поглощается водой, которая нагревается и испаряется. Процесс испарения вызывает естественную циркуляцию (принудительная циркуляция создается механическими средствами — ).

Интересное чтиво
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Рейтинг автора
Автор статьи
Константин Корепов
Написано статей
1261
Добавить комментарий