Содержание

как пользоваться в домашних условиях, назначение, инструкция по применению, срок полезного использования, видео

Пользоваться парогенератором можно в самых разнообразных целях. Устройство помогает устранить загрязнения на твердых поверхностях и на текстиле, обеспечивает качественную дезинфекцию и освежает воздух.

Что такое и для чего нужен парогенератор в быту

Парогенератор — полезный прибор, преобразующий воду в горячий пар при температуре 130-160 °С. Под давлением взвесь поступает на выход через насадку и позволяет проводить чистку текстиля и различных твердых поверхностей от загрязнений.

Горячий пар не только размягчает отложения, но и оказывает дезинфицирующее действие, поскольку убивает большинство бактерий. Основное назначение парогенератора — это удаление налета и застарелых жирных пятен, обеззараживание поверхностей и устранение неприятных запахов. Использовать устройство для тканей можно в целях разглаживания складок и заломов, с которыми не справляется утюг.

Виды парогенераторов

Бытовые агрегаты можно разделить на несколько разновидностей. Между собой они различаются по мощности и конструктивным особенностям, хотя использовать их обычно можно для одних и тех же целей.

Напольные

Напольные агрегаты обладают большими габаритами, комплектуются вместительными резервуарами для воды и могут работать в течение длительного времени без перерывов. Корпус устройства такого типа располагается на полу, от бака отходит длинный шланг, на конце которого находится насадка-утюжок — через нее и происходит подача пара.

Чаще всего напольный парогенератор используют в качестве альтернативы утюгу. Но при желании с его помощью можно чистить от загрязнений любые домашние поверхности.

К минусам напольных парогенераторов относят большую массу и высокую стоимость

Портативные

Портативные агрегаты ручного типа можно использовать для глажки одежды и чистки мебели, а также для мытья окон и других поверхностей в доме. Устройства обладают малыми габаритами и небольшим весом. Несмотря на компактные размеры, показывают хорошую производительность и легко справляются со складками на тканях и сложными загрязнениями.

К преимуществам ручных парогенераторов относят удобство применения и доступную стоимость. Но у агрегатов есть и минусы — резервуары у них маленькие, доливать воду нужно каждые 15-20 минут.

Ручные парогенераторы особенно удобны для горячей обработки и дезинфекции труднодоступных участков

Комбинированные

Комбинированные агрегаты состоят из емкости для воды и бойлера, шланга и комплекта насадок. Считаются наиболее универсальными и многофункциональными, поскольку одинаково хорошо справляются с глажкой, домашней уборкой и дезинфекцией. Внешне больше всего напоминают пылесос, отличаются высокой эффективностью, их очень просто использовать.

Комбинированные парогенераторы требуют много места для хранения

Как правильно пользоваться парогенератором в домашних условиях

Бытовой парогенератор является универсальным прибором, способным значительно облегчить процесс домашней уборки. Но при эксплуатации оборудования необходимо следовать инструкциям.

Как правильно использовать парогенератор в утюге

Инструкция по эксплуатации парогенератора в утюге довольно простая. Схема применения прибора выглядит так:

  1. В резервуар заливают воду и включают устройство в работу.
  2. После нагревания жидкости струю пара направляют на вещь, находящуюся в подвешенном состоянии, и перемещают прибор вдоль нее по направлению сверху вниз.
  3. Для одежды, разложенной на доске, агрегат используют так же, как и при обычной глажке. Насадку после подачи пара плотно прижимают к ткани и совершают плавные движения в разные стороны.
  4. Разглаживание повторяют до тех пор, пока складки и заломы на текстиле не пропадут.

При необходимости при использовании агрегата в него доливают свежую воду. Некоторые модели позволяют добавлять жидкость прямо в процессе, другие требуют сначала отключить прибор от сети.

Внимание! Работать парогенератором для одежды и утюгом с функцией пара можно только с использованием чистой воды. Применять растворы с добавлением уксуса, крахмала и ароматических отдушек запрещено.

Держать утюг с парогенератором при подаче влажной взвеси нужно на некотором расстоянии от одежды

Как использовать парогенератор для ликвидации паразитов

Горячий пар помогает быстро и эффективно избавиться от клопов и других насекомых. Для санитарной обработки помещения подходят устройства с длинными шлангами и насадками, способными проникать в труднодоступные места.

Инструкция по применению парогенератора для дома следующая:

  1. Температурный регулятор устройства выставляют на максимальную отметку.
  2. В бак заливают воду и дожидаются от прибора сигнала о готовности к использованию.
  3. Парогенератором обрабатывают мягкую мебель, трещины в стенах и полу, щели возле плинтусов и окон. Двигаться нужно от самых высоких точек к самым низким.
  4. Сопло агрегата медленно перемещают по поверхностям, обрабатывая примерно 30 см пространства за 30 секунд.
  5. По окончании процедуры комнату тщательно проветривают. Желательно использовать вентилятор или кондиционер в режиме перегонки воздуха, чтобы влажные поверхности высохли быстрее и не заплесневели.
  6. Через несколько часов или на следующий день обработку повторяют. Всего требуется провести 2-3 цикла.

Выполнять санитарную обработку от клопов необходимо с использованием широкой квадратной насадки. Щетку для ковров или узкие наконечники применять нельзя. В первом случае сопло из-за ворса не получится прижимать к поверхностям, а во второй ситуации направленный поток пара может разметать яйца паразитов по комнате.

Для избавления от паразитов рекомендуется использовать парогенераторы, рассчитанные на 4 л воды и более

Как использовать парогенератор для уборки автомобиля

Парогенератор помогает быстро почистить от загрязнений и продезинфицировать салон автомобиля. Схема применения прибора следующая:

  1. Из салона убирают весь крупный мусор и пылесосят сиденья.
  2. Парогенератор приводят в рабочее состояние.
  3. Дважды дезинфицируют горячим паром потолок и заднюю полочку.
  4. Очищают сиденья и вентиляционные отверстия.
  5. Тщательно обрабатывают паром коврики и пол.

По завершении чистки двери автомобиля оставляют открытыми, чтобы влага в салоне высохла быстрее.

Горячий пар не только чистит поверхности в салоне автомобиля, но и позволяет устранить въевшиеся запахи

Как использовать парогенератор для ковра или ковролина

Парогенератор удобно использовать для чистки ковровых покрытий. Горячий пар проникает между густыми ворсинками и удаляет загрязнения намного лучше, чем любой моющий пылесос. Инструкция по применению агрегата следующая:

  1. Ковер предварительно пылесосят перед проведением чистки.
  2. Агрегат включают в сеть и приводят в рабочую готовность.
  3. Насадку для ковра медленно и аккуратно перемещают по поверхности, стараясь не задерживаться надолго на одной точке.
  4. Сильные загрязнения дополнительно трут жесткой щеткой.
  5. По окончании процедуры проветривают комнату, чтобы ковер быстрее просох.

Моющие средства в процессе обработки ворса не применяют. При наличии серьезных загрязнений химические составы наносят на ковер до проведения основной чистки, затем удаляют пену и только после этого используют бытовой прибор.

Внимание! Парогенератором нельзя обрабатывать следы от молока или яиц. Белковые компоненты под воздействием высокой температуры только сильнее впитаются в ворс.

Использовать для ковров парогенератор полезно, если в доме есть животные, которые приносят с улицы грязь на лапах

Как почистить кухню парогенератором

Парогенератор хорошо размягчает жировые отложения, которые являются основной проблемой при уборке на кухне. Использовать прибор намного удобнее, чем оттирать загрязнения жесткими скребками или абразивными порошками — он очищает поверхности, не нанося им никакого ущерба.

Удалить жир на кухне при помощи парогенератора можно по такой схеме:

  1. С очищаемой поверхности убирают все посторонние предметы и электроприборы.
  2. Парогенератор включают и используют для обработки загрязненных мест.
  3. Когда жировые отложения размягчатся, их удаляют при помощи губки или тряпки.
  4. Особенно стойкие загрязнения снимают резиновым скребком, часто поставляемым в комплекте с агрегатом.

При помощи тонкого сопла или специальной узкой насадки удобно очищать от остатков жира труднодоступные места — уголки и щели.

Использовать парогенератор на кухне можно для чистки столешницы, пола, кафеля, потолка и дверей

Как использовать парогенератор для санузла

Агрегат оптимально подходит для чистки ванной и туалета. Прибор не только удаляет грязь, но и обеззараживает поверхности, а в уборной особенно важно время от времени проводить дезинфекцию.

Чистку санузла с использованием парогенератора выполняют по стандартной схеме:

  1. Устройство включают в сеть и дожидаются нагрева воды до нужной температуры.
  2. Ровные широкие поверхности обрабатывают квадратной насадкой, а щели и углы — узкими наконечниками.
  3. По окончании уборки остатки влаги вытирают насухо тряпкой и оставляют ванную открытой для проветривания.

Использовать парогенератор можно, в том числе для чистки раковины и унитаза. Но температуру нужно выставлять небольшую, чтобы керамические изделия не треснули.

Кафель в ванной обрабатывают при максимальной температуре, для пластиковых панелей устанавливают щадящий режим

Как почистить парогенератором мягкую мебель

Видео о том, как пользоваться парогенератором для дома, часто рекомендуют применять устройство для очистки мягкой мебели от пыли, микробов и свежих загрязнений. Инструкция выглядит так:

  1. Агрегат запускают в работу и устанавливают специальную насадку-щетку.
  2. Струей горячего пара обдают все поверхности диванов, кресел и стульев.
  3. Особенно стойкие пятна мягко, но с нажимом чистят щеткой.
  4. По окончании уборки дают мебели просохнуть и при необходимости повторяют процедуру.

При наличии домашних животных или маленьких детей использовать пар для обработки диванов и кресел рекомендуется регулярно.

Пятна на мебели лучше обрабатывать парогенератором сразу, так как со старыми загрязнениями он справляется хуже

Срок полезного использования парогенератора

В среднем срок использования агрегата составляет 5-7 лет. Однако прослужить максимальное время устройство может только при тщательном уходе. Необходимо хотя бы раз в месяц чистить прибор от накипи. Также нужно следить, чтобы сетевой шнур и паровой шланг не перекручивались и не заламывались.

Меры предосторожности

Правила пользования парогенератором рекомендуют соблюдать меры предосторожности в процессе эксплуатации прибора:

  • аккуратно открывать крышку резервуара при наличии горячей воды внутри — из агрегата может подниматься обжигающий пар;
  • ее направлять рабочую насадку на себя или других людей, в особенности на обнаженные участки тела;
  • использовать для отпаривания только фильтрованную или дистиллированную воду — в таком случае медленнее формируется накипь;
  • после каждого применения прибора промывать насадки, чтобы в них не скапливалось пыли и мусора.

