Για ποιους σκοπούς χρειάζεται ένας λέβητας ατμού: διάγραμμα και λειτουργία

Ο λέβητας ατμού είναι μια παλιά εφεύρεση, αλλά εξακολουθεί να χρησιμοποιείται στη βιομηχανία.Για παράδειγμα, σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, όπου η μονάδα παραγωγής ατμού είναι ένα από τα κύρια στοιχεία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ατμολέβητες εγκαθίστανται επίσης σε όλα τα λεβητοστάσια εργοστασίων και εργοστασίων. Σήμερα χρησιμοποιούνται σπάνια στην καθημερινή ζωή, γιατί έχουν αντικατασταθεί από ασφαλέστερους και ενεργειακά αποδοτικούς λέβητες νερού.

Ταξινόμηση εγκαταστάσεων ατμού

Υπάρχουν διάφορες κλίμακες με τις οποίες γίνεται η ταξινόμηση. Τα κυριότερα είναι τρεις κλίμακες.

Σωλήνας νερού

Μετατρέπουν το νερό σε ατμό πιο γρήγορα από τους σωλήνες αερίου. Έχουν υψηλότερη απόδοση λόγω των σχεδιαστικών χαρακτηριστικών της μονάδας. Στην ουσία πρόκειται για ένα περίβλημα με μεγάλο αριθμό σωλήνων που βρίσκονται στο εσωτερικό του. Το νερό κινείται μέσα από τους σωλήνες και το καύσιμο καίγεται μεταξύ των σωλήνων.

Σε υψηλές θερμοκρασίες, το νερό μετατρέπεται σε ατμό. Και αφού υπάρχουν πολλοί σωλήνες, η περιοχή θέρμανσης τους είναι αντίστοιχα μεγαλύτερη. Και όσο περισσότεροι σωλήνες στο λέβητα, τόσο πιο έντονη γίνεται η μετάβαση του υγρού σε κατάσταση ατμού.

Σωλήνας νερού λέβητες ατμού χωρίζονται σε δύο υποομάδες:

• κατευθείαν;
• τύπος τυμπάνου.

Οι πρώτες είναι κατασκευές τύπου σωλήνα, οι οποίες αναφέρθηκαν παραπάνω. Τα τελευταία παρουσιάζονται στην αγορά σε δύο θέσεις – οριζόντια και κάθετη. Αλλά η αρχή λειτουργίας αυτού του τύπου συσκευής είναι η ίδια.

Ο σχεδιασμός του περιλαμβάνει ένα τύμπανο που όχι μόνο συλλέγει ατμό, αλλά και διαχωρίζει το συμπύκνωμα από αυτόν. Το τελευταίο αποστέλλεται στη ζώνη θέρμανσης, δηλαδή μειώνονται οι απώλειες νερού.

Για την απόκτηση ξηρού ατμού υψηλής θερμοκρασίας στη βιομηχανία, εγκαθίστανται σε σειρά αρκετοί λέβητες τύπου τυμπάνου. Και ένας τέτοιος ατμός μπορεί να συμπιεστεί στη μέγιστη πίεση, η οποία είναι απαραίτητη σε πολλές τεχνολογικές διαδικασίες.

Οι λέβητες αυτού του τύπου χωρίζονται σε δύο θέσεις - μη πτητικές και κυκλοφορίας. Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την απουσία ή την παρουσία αντλίας κυκλοφορίας, αντίστοιχα. Η παρουσία του τελευταίου αυξάνει την αποτελεσματικότητα της εγκατάστασης. Το θέμα είναι ότι κατά τη διάρκεια μιας περιστροφής του νερού στο λέβητα, το 10% του όγκου του εξατμίζεται. Δηλαδή, για να εξατμιστεί ολόκληρος ο όγκος, θα απαιτηθούν τουλάχιστον 10 στροφές.

Με την κίνηση της βαρύτητας, αυτό θα πάρει πολύ χρόνο, προκαλώντας πτώση της απόδοσης. Η αντλία κυκλοφορίας μετακινεί το υγρό γρήγορα, θα πραγματοποιηθούν περισσότερες στροφές την ίδια χρονική περίοδο. Αυτό σημαίνει ότι ο πλήρης όγκος του νερού θα μετατραπεί γρήγορα σε ατμό.

Αλλά σε λέβητες τύπου τυμπάνου, πρέπει να εγκατασταθεί ένας ρυθμιστής στάθμης συμπυκνώματος στην αντλία. Θέση εγκατάστασης: διαχωριστής ατμού. Το καθήκον του είναι να ελέγχει τον όγκο του συμπυκνώματος που σχηματίζεται.

