Proiectare cazane. Proiectarea sistemului hidraulic al unui cazan de încălzire a apei

Un element al unui cazan staționar proiectat să colecteze și să distribuie mediul de lucru, combinând un grup de țevi, se numește colector.

Un element de cazan conceput pentru a colecta și distribui mediul de lucru, pentru a separa aburul de apă, pentru a purifica aburul și pentru a stoca apa în cazan se numește tambur.

Se numește un element al cazanului conceput pentru a transfera căldura mediului de lucru sau aerului suprafata de incalzire.

Se numește suprafața de încălzire a unui cazan care primește căldură în principal prin radiație suprafata de incalzire prin radiatii.

Se numește suprafața de încălzire a unui cazan care primește căldură în principal prin convecție suprafata de incalzire convectiva.

Suprafața de încălzire a unui cazan staționar, situată pe pereții focarului și ai coșurilor și protejându-le de temperaturi ridicate, se numește ecran.

Un grup de conducte ale suprafeței convective generatoare de abur a unui cazan staționar, conectate prin colectoare sau tamburi obișnuiți, se numește fascicul cazanului.

Se numește conducta cazanului prin care apa circulant intră în colectorul de distribuție al conductei de ridicare sau tamburul inferior burlan.

Conducta cazanului prin care amestecul de abur-apă este evacuat din colectorul cu sită în tambur sau ciclon la distanță se numește conducta de evacuare a ecranului.

O conductă neîncălzită prin care mediu de lucru este trecut de la un element al suprafeței de încălzire la altul, numit conductă de ocolire.

Se numește conducta prin care apa și aburul sunt purjate sau îndepărtate de pe elementele de suprafață de încălzire ale cazanului conducta de purjare.

Se numește un dispozitiv pentru creșterea temperaturii aburului peste temperatura de saturație corespunzătoare presiunii din cazan supraîncălzitor.

Se numește un dispozitiv încălzit cu produse de ardere a combustibilului și conceput pentru a încălzi sau abur parțial apa care intră în cazan economizor.

Se numește un dispozitiv pentru încălzirea aerului cu produsele de ardere a combustibilului înainte de a-l alimenta în cuptorul cazanului încălzitor de aer.

Se numește un dispozitiv de cazan conceput pentru a separa apa de abur dispozitiv de separare.

Se numește un dispozitiv pentru scăderea temperaturii aburului supraîncălzit desurîncălzitor.

Purtător structura metalica, luând sarcina din masa cazanului, ținând cont de temporar și sarcini specialeși furnizarea necesarului poziție relativă elementele cazanului se numesc cadru.

Se numește un dispozitiv de cazan conceput pentru a arde combustibil organic, a răci parțial produsele de ardere și a elibera cenușa focar

Se numește cuptorul cazanului conceput pentru arderea combustibilului organic solid bulgăre într-un pat focar stratificat.

Cuptorul de strat al cazanului, în care încărcarea combustibilului și îndepărtarea zgurii și cenușii sunt parțial mecanizate, se numește focar semimecanic.

Cuptorul de strat al cazanului, în care încărcarea combustibilului și îndepărtarea zgurii și cenușii se face manual, se numește calea mâinii.

Cuptorul de strat al cazanului, în care încărcarea combustibilului și îndepărtarea zgurii și cenușii sunt complet mecanizate, se numește focar mecanic.

Cuptorul cazanului în care combustibilul pulverizat, lichid sau gazos este ars într-o flacără se numește focar de cameră.

Cuptor camera al cazanului cu circulatie multipla a amestecului aer-combustibil, care se realizeaza formă specială se numesc pereții focarului, dispunerea arzătoarelor și metoda de alimentare cu combustibil și aer focar vortex.

Cuptorul cu cameră al unui cazan, în care cea mai mare parte a combustibilului este ars într-un flux rotativ de combustibil-aer, se numește focar ciclonic.

Cuptorul cazanului, în care parte combustibil solid este arse în strat, iar fracțiile fine și gazele inflamabile sunt arse într-un curent de aer deasupra stratului, numit focar cu strat de lanternă.

Partea cuptorului cazanului în care are loc aprinderea și arderea cea mai mare parte a combustibilului se numește camera de ardere.

Partea cuptorului cazanului în care combustibilul arde și produsele de ardere sunt parțial răcite se numește camera de racire.

Îngustarea locală secţiune transversală se numesc focarele cazanelor prin ciupirea focarului.

Partea focarului în care are loc încălzirea, uscarea combustibilului și uneori aprinderea și arderea acestuia se numește focar.

Se numește partea inferioară a cuptorului cu cameră a cazanului, concepută pentru a îndepărta zgura solidă pâlnie rece.

Partea inferioară a cuptorului cazanului, formată din suprafețe ori ecrane orizontale și ușor înclinate, se numește casa

Se numește canalul conceput pentru a direcționa produsele de ardere a combustibilului și pentru a găzdui suprafețele de încălzire ale cazanului fum.

Se numește partea inferioară a coșului cazanului, concepută pentru a colecta cenușa care cade din fluxul de produse de ardere a combustibilului coșul de cenușă.

Buncărul pentru colectarea zgurii solide, situat sub pâlnia rece a unui cazan staționar, se numește buncăr de zgură.

Un dispozitiv pentru colectarea și îndepărtarea zgurii topite, situat sub focarul unui cazan staționar, se numește baie de zgură.