Необходимо помнить, что температура пара на выходе из агрегата может составлять около 100 °С. Прибор является потенциально опасным и не терпит небрежного обращения.

Заключение

Пользоваться парогенератором можно не только для чистки одежды, но и для комплексной домашней уборки. Прибор справляется с большинством загрязнений, помогает удалить застывший жир, дезинфицирует поверхности и уничтожает насекомых.

Парогенератор или утюг с функцией отпаривания?

Процесс утюжения – не самый любимый среди хозяек и профессиональных швей. Поэтому его стараются всячески облегчить и выбирают наиболее функциональные устройства для глажки. В этой статье попробуем разобраться, что же лучше и эффективнее использовать – бытовой утюг с функцией отпаривания или парогенератор.

Утюг с функцией отпаривания

Одно из самый очевидных преимуществ – мобильность и компактность. Обычные утюги отличаются небольшими размерами, поэтому не занимают много места при хранении, а также их можно легко транспортировать.

Второе преимущество – небольшая стоимость, в сравнении с парогенераторами.

Из недостатков можно отметить достаточно большой вес устройства и необходимость прикладывать физические усилия, чтобы хорошо прогладить сильные заломы на ткани.

Парогенератор

Парогенератор – это тот же утюг, но устроенный по-другому. Он размещается на специальной подставке, в которой располагается резервуар с водой. Из-за этого габариты устройства побольше, чем у обычного утюга.

Парогенератор соединен с подставкой гибким шлангом, по которому подается сухой пар высокой температуры. В обычном утюге эта функция отпаривания называется паровым ударом и расходует достаточно много воды, из-за чего резервуар приходится часто наполнять. В парогенераторе же объем резервуара в разы больше, поэтому воды в нем хватает на всю глажку.

А так как емкость для воды располагается в специальной подставке, то вес парогенератора значительно меньше, чем обычного утюга.

Кроме того, самое важное преимущество – высокая скорость глажки и возможность качественного вертикального отпаривания.

Из недостатков можно отметить необходимость ставить утюг только на подставку во время перерывов в работе, что для многих будет непривычным, а также высокую цену, если сравнивать с обычными утюгами.

Но, несмотря на все это, каждый, кто хоть раз пробовал пользоваться парогенератором, отмечают, что он гораздо удобнее, чем утюг, особенно если приходится гладить большие объемы одежды.

Поэтому ниже дадим несколько рекомендаций, на что обратить внимание при выборе парогенератора.

Как выбрать хороший парогенератор. Простые советы

1. Мощность не менее 2000 Вт

Чем выше мощность, тем лучше парообразование и, соответственно, лучше и быстрее процесс глажения. Поэтому нужно выбирать парогенератор мощностью от 2200 до 2600 Вт. Более мощные устройства могут повредить проводку, особенно если она достаточно старая, либо если в помещении одновременно работают сразу несколько мощных устройств.

2. Подача пара не менее 80г/мин и давление не менее 3,5 бар

Эти параметры подачи пара также влияют на качество обработки одежды. Поэтому оптимальная подача пара равна 80-100г/мин, а давление – не меньше 3,5 бар (средний показатель 5,5 бар).

3. Фиксируемая кнопка подачи пара

На обычных утюгах, чтобы произвести паровой удар, нужно зажать специальную кнопку. Точно так же работают многие парогенераторы, и это очень неудобно, ведь зажимать кнопку приходится на протяжении всего процесса глажки.

Поэтому при подборе лучше искать такие модели, в которых эта кнопка фиксируется.

4. Контейнер для воды большого объема

Для образования пара нужно много воды. Поэтому старайтесь выбирать парогенератор с резервуаром для воды объемом не менее 1,5 литров. Тогда не придется постоянно доливать воду.

Кроме того, идеально, если контейнер для воды будет съемным – в этом случае его можно будет спокойно снять и отнести к крану, чтобы наполнить, а не переносить туда весь парогенератор с подставкой.

5. Разные режимы температуры

Для большинства тканей подходит температура утюга, равная 140 градусам. Вместе с мощным паром это позволяет прогладить даже сильные заломы и не повредить структуру ткани.

Но, несмотря на это, оптимально, если у парогенератора будет несколько температурных режимов, в том числе возможность ручной настройки. Это значительно расширит список тканей, с которыми можно работать, а также упростит работу.

6. Керамическая подошва

Керамика – хороший материал, на котором со временем не появляются царапины и другие дефекты. Поэтому, в сравнении с алюминиевой подошвой, керамическая подошва более качественная.

7. Функция автоотключения и самоочистки

Эти опции значительно упрощают процесс работы с парогенератором. Автоотключение позволяет избежать неприятных ситуаций и порчи ткани, если вдруг в процессе глажки вас что-то отвлекло. А самоочистка позволяет сохранять качество устройства и продлевает срок его службы.

 

В нашем интернет-магазине представлены бытовые и промышленные парогенераторы, которые можно купить онлайн с доставкой по всей России. Остались вопросы или нужна помощь с выбором? Позвоните по номеру вверху страницы или воспользуйтесь формой «Задать вопрос».

в чем разница и что из них лучше

Автор Андрей Семенов На чтение 5 мин Обновлено

Популярность парогенераторов растет с каждым годом. Все больше хозяек отдает предпочтение многофункциональной бытовой технике. В торговых сетях представлены такие устройства, как парогенератор с бойлером и без бойлера. Чтобы сделать выбор, соответствующий потребностям покупателя, нужно знать, в чем разница между двумя приборами.

Содержание

  1. Особенности, плюсы и минусы
  2. Мощность
  3. Давление
  4. Объем жидкости в резервуаре
  5. Время нагрева
  6. Как сделать выбор

Особенности, плюсы и минусы

Парогенератор отличен от бытового утюга тем, что с его помощью можно выполнить несколько функций:

  • Глажение одежды и домашнего текстиля;
  • Отпаривание и чистка;
  • Глажение детских вещей с одновременной стерилизацией;
  • Вертикальное отпаривание;
  • Чистка ковров, кафеля и других поверхностей.
Устройства выпускаются в двух вариациях: с бойлером и без бойлера (компактные). Конструкции приборов также различны. Это может быть установка, состоящая из утюга и паровой станции. Удобна в домашнем использовании.

Вторая разновидность — гладильная система со встроенным или съемным резервуаром подготовки пара. Парогенератор, встраиваемый в гладильную доску, называется активной гладильной доской и отличается от предыдущих вариантов габаритами.

Отличие бытовых паровых станций от профессиональных в том, что в приборах для домашнего использования ставятся помпы, которые подкачивают из резервуара воду на нагревательный элемент. Таким образом происходит оперативная подача пара. Осуществляется быстрая и легкая глажка.

В профессиональных устройствах устанавливаются резервуары большого объема. Для работы с ними требуется время подготовки от 10 минут.

Бойлер в утюге с парогенератором подает пар, образующийся при нагревании жидкости до температуры кипения, на подошву посредством специального шланга. Во время работы допускается долив воды.

В устройствах с двумя емкостями первая заполняется холодной водой, во второй происходит ее нагрев. Парогенераторы с парными бойлерами отличаются высокой эффективностью и скоростью подачи пара.

Парогенератор с бойлером имеет неоспоримые достоинства:

  • Подача сухого пара на рабочую поверхность;
  • Высокая температура паровой струи;
  • Легкая глажка, устранение заломов на ткани;
  • Возможность обеззараживания паром.

К недостаткам стоит отнести высокую стоимость агрегата, относительно долгую подготовку к работе за счет нагрева воды в емкости и габариты устройств. Некоторые модели не предусматривают регулировки температуры, это нужно учитывать при выборе.

В парогенераторе без бойлера жидкость подается через трубку из специального накопителя к рабочей поверхности. Преобразуется в пар непосредственно на поверхности утюга, выходит из отверстий подошвы под давлением.

К плюсам данных образцов следует отнести:

  • Высокая скорость образования пара и компактность самого устройства;
  • Ценовая категория устройства обеспечивает доступность для потребителей с любым достатком;
  • Компактность устройств.
Из недостатков нужно отметить высокую влажность подаваемого пара с относительно невысокой его температурой.

Мощность

Важным показателем является мощность прибора. Чем она выше, тем дороже агрегат. Выбирать по этому показателю стоит из того, как планируется использовать парогенератор.

Для глажения белья в домашних условиях достаточно показателя мощности в 1000 Вт. Для чистки поверхностей, уборки в доме, глажении и вертикального отпаривания штор следует остановить свой выбор на моделях с мощностью не менее 2500 Вт.

Парогенераторы мощностью свыше 3100 Вт способны справиться с большой нагрузкой. Устройство позволяет производить обеззараживание поверхностей на профессиональном уровне.

Парогенераторы с бойлером в отличие от моделей без бойлера демонстрируют более высокую мощность, что обеспечивает высокую эффективность. В линейке устройств без бойлера можно найти модели с высокими показателями мощности. Конструкции с бойлером могут иметь мощность до 3100 Вт, при этом необходимо оценить возможности домашней проводки.

Давление

Эффективность агрегата напрямую зависит от давления пара. В дорогих приборах имеется дополнительный индикатор, позволяющий определить этот показатель. Для бытовых нужд достаточно давления в пределах 2-6 бар. Устройства с бойлером способны подавать пар под давлением 5-6 бар, без него — от 2 до 4 бар.

Данный показатель указан производителем на упаковке товара и в технической документации (паспорт), сопровождающей прибор. Показатель подачи пара для бытовых устройств 90-140 гр/мин. Для вертикального отпаривания в отличие от обычной глажки он составляет 260 гр/мин. Этого достаточно для эффективного выполнения всех заданных функций.

Для парогенераторов с бойлером характерен показатель мощности парового удара 240 — 260 гр/мин, в то время как модели без бойлера демонстрируют скромные результаты: 150 – 200 гр/мин.

Объем жидкости в резервуаре

Емкости, в которые заливается жидкость для нагрева, могут располагаться в стационарной базе или в самом переносном устройстве. Чем выше объем допустимого уровня воды, тем дольше парогенератор может функционировать без дополнительного долива.

Компактные модели оснащены накопителями (резервуарами) объемом 400 мл, что вполне достаточно для домашнего использования. Во многофункциональных моделях предусмотрен более объемный резервуар — до 2200 мл. Эти агрегаты подходят для частого использования, легко справляются с различными задачами.

Резервуары устройств без бойлера более компактны, что снижает производительность. Конструкции, оборудованные бойлером, имеют резервуары от 1,5 до 2,2 л, что сказывается на габаритах.

Время нагрева

От времени нагрева зависит скорость работы. Этот показатель важен при выборе парогенератора. Обычно время нагрева составляет от 2 до 10 минут. В большинстве бытовых образцов оно составляет 3 минуты.

