För vilka ändamål behövs en ångpanna: diagram och drift
Ångpannan är en gammal uppfinning, men den används fortfarande inom industrin.Till exempel vid kraftverk, där den ånggenererande enheten är ett av huvudelementen i elproduktionen. Ångpannor är också installerade i alla pannhus i anläggningar och fabriker. De används sällan i vardagen idag, eftersom de har ersatts av säkrare och energieffektivare vattenpannor.
Innehållet i artikeln:
Klassificering av ånginstallationer
Det finns flera skalor efter vilka klassificeringen utförs. De viktigaste är tre skalor.
Vattenrör
De omvandlar vatten till ånga snabbare än gasrör. De har en högre effektivitet på grund av enhetens designegenskaper. I huvudsak är det ett hus med ett stort antal rör placerade inuti det. Vatten rör sig genom rören och bränsle brinner mellan rören.
Vid höga temperaturer förvandlas vatten till ånga. Och eftersom det finns många rör är deras uppvärmningsarea motsvarande större. Och ju fler rör i pannan, desto mer intensiv sker övergången av vätskan till ett ångtillstånd.
Vattenrör ångpannor är indelade i två undergrupper:
- rakt igenom;
- trumtyp.
Den första är strukturer av rörtyp, som nämndes ovan. De senare presenteras på marknaden i två positioner – horisontell och vertikal. Men funktionsprincipen för denna typ av enhet är densamma.
Dess design inkluderar en trumma som inte bara samlar upp ånga, utan också separerar kondensat från den. Den senare skickas till värmezonen, det vill säga vattenförlusterna minskar.
För att erhålla torr ånga med hög temperatur inom industrin installeras flera pannor av trumtyp i serie. Och sådan ånga kan komprimeras till maximalt tryck, vilket är nödvändigt i många tekniska processer.
Pannor av denna typ är uppdelade i två positioner - icke-flyktiga och cirkulerande. De skiljer sig från varandra i frånvaro eller närvaro av en cirkulationspump, respektive. Närvaron av den senare ökar installationens effektivitet. Saken är att under ett varv med vatten i pannan förångas 10% av dess volym. Det vill säga för att hela volymen ska avdunsta krävs minst 10 varv.
Med gravitationsrörelser kommer detta att ta mycket tid, vilket gör att effektiviteten sjunker. Cirkulationspumpen flyttar vätskan snabbt, fler varv kommer att utföras under samma tidsperiod. Detta innebär att hela vattenvolymen snabbt förvandlas till ånga.
Men i pannor av trumtyp måste en kondensatnivåregulator installeras i pumpen. Installationsplats: ångavskiljare. Dess uppgift är att kontrollera mängden kondensat som bildas.
Till exempel, om lite av det bildas, reduceras de tekniska egenskaperna hos ånginstallationen. Om mycket av det bildas leder detta till ett tryckfall inuti enheten. Konsekvenserna är snabb kokning och explosion.
Ångseparatorn är ett rör med stort tvärsnitt som liknar en trumma. Därav namnet på pannan. Detta rör samlar upp vatten som är mättat med ånga. Faktum är att två processer (uppvärmning av vätskan och förångning) sker separat från varandra. Därav den höga driftsäkerheten för denna typ av utrustning.
Gasledning
Strukturellt är detta en panna, inuti vilken rör med stor diameter finns runt eldstaden.Heta gaser rör sig i dem, och vatten rinner mellan dem. Det vill säga, detta är motsatsen till vattenrörsanaloger. Gasrörsanläggningar producerar ånga med hög temperatur, som oftare används i återvinningsprocesser.
En gasrörsångpanna har en betydande nackdel - slutproduktens höga tryck. Den senare finns i stora mängder i enheten. Detta är vad som orsakar en minskning av säkerheten för installationen. Därför är pannor utrustade med ett dyrt och komplext säkerhetssystem. Dessutom är både karossen och rören gjorda av tjockt stål, vilket ökar kostnaden för utrustningen.
En slående representant för gasrörstypen är lokpannan.
Båda installationerna (vattenrör och gasrör) kan producera olika typer av ånga:
- mättad;
- överhettat vatten.
Den första är ett medium som bildas vid en temperatur på +100°C. Det svalnar snabbt med bildning av kondensat, som återigen kommer in i värmezonen. Sådana installationer används för uppvärmning av hushåll. Trycket i en ångpanna av denna typ överstiger inte 100 kPa.
Det andra är ett medium erhållet vid en temperatur av +500°C. Därför bildas aldrig vattensuspensioner och droppar i den. Vid gradvis uppvärmning kan vatten bildas, men för detta ändamål installeras en separator i installationens design.
Vetenskapliga och tekniska framsteg står inte stilla. Idag erbjuder tillverkare vattenrörsinstallationer som inte skiljer sig från gasrörsinstallationer när det gäller effektivitet och säkerhet. För det första är de mantlade med värmeisoleringsmaterial. För det andra är insidan fodrad med infrarött material, som fungerar som en reflektor av termisk energi.
Och eftersom vattenrörsenheter är flera gånger billigare än enheter av trumtyp, plus att deras funktion är enkel, har deras popularitet och efterfrågan ökat kraftigt idag.
Effektiviteten ökar också på grund av de senaste stållegeringarna som enhetsdelar tillverkas av. En ny värmeteknik introducerades också, som använder två ficklampor placerade mitt emot varandra. Tekniken kallas "motkommande facklor".
