Water tube boiler: device, prinsipyo ng pagpapatakbo sa pang-industriyang enerhiya

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Boiler water heating equipment ay malawakang ginagamit sa industriya, kung saan pinahahalagahan ang mataas na performance ng mga generator set. Ang ganitong mga yunit ay pangunahing ginagamit para sa mga teknolohikal na operasyon - halimbawa, upang makabuo ng singaw sa pamamagitan ng pagsingaw ng tubig. Ngunit ang posibilidad ng pagpapatakbo ng sambahayan ay hindi ibinukod, kung kinakailangan upang ayusin ang supply ng mainit na tubig para sa maraming malalaking mamimili. Kabilang sa mga pinaka-optimized na disenyo ng steam generator, mapapansin ng isa ang disenyo ng water-tube. Ang isang boiler ng ganitong uri ay hindi mas mababa sa maraming mga analogue sa mga tuntunin ng output sa bawat yunit ng oras, ngunit ang disenyo nito ay nagdudulot ng maraming paghihigpit sa pagpapatakbo sa masikip na mga kondisyon.

Unit device

Ang pinakakaraniwang disenyo na may dalawang drum (mga kolektor) sa base. Ito ay mga tangke ng metal na magkakaugnay sa iba't ibang mga tubomga diameter. Gayundin ang isang ipinag-uutos na bahagi ay isang silid ng pagkasunog o isang pugon na bumubuo ng thermal energy. Kasama sa iba pang elemento ng disenyo ang:

• Pipe ng supply ng gasolina (karaniwang likido).
• Mga komunikasyon sa sirkulasyon para sa tubig.
• Mga inlet at outlet para sa tubig.
• Outlet para sa pag-aalis ng tubig.
• Mga partisyon (kung pinag-uusapan natin ang isang closed boiler system sa isang protective case).
• Chimney.
• Steam separator.

Karamihan sa mga elemento ng istruktura ng water tube boiler ay gawa sa heat-resistant steel alloy. Mayroon ding mga modelo ng cast-iron, ngunit maaari silang magamit kung pinapayagan ng mga kondisyon ng operating ang pag-install ng mga mabibigat na yunit. Ang mga tubular at angkop na elemento ay maaari ding bahagyang gawin batay sa mga ceramics na lumalaban sa sunog, na mas praktikal kaysa sa metal. Ang window ng firebox at ilang iba pang lugar na posibleng pagmasdan ay gawa sa tempered glass na lumalaban sa init.

Mga pantulong na elemento ng istruktura

Opsyonal, ang boiler ay maaaring magsama ng mga karagdagang device na nagpapalawak ng mga kakayahan at kadalian ng paggamit ng kagamitan. Kabilang sa mga ito, mapapansin ang mga sumusunod na device:

• Superheater. Idinisenyo upang taasan ang temperatura ng singaw sa 100 °C at mas mataas. Sa pamamagitan ng kanyang sarili, ang disenyo ng mga water-tube unit ay hindi naglalayong dalhin ang temperatura ng rehimen ng singaw sa ilang mga halaga. Bilang isang patakaran, ang target na punto ng trabaho ay tiyak na epekto ng pagsingaw. Sa kabilang banda, convectionAng mga superheater, depende sa modelo, ay may kakayahang dalhin ang temperatura ng pinaghalong outlet hanggang 500 °C, na maaaring kailanganin sa ilang mga teknolohikal na operasyon sa produksyon.
• Dehumidifier. Isa ring paghahanda ng singaw na nagpapatuyo nito sa pamamagitan ng pag-alis ng labis na kahalumigmigan.
• Steam accumulator. Kung ang water-tube boiler ay hindi makayanan ang mga naglo-load o, sa kabaligtaran, pinupuno ang silid ng singaw sa kaunting dami, makakatulong ang aparatong ito na balansehin ang operating mode. Ang accumulator ay kumukuha o nagbo-bomba ng mga daloy ng singaw sa system kung kinakailangan.
• Device para sa water treatment. Ang tubig, bilang pinagmumulan ng henerasyon, ay nangangailangan din ng angkop na paggamot. Halimbawa, binabawasan ng isang espesyal na sistema ng filter ang dami ng natutunaw na oxygen, nag-aalis ng mga asin at hindi gustong mga kemikal.
• Ngayon ay nagiging paunti-unti na ang ginagawa nang walang mga awtomatikong kontrol, ngunit ibinibigay din ang mga ito bilang pamantayan sa kagamitan. Maaari ka lang bumili ng pinahabang hanay ng instrumentation na magbibigay-daan sa iyong komprehensibong subaybayan ang mga parameter ng presyon, temperatura, halumigmig, atbp.