Buna ziua! În funcție de caracteristici de proiectare Suprafețele de încălzire care generează abur se disting între centralele cu tuburi de gaz și centralele cu tuburi de apă.

Un cazan cu tuburi de gaz este un tambur cilindric, în interiorul căruia 1-2 țevi cu diametrul d = 0,6-1 m sunt plasate paralel cu axa (cazane cu tuburi de foc) sau număr mare conducte cu diametru mic d = 50-60 mm (cazane cu tuburi de fum). Gazele de ardere din focar intră în conducte, care sunt spălate din exterior cu apă clocotită. Vaporii de apă rezultați din partea superioară a tamburului sunt trimiși la supraîncălzitor sau direct la consumator. Aceste centrale au o serie de dezavantaje semnificative (mari consum specific metal, productivitate limitată, parametri scazuți de abur), prin urmare sunt utilizate relativ rar.

Cazanele cu tub de apa sunt schimbatoare de caldura cu tub de apa cu natural sau circulație forțată. Procesul de formare a aburului în ele are loc în interiorul conductelor, care sunt încălzite din exterior de gazele de ardere. Cazanele cu circulație naturală sunt realizate în principal sub formă de structuri verticale cu tuburi de apă.

O caracteristică specială a acestor instalații este prezența unuia sau mai multor butoaie, la care sunt conectate țevi curbe verticale, formând suprafețe de încălzire prin evaporare. Aceste cazane au un consum redus de metal pe unitatea de ieșire de abur și parametri înalți pereche. În fig. 1. prezintă un cazan vertical cu tuburi de apă cu două tamburi DKVR-2.5-13 cu un cuptor cu cameră pentru ardere gaz natural.

Puterea de abur a cazanului este de 2,5 t/h, presiunea aburului este de 1,3 MPa, temperatura aburului supraîncălzit este de 350 °C.

Cazanele de acest tip au o productivitate de 2,5 până la 35 t/h sunt instalate în încăperile cazanelor întreprinderile industriale. Cazanul are un tambur superior 1 și un tambur inferior 3, care sunt conectate prin țevi de fierbere verticale 2. În camera de ardere 5 există două ecrane laterale, care sunt formate din țevi de fierbere 6 care leagă tamburul superior cu colectoarele laterale inferioare 4. .

Unitatea de cazan de înaltă presiune PK-19 (capacitate abur 120 t/h, presiune abur 10 MPa, temperatură abur 510 °C) este proiectată pentru a funcționa pe grămadă de antracit și cărbuni(Fig. 2.).

Particularitatea acestui tip de cazane este că au un singur tambur cu cicloni externi pentru separarea apei și aburului. Pereții focarului sunt complet acoperiți cu țevi de ecran.

Apa de la tamburul 1 și de la ciclonii de la distanță 2 este coborâtă prin conducte situate în afara căptușelii în colectoarele inferioare ale ecranelor. În arborele convectiv al unității cazanului, pe lângă cele două trepte ale economizorului de apă 6, există și două trepte ale încălzitorului de aer 7. Aerul furnizat de ventilator trece între conductele încălzitorului de aer secvențial prin prima. și a doua etapă, iar gazele trec de sus în jos în interiorul conductelor. Aerul încălzit este furnizat arzătoarelor situate pe pereții laterali ai camerei de ardere. Praful din sistemul de preparare a prafului este furnizat aici împreună cu aerul primar.

Supraîncălzitorul cazanului este plasat într-o conductă de gaz orizontală care conectează cuptorul la arborele convectiv. Abur din tamburul unității cazanului prin conductele care trec pe dedesubt acoperirea tavanului, este trimis la desurîncălzitorul 4 al supraîncălzitorului 5, în care, datorită condensării parțiale a aburului de către apa de alimentare, temperatura aburului supraîncălzit este controlată. Din desurîncălzitor, aburul intră în conductele spiralate ale supraîncălzitorului și apoi în galeria de evacuare 3.

În fig. 3. O diagramă a unui generator de abur cu presiune supercritică cu dublu recipient cu flux direct al mărcii TPP-110 pentru unități de 300 mii kW cu o capacitate de 950 t/h cu o presiune a aburului de 25 MPa, o temperatură a aburului supraîncălzit de 585 ° C și supraîncălzirea intermediară a aburului până la 570 °C este prezentată.

Centrala termică are un aspect în formă de U și este formată din două clădiri adiacente, identice ca dimensiune și configurație. Ele diferă unul de celălalt doar prin aceea că o carcasă găzduiește cea mai mare parte a supraîncălzitorului primar, iar cealaltă conține o parte mai mică din acesta și întregul supraîncălzitor secundar.

Înălțimea totală a unității cazanului este de 50 m Cuptorul acestei unități este format dintr-o cameră de ardere 1 cu îndepărtare a zgurii lichide și ecrane căptușite și o cameră de post-ardere 2 cu ecrane verticale deschise 3. Ieșirea din cuptor, gaze de ardere trece printr-un supraîncălzitor format dintr-o parte de radiație 4 și o parte convectivă 6 și apoi prin suprafete convectiveîncălzirea cazanului (zona de tranziție 7, economizor de apă 8 și încălzitor de aer 9).

Aburul care urmează să fie reîncălzit de la turbină intră în partea de radiație 4 a supraîncălzitorului secundar situat în cel de-al doilea corp al unității cazanului, apoi este trimis la schimbătorul de căldură 5, încălzit de aburul primar, destinat să regleze temperatura aburului. , apoi la parte convectivă supraîncălzitorul 6 și în turbină. Reglarea suplimentară a temperaturii aburului supraîncălzit se realizează prin desurîncălzitoare cu injecție, precum și prin modificarea distribuției cantității de combustibil ars în cuptoarele ambelor clădiri.