По скорости нагрева лидируют агрегаты без бойлера, поскольку вода подается непосредственно на нагретую рабочую поверхность. Время нагрева составляет примерно 2 минуты.

Парогенератор с бойлером требует большего времени подготовки к работе, поскольку вода в бойлере должна дойти до температуры кипения.

Как сделать выбор

Разница парогенератора с бойлером и подобных устройств без бойлера заключается не только в технических характеристиках: скорости подачи пара, температуры нагрева и влажности, но и в стоимости. Цена для большинства потребителей играет не последнюю роль в выборе.

Существенная разница в габаритных размерах также имеет значение. При покупке устройства стоит обратить внимание на длину сетевого шнура. Она должна быть оптимальной, чтобы использование прибора было комфортным.

Для ежедневной глажки достаточно простых моделей парогенераторов без бойлера мощностью от 1000 Вт. Для частой уборки, чистки поверхностей паром и отпаривания текстиля предпочтение стоит отдать моделям с бойлером с высокими показателями мощности.

Все эти критерии касаются приборов, предназначенных для бытового использования. Для работы в профессиональной сфере придется изучить предложения от производителей оборудования для предприятий.

Парогенератор — Citizendium


Основной артикул
Обсуждение
Статьи по теме     [?]
Библиография   [?]

Внешние ссылки   [?]
Версия для цитирования   [?]

   

   

Эта редактируемая основная статья имеет утвердил цитируемую версию (см. ее подстраницу цитируемой версии). Несмотря на то, что мы проделали добросовестную работу, мы не можем гарантировать, что эта основная статья или ее цитируемая версия полностью свободна от ошибок . Помогая улучшить эту редактируемую основную статью, вы помогаете процессу создания новой, улучшенной версии для цитирования.

[править введение]

(PD) Фото: Yo-sei Shoshi
Рисунок 1: Электростанция Tokyo Electric Power Company (TEPCO) в Иокогаме, Япония, работающая на сжиженном природном газе (СПГ)

Для получения дополнительной информации см. Steam .

Парогенератор — это устройство, использующее источник тепла для кипячения жидкой воды и преобразования ее в паровую фазу, называемую паром. Тепло может быть получено в результате сжигания топлива, такого как уголь, мазут, природный газ, бытовые отходы или биомасса, ядерного реактора деления и других источников.

Существует множество различных типов парогенераторов, начиная от небольших медицинских и бытовых увлажнителей и заканчивая большими парогенераторами, используемыми в обычных угольных электростанциях, производящих около 3500 кг пара на мегаватт-час производства энергии. На соседней фотографии изображена электростанция мощностью 1150 МВт с тремя парогенераторами, производящими в общей сложности около 4 025 000 кг пара в час.

Многие небольшие коммерческие и промышленные парогенераторы называются «котлами» . В обычном использовании бытовые водонагреватели также называются «котлами» , однако они не кипятят воду и не производят пар.

Содержание

  • 1 Эволюция конструкций парогенераторов
  • 2 Парогенераторы современных электростанций
    • 2.1 Электростанции, использующие теплоту сгорания топлива для производства пара
    • 2.2 Парогенераторы-утилизаторы
    • 2.3 Производство пара на атомных электростанциях
    • 2. 4 Парогенераторы на солнечной энергии
    • 2.5 Другие типы парогенераторов
      • 2.5.1 Теплообменники котлового типа
      • 2.5.2 Производство пара-утилизатора при плавке меди
  • 3 Каталожные номера

Эволюция конструкций парогенераторов

(CC) Рисунок: Ruben Castelnuovo
Рисунок 2: Упрощенная принципиальная схема жаротрубного котла.

Жаротрубные котлы [1]

В конце 18 века различные конструктивные исполнения жаротрубных котлов стали широко применяться для выработки пара на промышленных предприятиях, железнодорожных локомотивах и пароходах. Жаротрубные котлы названы так потому, что газы продуктов сгорания топлива (дымовые газы) протекают по трубам, окруженным водой, заключенной во внешнем цилиндрическом барабане (см. рис. 2). В настоящее время паровозы и речные суда практически исчезли, а жаротрубные котлы не используются для выработки пара на современных коммунальных электростанциях.

Однако они до сих пор используются на некоторых промышленных предприятиях для получения насыщенного пара при давлении до 18 бар и производительности до 25 000 кг/час.

[2] В этом диапазоне жаротрубные котлы отличаются низкими капитальными затратами, эксплуатационной надежностью, быстрой реакцией на изменение нагрузки и отсутствием необходимости в высококвалифицированном труде.

Основным недостатком жаротрубных котлов является то, что вода и пар содержатся во внешней цилиндрической оболочке, и эта оболочка имеет ограничения по размеру и давлению. Растягивающее напряжение (или кольцевое напряжение) на стенках цилиндрической оболочки зависит от диаметра оболочки и внутреннего давления пара: [3]

σ = pd2t {\ displaystyle \ sigma = {\ frac {p \, d} {2 \, t}}}

, где σ — растягивающее напряжение (кольцевое напряжение ) в Па, p — внутреннее манометрическое давление в Па, d — внутренний диаметр цилиндрической оболочки в м и t — толщина стенки цилиндрической оболочки в м.

Постоянно растущая потребность в увеличении количества пара при все более и более высоком давлении не могла быть обеспечена жаротрубными котлами, поскольку, как видно из приведенного выше уравнения, как более высокое давление, так и кожухи большего диаметра приводили к непозволительно более толстой и более дорогие снаряды.

(PD) Изображение: Babcock & Wilcox Company
Рисунок 3: Изображение водотрубного котла в начале 1900-х годов.

(PD) Чертеж: The Stirling Company
Рисунок 4: Четырехбарабанный котел Stirling

Водотрубные котлы

Водотрубные котлы с продольными паровыми барабанами, как на рисунке 3, [4] были разработаны для увеличения давления генерируемого пара и повышения производительности. Водотрубные котлы, в которых вода текла по наклонным трубам, а продукты сгорания выходили наружу по трубам, обеспечивали требуемое более высокое давление пара в трубах малого диаметра, которые могли выдерживать растягивающее напряжение при более высоких давлениях, не требуя чрезмерно толстых трубных стенок.

[1]

Относительно меньшие по размеру паровые барабаны (по сравнению с жаротрубными кожухами) также были способны выдерживать растягивающее напряжение желаемого более высокого давления без необходимости использования чрезмерно толстых стенок барабана.

Водотрубный котел прошел несколько этапов проектирования и разработки. Паровой барабан располагался либо параллельно трубам (как показано на рисунке 3), либо поперек труб, и в этом случае котел назывался «поперечным барабаном», а не котлом с «продольным барабаном». Котлы с поперечным барабаном могут вмещать больше труб, чем котлы с продольным барабаном, и они были спроектированы для создания давления пара до 100 бар и производительностью до 225 000 кг/ч.

Следующий этап разработки включал использование слегка изогнутых труб, трех-четырех паровых барабанов и одного-двух грязевых барабанов на дне труб (см. рис. 4). Каждый из трех наборов изогнутых трубок, как показано на рисунке 4, представляет собой группу трубок, идущих от передней части паровых барабанов назад к задней части барабанов. Таким образом, чем длиннее паровые барабаны, тем больше трубок и тем больше поверхность теплопередачи. Трубы были слегка согнуты так, чтобы они входили и выходили из паровых барабанов радиально. Перегородки из огнеупорного кирпича заставляли дымовые газы проходить вверх из грязевого барабана в правый паровой барабан, а затем вниз из среднего парового барабана в грязевой барабан и, наконец, вверх в левый паровой барабан и через выход дымовых газов. в верхнем левом углу. в сущности, как показано на рис. 4, перегородки создавали несколько путей для дымовых газов.

Грязевые барабаны были подвешены к нижней части блоков труб и могли свободно двигаться, когда блоки труб расширялись при нагреве во время запуска котла или сжимались при остывании во время отключения котла. Грязевой барабан предназначался для сбора любых твердых частиц, выпавших в осадок из воды, и в грязевых барабанах были предусмотрены приспособления для продувки собранного твердого вещества.

Снова обратимся к Рисунку 4. Зона сжигания топлива была расположена в нижней правой части котла, и в конструкции были предусмотрены достаточная подача воздуха для горения, а также достаточная тяга дымовых газов.

Такие конструкции назывались котлами Стирлинга, [5] , названными в честь Алана Стирлинга, который сконструировал свой первый котел в 1883 году и запатентовал его в 1892 году, через четыре года после основания Stirling Boiler Company в Нью-Йорке в 1888 году. [6 ] Одним из важных преимуществ конструкции Стирлинга был легкий доступ к трубкам, что облегчало осмотр и техническое обслуживание или замену трубок.

Котлы Стирлинга с четырьмя паровыми барабанами были заменены более простой конструкцией с двумя барабанами с паровым барабаном непосредственно над водяным (шламовым) барабаном и изогнутыми водяными трубами, соединяющими два барабана. Более поздние конструкции версии с двумя барабанами имели один тракт дымовых газов. В целом котел Стирлинга был способен работать с быстро меняющимися нагрузками, а также приспосабливался к использованию различных видов топлива. [1] Можно сказать, что котлы Стирлинга были предшественниками современных парогенераторов, используемых на электростанциях.

Компания Babcock and Wilcox приобрела и ассимилировала Stirling Boiler Company в 1906 году и начала массовое производство котлов Stirling. [6] Несмотря на то, что котлы Стирлинга широко использовались на крупных парогенераторах в период между 1900 г. и Второй мировой войной (начало 1940-х гг.), сегодня они редко встречаются.

Парогенераторы современных электростанций

Большие парогенераторы, используемые на современных электростанциях для выработки электроэнергии, почти полностью имеют водотрубную конструкцию из-за их способности работать при более высоких давлениях.

(PD) Изображение: Milton Beychok
Рисунок 5A: Большой угольный докритический парогенератор на электростанции.

(CC) Фото: Мэтью Хай
Рисунок 5B: Две электростанции мощностью 750 МВт, работающие на нефти и газе, на сверхкритическом пару в Мосс-Лэндинг, Калифорния

Электростанции, использующие теплоту сгорания топлива для производства пара

Для получения дополнительной информации см. : Паровая и традиционная угольная электростанция .

Установки, вырабатывающие электроэнергию с паром, полученным от тепла сгорания топлива, могут сжигать уголь, мазут, природный газ, бытовые отходы или биомассу. В зависимости от того, находится ли давление вырабатываемого пара ниже или выше критического давления воды (221 бар), парогенератор электростанции может быть либо подкритическим (ниже 221 бар), либо сверхкритический (свыше 221 бар) парогенератор. Рисунок 1 (см. выше) представляет собой фотографию, показывающую величину большой современной электростанции, которая вырабатывает субкритический пар в результате сжигания топлива, а Рисунок 5B представляет собой фотографию, показывающую величину большой сверхкритической паросиловой установки.