Med deras hjälp når uppvärmningstemperaturen 1800-1900°C. Vanligtvis överstiger den inte 1200°C. Följaktligen är effektiviteten hos sådana installationer minst 90 %.
Hushållspannor
Intresset för dessa enheter är stort idag. Men också krav för dem betydande:
- kompakthet;
- lätt vikt för att inte hälla en grund under den;
- hög säkerhetsfaktor;
- möjlighet till service av okvalificerad personal;
- minsta start- och uppvärmningstid.
Idag erbjuder tillverkare två typer av hushållsinstallationer - spole, även känd som klassisk, vortexjacka.
Det första är ett rör, lindat till en spiral. Vatten rör sig längs den och förvandlas till ånga. Utrustningens ångkapacitet är liten. Men i det här fallet spelar detta inte den viktigaste rollen, eftersom en hushållspanna måste producera lågpotential ånga.
Driftseffektiviteten är också låg, men detta kan korrigeras genom frekvent arrangemang av spiraler. Men en sådan panna har rekord för uppvärmningstid - 3 minuter efter att ha slagits på facklan.
Den andra är en helt unik ångpannedesign. En kropp av två skal, mellan vilka vatten passeras. Det finns en eldstad inuti, och när den brinner vrider den sig i en spiral, vilket ökar värmeöverföringen. Inga rör.
Andra fördelar:
- vertikalt arrangemang, därav ökad kompakthet;
- effektivitet, som trummor;
- uppvärmningstid – 5 minuter.
Tre minus:
- utrustningen är dyr;
- designen är komplex;
- fullständigt beroende av energi - fläkten, utan vilken enheten inte fungerar, kräver en elförsörjning.
Teknologisk tillämpning av pannånganläggningar
Det finns flera industrier där ångpannor ständigt används:
- Den första branschen är termisk kraftteknik. Ånga används för att värma upp stora verkstäder, till exempel inom bilindustrin. Ångan värmer vattnet till önskad temperatur, som sedan drivs av pumpar längs värmeledningen till flervåningshus och andra objekt.
- Den andra industrin är energi. Här används ånga för att snurra en turbin, som producerar elektrisk ström.
- Den tredje industrin är tillverkning av byggmaterial. Till exempel torkas betongprodukter med ånga.
I många branscher är ångpannor en integrerad del av tekniken. Detta inkluderar desinfektion, torkning av livsmedel, kulinarisk bearbetning, konservering etc.
Omhändertagande av gasformigt avfall innebär också användning av ånganläggningar. I denna process fungerar de som kylare. En sådan panna tar termisk energi från gaser som kommer ut, till exempel från högtemperaturugnar.
Funktionsprinciper och design
Deras huvudsakliga syfte är att ändra vattnets fysiska tillstånd, det vill säga att överföra det från flytande till gasformigt med de nödvändiga parametrarna. Processen går till så här:
- pannan är fylld med vatten genom gravitation eller med hjälp av en pump;
- värmesystemet slås på;
- ångbildning börjar;
- vätskenivån minskar gradvis och når miniminivån;
- nivåsensorn reagerar och sätter på pumpen;
- vatten fyller rören.
Vi kan säga att ångpannor fungerar på en cyklisk princip.
Strukturera
Ångpannor består av huvud- och hjälpenheter och delar, plus automation.
Huvudkravet för stålprodukter är att vara tillverkade av värmebeständiga legeringar. Detta är det enda sättet att uppnå maximal nivå av säker drift av pannutrustning.
Säkerhetssystemet spelar en viktig roll. Dessa är inte bara temperatur- och trycksensorer. Systemet inkluderar mekanisk säkerhet. Den inkluderar backventiler, elektriska ventiler och andra avstängningsventiler. Detta dubbla skydd garanterar maximal säkerhet, särskilt i de fall där elektroniken går sönder. Vid denna tidpunkt tar mekaniken över alla funktioner.
Det finns särskilda krav på vattenreningssystemet. Vatten måste uppfylla vissa standarder. Dessa standarder är olika för direktflöde och trumenheter. I den senare måste vätskan vara helt ren, nästan destillerad. När allt kommer omkring, i sådana enheter försvinner det inte någonstans. Det vill säga fyll pannan en gång, så kommer den att fungera i många år.
Om vattnet är hårt med föroreningar, då allt rör efter ett tag kommer de att bli igensatta av avlagringar och rost. Deras diameter minskar, värmeledningsförmågan minskar, vilket leder till en minskning av effektiviteten. Ångan kommer inte att vara densamma som behövs (temperatur, luftfuktighet).
Trots deras komplexa design och låga säkerhet efterfrågas fortfarande ångpannor. Speciellt på fartyg, inom kraftverksteknik, fabriker där höga kylvätsketemperaturer krävs. Därför gör tillverkarna allt för att öka driftsäkerheten, minska kostnaderna för utrustning och komplexiteten i underhållet.
Om du har frågor, ställ dem i kommentarerna.Om du gillade artikeln, dela den på sociala nätverk så att andra kan bli bekanta med ämnet. Spara länken till dina bokmärken.
Vi rekommenderar också att du tittar på utvalda videor om vårt ämne.
Hur fungerar en ångpanna?
Ångpanna - design och underhåll, detaljerad översikt.
Informationskällor:
- https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
- https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
- https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov
