Ogólne wiadomości o kotłach parowych

Ogólne wiadomości o kotłach parowych

Pełny tekst artykułu dostępny jest dla zarejestrowanych użytkowników

Kotły parowe to naczynia ciśnieniowe, których zadaniem jest wytwarzanie pary wodnej o ciśnieniu wyższym od atmosferycznego. Para ta jest użytkowana na zewnątrz kotła jako czynnik roboczy w turbinach parowych oraz dla celów grzewczych w wielu procesach technologicznych (np. w przemyśle chemicznym, włókienniczym, spożywczym, papierniczym) i w gospodarce komunalnej (ogrzewanie pomieszczeń). 

Ciepło potrzebne do wytwarzania pary w kotle otrzymuje się przez spalanie paliwa w palenisku. Gorące gazy spalinowe płyną wzdłuż tzw. powierzchni ogrzewalnej kotła, której oddają ciepło ogrzewając wodę i powodując jej parowanie. 

Następnie otrzymana para nasycona jest zwykle przegrzewana. Wytwarzanie pary w kotle jest więc związane z czterema głównymi procesami:

  • spalaniem paliwa
  • wymianą ciepła pomiędzy produktami spalania przez promieniowanie i konwekcję
  • podgrzewaniem i parowaniem wody w parowniku kotła
  • przegrzewaniem pary w przegrzewaczach pary

Kocioł jest stale zasilany wodą zasilającą, paliwem i powietrzem. Produktem głównym kotła jest para wodna o określonych parametrach zaś produktami ubocznymi, które należy usunąć, są spaliny, popiół i żużel. 

Kotły parowe wytwarzają parę przegrzaną o ciśnieniu od 1 do 20MPa (dla obiegów nadkrytycznych od 24 do 30 MPa) i temperaturze od 200 do 650oC (przy czym temperatury powyżej 300oC odnoszą się się pary przegrzanej dla ciśnień od kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu barów ciśnienia)

Zakres wydajności budowanych kotłów zawiera się w granicach od małych konstrukcji o wydajności pary od ~50 kg/h, aż do bardzo dużych konstrukcji o skomplikowanej budowie, wytwarzających powyżej 4000 t/h pary dla bloków energetycznych o mocy powyżej 1000 MW. 

Kotły o małej wydajności z reguły wytwarza się jako konstrukcje całkowicie zmontowane i montuje się na placu budowy na odpowiednio przygotowanym fundamencie. 

Dla dużych konstrukcji kotłowych (przeważnie kotły energetyczne) ich montaż w całości a nawet w dużych częściach ze względu na rozmiary jest niemożliwy. Z reguły w skład dużego kotła energetycznego wchodzą:

  • 2 do 4 podgrzewaczy powietrza
  • 8 do 10 młynów
  • kilka wentylatorów
  • kilka pomp
  • tysiące ton konstrukcji stalowej
  • tysiące ton rurociągów grubościennych i ekranów szczelnych

Z tego względu montaż wykonują wyspecjalizowane firmy na placu budowy elektrowni. należy także wspomnieć, że obecnie istnieje tendencja do dużej automatyzacji pracy kotłów co wiąże się z montowaniem bardzo rozbudowanych układów regulacji, umożliwiających pełną automatyzację pracy kotła (w ramach ruchu bloku) włącznie z rozruchem

Główne elementy urządzenia kotłowego

Ciepło potrzebne do wytwarzania pary uzyskuje się wskutek spalarnia paliwa w palenisku. Gorące gazy spalinowe unoszą ciepło z paleniska i płyną wzdłuż, tzw. powierzchni ogrzewalnej kotła, której oddają ciepło, ogrzewając wodę w kotle i powodując jej parowanie.

Wytwarzanie pary w kotle jest więc związane z trzema zjawiskami: 

  • ze spalaniem paliwa, 
  • wymianą energii w postaci ciepła 
  • parowaniem wody

Kocioł powinien być stale zasilany wodą, paliwem i powietrzem. Produktem głównym kotła jest para wodna o określonym ciśnieniu, produktami ubocznymi, które należy usuwać, są spaliny, popiół i żużel.

W skład nowoczesnego urządzenia kotłowego wchodzą następujące główne elementy:

  • Parownik, zbudowany w postaci jednego lub kilku cylindrycznych naczyń stalowych, zwanych walczakami, albo z układu rur. W parowniku tworzy się para. mokra nasycona o znacznym stopniu suchości.
  • Palenisko, którego zadaniem jest możliwie zupełne spalanie doprowadzonego paliwa z udziałem powietrza jednocześnie doprowadzanego do paleniska. Budowa paleniska zależy od rodzaju paliwa i od budowy kotła.

Z paleniskiem związane są: 

  • urządzenie zasilające je paliwem
  • ruszt, na którym leży spalane paliwo stałe
  • palniki do spalania paliwa ciekłego, guzowego lub pyłowego
  • urządzenie doprowadzające powietrze potrzebne do spalania:
  • komora paleniskowa; wewnątrz której następuje spalanie części lotnych oraz paliw ciekłych, gazowych i pyłowych; urządzenie do usuwania popiołu i żużla
  • urządzenie do obsługi i czyszczenia paleniska; 
  • obmurze tworzące obudowę paleniska kotła i kanałów spalinowych; 
  • izolacja cieplna.
  • przegrzewacze pary i podgrzewacze wody i powietrza

Oprócz wymienionych elementów urządzenia kotłowego wchodzą w jego skład również inne urządzenia pomocnicze potrzebne do pracy kotła:

  • urządzenie do wytwarzania ciągu
  • do zasilania kotła wodą i paliwem
  • do usuwania popiołu i żużla
  • do oczyszczania wody zasilającej i spalin
  • osprzęt, armatura, aparatura kontrolno-pomiarowa

Pełny artyluł dostępny jest dla zarejestrowanych użytkowników.

Free Joomla! templates by Engine Templates