Un generator de abur mare este o unitate de cazan de tip TPP-200 (Taganrog, flux direct, cărbune pulverizat, model 200) cu o capacitate de abur de 700 kg/s (2500 t/h), concepută pentru arderea prafului AS sau natural. gaz. Generatorul de abur este proiectat pentru a furniza abur unei turbine cu o capacitate de 800 MW.

Date de bază specificatii tehnice unitatea cazanului TPP-200 (Fig. 4.) sunt următoarele: presiunea aburului 25 MPa, temperatura de supraîncălzire a aburului primar 565 °C, secundar - 570 °C, temperatura apei de alimentare 271 °C, consum de combustibil 75,5 kg/s.

Unitatea cazanului este alcătuită din două clădiri simetrice. Camera de ardere a fiecărei clădiri are o formă prismatică și este împărțită în înălțime printr-o constricție formată de conductele ecranelor din față și din spate în două părți: prefoc 1 și camera de răcire 3.

În partea inferioară - precuptorul - combustibilul este ars, în partea superioară gazele de ardere sunt răcite. Pe pereții din față și din spate ai focarului sunt instalate 24 de arzătoare de praf și gaz 2 pe două rânduri Tensiunea termică volumetrică a focarului este de 460 kW/m3, iar a întregului focar - 160 kW/m3. Toți pereții pre-focului și camerele de răcire sunt ecranați. În partea superioară a camerei de răcire există un supraîncălzitor cu ecran de înaltă presiune 5.

Fiecare carcasă are patru fluxuri de apă-abur. De-a lungul curgerii apei, un economizor de apă 4, un perete despărțitor, sistem de suspensie arbori convectivi și ecrane de ardere. Acestea din urmă, la rândul lor, constau din suprafețe conectate secvențial: panouri inferioare, panouri ale părții inferioare de radiație, ecrane de ardere cu două lumini și panouri ale părții superioare de radiație.

Particularitatea acestui generator de abur este reglarea gazului a temperaturii supraîncălzirii intermediare a aburului folosind o conductă de gaz bypass și activarea serie-paralelă a încălzitoarelor de aer. Puțul convectiv al fiecărei clădiri este împărțit în plan în trei conducte de gaz paralele. În conducta centrală de gaz (bypass) există două pachete de economizor de apă, iar în conductele laterale de gaz există un pachet convectiv al unui supraîncălzitor de înaltă presiune 6 și două pachete de supraîncălzire secvenţial de-a lungul fluxului de gaz. joasă presiune(supraîncălzire intermediară) 7.

Unitatea cazanului este echipată cu eliminarea zgurii lichide. Pre-curățare gazele din cenușa zburătoare sunt produse în cicloane de baterie, iar cea finală este produsă în precipitatoare electrice. Cadrul cazanului este metalic. Căptușeala pereților camerei de ardere și a arborelui convectiv este ușoară, multistratificată.

Designul unității cazanului este proiectat într-un design bloc. Aceasta înseamnă că blocurile din fabrică sunt livrate la locul de instalare, al căror număr este de 856 de bucăți numai pentru încălzirea suprafețelor. greutate maxima un bloc 24,7 t. literatură: 1) Sidelkovsky L.N., Yurenev V.N. Generatoare de abur pentru întreprinderi industriale. –M.: Energie, 1978. 2) Inginerie termică, Bondarev V.A., Protsky A.E., Grinkevich R.N. Minsk, ed. 2, „Școala superioară”, 1976.

Construcție cazane de abur

LA categorie:

Informații generale despre robinete și cazane

Construcție cazane de abur

Pe robinete se instalează cazane de abur de tip exclusiv vertical cu conducte de fum sau de fierbere. Pe baza performantelor lor, aceste cazane pot fi clasificate ca cazane putere redusă. În fig. Figura 6 prezintă un cazan vertical de abur cu conducte de fum, instalat pe macaraua PK-TSUMZ-15.

Orez. 6. Cazan cu conducte de fum ale macaralei PK-TSUMZ-15:
A - focar; B - spațiu de apă; B - spațiu pentru abur; treceri lărgite G între conducte; D - orificiu pentru șurub; E - cutie de fum; 1 - tabla focarului; g - grătar de foc; 3 - inel de noroi; 4 - înveliș exterior; 5 - grătar de fum; 6 - conducte de fum; 7 - ușă șurub; S - foaie reflectorizanta; 9 - grătar; 10 - trapa de spălare; 11 - cămin de vizitare; 12 - căptușeală cazan; 13 - cenuşă; 14 - plasă antiscântei; 15 - carcasa orificiului șurubului; 16 - dispozitiv de suflare; 17 - mufa de control; 18 - pârghie de control al grătarului; 19 - piciorul cazanului

-

Cazanele de tip similar, având doar date și dimensiuni diferite, sunt instalate pe macaralele PK-6.

Principalele părți ale acestui cazan sunt: ​​un focar în care are loc arderea combustibilului; partea cilindrică a cazanului, formând spațiile de apă și abur în care apa se evaporă, transformându-se în abur; o cameră de fum în care sunt direcționate gazele din conductele de fum și din care ies în atmosferă printr-un coș de fum.

Focarul cazanului este format dintr-o foaie de focar rulată într-un tambur cilindric și un grătar de foc. Tabla focarului și grătarul de foc sunt realizate din tablă de oțel pentru focar de calitate 15K.

Grătarul de foc este realizat prin ștanțare și este un disc cu marginile îndoite în jos, legat de foaia focarului.

Partea cilindrică a cazanului este formată dintr-o tablă de cazan din oțel 20K laminată într-un tambur. Marginile tamburelor cilindrice, grătarele și elementele cazanului sunt conectate între ele într-o îmbinare sudată.

Orez. 7. Trapa de spălare

Tamburul părții cilindrice a cazanului are un diametru puțin mai mare decât focarul, datorită căruia focarul, intrând în tambur, formează partea de jos spatiu de apa.

Mai jos, între tamburul cilindric al cazanului și focar, se află un inel de noroi din oțel de calitate St. 3 secțiuni dreptunghiulare; capetele inelului sunt sudate cap la cap. Prin intermediul acestui inel partea cilindrică a cazanului este conectată printr-un stivă; Cazanul este instalat pe cadrul rotativ al macaralei și întărit cu picioare.

Combustibilul este aruncat în focar pe grătar printr-un orificiu în foaia exterioară a părții inferioare a cazanului și în foaia focarului propriu-zis. Marginile acestor găuri sunt îndoite și sudate la joncțiune, formând un orificiu pentru șuruburi. Din exterior este închis cu o ușă masivă din fontă.

O foaie reflectorizantă atașată pe stâlpi în interiorul ușii șapei servește pentru a o proteja de căldura excesivă.
Pentru spălarea și curățarea cazanului, în foaia exterioară sunt formate două rânduri de trape de spălare, a cărei structură este prezentată în Fig. 7.

Primul rând de trape este situat deasupra inelului de noroi și servește la curățarea spațiului de apă de murdăria și nămolul depus pe inel, al doilea rând este situat la nivelul grătarului de foc și servește la spălarea și curățarea suprafeței acestuia.

Pentru a facilita curățarea cazanului, repararea și verificarea interiorului acestuia, pe partea opusă a focarului orificiului șurubului, puțin deasupra nivelului grătarului de foc, există o cămină (Fig. 8) de 300 X 400 mm.

Orez. 8. Cămin:
1 - foaia exterioară a cazanului; 2 - inel de armare al ferestrei căminului de vizitare; 3 - garnitura; 4 - capac de canal; 5-pini; 6 - suport trapa

Capetele conductelor de fum se fixează în deschiderile grătarelor de foc și de fum (Fig. 9); Într-una dintre țevi este plasat un dop de control, al cărui aliaj este topit atunci când nivelul apei scade sub nivelul permis. Conductele de fum măresc suprafața de încălzire. Cu cât sunt mai multe conducte, cu atât suprafața totală de încălzire este mai mare și cu atât cazanul va produce mai mult abur. Cazanul macaralei PK-TSUMZ-15 în cauză are 122 de conducte de fum.

Pentru a facilita accesul la tuburile de fum situate în partea centrală a cazanului, acestea sunt așezate sub formă de patru mănunchiuri, separate între ele prin două pasaje prelungite reciproc perpendiculare.

Distanța dintre centrele a două țevi adiacente se numește pasul țevilor, iar corpul rețelei dintre cele două găuri pentru țevi se numește jumper sau punte.

Podurile, în special în grătarul de foc, din cauza efectelor de temperatură ridicată, sunt locul cel mai vulnerabil unde apar cel mai des fisuri. Prin urmare, starea podurilor trebuie monitorizată cu atenție în timpul funcționării cazanului, iar dimensiunea acestora nu trebuie redusă în timpul reparațiilor.
Capătul superior al țevilor este evazat la un diametru mai mare, iar capătul inferior, dimpotrivă, este rulat la un diametru mai mic, datorită căruia, la înlocuire sau reparare, acestea pot fi îndepărtate cu ușurință în sus, chiar dacă există un strat mic de scară pe suprafața lor. Capetele inferioare ale țevilor cu diametru redus pot fi, în plus, fixate în grătarul de foc cu ajutorul inelelor distanțiere din cupru moale recoacet [roșu. Astfel de inele nu numai că etanșează îmbinările, ci și protejează marginile deschiderii grilajului de deteriorare.

Capătul inferior al conductelor de fum se așează în deschiderea grătarului de foc astfel încât să iasă spre foc cu 8 mm; După instalarea țevii, capătul proeminent este oprit și opărit fără greș.

Capetele superioare ale conductelor de fum ies, de asemenea, dincolo de grilaj cu 10-15 mm; se compactează prin evazare din interior. În partea superioară a cazanului se află o cutie de fum din tablă de oțel de 4-5 mm grosime. Pentru a facilita accesul la grila si conductele de fum (pentru curatare), partea cilindrica a cutiei de fum are trape sau un blat detasabil.

În partea de jos a focarului se află un grătar pe care se află un strat de combustibil care arde.

Orez. 9. Teava de fum: 1 - teava; 2 - inel distanțier din cupru; 3 - mufa de control

Grătarul este format din plăci de grătar separate, în corpul cărora există fante pentru trecerea aerului. Este instalat astfel încât stratul de combustibil care arde să fie situat ușor deasupra nivelului inelului de noroi. Acest lucru vă permite să evitați supraîncălzirea excesivă a foii focarului în cazul acumulării unui strat de nămol pe inelul de noroi. Mărimea secțiunii deschise (suma tuturor fisurilor din grătar) a grătarului determină viteza fluxului de aer și intensitatea arderii combustibilului. De obicei în grătarele cazanelor de macara zhi-suprafața totală grătare.

