Kotły parowe

Marek Szydełko
25.07.2015

Kocioł parowy to urządzenie w postaci zamkniętego naczynia ciśnieniowego, które wytwarza parę pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. Pod wpływem ciepła woda zamieniana jest w parę wodną użytkowaną na zewnątrz kotła. Generowanie owego ciepła odbywa się na zasadzie spalania odpowiedniego paliwa w palenisku. Wytworzone w tym procesie gazy spalinowe wędrują wzdłuż powierzchni ogrzewalnej kotła, oddając jej ciepło i ogrzewając wodę, co powoduje jej parowanie. Para wytwarzana w ten sposób służy jako czynnik roboczy w turbinach parowych a także do ogrzewania w wielu procesach technologicznych (w przemyśle chemicznym, włókienniczym, spożywczym, papierniczym) i w gospodarce komunalnej (ogrzewanie pomieszczeń).

Wytwarzaniu pary towarzyszą cztery kluczowe procesy: spalanie paliwa, wymiana ciepła między produktami spalania poprzez promieniowanie i konwekcję, podgrzewanie i parowanie wody w parowniku oraz przegrzewanie pary. Produktami ubocznymi przy produkcji pary wodnej są: spaliny, popiół i żużel, które dla prawidłowego funkcjonowania urządzenia i ze względów ekologicznych muszą być na bieżąco usuwane.

W budowie kotła parowego można wyróżnić następujące elementy:

  1. Palenisko – część w której odbywa się spalanie paliwa, a tym samym zachodzą wszystkie procesy przekształcające energię paliwa w ciepło. Musi być wykonany z trwałych materiałów, aby wytrzymać wysoką temperaturę i wielokrotne użytkowanie.
  2. Komora spalania – przeznaczona jest do spalania gazów wytworzonych podczas spalania paliwa.
  3. Parownik – jest to fragment powierzchni ogrzewalnej (układ stalowych walczaków, rur i komór), gdzie woda przemienia się w parę wodną. Jego charakterystycznym parametrem jest ciśnienie pary w walczaku.
  4. Podgrzewacz pary – wymiennik ciepła, służący do podgrzewania powietrza poprzez odzyskanie energii z systemu grzewczego. Jego dwoma głównymi odmianami są: podgrzewacz konwekcyjny i podgrzewacz rekuperacyjno-regeneracyjny.
  5. Podgrzewacz wody - układ, w którym następuje podgrzanie wody od temperatury wlotowej do temperatury wrzenia. Położony jest w ciągu konwekcyjnym kotła. Jego budowa składa się zwykle z dużej ilości rur, w których płynie woda, wokół których od zewnątrz płyną spaliny.
  6. Przegrzewacz pary – powierzchnia ogrzewalna w postaci wiązek rur, służący do ogrzania pary nasyconej powyżej temperatury nasyconej, tak aby otrzymać parę przegrzaną. Odbywa się to w układzie wielostopniowym z optymalnym rozmieszczeniem elementów.
  7. Walczak – cylindryczny zbiornik ciśnieniowy lub inny zbiornik o podobnym kształcie i funkcji, zakończony dennicą lub ścianą sitową.
  8. Do sprawnego działania urządzenia kotłowe wymagają również dodatkowego osprzętu, w skład którego wchodzą: pompa wody zasilającej, wentylator, armatura do odpieniania i odszlamiania, regulator temperatury, młyny węglowe, instalacja rozpałkowa oraz systemy usuwania spalin i żużlu.

W klasyfikacji kotłów parowych przyjmuje się następujące kryteria podziału:

  1. Ze względu na sposób organizacji procesu spalania:
    • Kocioł rusztowy.
    • Kocioł fluidalny:
      • z warstwą stacjonarną,
      • z warstwą cyrkulacyjną.
    • Kocioł pyłowy.
    • Kocioł odzyskowy/odzysknicowy.
  2. Ze względu na ciśnienie robocze:
    • Kocioł niskoprężny.
    • Kocioł średnioprężny.
    • Kocioł wysokoprężny.
    • Kocioł na parametry nadkrytyczne.
  3. Ze względu na sposób usuwania żużla z komory paleniskowej:
    • Kocioł z odprowadzaniem żużla w stanie stałym.
    • Kocioł z odprowadzaniem żużla w stanie ciekłym.
  4. Ze względu na obieg wodno-parowy:
    • Kocioł obiegowy:
      • kocioł walczakowy z naturalną cyrkulacją,
      • kocioł walczakowy z wymuszoną cyrkulacją,
      • kocioł bateryjny,
      • kocioł płomienicowy,
      • kocioł płomieniówkowy,
      • kocioł płomienicowo-płomieniówkowy:
        • Kocioł lokomobilny.
      • kocioł opłomkowy (wodnorurowy)
        • Kocioł skośnorurowy:
          • komorowy
          • sekcyjny
        • Kocioł stromorurowy.
      • kocioł kufrowy,
      • kocioł lokomotywowy.
    • Kocioł przepływowy (bezwalczakowy):
      • kocioł Marka Bensona,
      • kocioł Ramzina,
      • kocioł Sulzera.
      • Kocioł bezwalczakowy z dodatkowym obiegiem w parowniku.
Zgłoś swój pomysł na artykuł

Więcej w tym dziale Zobacz wszystkie

Na naszej stronie korzystamy z plików cookies w celu spersonalizowania reklam, więcej informacji.