Για παράδειγμα, αν σχηματιστεί λίγο από αυτό, μειώνονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά της εγκατάστασης ατμού. Εάν σχηματιστεί μεγάλη ποσότητα, αυτό οδηγεί σε πτώση της πίεσης μέσα στη μονάδα. Οι συνέπειες είναι γρήγορος βρασμός και έκρηξη.

Ο διαχωριστής ατμού είναι ένας σωλήνας μεγάλης διατομής που μοιάζει με τύμπανο. Εξ ου και το όνομα του λέβητα. Αυτός ο σωλήνας συλλέγει νερό κορεσμένο με ατμό. Στην πραγματικότητα, δύο διαδικασίες (θέρμανση του υγρού και εξάτμιση) συμβαίνουν χωριστά η μία από την άλλη. Εξ ου και η υψηλή ασφάλεια λειτουργίας αυτού του τύπου εξοπλισμού.

Τροποποίηση σωλήνα νερού

Σωλήνας αερίου

Δομικά, αυτός είναι ένας λέβητας, μέσα στον οποίο βρίσκονται σωλήνες μεγάλης διαμέτρου γύρω από την εστία.Μέσα τους κινούνται θερμά αέρια και ανάμεσά τους ρέει νερό. Δηλαδή, αυτό είναι το αντίθετο από τα ανάλογα του σωλήνα νερού. Οι εγκαταστάσεις σωλήνων αερίου παράγουν ατμό υψηλής θερμοκρασίας, ο οποίος χρησιμοποιείται συχνότερα σε διαδικασίες ανακύκλωσης.

Ένας λέβητας ατμού με σωλήνα αερίου έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - την υψηλή πίεση του τελικού προϊόντος. Το τελευταίο βρίσκεται σε μεγάλες ποσότητες στη μονάδα. Αυτό είναι που προκαλεί μείωση της ασφάλειας της εγκατάστασης. Ως εκ τούτου, οι λέβητες είναι εξοπλισμένοι με ένα ακριβό και πολύπλοκο σύστημα ασφαλείας. Επιπλέον, τόσο το σώμα όσο και οι σωλήνες είναι κατασκευασμένα από χοντρό χάλυβα, γεγονός που αυξάνει το κόστος του εξοπλισμού.

Ένας εντυπωσιακός εκπρόσωπος του τύπου σωλήνων αερίου είναι ο λέβητας ατμομηχανής.

Κατασκευή λέβητα οριζόντιας ατμομηχανής

Και οι δύο εγκαταστάσεις (σωλήνας νερού και σωλήνας αερίου) μπορούν να παράγουν διαφορετικούς τύπους ατμού:

• κορεσμένα?
• υπερθερμασμένο νερό.

Το πρώτο είναι ένα μέσο που σχηματίζεται σε θερμοκρασία +100°C. Ψύχεται γρήγορα με το σχηματισμό συμπυκνώματος, το οποίο εισέρχεται ξανά στη ζώνη θέρμανσης. Τέτοιες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται για οικιακή θέρμανση. Η πίεση σε έναν λέβητα ατμού αυτού του τύπου δεν υπερβαίνει τα 100 kPa.

Το δεύτερο είναι ένα μέσο που λαμβάνεται σε θερμοκρασία +500°C. Επομένως, δεν σχηματίζονται ποτέ σε αυτό αιωρήματα και σταγόνες νερού. Με τη σταδιακή θέρμανση, μπορεί να σχηματιστεί νερό, αλλά για το σκοπό αυτό τοποθετείται διαχωριστής στο σχεδιασμό της εγκατάστασης.

Η επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος δεν σταματά. Σήμερα, οι κατασκευαστές προσφέρουν εγκαταστάσεις σωλήνων νερού που δεν διαφέρουν από τις εγκαταστάσεις σωλήνων αερίου όσον αφορά την απόδοση και την ασφάλεια. Πρώτον, είναι επενδυμένα με θερμομονωτικό υλικό. Δεύτερον, το εσωτερικό είναι επενδεδυμένο με υπέρυθρο υλικό, το οποίο λειτουργεί ως ανακλαστήρας θερμικής ενέργειας.

Και δεδομένου ότι οι συσκευές υδραυλικού σωλήνα είναι αρκετές φορές φθηνότερες από τις συσκευές τύπου τυμπάνου, καθώς και η λειτουργία τους είναι απλή, σήμερα η δημοτικότητα και η ζήτηση τους έχουν αυξηθεί κατακόρυφα.