Plăcile individuale ale grătarului sunt mobile și se rotesc pe osii orizontale. Acest lucru facilitează curățarea grătarului de zgură. Cu ajutorul pârghiilor, astfel de plăci iau o poziție înclinată, ca urmare, stratul de zgură este slăbit, crăpat și aruncat în groapa de cenușă.

Pentru a spori tirajul în cutia de fum al cazanului, este instalat un sifon - un tub în formă de inel cu găuri în care este furnizat abur dacă este necesar. În plus, se folosește un dispozitiv de suflare, care are forma unui corn în formă cu trei duze îndreptate în sus. Aburul evacuat în motorul cu abur este direcționat în acest dispozitiv și, ieșind prin duze, formează un flux în formă de evantai de-a lungul coșului de fum, creând un vid suplimentar în acesta, în urma căruia fluxul de aer care trece prin grătar crește.

Pentru a reduce pierderile de căldură, exteriorul suprafeței cilindrice a cazanului este acoperit (căptușit) cu un strat (30-40 mm) de masă azbest-argilă.

Masa de căptușeală poate fi aplicată la cald pe suprafața cazanului după cum urmează. În cazan se ridică presiunea aburului la 3-4 kg/cm2, apoi se aplică un strat de azbest lichid pe suprafața cazanului și, pe măsură ce se usucă, se aplică un strat de masă azbest-argilă. Căptușeala cazanului se poate face și prin metoda rece în acest caz, după căptușire, cazanul este imediat învelit cu fier de acoperiș și ținut nemișcat cel puțin 24 de ore.

Grosimea uniformă a stratului de căptușeală și întărirea căptușelii se realizează prin plasarea mai multor așa-numite inele de far pe cazan, distanțate de partea cilindrică a cazanului de grosimea stratului de căptușeală. Este presat pe aceste inele de far cu curele speciale. placare exterioara cazan

Pe un număr de macarale, inclusiv macarale cu o capacitate de ridicare de 7,5 tone de la uzina numită după. Răscoala Ianuarie, au fost instalate cazane cu conducte de fierbere.

Un cazan cu țevi de fierbere (Fig. 10) este format dintr-un tambur vertical exterior, închis deasupra cu un capac ștanțat. În interiorul tamburului există un tub de foc, a cărui parte superioară se îngustează treptat și se transformă într-un tub de fum. Pentru a proteja tamburul de arderea rapidă cu interior se introduce o conductă de siguranță, formând un spațiu inelar de gaz. Un supraîncălzitor sub forma unei bobine tubulare cu două rânduri este plasat în interiorul conductei de siguranță.

Pentru a crește suprafața de încălzire, două perechi de tuburi de fierbere sunt sudate în tubul de flacără, situate paralele între ele. În partea de jos, tubul de flacără este conectat la tamburul exterior printr-un inel de noroi.

O carcasă rotundă sudată în tamburul exterior și tubul de flacără formează o gaură pentru șuruburi, închisă de o ușă din fontă cu o foaie reflectorizantă.

Cazanul se instaleaza si se ataseaza de cadrul macaralei prin intermediul unui inel de suport de noroi, in care se monteaza o contragreutate turnata, care este si cenusa cazanului; Barele grătarului sunt așezate pe această contragreutate, formând un grătar.

Pentru a elimina supraîncălzirea pereților din zona inelului de noroi, pe grătar este așezată o căptușeală din argilă.

Pentru inspecția și repararea cazanului a fost realizată o cămină specială, iar în fața fiecărei conducte de fierbere au fost instalate trape de inspecție. Lângă inelul de noroi există trei mici trape de spălare pentru curățarea și îndepărtarea nămolului de pe fundul cazanului.

Partea inferioară a tubului de foc și grătarul formează focarul cazanului.

Spațiul dintre tubul de flacără și tamburul exterior, precum și partea interioară Conductele cazanului constituie un volum de apa, iar spatiul dintre tamburul exterior si conducta de fum constituie un volum de abur.

Orez. 10. Cazan de abur vertical cu conducte de fierbere:
1 - tambur exterior; 2 - conducta de flacara; 3 - inel de noroi; 4 - teava de fierbere; 5 - serpentina de supraîncălzire; 6 - conductă de prelevare a aburului; 7 - teava de fum; 8 - coș de fum; 9 - conducta de siguranta; usa cu 10 ture; 11 - căptușeală; 12- grătare; 13 - cenuşă; 14 - inel de sprijin

În gâtul tubului de flacără sunt instalate două dopuri de control, care dau un semnal dacă nivelul apei scade sub limita admisă.
În interiorul spațiului de abur există o conductă prin care intră aburul partea de sus serpentina de supraîncălzire și, trecând prin ea, iese în conducta de alimentare cu abur.

Un cazan cu abur este un dispozitiv care este utilizat în viața de zi cu zi și în industrie. Este conceput pentru a transforma apa în abur. Aburul rezultat este ulterior utilizat pentru a încălzi carcasa sau pentru a roti turbomașini. Ce tipuri de motoare cu abur există și unde sunt cele mai căutate?

Un cazan cu abur este o unitate pentru producerea aburului. În acest caz, aparatul poate produce 2 tipuri de abur: saturat și supraîncălzit. Aburul saturat are o temperatură de 100ºC și o presiune de 100 kPa. Aburul supraîncălzit este diferit temperatură ridicată(până la 500ºC) și presiune înaltă (mai mult de 26 MPa).

Nota: Aburul saturat este folosit la încălzirea caselor private, iar aburul supraîncălzit este folosit în industrie și energie. Tolerează mai bine căldura, astfel că utilizarea aburului supraîncălzit crește eficiența instalației.

Unde se folosesc cazanele cu abur:

1. Într-un sistem de încălzire, aburul este un purtător de energie.
2. În sectorul energetic, motoarele industriale cu abur (generatoare de abur) sunt folosite pentru a genera energie electrică.
3. În industrie, aburul supraîncălzit poate fi utilizat pentru a se transforma în mișcare mecanică și pentru a deplasa vehiculele.

Cazane cu abur: domeniul de aplicare

Gospodărie aparate cu abur folosit ca sursă de căldură pentru încălzirea unei locuințe. Ele încălzesc un recipient cu apă și conduc aburul rezultat în conductele de încălzire. Adesea, un astfel de sistem este instalat împreună cu un cărbune cuptor staționar sau un cazan. De regulă, aparate electrocasnice Pentru încălzirea cu abur, se creează numai abur saturat, nesupraîncălzit.

Pentru aplicatii industriale aburul este supraîncălzit. Se continuă să fie încălzit după evaporare pentru a crește și mai mult temperatura. Astfel de instalații necesită o execuție de înaltă calitate pentru a preveni explozia rezervorului de abur.

Aburul supraîncălzit de la cazan poate fi folosit pentru a genera electricitate sau mișcare mecanică. Cum se întâmplă asta? După evaporare, intră aburul turbină cu abur. Aici fluxul de abur rotește arborele. Această rotație este transformată în continuare în energie electrică. Așa se obține energia electrică în turbinele centralelor electrice - atunci când arborele turbomașinilor se rotește, se generează un curent electric.

Pe langa educatie curent electric, rotația arborelui poate fi transmisă direct la motor și la roți. Ca urmare, transportul cu abur începe să se miște. Exemplu faimos motor cu abur- locomotiva cu abur. În ea, când era ars cărbunele, apa era încălzită, formându-se abur saturat, care a rotit arborele motorului și roțile.

Principiul de funcționare al unui cazan cu abur

Sursa de caldura pentru incalzirea apei intr-un cazan cu abur poate fi orice tip de energie: solara, geotermala, electrica, caldura provenita din arderea combustibilului solid sau a gazului. Aburul rezultat este un lichid de răcire, transferă căldura de ardere a combustibilului la locul de utilizare.

ÎN diverse modele cazane de abur folosite schema generalaîncălzirea apei și transformarea ei în abur:

• Apa este purificată și alimentată în rezervor cu ajutorul unei pompe electrice. De obicei, rezervorul este situat în partea de sus a cazanului.
• Din rezervor, apa curge prin conducte în colector.
• Din colector, apa se ridică din nou prin zona de încălzire (combustie combustibil).
• În interiorul conductei de apă se formează aburul, care se ridică în sus sub influența diferenței de presiune dintre lichid și gaz.
• În partea de sus, aburul trece printr-un separator. Aici este separat de apă, restul din care este returnat în rezervor. Apoi aburul intră pe linia de abur.
• Dacă acesta nu este un simplu cazan cu abur, ci un generator de abur, atunci conductele sale trec prin zona de ardere și încălzire a doua oară.

Design cazan de abur

Un cazan cu abur este un recipient în care apa încălzită se evaporă și formează abur. De regulă, aceasta este o țeavă de diferite dimensiuni.

Pe lângă conducta de apă, cazanele au o cameră de ardere (în ea este ars combustibil). Designul focarului este determinat de tipul de combustibil pentru care este proiectat cazanul. Dacă este cărbune tare sau lemn de foc, atunci în partea de jos a camerei de ardere există un grătar. Pe ea se pun cărbuni și lemne de foc. Aerul trece de jos prin grătar în camera de ardere. Pentru un tiraj eficient (mișcarea aerului și arderea combustibilului), o cutie de foc este instalată în partea de sus a focarului.

Dacă purtătorul de energie este lichid sau gazos (păcură, gaz), atunci un arzător este introdus în camera de ardere. Pentru circulația aerului se realizează și o admisie și o ieșire (grilă și coș de fum).

Gazul fierbinte de la arderea combustibilului se ridică într-un recipient cu apă. Încălzește apa și iese prin coș. Apa încălzită la temperatura de fierbere începe să se evapore. Aburul se ridică și intră în țevi. Asta se întâmplă circulatie naturala cuplu în sistem.

Clasificarea cazanelor cu abur

Cazane cu abur clasificate după mai multe criterii. În funcție de tipul de combustibil cu care funcționează:

• gaz;
• cărbune;
• păcură;
• electric.

După scop:

• gospodărie;
• industrial;
• energie;
• reciclare.

După caracteristicile de proiectare:

• conducte de gaz;
• tub de apă

Să ne uităm la modul în care designul mașinilor cu țevi de gaz și țevi de apă diferă.

Cazane cu tuburi pe gaz și apă: diferențe

Recipientul pentru generarea aburului este adesea o conductă sau mai multe conducte. Apa din conducte este încălzită de gazele fierbinți generate în timpul arderii combustibilului. Dispozitivele în care gazele se ridică în conductele de apă se numesc cazane cu tuburi de gaz. Diagrama unității de țeavă de gaz este prezentată în figură.

Diagrama unui cazan cu tub de gaz: 1 - alimentare cu combustibil și apă, 2 - cameră de ardere, 3 și 4 - conducte de fum cu gaz fierbinte care iese mai departe prin coș (pozițiile 13 și 14 - coș), 5 - grătar între conducte , 6 - intrarea apei , ieșirea este indicată cu numărul 11 ​​- ieșirea sa, în plus, la ieșire există un dispozitiv pentru măsurarea cantității de apă (indicată prin numărul 12), 7 - ieșirea de abur, zona de formarea sa este indicată de numărul 10, 8 - separator de abur, 9 - suprafața exterioară a recipientului în care circulă apa.

Există și alte modele în care gazul se deplasează printr-o țeavă în interiorul unui recipient cu apă. În astfel de dispozitive, rezervoarele de apă sunt numite tamburi, iar dispozitivele în sine sunt numite cazane de abur cu tuburi de apă. În funcție de locația butoaielor de apă, cazane cu tuburi de apa clasificate în orizontală, verticală, radială și combinații de direcții diferite ale conductelor. Diagrama mișcării apei printr-un cazan cu tub de apă este prezentată în figură.

Schema unui cazan cu tuburi de apă: 1 - alimentare cu combustibil, 2 - focar, 3 - conducte pentru mișcarea apei; direcția mișcării sale este indicată de numerele 5,6 și 7, locul de intrare a apei - 13, locul de ieșire a apei - 11 și locul de descărcare - 12, 4 - zona în care apa începe să se transforme în abur, 19 - zona în care există atât abur, cât și apă, 18 - zonă de abur, 8 - despărțitori care direcționează mișcarea apei, 9 - coș și 10 - coș, 14 - ieșirea aburului prin separator 15, 16 - suprafața exterioară a rezervor de apă (tambur).

Cazane cu tuburi pe gaz și apă: comparație

Pentru a compara cazanele cu tuburi pe gaz și apă, iată câteva fapte:

1. Dimensiunea conductelor pentru apă și abur: cazanele cu tuburi de gaz au conducte mai mari, cazanele cu tuburi de apă au conducte mai mici.
2. Puterea unui cazan cu tub de gaz este limitată la o presiune de 1 MPa și o capacitate de generare a căldurii de până la 360 kW. Acest lucru se datorează dimensiune mare conducte Ele pot produce cantităţi semnificative de abur şi hipertensiune arterială. O creștere a presiunii și a cantității de căldură generată necesită o îngroșare semnificativă a pereților. Prețul unui astfel de cazan cu pereți groși va fi nerezonabil de mare și nu va fi profitabil din punct de vedere economic.
3. Puterea unui cazan cu tub de apă este mai mare decât cea a unui cazan cu tub de gaz. Aici se folosesc țevi de diametru mic. Prin urmare, presiunea și temperatura aburului pot fi mai mari decât în ​​unitățile cu conducte de gaz.

Nota: Cazanele cu tuburi de apă sunt mai sigure, mai puternice, produc temperatură ridicatăși permit supraîncărcări semnificative. Acest lucru le oferă un avantaj față de unitățile cu țevi de gaz.

Elemente suplimentare ale unității

În proiectare cazan de abur poate include nu numai camera de ardere si conductele (tamburi) pentru circulatia apei si aburului. În plus, sunt utilizate dispozitive care măresc eficiența sistemului (crește temperatura aburului, presiunea acestuia, cantitatea):

1. Supraîncălzitor - crește temperatura aburului peste +100ºC. Aceasta, la rândul său, crește eficiența și eficiența mașinii. Temperatura aburului supraîncălzit poate ajunge la 500 ºC (așa funcționează cazanele cu abur în centralele nucleare). Aburul este încălzit suplimentar în conductele în care intră după evaporare. În plus, poate avea propria cameră de ardere sau poate fi încorporat într-un cazan comun cu abur. Din punct de vedere structural, se disting supraîncălzitoarele cu convecție și radiații. Structurile de radiație încălzesc aburul de 2-3 ori mai mult decât structurile de convecție.
2. Separator de abur - elimină umezeala din abur și îl face uscat. Acest lucru crește eficiența dispozitivului și eficiența acestuia.
3. Un acumulator de abur este un dispozitiv care preia abur din sistem atunci când este mult și îl adaugă în sistem atunci când nu este suficient sau puțin.
4. Un dispozitiv pentru prepararea apei - reduce cantitatea de oxigen dizolvat in apa (care previne coroziunea), indeparteaza mineralele dizolvate in apa (folosind reactivi chimici). Aceste măsuri împiedică înfundarea țevilor cu calcar, ceea ce afectează transferul de căldură și creează condiții pentru ca țevile să se ardă.

În plus, există supape pentru evacuarea condensului, încălzitoare de aer și, desigur, un sistem de monitorizare și control. Include un comutator și un comutator de ardere, regulatoare automate ale debitului de apă și combustibil.

Generator de abur: motor cu abur puternic

Un generator de abur este un cazan de abur care este echipat cu mai multe dispozitive suplimentare. Designul său include unul sau mai multe supraîncălzitoare intermediare, care îi măresc puterea de funcționare de zeci de ori. Unde se folosesc motoarele puternice cu abur?