Перегретый пар, выходящий из субкритических парогенераторов на электростанциях, использующих сжигание топлива, обычно находится в диапазоне давления от 130 до 190 бар, температуры от 540 до 560 °С и расхода пара от примерно 400 000 до примерно 5 000 000 кг/час . На соседнем рисунке 5А представлена ​​схематическая диаграмма типичной электростанции, использующей сжигание топлива для производства субкритического пара, а на рисунке 5В показан физический вид таких электростанций. Общая высота таких парогенераторов составляет около 70 метров.

Как показано, установка имеет паровой барабан и использует водоводы, встроенные в стенки зоны горения топки генератора. Насыщенный пар из парового барабана перегревается, проходя по трубам, нагретым горячими дымовыми газами. Горячие дымовые газы также используются для предварительного подогрева питательной воды котла, поступающей в паровой барабан, и воздуха для горения, поступающего в зону горения.

Существует три комплектации таких парогенераторов:

  • Естественная циркуляция, при которой жидкая вода течет вниз из парового барабана через сливной патрубок (см. рис. 5А), а смесь пара и воды возвращается в паровой барабан, поднимаясь вверх по трубам, встроенным в стенку печи. Разница в плотности между жидкой водой, текущей вниз, и смесью пара и жидкости, текущей вверх, обеспечивает достаточную движущую силу для создания циркулирующего потока.
  • Принудительная циркуляция, при которой насос в сливном стакане создает дополнительную движущую силу для циркулирующего потока. Помощь насоса обычно обеспечивается при производстве пара при давлении выше примерно 170 бар, потому что при давлении выше 170 бар разность плотностей между нисходящей жидкостью и парожидкостной смесью в трубах стенки печи уменьшается в достаточной степени, чтобы ограничить циркулирующий поток. оценивать.
  • Прямоточная система, в которой паровой барабан не предусмотрен, а питательная вода котла проходит через экономайзер, трубы стенки топки и секцию пароперегревателя за один непрерывный проход и отсутствует рециркуляция. По сути, насос питательной воды обеспечивает движущую силу потока через систему.

На рис. 6 ниже схематично показаны три конфигурации:

(PD) Диаграмма: Milton Beychok
Рисунок 6: Конфигурации парогенератора ТЭЦ

Критическая точка чистого вещества обозначает условия, выше которых не существует отдельных жидких и газообразных фаз и нет фазовой границы между жидкостью и газ. По мере приближения к критической точке свойства газовой и жидкой фаз приближаются друг к другу, в результате чего в критической точке остается только одна фаза: a гомогенная сверхкритическая жидкость . Таким образом, для сверхкритических парогенераторов прямоточная система на рисунке 6 является предпочтительной конфигурацией, поскольку выше критической точки нет ни жидкости, ни пара, и нет необходимости в паровом барабане для разделения несуществующей жидкой и газовой фаз. . Термин «котел» не следует использовать для парогенератора сверхкритического давления, поскольку в таких системах фактически не происходит «кипения».

Ряд новаторских прямоточных систем сверхкритического давления был построен для коммунального хозяйства, многие из которых имеют давление в диапазоне от 310 до 340 бар и температуру от 620 до 650 °C (значительно выше критической точки воды). Чтобы уменьшить эксплуатационную сложность и повысить надежность оборудования, последующие сверхкритические системы были построены при более умеренных условиях: около 240 бар и температура от 540 до 565 °C. Основным недостатком сверхкритических парогенераторов является потребность в чрезвычайно чистой питательной воде, порядка примерно 0,1 ppm по весу от общего количества растворенных твердых веществ (TDS). [1] [7]

(CC) Фото: Peter J. Baer
Рисунок 7A: Котел-утилизатор для двух парогазовых установок

(PD) Фото: Tennessee Valley Authority
Рисунок 7B: Каледония TVA, объединенная циклическая электростанция (3 единицы)

Парогенераторы-утилизаторы

Парогенераторы-утилизаторы (HRSG) представляют собой теплообменник или серию теплообменников, которые утилизируют тепло из потока горячего газа и используют это тепло для производства пара для приведения в движение пара. турбин или в качестве технологического пара на промышленных предприятиях или в качестве пара для централизованного теплоснабжения. [8]

Котел-утилизатор является важной частью электростанции с комбинированным циклом (ПГУ) [9] или когенерационной электростанции. [10] В обоих этих типах электростанций HRSG использует горячий дымовой газ с температурой примерно от 500 до 650 °C от газовой турбины для производства пара высокого давления. Пар, производимый HRSG на газотурбинной электростанции с комбинированным циклом, используется исключительно для выработки электроэнергии. Однако пар, производимый HRSG на когенерационной электростанции, используется частично для выработки электроэнергии и частично для централизованного теплоснабжения или для технологического пара.

Электростанция с комбинированным циклом, схематически изображенная на рисунке 8 ниже, названа так потому, что она сочетает в себе цикл Брайтона для газовой турбины и цикл Ренкина [11] для паровых турбин. Около 60 процентов всей электроэнергии, вырабатываемой на ПГУ, вырабатывается электрическим генератором, приводимым в действие газовой турбиной, и около 40 процентов вырабатывается другим электрическим генератором, приводимым в действие паровыми турбинами высокого и низкого давления. Для крупных электростанций типичная ПГУ может использовать агрегаты, состоящие из газовой турбины, приводящей в действие генератор электроэнергии мощностью 400 МВт, и паровых турбин, приводящих в действие генератор мощностью 200 МВт (всего 600 МВт), а электростанция может иметь 2 или более таких установок. наборы.

Основными теплообменниками котла-утилизатора являются экономайзер, испаритель и связанный с ним паровой барабан, а также пароперегреватель, как показано на рис. 9 ниже. Котел-утилизатор может располагаться в горизонтальном воздуховоде, когда горячий газ течет горизонтально по вертикальным трубам, как показано на рис. 9, или может быть в вертикальном воздуховоде, когда горячий газ течет вертикально по горизонтальным трубам. Как в горизонтальных, так и в вертикальных котлах-утилизаторах может быть один испаритель и паровой барабан или два или три испарителя и паровых барабана, производящих пар при двух или трех различных давлениях. Рисунок 9изображена HRSG, использующая два испарителя и паровые барабаны для производства пара высокого давления и пара низкого давления, причем каждый испаритель и паровой барабан имеют соответствующие экономайзер и пароперегреватель. В некоторых случаях дополнительное сжигание топлива может быть предусмотрено в дополнительной секции в передней части котла-утилизатора для обеспечения дополнительного тепла и газа с более высокой температурой. На рисунках 7А и 7В (чуть выше) показан фактический внешний вид горизонтальных котлов-утилизаторов многоблочной электростанции с комбинированным циклом.

(PD) Схема: Milton Beychok
Рисунок 8: Принципиальная схема типичной электростанции с комбинированным циклом

(PD) Чертеж: Milton Beychok
Рисунок 9: Схема типичного котла-утилизатора на электростанции с комбинированным циклом

Существует ряд других применений котлов-утилизаторов. Например, некоторые газовые турбины предназначены для сжигания жидкого топлива (а не топливного газа), такого как нефтяная нафта или дизельное топливо 9. 0015 [12] и другие сжигают синтетический газ (синтетический газ), полученный в результате газификации угля, на заводе с комбинированным циклом интегрированной газификации, обычно называемом заводом IGCC. В качестве другого примера, электростанция с комбинированным циклом может использовать дизельный двигатель, а не газовую турбину. Почти во всех подобных других приложениях HSRG используются для производства пара, используемого для производства электроэнергии.

Производство пара на атомных электростанциях

(PD) Рисунок: Милтон Бейчок
Рисунок 10: Два наиболее распространенных типа атомных электростанций

Для получения дополнительной информации см.: Атомная электростанция .

Атомная электростанция Колдер-Холл в Соединенном Королевстве была первой в мире атомной электростанцией, производившей электроэнергию в коммерческих количествах, и начала работу в 1956 году. атомной электростанции в США и была открыта в 1957 году. [14] По состоянию на 2007 год во всем мире действовало более 430 атомных электростанций, и они производили около 15% мировой электроэнергии. [15] [16]

Существует множество различных типов атомных электростанций, но на двух наиболее распространенных действующих установках используется либо кипящий реактор (BWR) (BWR) , либо реактор с водой под давлением . Реактор (PWR) . [17] На рис. 10 схематично представлена ​​схема производства пара на этих двух типах атомных электростанций:

  • В реакторе BWR охлаждающая вода ядерного реактора выкипает в насыщенный пар внутри самого реактора, поглощая тепло, создаваемое ядерной реакцией деления. Пар, производимый в реакторе, обычно находится под давлением от 70 до 75 бар и при температуре около 29°С.от 0 до 300 °C и направляется на турбогенераторы вне защитной оболочки реактора для преобразования в электричество.
  • В реакторе PWR охлаждающая вода реактора находится под давлением до 160 бар и температуры 330 °C, и в реакторе не происходит кипения. Горячая охлаждающая вода под давлением проходит через теплообменные трубки внутри парогенератора, где она обменивается теплом с питательной водой генератора и преобразует ее в пар. Затем охлаждающая вода реактора закачивается обратно в реактор. Верхняя часть генератора представляет собой пароводяной сепаратор. Поток теплоносителя из реактора через парогенератор и обратно в реактор называется первичный контур . Подача питательной воды в парогенератор, преобразование питательной воды в пар, прохождение пара через турбогенераторы, расположенные вне защитной оболочки, конденсация отработанного пара из турбогенераторов и рециркуляция сконденсированного пара в качестве питательной воды в парогенератор упоминается как вторичный контур . Весь первый контур расположен внутри защитной оболочки ядерного реактора. Вторичный контур находится частично внутри защитной конструкции и частично вне конструкции.

Таким образом, парогенератором в ядерном реакторе BWR является сам реактор, а парогенератором в реакторе PWR является просто вертикальный теплообменник. И установки BWR, и PWR производят насыщенный пар практически с одинаковой температурой и давлением, и обе могут использовать либо легкую воду (обычная вода), либо тяжелую воду в качестве теплоносителя реактора. [18] Около 65% всей электроэнергии, вырабатываемой АЭС, приходится на системы реакторов PWR. [17]

(PD) Рисунок: Milton Beychok
Рисунок 11: Блок-схема концентрированных солнечных электростанций SEGS в пустыне Мохаве.

Парогенераторы на солнечной энергии

Дополнительную информацию см.: Солнечная энергия .