Η απόδοση αυξάνεται επίσης λόγω των πιο πρόσφατων κραμάτων χάλυβα από τα οποία κατασκευάζονται τα μέρη της συσκευής. Εισήχθη επίσης μια νέα τεχνολογία θέρμανσης, η οποία χρησιμοποιεί δύο πυρσούς που βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο. Η τεχνολογία ονομάζεται «αντίθετοι πυρσοί».

Με τη βοήθειά τους, η θερμοκρασία θέρμανσης φτάνει τους 1800-1900°C. Συνήθως δεν ξεπερνά τους 1200°C. Αντίστοιχα, η απόδοση τέτοιων εγκαταστάσεων είναι τουλάχιστον 90%.

Λέβητες οικιακής χρήσης

Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για αυτές τις μονάδες σήμερα. Αλλά επίσης απαιτήσεις σε αυτούς σημαντικά:

• συμπαγές;
• ελαφρύ για να μην χύνεται βάση κάτω από αυτό.
• υψηλός συντελεστής ασφάλειας.
• δυνατότητα εξυπηρέτησης από ανειδίκευτο προσωπικό·
• ελάχιστος χρόνος εκκίνησης και θέρμανσης.

Σήμερα, οι κατασκευαστές προσφέρουν δύο τύπους οικιακών εγκαταστάσεων - πηνίο, γνωστό και ως κλασικό, σακάκι vortex.

Ο πρώτος είναι ένας σωλήνας, κουλουριασμένος σε μια σπείρα. Το νερό κινείται κατά μήκος του, μετατρέπεται σε ατμό. Η χωρητικότητα ατμού του εξοπλισμού είναι μικρή. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, αυτό δεν παίζει τον πιο σημαντικό ρόλο, γιατί ένας οικιακός λέβητας πρέπει να παράγει ατμό χαμηλού δυναμικού.

Η απόδοση λειτουργίας είναι επίσης χαμηλή, αλλά αυτό μπορεί να διορθωθεί με συχνή διάταξη σπιράλ. Αλλά ένας τέτοιος λέβητας κατέχει ρεκόρ για το χρόνο θέρμανσης - 3 λεπτά μετά την ενεργοποίηση του φακού.

Το δεύτερο είναι ένας εντελώς μοναδικός σχεδιασμός λέβητα ατμού. Ένα σώμα από δύο κοχύλια, ανάμεσα στα οποία περνάει νερό. Υπάρχει μια εστία μέσα και όταν καίγεται, ο φακός στρίβει σε μια σπείρα, αυξάνοντας τη μεταφορά θερμότητας. Χωρίς σωλήνες.

Αλλα οφέλη:

• κατακόρυφη διάταξη, επομένως αυξημένη συμπαγή.
• αποτελεσματικότητα, όπως τα τύμπανα.
• χρόνος θέρμανσης - 5 λεπτά.

Τρία μειονεκτήματα:

• ο εξοπλισμός είναι ακριβός?
• ο σχεδιασμός είναι πολύπλοκος.
• πλήρης εξάρτηση από την ενέργεια - ο ανεμιστήρας, χωρίς τον οποίο η μονάδα δεν λειτουργεί, απαιτεί παροχή ηλεκτρικού ρεύματος.

Ατμολέβητας σερπαντίνα

Τεχνολογική εφαρμογή λεβητοστασίου ατμού

Υπάρχουν πολλές βιομηχανίες όπου χρησιμοποιούνται συνεχώς λέβητες ατμού:

1. Η πρώτη βιομηχανία είναι η θερμοηλεκτρική μηχανική. Ο ατμός χρησιμοποιείται για τη θέρμανση μεγάλων εργαστηρίων, για παράδειγμα στην αυτοκινητοβιομηχανία. Ο ατμός θερμαίνει το νερό στην απαιτούμενη θερμοκρασία, το οποίο στη συνέχεια οδηγείται από αντλίες κατά μήκος του δικτύου θέρμανσης σε πολυώροφα κτίρια και άλλα αντικείμενα.
2. Η δεύτερη βιομηχανία είναι η ενέργεια. Εδώ, ο ατμός χρησιμοποιείται για την περιστροφή μιας τουρμπίνας, η οποία παράγει ηλεκτρικό ρεύμα.
3. Η τρίτη βιομηχανία είναι η παραγωγή οικοδομικών υλικών. Για παράδειγμα, τα προϊόντα σκυροδέματος ξηραίνονται με ατμό.

Σε πολλές βιομηχανίες, οι λέβητες ατμού αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της τεχνολογίας. Αυτό περιλαμβάνει απολύμανση, ξήρανση τροφίμων, μαγειρική επεξεργασία, συντήρηση κ.λπ.

Η διάθεση των αέριων αποβλήτων περιλαμβάνει επίσης τη χρήση ατμομηχανών. Σε αυτή τη διαδικασία λειτουργούν ως ψύκτες. Ένας τέτοιος λέβητας παίρνει θερμική ενέργεια από αέρια που εξέρχονται, για παράδειγμα, από φούρνους υψηλής θερμοκρασίας.

Αρχές λειτουργίας και σχεδιασμός

Ο κύριος σκοπός τους είναι να αλλάξουν τη φυσική κατάσταση του νερού, δηλαδή να το μεταφέρουν από υγρό σε αέριο με τις απαιτούμενες παραμέτρους. Η διαδικασία έχει ως εξής:

• ο λέβητας γεμίζει με νερό με βαρύτητα ή χρησιμοποιώντας αντλία.
• το σύστημα θέρμανσης ανάβει.
• αρχίζει ο σχηματισμός ατμού.
• το επίπεδο του υγρού μειώνεται σταδιακά, φτάνοντας στο ελάχιστο επίπεδο.
• ο αισθητήρας στάθμης αντιδρά και ανάβει την αντλία.
• νερό γεμίζει τους σωλήνες.

Μπορούμε να πούμε ότι οι λέβητες ατμού λειτουργούν με κυκλική αρχή.

Δομή

Οι λέβητες ατμού αποτελούνται από κύριες και βοηθητικές μονάδες και εξαρτήματα, καθώς και από αυτοματισμούς.

Η κύρια απαίτηση για τα προϊόντα χάλυβα είναι να είναι κατασκευασμένα από ανθεκτικά στη θερμότητα κράματα. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να επιτευχθεί το μέγιστο επίπεδο ασφαλούς λειτουργίας του εξοπλισμού του λέβητα.

Διάγραμμα λέβητα ατμού

Το σύστημα ασφαλείας παίζει σημαντικό ρόλο. Αυτοί δεν είναι μόνο αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης. Το σύστημα περιλαμβάνει μηχανική ασφάλεια. Περιλαμβάνει βαλβίδες αντεπιστροφής, ηλεκτρικές βαλβίδες και άλλες βαλβίδες διακοπής. Αυτή η διπλή προστασία εξασφαλίζει τη μέγιστη ασφάλεια, ειδικά σε περιπτώσεις που τα ηλεκτρονικά αστοχούν. Αυτή τη στιγμή, οι μηχανικοί αναλαμβάνουν όλες τις λειτουργίες.

Υπάρχουν ειδικές απαιτήσεις για το σύστημα επεξεργασίας νερού. Το νερό πρέπει να πληροί ορισμένα πρότυπα. Αυτά τα πρότυπα είναι διαφορετικά για μονάδες άμεσης ροής και τυμπάνου. Στο τελευταίο, το υγρό πρέπει να είναι απόλυτα καθαρό, σχεδόν αποσταγμένο. Εξάλλου, σε τέτοιες συσκευές δεν εξαφανίζεται πουθενά. Δηλαδή, γεμίστε το λέβητα μια φορά, και θα λειτουργήσει για πολλά χρόνια.

Αν το νερό είναι σκληρό με ακαθαρσίες, τότε τα πάντα σωλήνες μετά από λίγο θα φράξουν από ιζήματα και σκουριά. Η διάμετρός τους μειώνεται, η θερμική αγωγιμότητα μειώνεται, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της απόδοσης. Ο ατμός δεν θα είναι ίδιος όσο χρειάζεται (θερμοκρασία, υγρασία).

Παρά τον περίπλοκο σχεδιασμό και τη χαμηλή ασφάλειά τους, οι λέβητες ατμού εξακολουθούν να είναι σε ζήτηση. Ειδικά σε πλοία, στην τεχνολογία σταθμών παραγωγής ενέργειας, εργοστάσια όπου απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες ψυκτικού. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές κάνουν τα πάντα για να αυξήσουν τη λειτουργική ασφάλεια, να μειώσουν το κόστος του εξοπλισμού και την πολυπλοκότητα της συντήρησης.

Εάν έχετε ερωτήσεις, ρωτήστε τις στα σχόλια.Εάν σας άρεσε το άρθρο, μοιραστείτε το στα κοινωνικά δίκτυα, ώστε οι άλλοι να εξοικειωθούν με το θέμα. Αποθηκεύστε το σύνδεσμο στους σελιδοδείκτες σας.

Συνιστούμε επίσης να παρακολουθήσετε επιλεγμένα βίντεο για το θέμα μας.

Πώς λειτουργεί ένας λέβητας ατμού;

Ατμολέβητας - σχεδιασμός και συντήρηση, λεπτομερής επισκόπηση.

Πηγές πληροφοριών:

• https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
• https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
• https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov