Parní kotel je starý vynález, ale stále se používá v průmyslu. Například v elektrárnách, kde je parní generátor jedním z hlavních prvků výroby elektřiny. Ve všech kotelnách a továrnách jsou instalovány také parní kotle. V každodenním životě se dnes používají jen zřídka, protože byly nahrazeny bezpečnějšími a energeticky úspornějšími bojlery.
Klasifikace parních zařízení
Existuje několik stupnic pro klasifikaci. Hlavní jsou tři stupnice.
Watertube
Přeměňují vodu na páru rychleji než plynové potrubí. Mají vyšší účinnost díky konstrukčním vlastnostem jednotky. Ve skutečnosti se jedná o pouzdro, uvnitř kterého je velké množství trubek. Voda se pohybuje potrubím a palivo hoří mezi potrubími.
Voda se při vysokých teplotách mění v páru. A protože existuje spousta trubek, mají tedy větší topnou plochu. A čím více trubek v kotli, tím intenzivnější je přechod kapaliny do stavu páry.
Vodotrubkové parní kotle se dělí na dvě podskupiny:
- přímý;
- typ bubnu.
První jsou konstrukce trubkového typu, které byly zmíněny výše. Ty jsou na trhu zastoupeny dvěma pozicemi – horizontální a vertikální. Princip fungování tohoto typu zařízení je ale stejný.
V jeho provedení je buben, který v sobě páru nejen shromažďuje, ale také z ní odděluje kondenzát. Ten je posílán do topné zóny, to znamená, že ztráty vody jsou sníženy.
Pro získání vysokoteplotní suché páry v průmyslu je několik bubnových kotlů instalováno v sérii. A takovou páru lze stlačit na maximální tlak, který je nezbytný v mnoha technologických procesech.
Kotle tohoto typu jsou rozděleny do dvou poloh - energeticky nezávislé a cirkulační. Liší se od sebe nepřítomností nebo přítomností oběhového čerpadla, resp. Přítomnost posledně jmenovaného zvyšuje účinnost instalace. Jde o to, že na jednu otáčku vody v bojleru se odpaří 10% jeho objemu. To znamená, že k odpaření celého objemu bude potřeba minimálně 10 otáček.
S gravitačním prouděním to bude trvat dlouho, což sníží účinnost. Oběhové čerpadlo pohybuje kapalinou rychle, za stejnou dobu se provede více otáček. To znamená, že celý objem vody se rychle promění v páru.
U bubnových kotlů však musí být k čerpadlu instalován regulátor hladiny kondenzátu. Místo instalace - odlučovač páry. Jeho úkolem je kontrolovat množství kondenzátu, který se tvoří.
Pokud je toho například málo, technické vlastnosti parní elektrárny se snižují. Pokud se ho tvoří hodně, vede to k poklesu tlaku uvnitř jednotky. Následky - rychlý var a výbuch.
Odvaděč kondenzátu je trubka s velkým průřezem připomínající buben. Odtud název kotle. Toto potrubí shromažďuje vodu nasycenou párou. Ve skutečnosti dva procesy (zahřívání kapaliny a odpařování) probíhají odděleně od sebe. Odtud vysoká bezpečnost provozu zařízení tohoto typu.

Plynové potrubí
Konstrukčně se jedná o kotel, uvnitř kterého jsou kolem topeniště umístěny trubky velkého průměru.Pohybují se v nich horké plyny a mezi nimi proudí voda. To znamená, že je opakem protějšků z vodních trubek. Plynovody produkují vysokoteplotní páru, která se častěji používá ve zužitkovacích procesech.
Plynový trubkový parní kotel má jednu významnou nevýhodu - vysoký tlak finálního produktu. Ten je v souhrnu ve velkém množství. To způsobuje snížení bezpečnosti provozu zařízení. Proto jsou kotle vybaveny drahým a složitým zabezpečovacím systémem. Kromě toho jsou tělo i trubky vyrobeny ze silné oceli, což zvyšuje náklady na zařízení.
Výrazným představitelem plynovodního typu je lokomotivní kotel

Obě instalace (vodní potrubí a plynové potrubí) mohou produkovat různé druhy páry:
- bohatý;
- přehřátá voda.
První je médium, které vzniká při teplotě +100°C. Rychle se ochlazuje za vzniku kondenzátu, který se znovu dostává do topné zóny. Taková zařízení se používají pro vytápění domácností. Tlak v tomto typu parního kotle nepřesahuje 100 kPa.
Druhé je médium získané při teplotě +500°C. Proto se v něm nikdy netvoří vodní suspenze a kapky. Při postupném ohřevu se může tvořit voda, ale k tomu je v provedení jednotky namontován separátor.
Vědecký a technologický pokrok se nezastaví. Výrobci dnes nabízejí vodovodní instalace, které se z hlediska účinnosti a bezpečnosti neliší od plynových. Nejprve jsou opláštěny tepelně izolačním materiálem. Za druhé jsou zevnitř vyloženy IR materiálem, který funguje jako reflektor tepelné energie.
A protože automaty na vodu jsou několikrát levnější než automaty na bubny a navíc je jejich obsluha jednoduchá, dnes jejich popularita a poptávka dramaticky vzrostly.
Efektivita roste také díky nejnovějším slitinám oceli, ze kterých jsou části zařízení vyrobeny. Zavedena byla také nová technologie ohřevu, která využívá dvě svítilny umístěné proti sobě. Technologie se nazývá „na opačných pochodních“.
S jejich pomocí dosáhne teplota ohřevu 1800-1900°C. Obvykle nepřesahuje 1200 °C. Účinnost takových zařízení je tedy minimálně 90 %.
Domácí kotle
O tyto jednotky je dnes velký zájem. Ale požadavky na ně jsou značné:
- kompaktní;
- lehká, aby se pod ní nevyplnil základ;
- vysoký bezpečnostní faktor;
- možnost obsluhy nekvalifikovaným personálem;
- minimální doba spuštění a ohřevu.
Výrobci dnes nabízejí dva typy domácích instalací - cívková, alias klasická, vortexová košile.
První je jedna trubka stočená do spirály. Voda se po ní pohybuje a mění se v páru. Parní kapacita zařízení je malá. Ale v tomto případě to nehraje nejdůležitější roli, protože domácí kotel by měl vyrábět páru nízké kvality.
Efektivita práce je také nízká, ale to je korigováno častým umístěním spirál. Ale takový kotel je rekordman v době ohřevu - 3 minuty po zapnutí svítilny.
Druhým je zcela unikátní zařízení parního kotle. Tělo se skládá ze dvou schránek, mezi kterými prochází voda. Uvnitř je umístěno topeniště, zatímco hořák se během spalování stáčí do spirály, čímž se zvyšuje přenos tepla. Žádné trubky.
Další výhody:
- vertikální uspořádání, tudíž větší kompaktnost;
- účinnost jako bubny;
- doba ohřevu - 5 minut.
Tři mínusy:
- vybavení je drahé;
- stavba je složitá;
- energetická závislost je kompletní - dmychadlo, bez kterého jednotka nefunguje, vyžaduje elektřinu.

Technologická aplikace kotlových parních stanic
Existuje několik průmyslových odvětví, kde se parní kotle používají neustále:
- Prvním průmyslovým odvětvím je tepelná energetika. Pára se používá k vytápění velkých dílen, například v automobilovém průmyslu. Pára ohřívá vodu na požadovanou teplotu a ta je pak poháněna čerpadly přes topné rozvody do vícepodlažních budov a dalších objektů.
- Druhým odvětvím je energetika. Zde se pára používá k otáčení turbíny, která vyrábí elektřinu.
- Třetím odvětvím je výroba stavebních materiálů. Například betonové výrobky se suší párou.
V mnoha průmyslových odvětvích jsou parní kotle nedílnou součástí technologie. Zde a dezinfekce, a sušení potravin, vaření, konzervace atd.
Využívání plynných odpadů zahrnuje také využití parních zařízení. V tomto procesu fungují jako chladicí kapaliny. Takový kotel odebírá tepelnou energii z plynů vycházejících např. z pecí s vysokou teplotou.
Pracovní principy a zařízení
Jejich hlavním účelem je změna fyzikálního skupenství vody, tedy přechod z kapalného na plynné s požadovanými parametry. Proces probíhá takto:
- kotel se plní vodou samospádem nebo čerpadlem;
- topení zapnuto;
- spouští pára;
- hladina kapaliny se postupně snižuje, až dosáhne úrovně minima;
- snímač hladiny reaguje a zapíná čerpadlo;
- voda plní potrubí.
O parních kotlích lze říci, že pracují v cyklech.
Budova
Parní kotle se skládají z hlavních a pomocných jednotek a částí plus automatizace.
Hlavním požadavkem na ocelové výrobky je, aby byly vyrobeny ze žáruvzdorných slitin. Jedině tak lze dosáhnout maximální úrovně bezpečného provozu kotlového zařízení.

Bezpečnostní systém hraje důležitou roli. Nejde jen o snímače teploty a tlaku. Součástí systému je mechanická bezpečnost. Zahrnuje zpětné ventily, elektrická šoupátka, další uzavírací ventily. Tato dvojitá ochrana zajišťuje maximální bezpečnost zejména v případech, kdy selže elektronika.V tuto chvíli všechny funkce přebírá mechanika.
Na systém úpravy vody jsou kladeny zvláštní požadavky. Voda musí splňovat určité normy. Tyto standardy se liší pro jednotky s přímým průtokem a bubnové jednotky. V tom druhém musí být kapalina dokonale čistá, téměř destilovaná. Koneckonců, v takových zařízeních to nikde nezmizí. To znamená, že jednou naplnili kotel a bude fungovat mnoho let.
Pokud je voda tvrdá s nečistotami, po nějaké době se všechna potrubí ucpou usazeninami a rzí. Jejich průměr se zmenšuje, tepelná vodivost klesá, což vede ke snížení účinnosti. Pára nebude taková, jakou chcete (teplota, vlhkost).
Parní kotle jsou pro svou složitou konstrukci a nízkou bezpečnost stále žádané. Zejména v lodích, technologiích elektráren, závodech, kde jsou vyžadovány vysoké teploty chladicí kapaliny. Výrobci proto dělají vše pro zvýšení bezpečnosti provozu, snížení nákladů na zařízení a náročnost údržby.
Pokud máte nějaké dotazy, zeptejte se jich v komentářích. Pokud se vám článek líbil - šiřte ho na sociálních sítích, ať se s tématem seznámí ostatní. Přidat odkaz do záložek.
Doporučujeme také zhlédnout vybraná videa na naše téma.
Jak funguje parní kotel?
Parní kotel - zařízení a údržba, podrobný přehled.
Zdroje informací:
- https://pechiexpert.ru/parovoj-kotel
- https://clubpechnikov.ru/parovoj-kotel
- https://kotle.ru/parovye-kotly/ustrojstvo-parovyh-kotlov