Солнечная энергия — это выработка электричества из солнечного света, и это может быть достигнуто с помощью фотогальваники, в которой используется массив элементов, содержащих материал, который преобразует солнечный свет непосредственно в электричество. Этот метод не предполагает генерацию пара.

Солнечная энергия также может быть получена косвенно с помощью линз или зеркал, фокусирующих солнечное излучение в концентрированный луч тепла. Концентрированный пучок затем используется в качестве источника тепла для выработки пара для преобразования в электроэнергию. Этот метод называется концентрированной солнечной энергией (CSP), и существует ряд различных конструкций для концентрации солнечного излучения. Все различные конструкции работают по одному и тому же простому принципу отражения и концентрации солнечного света и отличаются друг от друга использованием разных типов зеркал. [19] [20]

По состоянию на 2009 год из всех различных заводов CSP, работающих по всему миру, самыми крупными являются систем производства солнечной энергии (SEGS), работающих в пустыне Мохаве в Калифорнии. На рис. 11 представлена ​​блок-схема установок SEGS, в которых используются большие поля зеркал с параллельными желобами. Зеркала фокусируют свой концентрированный луч тепла на трубах, расположенных над центром желобов, которые проходят по всей длине зеркальных полей и содержат циркулирующий теплоноситель (HTF) (синтетическое масло). ТТФ, поступающая в зеркальное поле, имеет температуру около 270 °С и нагревается примерно до 390 °C при протекании через зеркальное поле. Затем горячий HTD используется в ряде теплообменников, как показано на рисунке 11, для получения перегретого пара при давлении около 100 бар и температуре около 375°C. Затем перегретый пар направляется к паровым турбинам, которые приводят в действие генераторы электроэнергии, с теми же типами и расположением оборудования, что и в обычных парогенераторах, работающих на топливе.

После того, как теплоноситель прошел ряд теплообменников, он поступает в расширительный бак [21] из которого перекачивается обратно на вход зеркальных полей.

Было построено девять заводов SEGS, первый в 1984 году и последний в 1990 году, и они уже много лет надежно работают. Их суммарная проектная мощность составила 354 МВт. Последний и самый крупный блок (SEGS IX) рассчитан на мощность 80 МВт и имеет 484 000 м 2 зеркальных полей.

На некоторых заводах SEGS имеется система хранения тепловой энергии (см. рис. 11), в которой расплавленная соль [22] при 290 °C можно нагреть до 370 °C и хранить для последующего использования в качестве дополнительного нагрева HTF при необходимости. На некоторых заводах также есть парогенератор, работающий на топливе, который можно использовать при необходимости. На рисунках 12 и 13 показаны зеркала с параболическими желобами, а также поля зеркал.

(PD) Фото: Национальное управление океанических и атмосферных исследований

(PD) Фото: Sandia National Laboratory
Рисунок 13: Поля параболических зеркал на солнечных электростанциях SEGS в пустыне Мохаве

Другие типы парогенераторов

(CC) Чертеж: Milton Beychok
Рисунок 14: Парогенератор котлового типа

Котловые теплообменники

Нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимические заводы часто имеют много установок по переработке отходов и других тепловых установок. источники, которые можно использовать для производства пара, обычно насыщенного пара. Во многих таких случаях в качестве парогенератора используется теплообменник котлового типа (того же типа, что и котловые ребойлеры, используемые во многих промышленных дистилляционных колоннах).

На рис. 14 представлена ​​схема теплообменника котлового типа, предназначенного для производства насыщенного пара. Горячая жидкость, обозначенная на фигуре, может быть либо горячей жидкостью, либо потоком горячего пара.

Теплообменник котлового типа предназначен для производства пара низкого давления по той же причине, что и для жаротрубных котлов (см. выше), а именно потому, что толщина внешней оболочки теплообменника становится нецелесообразной при очень высоких давлениях.

Выработка пара-утилизатора при плавке меди

(CC) Диаграмма: Milton Beychok
Рисунок 15: Взвешенная плавка меди Outokumpu

Существует множество методов, используемых для извлечения металлической меди (Cu) из медьсодержащих руд. Один из этих методов заключается в использовании известного процесса взвешенной плавки и различных конструкций взвешенных плавильных установок: процесса Outokumpu, процесса INCO, процесса Mitsubishi, процесса Noranda и процесса WORCRA. На сегодняшний день наиболее широко используемой плавильной печью для взвешенной меди является процесс Оутокумпу, разработанный в Финляндии в конце 19 века.40s, который описан чуть ниже. [23] [24] [25] [26]

Медьсодержащей рудой обычно является халькопирит (CuFeS 2 ), который сначала дробят и измельчают, а затем подвергают флотации. производят концентрат , содержащий от 20 до 40 процентов меди. Затем этот концентрат вместе с воздухом, обогащенным кислородом, подается в пламя в реакционной секции (называемой реакционной шахтой ) плавильной печи взвешенного плавления Outokumpu. Первоначально пламя поджигается природным газом или другим топлива и впоследствии поддерживается за счет сжигания серы, содержащейся в исходном медном концентрате.

Как показано на рисунке 15, секция отстойника плавильной печи для взвешенной плавки содержит расплавленный штейн и шлак , температура которого составляет около 1350 °C. Штейн (от 50 до 70 процентов меди) иногда также может называться черновой медью и изымается для последующего преобразования в металлическую медь конечного продукта. Шлак содержит большую часть примесей в сырье и в основном выбрасывается.

Продукт сгорания отходящий газ может содержать от 20 до 60 процентов газообразного диоксида серы (SO 2 ) и имеет температуру около 1300 °C. Горячий дымовой газ используется для обмена теплом с водой под давлением и, таким образом, для выработки пара в том, что в металлургической промышленности называют котлами-утилизаторами (КУТ) или туннельными котлами . Горячий дымовой газ также содержит мелкие твердые частицы (пыль), и от 60 до 65 процентов этой пыли периодически удаляется из теплообменных труб внутри котлов с помощью пружинных молотков. Остаток пыли удаляется в электростатическом пылеуловителе (ЭФ) после того, как газ охладится до температуры, допустимой для ЭФ, а именно около 350 °C или ниже. Впоследствии пыль рециркулируется обратно в исходное сырье реакционной шахты. Беспыльный SO 2 Богатый газ из ЭЦН направляется на другой завод для переработки в серную кислоту (H 2 SO 4 ).

ВТ обычно производят насыщенный пар при давлении примерно от 40 до 60 бар и температуре примерно от 250 до 285 °C. Первый ВТ на рисунке 15 представляет собой так называемую радиантную секцию , второй ВТ представляет собой так называемую конвекционную секцию , и один паровой барабан обслуживает обе секции. барабан или различные теплообменные трубы в КУ, но они аналогичны котлам-утилизаторам, показанным на рис. 9.выше. [27]

Каталожные номера

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 П.К. Наг (2008). Проектирование электростанций , 3-е издание. Тата Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-064815-8.
  2. ↑ Например, котел-утилизатор на установках по регенерации серы Клауса, используемых на нефтеперерабатывающих заводах, представляет собой жаротрубные котлы.
  3. ↑ Сосуды под давлением: комбинированное напряжение С веб-сайта факультета машиностроения Вашингтонского университета.
  4. Компания Бэбкок и Уилкокс (1922). Steam, его создание и использование , 35-е издание, 6-й выпуск. Бартлетт Орр Пресс, Нью-Йорк.   Google Книги
  5. Инженерный штаб Stirling Company (1905 г.). Книга по Steam для инженеров , 1-е издание. Компания Стирлинг.   Google Книги
  6. 6.0 6.1 Котлы Стирлинга С веб-сайта Американского общества инженеров-механиков (ASME).
  7. Томас С. Эллиот, Као Чен и Роберт Сванекамп (1997). Стандартный справочник по силовым установкам , 2-е издание. Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-019435-1.
  8. ↑ Централизованное теплоснабжение — это система распределения пара, вырабатываемого в централизованном месте, для использования в отоплении коммерческих и жилых зданий.
  9. ↑ Также называется газовой турбиной с комбинированным циклом (CCGT) или газовой турбиной с комбинированным циклом (GTCC).
  10. ↑ Также называется ТЭЦ.
  11. ↑ См. Статью Steam о температурно-энтропийной диаграмме цикла Ренкина.
  12. Мехерван Бойс (2002). Справочник по проектированию газовых турбин , 2-е издание. Издательство Персидского залива. ISBN 0-88415732-6.
  13. Хельге Краг (1999). Квантовые поколения: история физики в двадцатом веке . Издательство Принстонского университета, стр. 286. ISBN 0-691-09552-3.
  14. ↑ Уникальные реакторы С сайта Управления энергетической информации (EIA).
  15. ↑ Количество действующих реакторов по всему миру Взято с веб-сайта Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
  16. ↑ Прогнозы для ядерной энергетики продолжают расти, но относительная доля выработки снижается с веб-сайта Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
  17. 17.0 17.1 Ядерные реакторы С веб-сайта Всемирной ядерной организации (ВНО).
  18. ↑ Практически весь водород в легкой воде (обычной воде) представляет собой изотоп водорода протия. В тяжелой воде изотоп протия заменен изотопом водорода дейтерия. Дейтерий — это стабильный изотоп водорода с естественным содержанием в земных океанах примерно один атом на 6500 атомов водорода (~154 частей на миллион).
  19. ↑ CSP — Как это работает
  20. ↑ Объяснение CSP по концентрации солнечной энергии — как это работает
  21. ↑ Назван так потому, что он приспосабливается к любым изменениям теплового расширения в HTF.
  22. ↑ Соль представляет собой смесь нитрата калия и нитрата натрия.
  23. Сешадри Ситхараман (редактор) (2005). Основы металлургии , 1-е издание. КПР Пресс. 0-8493-3443-8.
  24. ↑ Производство меди с помощью взвешенной плавки Outokumpu: обновление Ilkka V. Kojo and Hannes Storch (2006), Outokumpu Technology Oy, Эспоо, Финляндия
  25. У. Г. Давенпорт, М. Кинг, М. Шлезингер и А.К. Бисвас (2002). Экстракционная металлургия меди , 4-е издание. Пергамон. ISBN 0-444-50206-8.
  26. Юнсян Ян и др. (май 1999 г.). «Использование вычислительной гидродинамики для модификации конструкции котла-утилизатора»». Journal of Minerals, Metals and Materials Society 51 (5).
  27. ↑ Личное сообщение профессора Пекки Таскинена из Хельсинкского технологического университета в Финляндии.

Парогенератор — Citizendium


Основной артикул
Обсуждение
Статьи по теме     [?]
Библиография   [?]
Внешние ссылки   [?]
Версия для цитирования   [?]

