Vattenrörspanna: anordning, funktionsprincip inom industriell energi

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Utrustning för uppvärmning av pannvatten används i stor utsträckning inom industrin, där generatoraggregatens höga prestanda värdesätts. Sådana enheter används främst för tekniska operationer - till exempel för att generera ånga genom att förånga vatten. Men möjligheten till hushållsdrift är inte utesluten, om det är nödvändigt att organisera varmvattenförsörjning för flera stora konsumenter. Bland de mest optimerade ånggeneratorkonstruktionerna kan man notera vattenrörsdesignen. En panna av denna typ är inte sämre än många analoger när det gäller effekt per tidsenhet, men dess utformning orsakar många begränsningar för driften under trånga förhållanden.

Enhetsenhet

Den vanligaste designen med två trummor (samlare) vid basen. Dessa är metalltankar som är sammankopplade med olika rördiametrar. En obligatorisk komponent är också en förbränningskammare eller en ugn som genererar termisk energi. Andra designelement inkluderar:

• Bränsletillförselrör (vanligtvis flytande).
• Cirkulationskommunikation för vatten.
• Inlopp och utlopp för vatten.
• Utlopp för dränering av vatten.
• Skillnader (om vi talar om ett slutet pannsystem i ett skyddande hölje).
• Skorsten.
• Ångseparator.

De flesta av de strukturella elementen i vattenrörspannan är gjorda av värmebeständig stållegering. Det finns också gjutjärnsmodeller, men de kan användas om driftsförhållandena tillåter installation av tunga enheter. Rörformade och passande element kan också delvis tillverkas på basis av brandbeständig keramik, vilket är mer praktiskt än metall. Brännkammarens fönster och ett antal andra möjliga observationsområden är gjorda av värmebeständigt härdat glas.

Extra strukturella element

Valfritt kan pannan innehålla ytterligare enheter som utökar utrustningens möjligheter och användarvänlighet. Bland dem kan följande enheter noteras:

• Övervärmare. Designad för att öka ångtemperaturen till 100 °C och över. I sig syftar inte designen av vattenrörsenheter till att få temperaturregimen för ånga till vissa värden. Som regel är målpunkten för arbetet just effekten av avdunstning. Å andra sidan konvektionöverhettare, beroende på modell, kan höja temperaturen på utloppsblandningen till 500 °C, vilket kan krävas i vissa tekniska operationer i produktionen.
• Avfuktare. Också ett ångpreparat som torkar ut det genom att ta bort överflödig fukt.
• Steam-ackumulator. Om vattenrörspannan inte kan klara av belastningarna eller tvärtom fyller ångkammaren i minimala volymer, kommer denna enhet att hjälpa till att balansera driftsläget. Ackumulatorn tar eller pumpar ånga som strömmar in i systemet vid behov.
• Enhet för vattenbehandling. Vatten, som en genereringskälla, behöver också lämplig behandling. Till exempel minskar ett speciellt filtersystem volymen löst syre, tar bort s alter och oönskade kemikalier.
• Idag blir det mindre och mindre vanligt att klara sig utan automatik, men de levereras även som standard med utrustning. Du kan bara köpa en utökad uppsättning instrumentering som gör att du kan övervaka parametrarna för tryck, temperatur, luftfuktighet, etc.

Driftsprincip

I utgångsläget är två fat fyllda med vatten - en helt (vatten) och den andra (ånga) hälften. I den andra uppsamlaren finns ett separerande membran inuti som separerar vatten från ånga. Denna gräns kallas förångningsspegeln. Arbetsprocessen börjar från det ögonblick eldstaden antänds, som är ansluten till en värmeväxlare i form av ett rörsystem med cirkulerande vatten. Varmvatten kommer in i den första trumman,bibehålla tillräcklig volym.

Samtidigt börjar processen med vätskeavdunstning i ånghuvudet på vattenrörspannan. Funktionsprincipen för enheten är baserad på konvektiv värmeväxling, som kan utföras i ett naturligt non-stop-läge. Kallt vatten från det centrala vattenförsörjningssystemet passerar den grundläggande filtreringsnivån, kommer sedan in i värmeväxlingssystemet och leds till värmetrumman. Vidare, beroende på avdunstningshastigheten, fyller vätskan gradvis på ånguppsamlarens fyllnadsnivå. Ånga släpps i sin tur antingen ut genom skorstenen eller går in i processzonen för vidare användning.

Skillnader från eldrörspanna

Skillnaden mellan dessa enheter ligger i konfigurationen av placeringen av förbränningskammaren eller, i princip, källan till termisk energi i förhållande till värmeväxlaren och vattentanken. För det första krävs inte alls ånggenerering. Eldrörspannan fungerar huvudsakligen för uppvärmning med vatten, vilket ger funktionen för varmvattensystemet. För det andra, i sådana pannor, är ugnen placerad i mitten av strukturen, och behållarna med vattencirkulationskretsar är av tillämpad natur. De är i kontakt med värmeväxlaren på den yttre ytan av strukturen.