Prinsipyo ng operasyon

Sa unang posisyon, dalawang drum ang pinupuno ng tubig - isa ay ganap (tubig), at ang pangalawa (singaw) kalahati. Sa pangalawang kolektor, ang isang separating membrane ay ibinigay sa loob, na naghihiwalay sa tubig mula sa singaw. Ang hangganan na ito ay tinatawag na evaporation mirror. Ang proseso ng pagtatrabaho ay nagsisimula mula sa sandaling ang firebox ay nag-apoy, na konektado sa isang heat exchanger sa anyo ng isang tubular system na may nagpapalipat-lipat na tubig. Ang mainit na tubig ay pumapasok sa unang drum,pagpapanatili ng sapat na volume.

Kasabay nito, ang proseso ng liquid evaporation ay magsisimula sa steam header ng water-tube boiler. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng yunit ay batay sa convective heat exchange, na maaaring isagawa sa isang natural na non-stop na mode. Ang malamig na tubig mula sa sentral na sistema ng supply ng tubig ay pumasa sa pangunahing antas ng pagsasala, pagkatapos ay pumapasok sa sistema ng pagpapalitan ng init at itinuro sa heating drum. Dagdag pa, depende sa rate ng pagsingaw, unti-unting pinupunan ng likido ang antas ng pagpuno ng kolektor ng singaw. Ang singaw, sa turn, ay maaaring ilabas sa pamamagitan ng tsimenea, o papasok sa process zone para sa karagdagang paggamit.

Mga pagkakaiba sa fire tube boiler

Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga unit na ito ay nakasalalay sa pagsasaayos ng paglalagay ng combustion chamber o, sa prinsipyo, ang pinagmumulan ng thermal energy na nauugnay sa heat exchanger at tangke ng tubig. Una, hindi kinakailangan ang pagbuo ng singaw. Ang fire tube boiler ay pangunahing gumagana para sa pagpainit ng tubig, na nagbibigay ng function ng DHW system. Pangalawa, sa naturang mga boiler, ang pugon ay matatagpuan sa gitna ng istraktura, at ang mga lalagyan na may mga circuit ng sirkulasyon ng tubig ay isang inilapat na kalikasan. Nakikipag-ugnayan ang mga ito sa heat exchanger sa panlabas na ibabaw ng istraktura.

Ngunit hindi lamang ito ang pagkakaiba ng fire-tube at water-tube boiler. Ang pagkakaiba ay dumaan din sa paraan ng pag-regulate ng proseso ng pagpapalitan ng init. Ang disenyo ng water-tube unit ay nagbibigay para sa isang economizer, dahil sa kung saan sa una ay pinainit ang malamig na tubig. Alinsunod dito, higit paang mga reaksyon ng paglipat ng init ay mas matindi at may mas kaunting paggamit ng enerhiya. Sa kabilang banda, ang mga bentahe ng kagamitan sa fire-tube ay kinabibilangan ng pagiging simple ng istruktura at isang minimum na halaga ng mga hakbang sa pagpapanatili sa panahon ng operasyon.

Mga pagkakaiba sa kagamitan sa gas-pipe

Sa mga water-tube unit, ang direktang tagasalin ng thermal energy ay mainit na tubig, na pumupuno sa mga circulation pipe ng heat exchanger. Ito ay lumalabas na isang mahusay at ligtas na generator na nag-aambag sa paggawa ng singaw. Tulad ng para sa mga gas-tube boiler, ang teknikal na disenyo, kahit na panlabas, ay maaaring bahagyang tumutugma sa mga istruktura ng tubo ng tubig. Ang pagkakaiba lamang ay ang carrier ng thermal energy ay ang mga maubos na gas sa combustion chamber. Paano ito nakakaapekto sa proseso ng pagpapatakbo? Kung ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang water-tube boiler ay nagbibigay-daan sa kumpletong pagkonsumo ng mga produktong basura na walang mga nalalabi hanggang sa sandali ng pagsingaw at karagdagang paggamit ng singaw, kung gayon ang isang gas-tube boiler ay kailangang palabasin ang gumaganang daluyan ng gas na nasa heat exchanger na. sistema. Bukod dito, ang mga makapal na nozzle ay ibinigay para dito upang matiyak ang kaligtasan ng proseso.

Mga uri ng water tube boiler

Ang pangunahing tampok sa pag-uuri ay ang lokasyon ng mga kolektor. Ayon sa kaugalian, ang mga istraktura ay nilagyan ng mga pahalang na tambol, na maginhawang konektado sa nagpapalipat-lipat na mga circuit ng supply ng tubig. Dalawang kolektor ang naka-install sa platform nang magkatulad, at isang firebox na may mga channel ng outlet ay maaaring ilagay sa pagitan nila. Kung sa technical roomwalang sapat na espasyo, pagkatapos ay ginagamit ang mga vertical water-tube boiler sa isang espesyal na substrate ng komunikasyon. Ang mga cylindrical drum ay dumadaloy paitaas, at isang gumaganang likido na may iba't ibang temperatura ay ibinibigay mula sa ibaba. Ang process steam ay output sa itaas.