Principala aplicație a generatoarelor de abur este în centralele nucleare. Aici, cu ajutorul aburului, energia dezintegrarii unui atom este transformată în electricitate. Să descriem două metode de încălzire a apei și de generare a aburului într-un reactor:

1. Apa spală vasul reactorului din exterior, în timp ce se încălzește și răcește reactorul. Astfel, formarea aburului are loc într-un circuit separat (apa este încălzită de pereții reactorului și transferă căldură în circuitul de evaporare). Acest design folosește un generator de abur - acționează ca un schimbător de căldură.
2. Conductele pentru încălzirea apei circulă în interiorul reactorului. Când conductele sunt introduse în reactor, acesta devine camera de ardere, iar aburul este transferat direct la generatorul electric. Acest design se numește reactor de fierbere. Nu este necesar un generator de abur aici.

Industrial unități de abur — mașini puternice care asigură oamenilor energie electrică. Unitățile gospodărești lucrează și ele în serviciul oamenilor. Cazanele cu abur vă permit să vă încălziți casa și să performați diverse locuri de muncă, și, de asemenea, dați partea leului energie electrica pentru uzine metalurgice. Cazanele cu abur sunt baza industriei.

Pe piata moderna sunt prezentate o mare varietate de modele de cazane de încălzire. Diferența fundamentalăîntre diferite modele este purtătorul de energie care asigură funcţionarea acestora. Acesta poate fi gaz, electricitate, combustibil solid, combustibil lichid sau combinații ale acestora.

Cu toate acestea, dispozitivul diverse modele foarte asemănătoare, doar unele nuanțe specifice diferă.

Cazanul de incalzire este element cheie sistem de incalzire. Poate fi folosit și pentru a furniza apă caldă în casă. În funcție de funcționalitate, poate fi cu un singur circuit sau cu dublu circuit. Primele sunt destinate exclusiv încălzirii, al doilea - pentru încălzire și încălzirea apei.

Dispozitive de încălzire cu un singur circuit și cu dublu circuit

Proiectarea unui dispozitiv cu un singur circuit include doar un circuit cu un lichid de răcire, care asigură încălzirea radiatoarelor din sistemul de încălzire. Lichidul de răcire poate fi apă sau antigel. Pentru a asigura alimentarea cu apă caldă, este necesar să vă conectați la dispozitiv cu un singur circuit cazan special.

Dacă aveți instalat un cazan cu dublu circuit, atunci nu va trebui să instalați și să conectați un cazan suplimentar. Unul dintre ele va asigura încălzirea lichidului de răcire al sistemului de încălzire, iar al doilea - apă, care va fi furnizată la conducta de alimentare cu apă caldă.

În cele mai multe cazuri, gazul este folosit ca purtător de energie pentru un cazan de încălzire. Popularitatea acestui tip de combustibil este asociată cu disponibilitatea relativă și cu costul scăzut. Sunt echipate unele modele de echipamente alimentate cu gaz cameră închisă combustie. În acest caz, aerul din încăpere nu va fi folosit pentru arderea gazelor. Acest dispozitiv vă permite să instalați echipamente în orice cameră a casei, nu aveți nevoie de o cameră specială separată pentru cazan.

Reveniți la cuprins

Elemente principale și auxiliare ale proiectării cazanului

Distribuția combustibilului se poate realiza printr-un colector special, iar din motive de siguranță dispozitivul este echipat cu un sistem de control al flăcării. Acest lucru ajută la prevenirea incendiului sau a exploziei gazelor. Designul cazanului de încălzire include un arzător cu tije speciale pentru îndepărtarea căldurii. Dacă nu este vorba echipamente de gaz, apoi in locul arzatorului se afla un focar sau un element de incalzire, in functie de purtătorul de energie utilizat. Carcasa este echipată cu un strat eficient de izolare termică, care vă permite să utilizați căldura cu beneficii maxime.

Trebuie să includă următoarele elemente:

• un sistem de control al funcționării, care include un indicator de presiune și supape de distribuție, care permit distribuirea uniformă a alimentării cu lichid de răcire încălzit atât la caloriferele cele mai apropiate de centrală, cât și la cele mai îndepărtate;
• focar, arzător sau brichetă piezo;
• o spirală de-a lungul căreia se mișcă lichidul de răcire;
• transformator de aprindere;
• întrerupător principal.

Pe lângă dispozitivele de control și elemente de încălzire, dispozitiv echipamente de incalzire include rezervor de expansiuneŞi pompa de circulatie. Primul este conceput pentru a accepta lichid de răcire, care va crește în volum după încălzire. Al doilea asigură deplasarea lichidului de răcire prin sistem.

Instrumentele combinate au un design interesant. De exemplu, dacă centrala poate funcționa pe gaz și motorină, atunci pentru a schimba combustibilul de lucru este suficient să înlocuiți capul. Cazane combinate sunt adecvate dacă intenționați să renovați în viitor sistem de incalzireși schimbați principalul tip de combustibil folosit. În acest caz, nu va trebui să înlocuiți echipamentul.

Modern dispozitive de încălzire sunt echipate cu un tablou de bord care vă permite să monitorizați cu ușurință funcționarea corectă a dispozitivului. Chiar și cazanele cu combustibil solid pot avea astfel de panouri, inclusiv indicatori de temperatură, presiune etc.

Astfel, designul cazanelor moderne de încălzire este în permanență îmbunătățit și devine din ce în ce mai funcțional. Datorită acestui fapt, funcționarea oricărui model de cazan este mult simplificată.