   

   

Эта редактируемая основная статья имеет утвердил цитируемую версию (см. ее подстраницу цитируемой версии). Несмотря на то, что мы проделали добросовестную работу, мы не можем гарантировать, что эта основная статья или ее цитируемая версия полностью свободна от ошибок . Помогая улучшить эту редактируемую основную статью, вы помогаете процессу создания новой, улучшенной версии для цитирования.

[править введение]

(PD) Фото: Yo-sei Shoshi
Рисунок 1: Электростанция Tokyo Electric Power Company (TEPCO) в Иокогаме, Япония, работающая на сжиженном природном газе (СПГ)

Для получения дополнительной информации см. Steam .

Парогенератор — это устройство, использующее источник тепла для кипячения жидкой воды и преобразования ее в паровую фазу, называемую паром. Тепло может быть получено в результате сжигания топлива, такого как уголь, мазут, природный газ, бытовые отходы или биомасса, ядерного реактора деления и других источников.

Существует множество различных типов парогенераторов, начиная от небольших медицинских и бытовых увлажнителей и заканчивая большими парогенераторами, используемыми в обычных угольных электростанциях, производящих около 3500 кг пара на мегаватт-час производства энергии. На соседней фотографии изображена электростанция мощностью 1150 МВт с тремя парогенераторами, производящими в общей сложности около 4 025 000 кг пара в час.

Многие небольшие коммерческие и промышленные парогенераторы называются «котлами» . В обычном использовании бытовые водонагреватели также называются «котлами» , однако они не кипятят воду и не производят пар.

Содержание

  • 1 Эволюция конструкций парогенераторов
  • 2 Парогенераторы современных электростанций
    • 2.1 Электростанции, использующие теплоту сгорания топлива для производства пара
    • 2.2 Парогенераторы-утилизаторы
    • 2.3 Производство пара на атомных электростанциях
    • 2. 4 Парогенераторы на солнечной энергии
    • 2.5 Другие типы парогенераторов
      • 2.5.1 Теплообменники котлового типа
      • 2.5.2 Производство пара-утилизатора при плавке меди
  • 3 Каталожные номера

Эволюция конструкций парогенераторов

(CC) Рисунок: Ruben Castelnuovo
Рисунок 2: Упрощенная принципиальная схема жаротрубного котла.

Жаротрубные котлы [1]

В конце 18 века различные конструктивные исполнения жаротрубных котлов стали широко применяться для выработки пара на промышленных предприятиях, железнодорожных локомотивах и пароходах. Жаротрубные котлы названы так потому, что газы продуктов сгорания топлива (дымовые газы) протекают по трубам, окруженным водой, заключенной во внешнем цилиндрическом барабане (см. рис. 2). В настоящее время паровозы и речные суда практически исчезли, а жаротрубные котлы не используются для выработки пара на современных коммунальных электростанциях.

Однако они до сих пор используются на некоторых промышленных предприятиях для получения насыщенного пара при давлении до 18 бар и производительности до 25 000 кг/час. [2] В этом диапазоне жаротрубные котлы отличаются низкими капитальными затратами, эксплуатационной надежностью, быстрой реакцией на изменение нагрузки и отсутствием необходимости в высококвалифицированном труде.

Основным недостатком жаротрубных котлов является то, что вода и пар содержатся во внешней цилиндрической оболочке, и эта оболочка имеет ограничения по размеру и давлению. Растягивающее напряжение (или кольцевое напряжение) на стенках цилиндрической оболочки зависит от диаметра оболочки и внутреннего давления пара: [3]

σ = pd2t {\ displaystyle \ sigma = {\ frac {p \, d} {2 \, t}}}

, где σ — растягивающее напряжение (кольцевое напряжение ) в Па, p — внутреннее манометрическое давление в Па, d — внутренний диаметр цилиндрической оболочки в м и t — толщина стенки цилиндрической оболочки в м.

Постоянно растущая потребность в увеличении количества пара при все более и более высоком давлении не могла быть обеспечена жаротрубными котлами, поскольку, как видно из приведенного выше уравнения, как более высокое давление, так и кожухи большего диаметра приводили к непозволительно более толстой и более дорогие снаряды.

(PD) Изображение: Babcock & Wilcox Company
Рисунок 3: Изображение водотрубного котла в начале 1900-х годов.

(PD) Чертеж: The Stirling Company
Рисунок 4: Четырехбарабанный котел Stirling

Водотрубные котлы

Водотрубные котлы с продольными паровыми барабанами, как на рисунке 3, [4] были разработаны для увеличения давления генерируемого пара и повышения производительности. Водотрубные котлы, в которых вода текла по наклонным трубам, а продукты сгорания выходили наружу по трубам, обеспечивали требуемое более высокое давление пара в трубах малого диаметра, которые могли выдерживать растягивающее напряжение при более высоких давлениях, не требуя чрезмерно толстых трубных стенок. [1]

Относительно меньшие по размеру паровые барабаны (по сравнению с жаротрубными кожухами) также были способны выдерживать растягивающее напряжение желаемого более высокого давления без необходимости использования чрезмерно толстых стенок барабана.

Водотрубный котел прошел несколько этапов проектирования и разработки. Паровой барабан располагался либо параллельно трубам (как показано на рисунке 3), либо поперек труб, и в этом случае котел назывался «поперечным барабаном», а не котлом с «продольным барабаном». Котлы с поперечным барабаном могут вмещать больше труб, чем котлы с продольным барабаном, и они были спроектированы для создания давления пара до 100 бар и производительностью до 225 000 кг/ч.

Следующий этап разработки включал использование слегка изогнутых труб, трех-четырех паровых барабанов и одного-двух грязевых барабанов на дне труб (см. рис. 4). Каждый из трех наборов изогнутых трубок, как показано на рисунке 4, представляет собой группу трубок, идущих от передней части паровых барабанов назад к задней части барабанов. Таким образом, чем длиннее паровые барабаны, тем больше трубок и тем больше поверхность теплопередачи. Трубы были слегка согнуты так, чтобы они входили и выходили из паровых барабанов радиально. Перегородки из огнеупорного кирпича заставляли дымовые газы проходить вверх из грязевого барабана в правый паровой барабан, а затем вниз из среднего парового барабана в грязевой барабан и, наконец, вверх в левый паровой барабан и через выход дымовых газов. в верхнем левом углу. в сущности, как показано на рис. 4, перегородки создавали несколько путей для дымовых газов.

Грязевые барабаны были подвешены к нижней части блоков труб и могли свободно двигаться, когда блоки труб расширялись при нагреве во время запуска котла или сжимались при остывании во время отключения котла. Грязевой барабан предназначался для сбора любых твердых частиц, выпавших в осадок из воды, и в грязевых барабанах были предусмотрены приспособления для продувки собранного твердого вещества.

Снова обратимся к Рисунку 4. Зона сжигания топлива была расположена в нижней правой части котла, и в конструкции были предусмотрены достаточная подача воздуха для горения, а также достаточная тяга дымовых газов.

Такие конструкции назывались котлами Стирлинга, [5] , названными в честь Алана Стирлинга, который сконструировал свой первый котел в 1883 году и запатентовал его в 1892 году, через четыре года после основания Stirling Boiler Company в Нью-Йорке в 1888 году. [6 ] Одним из важных преимуществ конструкции Стирлинга был легкий доступ к трубкам, что облегчало осмотр и техническое обслуживание или замену трубок.

Котлы Стирлинга с четырьмя паровыми барабанами были заменены более простой конструкцией с двумя барабанами с паровым барабаном непосредственно над водяным (шламовым) барабаном и изогнутыми водяными трубами, соединяющими два барабана. Более поздние конструкции версии с двумя барабанами имели один тракт дымовых газов. В целом котел Стирлинга был способен работать с быстро меняющимися нагрузками, а также приспосабливался к использованию различных видов топлива. [1] Можно сказать, что котлы Стирлинга были предшественниками современных парогенераторов, используемых на электростанциях.

Компания Babcock and Wilcox приобрела и ассимилировала Stirling Boiler Company в 1906 году и начала массовое производство котлов Stirling. [6] Несмотря на то, что котлы Стирлинга широко использовались на крупных парогенераторах в период между 1900 г. и Второй мировой войной (начало 1940-х гг.), сегодня они редко встречаются.

Парогенераторы современных электростанций

Большие парогенераторы, используемые на современных электростанциях для выработки электроэнергии, почти полностью имеют водотрубную конструкцию из-за их способности работать при более высоких давлениях.

(PD) Изображение: Milton Beychok
Рисунок 5A: Большой угольный докритический парогенератор на электростанции.

(CC) Фото: Мэтью Хай
Рисунок 5B: Две электростанции мощностью 750 МВт, работающие на нефти и газе, на сверхкритическом пару в Мосс-Лэндинг, Калифорния

Электростанции, использующие теплоту сгорания топлива для производства пара

Для получения дополнительной информации см. : Паровая и традиционная угольная электростанция .

Установки, вырабатывающие электроэнергию с паром, полученным от тепла сгорания топлива, могут сжигать уголь, мазут, природный газ, бытовые отходы или биомассу. В зависимости от того, находится ли давление вырабатываемого пара ниже или выше критического давления воды (221 бар), парогенератор электростанции может быть либо подкритическим (ниже 221 бар), либо сверхкритический (свыше 221 бар) парогенератор. Рисунок 1 (см. выше) представляет собой фотографию, показывающую величину большой современной электростанции, которая вырабатывает субкритический пар в результате сжигания топлива, а Рисунок 5B представляет собой фотографию, показывающую величину большой сверхкритической паросиловой установки.

Перегретый пар, выходящий из субкритических парогенераторов на электростанциях, использующих сжигание топлива, обычно находится в диапазоне давления от 130 до 190 бар, температуры от 540 до 560 °С и расхода пара от примерно 400 000 до примерно 5 000 000 кг/час . На соседнем рисунке 5А представлена ​​схематическая диаграмма типичной электростанции, использующей сжигание топлива для производства субкритического пара, а на рисунке 5В показан физический вид таких электростанций. Общая высота таких парогенераторов составляет около 70 метров.

Как показано, установка имеет паровой барабан и использует водоводы, встроенные в стенки зоны горения топки генератора. Насыщенный пар из парового барабана перегревается, проходя по трубам, нагретым горячими дымовыми газами. Горячие дымовые газы также используются для предварительного подогрева питательной воды котла, поступающей в паровой барабан, и воздуха для горения, поступающего в зону горения.