Men detta är inte den enda skillnaden mellan eldrörs- och vattenrörspannor. Skillnaden går också genom sättet att reglera värmeväxlingsprocessen. Utformningen av vattenrörsenheten tillhandahåller en economizer, på grund av vilken initi alt kallt vatten förvärms. Följaktligen vidarevärmeöverföringsreaktioner är mer intensiva och med mindre energiförbrukning. Å andra sidan inkluderar fördelarna med brandrörsutrustning strukturell enkelhet och ett minimum av underhållsåtgärder under drift.

Skillnader från gasledningsutrustning

I vattenrörsenheter är den direkta översättaren av termisk energi varmvatten, som fyller värmeväxlarens cirkulationsrör. Det visar sig vara en effektiv och säker generator som bidrar till produktionen av ånga. När det gäller gasrörspannor kan den tekniska utformningen, även utåt, delvis motsvara vattenrörskonstruktioner. Den enda skillnaden är att bäraren av termisk energi kommer att vara avgaserna i förbränningskammaren. Hur påverkar detta den operativa processen? Om principen för drift av en vattenrörspanna tillåter fullständig konsumtion av avfallsprodukter utan rester fram till ögonblicket för avdunstning och ytterligare användning av ånga, måste en gasrörspanna släppa arbetsgasmediet redan i värmeväxlaren systemet. Dessutom finns tjocka munstycken för detta för att säkerställa processens säkerhet.

varianter av vattenrörspanna

Den huvudsakliga klassificeringsfunktionen är platsen för samlarna. Traditionellt är strukturer utrustade med horisontella trummor, som är bekvämt anslutna till cirkulerande vattenförsörjningskretsar. Två kollektorer är installerade på plattformen parallellt, och en eldstad med utloppskanaler kan placeras mellan dem. Om i tekniska rummetdet finns inte tillräckligt med utrymme, då används vertikala vattenrörspannor på ett speciellt kommunikationssubstrat. Cylindriska trummor rusar uppåt och en arbetsvätska med olika temperaturer tillförs underifrån. Processånga matas ut på toppen.

Ship Water Tube Boiler

Utformningen av sådana enheter är optim alt lämpade för användning som en del av sjötransporter. Men även i detta fall används speciella modifieringar av pannor - strålning. Deras utmärkande drag är användningen av strålningsvärmeenergi, som också frigörs vid förbränning av bränsle (vanligtvis diesel). Ett obligatoriskt strukturellt villkor är ugnsmunstyckenas övre placering. Ett annat kännetecken för designen av en vattenrörspanna för marina fartyg är kombinationen med ångturbinanläggningar som ger mellanvärme av ånga.

Utrustningsunderhåll

Kommunikationsinfrastruktur med rörelement är ganska komplicerad för vattenrörsenheter, vilket leder till en omfattande lista över tekniska åtgärder för diagnostik och reparation. Underhållspersonal måste regelbundet kontrollera rörens tillstånd för täthet, utföra feldetektering av funktionella enheter och automatiska kontroller och även upprätthålla tillförlitligheten hos anslutningar med fästelement. Särskild uppmärksamhet ägnas åt värmeväxlarens och kollektorernas rörledningar - det minsta tryckfallet kan skada strukturen, vilket kommer att skapa förutsättningar för tryckavlastning av kretsen.

Proffsdesigns

Den viktigaste fördelen med sådana pannor i den allmänna familjen av ångenheter är säkerheten. Genom att upprätthålla en optimal temperaturbalans kan du räkna med långvarig drift av utrustningen utan olyckor och skador på de fungerande delarna. Breda regleringsmöjligheter hos vattenrörskatten noteras också, vilket bekräftas av integreringen av economizern med automatiska avstängningsventiler. Enheterna fungerar utan medverkan av operatören, baserat på data från de installerade termostatalgoritmerna. Detta gör det möjligt att programmera systemet för flera dagar framåt.

Designnackdelar

Principen för driften av sådana pannor är fokuserad på hög prestanda, oavsett användningsförhållanden. Nyligen spelar denna nyans en allt viktigare roll mot bakgrund av optimering och rationalisering av produktionskapacitet. Den massiva karossen och kommunikationsutbytena på flera nivåer för ångpannor med vattenrör gör det nödvändigt att leta efter alternativa lösningar på problem med ånggenerering. Konceptet med att minimera enheten för denna panna är dock inte uteslutet. Men i det här fallet kommer hög effektivitet att gå förlorad, för att inte tala om möjligheterna att arbeta i kraftvärmeläge med parallell drift av varmvatten. Utrustningen är med andra ord optim alt lämpad för stora industrier som behöver stora volymer processånga, men är knappast användbar för att förse konsumenter med låg efterfrågan på riktad energi.

Slutsats

Den grundläggande skillnaden mellan själva konceptetvattenrörspannor tillhör klassen engångsutrustning. Sådana installationer har en betydande fördel jämfört med autonoma system, vilket ligger i möjligheten till en kontinuerlig genereringsprocess. Även vid höga driftsförhållanden kan vattenrörpannor fungera under lång tid och bibehålla samma kvalitet på ångproduktionen. En annan sak är att säkerhetskraven fortfarande utesluter långa operationssessioner med höga effekter. När det gäller autonomi, i förhållande till sådana pannor uttrycks det i elimineringen av behovet av energiförsörjning. Naturligtvis kommer avstängningsventilerna att behöva minst batterikraft, men processen med vattencirkulation och efterföljande avdunstning är ganska hanterbar utan elektricitet.