Ipadala ang Water Tube Boiler

Ang disenyo ng mga naturang unit ay mahusay na angkop para sa paggamit bilang bahagi ng maritime transport. Ngunit kahit na sa kasong ito, ginagamit ang mga espesyal na pagbabago ng mga boiler - radiation. Ang kanilang natatanging tampok ay ang paggamit ng radiative thermal energy, na inilabas din sa panahon ng pagkasunog ng gasolina (karaniwan ay diesel). Ang isang ipinag-uutos na kondisyon ng istruktura ay ang nangungunang lokasyon ng mga nozzle ng pugon. Ang isa pang tampok ng disenyo ng isang water-tube boiler para sa mga marine vessel ay ang kumbinasyon sa mga planta ng steam turbine na nagbibigay ng intermediate heating ng singaw.

Pagpapanatili ng kagamitan

Ang imprastraktura ng komunikasyon na may mga elemento ng piping ay medyo kumplikado para sa mga water-tube unit, na humahantong sa isang malawak na listahan ng mga teknikal na hakbang para sa diagnostics at repair. Ang mga tauhan ng pagpapanatili ay dapat na pana-panahong suriin ang kondisyon ng mga tubo para sa higpit, magsagawa ng flaw detection ng mga functional unit at awtomatikong kontrol, at mapanatili din ang pagiging maaasahan ng mga koneksyon sa mga fastener. Ang partikular na atensyon ay binabayaran sa piping ng heat exchanger at collectors - ang kaunting pagbaba ng presyon ay maaaring makapinsala sa istraktura, na lilikha ng mga kondisyon para sa depressurization ng circuit.

Prosmga disenyo

Ang pinakamahalagang bentahe ng naturang mga boiler sa pangkalahatang pamilya ng mga steam unit ay kaligtasan. Ang pagpapanatili ng pinakamainam na balanse ng temperatura, maaari kang umasa sa pangmatagalang operasyon ng kagamitan nang walang aksidente at pinsala sa mga gumaganang bahagi. Ang malawak na mga kakayahan sa regulasyon ng water pipe cat ay nabanggit din, na kinumpirma ng pagsasama ng economizer na may mga awtomatikong shut-off valve. Gumagana ang mga device nang walang partisipasyon ng operator, batay sa data ng mga naka-install na thermostat algorithm. Ginagawa nitong posible na i-program ang system sa mga susunod na araw.

Design cons

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang mga boiler ay nakatuon sa mataas na pagganap, anuman ang mga kondisyon ng paggamit. Kamakailan, ang nuance na ito ay gumaganap ng isang lalong mahalagang papel laban sa backdrop ng optimization at rationalization ng mga kapasidad ng produksyon. Dahil sa napakalaking katawan at multi-level na pagpapalitan ng komunikasyon ng mga steam water-tube boiler, kinakailangan na maghanap ng mga alternatibong solusyon sa mga problema sa pagbuo ng singaw. Gayunpaman, ang konsepto ng pagliit ng aparato ng boiler na ito ay hindi ibinukod. Ngunit sa kasong ito, mawawala ang mataas na kahusayan, hindi sa banggitin ang mga posibilidad na magtrabaho sa cogeneration mode na may parallel na probisyon ng operasyon ng DHW. Sa madaling salita, ang kagamitan ay mahusay na angkop para sa malalaking industriya na nangangailangan ng malalaking volume ng proseso ng singaw, ngunit halos hindi kapaki-pakinabang para sa pagbibigay ng mga consumer na may mababang demand para sa naka-target na enerhiya.

Konklusyon

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng konsepto mismoAng mga water tube boiler ay nabibilang sa klase ng once-through na kagamitan. Ang ganitong mga pag-install ay may malaking kalamangan sa mga autonomous system, na nakasalalay sa posibilidad ng isang tuluy-tuloy na proseso ng henerasyon. Kahit na sa pinakamataas na kondisyon ng pagpapatakbo, ang mga water tube boiler ay maaaring gumana nang mahabang panahon na pinapanatili ang parehong kalidad ng produksyon ng singaw. Ang isa pang bagay ay ang mga kinakailangan sa kaligtasan ay hindi pa rin kasama ang mahabang sesyon ng operasyon sa matataas na kapangyarihan. Tulad ng para sa awtonomiya, may kaugnayan sa naturang mga boiler ito ay ipinahayag sa pag-aalis ng pangangailangan para sa supply ng enerhiya. Siyempre, ang mga shut-off valve ay mangangailangan ng hindi bababa sa lakas ng baterya, ngunit ang proseso ng sirkulasyon ng tubig at kasunod na pagsingaw ay medyo mapapamahalaan nang walang kuryente.