Существует три комплектации таких парогенераторов:

  • Естественная циркуляция, при которой жидкая вода течет вниз из парового барабана через сливной патрубок (см. рис. 5А), а смесь пара и воды возвращается в паровой барабан, поднимаясь вверх по трубам, встроенным в стенку печи. Разница в плотности между жидкой водой, текущей вниз, и смесью пара и жидкости, текущей вверх, обеспечивает достаточную движущую силу для создания циркулирующего потока.
  • Принудительная циркуляция, при которой насос в сливном стакане создает дополнительную движущую силу для циркулирующего потока. Помощь насоса обычно обеспечивается при производстве пара при давлении выше примерно 170 бар, потому что при давлении выше 170 бар разность плотностей между нисходящей жидкостью и парожидкостной смесью в трубах стенки печи уменьшается в достаточной степени, чтобы ограничить циркулирующий поток. оценивать.
  • Прямоточная система, в которой паровой барабан не предусмотрен, а питательная вода котла проходит через экономайзер, трубы стенки топки и секцию пароперегревателя за один непрерывный проход и отсутствует рециркуляция. По сути, насос питательной воды обеспечивает движущую силу потока через систему.

На рис. 6 ниже схематично показаны три конфигурации:

(PD) Диаграмма: Milton Beychok
Рисунок 6: Конфигурации парогенератора ТЭЦ

Критическая точка чистого вещества обозначает условия, выше которых не существует отдельных жидких и газообразных фаз и нет фазовой границы между жидкостью и газ. По мере приближения к критической точке свойства газовой и жидкой фаз приближаются друг к другу, в результате чего в критической точке остается только одна фаза: a гомогенная сверхкритическая жидкость . Таким образом, для сверхкритических парогенераторов прямоточная система на рисунке 6 является предпочтительной конфигурацией, поскольку выше критической точки нет ни жидкости, ни пара, и нет необходимости в паровом барабане для разделения несуществующей жидкой и газовой фаз. . Термин «котел» не следует использовать для парогенератора сверхкритического давления, поскольку в таких системах фактически не происходит «кипения».

Ряд новаторских прямоточных систем сверхкритического давления был построен для коммунального хозяйства, многие из которых имеют давление в диапазоне от 310 до 340 бар и температуру от 620 до 650 °C (значительно выше критической точки воды). Чтобы уменьшить эксплуатационную сложность и повысить надежность оборудования, последующие сверхкритические системы были построены при более умеренных условиях: около 240 бар и температура от 540 до 565 °C. Основным недостатком сверхкритических парогенераторов является потребность в чрезвычайно чистой питательной воде, порядка примерно 0,1 ppm по весу от общего количества растворенных твердых веществ (TDS). [1] [7]

(CC) Фото: Peter J. Baer
Рисунок 7A: Котел-утилизатор для двух парогазовых установок

(PD) Фото: Tennessee Valley Authority
Рисунок 7B: Каледония TVA, объединенная циклическая электростанция (3 единицы)

Парогенераторы-утилизаторы

Парогенераторы-утилизаторы (HRSG) представляют собой теплообменник или серию теплообменников, которые утилизируют тепло из потока горячего газа и используют это тепло для производства пара для приведения в движение пара. турбин или в качестве технологического пара на промышленных предприятиях или в качестве пара для централизованного теплоснабжения. [8]

Котел-утилизатор является важной частью электростанции с комбинированным циклом (ПГУ) [9] или когенерационной электростанции. [10] В обоих этих типах электростанций HRSG использует горячий дымовой газ с температурой примерно от 500 до 650 °C от газовой турбины для производства пара высокого давления. Пар, производимый HRSG на газотурбинной электростанции с комбинированным циклом, используется исключительно для выработки электроэнергии. Однако пар, производимый HRSG на когенерационной электростанции, используется частично для выработки электроэнергии и частично для централизованного теплоснабжения или для технологического пара.

Электростанция с комбинированным циклом, схематически изображенная на рисунке 8 ниже, названа так потому, что она сочетает в себе цикл Брайтона для газовой турбины и цикл Ренкина [11] для паровых турбин. Около 60 процентов всей электроэнергии, вырабатываемой на ПГУ, вырабатывается электрическим генератором, приводимым в действие газовой турбиной, и около 40 процентов вырабатывается другим электрическим генератором, приводимым в действие паровыми турбинами высокого и низкого давления. Для крупных электростанций типичная ПГУ может использовать агрегаты, состоящие из газовой турбины, приводящей в действие генератор электроэнергии мощностью 400 МВт, и паровых турбин, приводящих в действие генератор мощностью 200 МВт (всего 600 МВт), а электростанция может иметь 2 или более таких установок. наборы.

Основными теплообменниками котла-утилизатора являются экономайзер, испаритель и связанный с ним паровой барабан, а также пароперегреватель, как показано на рис. 9 ниже. Котел-утилизатор может располагаться в горизонтальном воздуховоде, когда горячий газ течет горизонтально по вертикальным трубам, как показано на рис. 9, или может быть в вертикальном воздуховоде, когда горячий газ течет вертикально по горизонтальным трубам. Как в горизонтальных, так и в вертикальных котлах-утилизаторах может быть один испаритель и паровой барабан или два или три испарителя и паровых барабана, производящих пар при двух или трех различных давлениях. Рисунок 9изображена HRSG, использующая два испарителя и паровые барабаны для производства пара высокого давления и пара низкого давления, причем каждый испаритель и паровой барабан имеют соответствующие экономайзер и пароперегреватель. В некоторых случаях дополнительное сжигание топлива может быть предусмотрено в дополнительной секции в передней части котла-утилизатора для обеспечения дополнительного тепла и газа с более высокой температурой. На рисунках 7А и 7В (чуть выше) показан фактический внешний вид горизонтальных котлов-утилизаторов многоблочной электростанции с комбинированным циклом.

(PD) Схема: Milton Beychok
Рисунок 8: Принципиальная схема типичной электростанции с комбинированным циклом

(PD) Чертеж: Milton Beychok
Рисунок 9: Схема типичного котла-утилизатора на электростанции с комбинированным циклом

Существует ряд других применений котлов-утилизаторов. Например, некоторые газовые турбины предназначены для сжигания жидкого топлива (а не топливного газа), такого как нефтяная нафта или дизельное топливо 9. 0015 [12] и другие сжигают синтетический газ (синтетический газ), полученный в результате газификации угля, на заводе с комбинированным циклом интегрированной газификации, обычно называемом заводом IGCC. В качестве другого примера, электростанция с комбинированным циклом может использовать дизельный двигатель, а не газовую турбину. Почти во всех подобных других приложениях HSRG используются для производства пара, используемого для производства электроэнергии.

Производство пара на атомных электростанциях

(PD) Рисунок: Милтон Бейчок
Рисунок 10: Два наиболее распространенных типа атомных электростанций

Для получения дополнительной информации см.: Атомная электростанция .

Атомная электростанция Колдер-Холл в Соединенном Королевстве была первой в мире атомной электростанцией, производившей электроэнергию в коммерческих количествах, и начала работу в 1956 году. атомной электростанции в США и была открыта в 1957 году. [14] По состоянию на 2007 год во всем мире действовало более 430 атомных электростанций, и они производили около 15% мировой электроэнергии. [15] [16]

Существует множество различных типов атомных электростанций, но на двух наиболее распространенных действующих установках используется либо кипящий реактор (BWR) (BWR) , либо реактор с водой под давлением . Реактор (PWR) . [17] На рис. 10 схематично представлена ​​схема производства пара на этих двух типах атомных электростанций:

  • В реакторе BWR охлаждающая вода ядерного реактора выкипает в насыщенный пар внутри самого реактора, поглощая тепло, создаваемое ядерной реакцией деления. Пар, производимый в реакторе, обычно находится под давлением от 70 до 75 бар и при температуре около 29°С.от 0 до 300 °C и направляется на турбогенераторы вне защитной оболочки реактора для преобразования в электричество.
  • В реакторе PWR охлаждающая вода реактора находится под давлением до 160 бар и температуры 330 °C, и в реакторе не происходит кипения. Горячая охлаждающая вода под давлением проходит через теплообменные трубки внутри парогенератора, где она обменивается теплом с питательной водой генератора и преобразует ее в пар. Затем охлаждающая вода реактора закачивается обратно в реактор. Верхняя часть генератора представляет собой пароводяной сепаратор. Поток теплоносителя из реактора через парогенератор и обратно в реактор называется первичный контур . Подача питательной воды в парогенератор, преобразование питательной воды в пар, прохождение пара через турбогенераторы, расположенные вне защитной оболочки, конденсация отработанного пара из турбогенераторов и рециркуляция сконденсированного пара в качестве питательной воды в парогенератор упоминается как вторичный контур . Весь первый контур расположен внутри защитной оболочки ядерного реактора. Вторичный контур находится частично внутри защитной конструкции и частично вне конструкции.

Таким образом, парогенератором в ядерном реакторе BWR является сам реактор, а парогенератором в реакторе PWR является просто вертикальный теплообменник. И установки BWR, и PWR производят насыщенный пар практически с одинаковой температурой и давлением, и обе могут использовать либо легкую воду (обычная вода), либо тяжелую воду в качестве теплоносителя реактора. [18] Около 65% всей электроэнергии, вырабатываемой АЭС, приходится на системы реакторов PWR. [17]

(PD) Рисунок: Milton Beychok
Рисунок 11: Блок-схема концентрированных солнечных электростанций SEGS в пустыне Мохаве.

Парогенераторы на солнечной энергии

Дополнительную информацию см.: Солнечная энергия .

Солнечная энергия — это выработка электричества из солнечного света, и это может быть достигнуто с помощью фотогальваники, в которой используется массив элементов, содержащих материал, который преобразует солнечный свет непосредственно в электричество. Этот метод не предполагает генерацию пара.

Солнечная энергия также может быть получена косвенно с помощью линз или зеркал, фокусирующих солнечное излучение в концентрированный луч тепла. Концентрированный пучок затем используется в качестве источника тепла для выработки пара для преобразования в электроэнергию. Этот метод называется концентрированной солнечной энергией (CSP), и существует ряд различных конструкций для концентрации солнечного излучения. Все различные конструкции работают по одному и тому же простому принципу отражения и концентрации солнечного света и отличаются друг от друга использованием разных типов зеркал. [19] [20]

По состоянию на 2009 год из всех различных заводов CSP, работающих по всему миру, самыми крупными являются систем производства солнечной энергии (SEGS), работающих в пустыне Мохаве в Калифорнии. На рис. 11 представлена ​​блок-схема установок SEGS, в которых используются большие поля зеркал с параллельными желобами. Зеркала фокусируют свой концентрированный луч тепла на трубах, расположенных над центром желобов, которые проходят по всей длине зеркальных полей и содержат циркулирующий теплоноситель (HTF) (синтетическое масло). ТТФ, поступающая в зеркальное поле, имеет температуру около 270 °С и нагревается примерно до 390 °C при протекании через зеркальное поле. Затем горячий HTD используется в ряде теплообменников, как показано на рисунке 11, для получения перегретого пара при давлении около 100 бар и температуре около 375°C. Затем перегретый пар направляется к паровым турбинам, которые приводят в действие генераторы электроэнергии, с теми же типами и расположением оборудования, что и в обычных парогенераторах, работающих на топливе.

После того, как теплоноситель прошел ряд теплообменников, он поступает в расширительный бак [21] из которого перекачивается обратно на вход зеркальных полей.

Было построено девять заводов SEGS, первый в 1984 году и последний в 1990 году, и они уже много лет надежно работают. Их суммарная проектная мощность составила 354 МВт. Последний и самый крупный блок (SEGS IX) рассчитан на мощность 80 МВт и имеет 484 000 м 2 зеркальных полей.

На некоторых заводах SEGS имеется система хранения тепловой энергии (см. рис. 11), в которой расплавленная соль [22] при 290 °C можно нагреть до 370 °C и хранить для последующего использования в качестве дополнительного нагрева HTF при необходимости. На некоторых заводах также есть парогенератор, работающий на топливе, который можно использовать при необходимости. На рисунках 12 и 13 показаны зеркала с параболическими желобами, а также поля зеркал.

(PD) Фото: Национальное управление океанических и атмосферных исследований

(PD) Фото: Sandia National Laboratory
Рисунок 13: Поля параболических зеркал на солнечных электростанциях SEGS в пустыне Мохаве

Другие типы парогенераторов

(CC) Чертеж: Milton Beychok
Рисунок 14: Парогенератор котлового типа

Котловые теплообменники

Нефтеперерабатывающие заводы, нефтехимические заводы часто имеют много установок по переработке отходов и других тепловых установок. источники, которые можно использовать для производства пара, обычно насыщенного пара. Во многих таких случаях в качестве парогенератора используется теплообменник котлового типа (того же типа, что и котловые ребойлеры, используемые во многих промышленных дистилляционных колоннах).

На рис. 14 представлена ​​схема теплообменника котлового типа, предназначенного для производства насыщенного пара. Горячая жидкость, обозначенная на фигуре, может быть либо горячей жидкостью, либо потоком горячего пара.

Теплообменник котлового типа предназначен для производства пара низкого давления по той же причине, что и для жаротрубных котлов (см. выше), а именно потому, что толщина внешней оболочки теплообменника становится нецелесообразной при очень высоких давлениях.

Выработка пара-утилизатора при плавке меди

(CC) Диаграмма: Milton Beychok
Рисунок 15: Взвешенная плавка меди Outokumpu

Существует множество методов, используемых для извлечения металлической меди (Cu) из медьсодержащих руд. Один из этих методов заключается в использовании известного процесса взвешенной плавки и различных конструкций взвешенных плавильных установок: процесса Outokumpu, процесса INCO, процесса Mitsubishi, процесса Noranda и процесса WORCRA. На сегодняшний день наиболее широко используемой плавильной печью для взвешенной меди является процесс Оутокумпу, разработанный в Финляндии в конце 19 века.40s, который описан чуть ниже. [23] [24] [25] [26]

Медьсодержащей рудой обычно является халькопирит (CuFeS 2 ), который сначала дробят и измельчают, а затем подвергают флотации. производят концентрат , содержащий от 20 до 40 процентов меди. Затем этот концентрат вместе с воздухом, обогащенным кислородом, подается в пламя в реакционной секции (называемой реакционной шахтой ) плавильной печи взвешенного плавления Outokumpu. Первоначально пламя поджигается природным газом или другим топлива и впоследствии поддерживается за счет сжигания серы, содержащейся в исходном медном концентрате.

Как показано на рисунке 15, секция отстойника плавильной печи для взвешенной плавки содержит расплавленный штейн и шлак , температура которого составляет около 1350 °C. Штейн (от 50 до 70 процентов меди) иногда также может называться черновой медью и изымается для последующего преобразования в металлическую медь конечного продукта. Шлак содержит большую часть примесей в сырье и в основном выбрасывается.

Продукт сгорания отходящий газ может содержать от 20 до 60 процентов газообразного диоксида серы (SO 2 ) и имеет температуру около 1300 °C. Горячий дымовой газ используется для обмена теплом с водой под давлением и, таким образом, для выработки пара в том, что в металлургической промышленности называют котлами-утилизаторами (КУТ) или туннельными котлами . Горячий дымовой газ также содержит мелкие твердые частицы (пыль), и от 60 до 65 процентов этой пыли периодически удаляется из теплообменных труб внутри котлов с помощью пружинных молотков. Остаток пыли удаляется в электростатическом пылеуловителе (ЭФ) после того, как газ охладится до температуры, допустимой для ЭФ, а именно около 350 °C или ниже. Впоследствии пыль рециркулируется обратно в исходное сырье реакционной шахты. Беспыльный SO 2 Богатый газ из ЭЦН направляется на другой завод для переработки в серную кислоту (H 2 SO 4 ).

ВТ обычно производят насыщенный пар при давлении примерно от 40 до 60 бар и температуре примерно от 250 до 285 °C. Первый ВТ на рисунке 15 представляет собой так называемую радиантную секцию , второй ВТ представляет собой так называемую конвекционную секцию , и один паровой барабан обслуживает обе секции. барабан или различные теплообменные трубы в КУ, но они аналогичны котлам-утилизаторам, показанным на рис. 9.выше. [27]

Каталожные номера

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 П.К. Наг (2008). Проектирование электростанций , 3-е издание. Тата Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-064815-8.
  2. ↑ Например, котел-утилизатор на установках по регенерации серы Клауса, используемых на нефтеперерабатывающих заводах, представляет собой жаротрубные котлы.
  3. ↑ Сосуды под давлением: комбинированное напряжение С веб-сайта факультета машиностроения Вашингтонского университета.
  4. Компания Бэбкок и Уилкокс (1922). Steam, его создание и использование , 35-е издание, 6-й выпуск. Бартлетт Орр Пресс, Нью-Йорк.   Google Книги
  5. Инженерный штаб Stirling Company (1905 г.). Книга по Steam для инженеров , 1-е издание. Компания Стирлинг.   Google Книги
  6. 6.0 6.1 Котлы Стирлинга С веб-сайта Американского общества инженеров-механиков (ASME).
  7. Томас С. Эллиот, Као Чен и Роберт Сванекамп (1997). Стандартный справочник по силовым установкам , 2-е издание. Макгроу-Хилл. ISBN 0-07-019435-1.
  8. ↑ Централизованное теплоснабжение — это система распределения пара, вырабатываемого в централизованном месте, для использования в отоплении коммерческих и жилых зданий.
  9. ↑ Также называется газовой турбиной с комбинированным циклом (CCGT) или газовой турбиной с комбинированным циклом (GTCC).
  10. ↑ Также называется ТЭЦ.
  11. ↑ См. Статью Steam о температурно-энтропийной диаграмме цикла Ренкина.
  12. Мехерван Бойс (2002). Справочник по проектированию газовых турбин , 2-е издание. Издательство Персидского залива. ISBN 0-88415732-6.
  13. Хельге Краг (1999). Квантовые поколения: история физики в двадцатом веке . Издательство Принстонского университета, стр. 286. ISBN 0-691-09552-3.
  14. ↑ Уникальные реакторы С сайта Управления энергетической информации (EIA).
  15. ↑ Количество действующих реакторов по всему миру Взято с веб-сайта Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
  16. ↑ Прогнозы для ядерной энергетики продолжают расти, но относительная доля выработки снижается с веб-сайта Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).
  17. 17.0 17.1 Ядерные реакторы С веб-сайта Всемирной ядерной организации (ВНО).
  18. ↑ Практически весь водород в легкой воде (обычной воде) представляет собой изотоп водорода протия. В тяжелой воде изотоп протия заменен изотопом водорода дейтерия. Дейтерий — это стабильный изотоп водорода с естественным содержанием в земных океанах примерно один атом на 6500 атомов водорода (~154 частей на миллион).
  19. ↑ CSP — Как это работает
  20. ↑ Объяснение CSP по концентрации солнечной энергии — как это работает
  21. ↑ Назван так потому, что он приспосабливается к любым изменениям теплового расширения в HTF.
  22. ↑ Соль представляет собой смесь нитрата калия и нитрата натрия.
  23. Сешадри Ситхараман (редактор) (2005). Основы металлургии , 1-е издание. КПР Пресс. 0-8493-3443-8.
  24. ↑ Производство меди с помощью взвешенной плавки Outokumpu: обновление Ilkka V. Kojo and Hannes Storch (2006), Outokumpu Technology Oy, Эспоо, Финляндия
  25. У. Г. Давенпорт, М. Кинг, М. Шлезингер и А.К. Бисвас (2002). Экстракционная металлургия меди , 4-е издание. Пергамон. ISBN 0-444-50206-8.
  26. Юнсян Ян и др. (май 1999 г.). «Использование вычислительной гидродинамики для модификации конструкции котла-утилизатора»». Journal of Minerals, Metals and Materials Society 51 (5).
  27. ↑ Личное сообщение профессора Пекки Таскинена из Хельсинкского технологического университета в Финляндии.

Что такое парогенератор? (с изображением)

`;

Автомобили

Факт проверен

К. Аллен

Парогенератор — это устройство, предназначенное для преобразования жидкости, обычно воды, в пар, называемый паром. Жидкость нагревается за счет сжигания какого-либо вида топлива, такого как древесина, уголь, нефть или природный газ. Переход от жидкости к пару создает давление, а затем расширение, которое можно направлять и направлять как источник энергии. Поршни с паровым приводом сыграли важную роль в развитии первых заводов, железнодорожных локомотивов, пароходов и многих других образцов механического оборудования.

Одно из первых применений парогенератора было в паровозе. Топливо в виде дров или угля подавалось в топку. Полученное тепло направлялось по системе труб, которые нагревали воду, хранящуюся в специальном накопительном резервуаре. После того, как температура достигла уровня кипения, энергия пара приводила в движение поршни, которые вращали колеса двигателя. Основная цель пара заключалась в том, чтобы приводить в движение поезд, но он также имел и другие применения, включая приведение в действие тормозов и свистка.

Использование парогенератора для приведения в действие локомотивов было большим улучшением транспорта в начале 17 века, но у него были свои недостатки. Они сопровождались большим количеством дыма, и всегда существовала возможность возникновения пожаров из-за искр и горящего пепла. Кроме того, необходимо было внимательно следить за резервуаром с водой, чтобы убедиться, что вода остается на определенном уровне. Допустить, чтобы в баке закончилась вода, было чрезвычайно опасно, потому что это могло привести к пожару или взрыву.

Даже после того, как пожарные ящики были сняты и источником энергии стал дизель, в поездах по-прежнему использовались парогенераторы. Часть избыточного пара от оригинального паровоза направлялась в пассажирские вагоны для обогрева салона и обеспечения комфорта пассажиров.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *