Nồi hơi ống nước: thiết bị, nguyên lý hoạt động trong năng lượng công nghiệp

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Thiết bị đun nước bằng lò hơi được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, nơi đánh giá cao hiệu suất của tổ máy phát điện. Các thiết bị này chủ yếu được sử dụng cho các hoạt động công nghệ - ví dụ, để tạo ra hơi nước bằng cách làm bay hơi nước. Nhưng không loại trừ khả năng hoạt động của hộ gia đình, nếu cần tổ chức cấp nước nóng cho nhiều hộ tiêu thụ lớn. Trong số các thiết kế máy xông hơi ướt tối ưu nhất, có thể kể đến thiết kế dạng ống dẫn nước. Lò hơi kiểu này không thua kém nhiều lò hơi tương tự về sản lượng trên một đơn vị thời gian, nhưng thiết kế của nó gây ra nhiều hạn chế khi vận hành trong điều kiện chật chội.

Thiết bị đơn vị

Thiết kế phổ biến nhất với hai trống (bộ thu) ở đế. Đây là những bể kim loại được kết nối với nhau bằng các đường ống khác nhauđường kính. Ngoài ra một thành phần bắt buộc là buồng đốt hoặc lò tạo ra nhiệt năng. Các yếu tố thiết kế khác bao gồm:

• Ống cấp nhiên liệu (thường là chất lỏng).
• Truyền thông tuần hoàn cho nước.
• Đầu vào và đầu ra cho nước.
• Cửa xả nước.
• Phân vùng (nếu chúng ta đang nói về hệ thống lò hơi kín trong hộp bảo vệ).
• Ống khói.
• Tách hơi.

Hầu hết các bộ phận cấu tạo của nồi hơi ống nước được làm bằng hợp kim thép chịu nhiệt. Ngoài ra còn có các mô hình bằng gang, nhưng chúng có thể được sử dụng nếu điều kiện hoạt động cho phép lắp đặt các đơn vị nặng. Các bộ phận hình ống và ống nối cũng có thể được chế tạo một phần trên cơ sở gốm chịu lửa, thực tế hơn kim loại. Cửa sổ hộp cứu hỏa và một số khu vực có thể quan sát khác được làm bằng kính cường lực chịu nhiệt.

Các yếu tố cấu trúc phụ trợ

Tùy chọn, lò hơi có thể bao gồm các thiết bị bổ sung để mở rộng khả năng và tính dễ sử dụng của thiết bị. Trong số đó, có thể kể đến các thiết bị sau:

• Ấm siêu tốc. Được thiết kế để tăng nhiệt độ hơi nước lên 100 ° C và cao hơn. Bản thân việc thiết kế các đơn vị ống nước không nhằm mục đích đưa chế độ nhiệt độ của hơi nước đến các giá trị nhất định. Như một quy luật, mục tiêu của công việc chính xác là ảnh hưởng của bay hơi. Mặt khác, sự đối lưuBộ quá nhiệt, tùy thuộc vào kiểu máy, có khả năng đưa nhiệt độ của hỗn hợp đầu ra lên đến 500 ° C, nhiệt độ này có thể được yêu cầu trong một số hoạt động công nghệ trong sản xuất.
• Máy hút ẩm. Cũng là một chế phẩm xông hơi giúp làm khô da bằng cách loại bỏ độ ẩm dư thừa.
• Tụ hơi. Nếu lò hơi ống nước không thể chịu tải hoặc ngược lại, làm đầy buồng hơi với thể tích tối thiểu, thiết bị này sẽ giúp cân bằng chế độ vận hành. Bộ tích lũy lấy hoặc bơm dòng hơi vào hệ thống khi cần thiết.
• Thiết bị xử lý nước. Nước, như một nguồn phát sinh, cũng cần được xử lý thích hợp. Ví dụ, một hệ thống bộ lọc đặc biệt làm giảm lượng oxy hòa tan, loại bỏ muối và các hóa chất không mong muốn.
• Ngày nay việc không có điều khiển tự động ngày càng trở nên ít phổ biến hơn, nhưng chúng cũng được cung cấp theo tiêu chuẩn cùng với thiết bị. Bạn chỉ có thể mua một bộ thiết bị đo đạc mở rộng cho phép bạn theo dõi toàn diện các thông số về áp suất, nhiệt độ, độ ẩm, v.v.

Nguyên lý hoạt động

Ở vị trí ban đầu, hai thùng phuy được đổ đầy nước - một thùng hoàn toàn (nước) và một nửa thùng thứ hai (hơi nước). Trong bộ thu thứ hai, một màng ngăn cách được cung cấp bên trong, tách nước khỏi hơi nước. Ranh giới này được gọi là gương bay hơi. Quá trình làm việc bắt đầu từ thời điểm hộp lửa được đánh lửa, được kết nối với bộ trao đổi nhiệt dưới dạng hệ thống hình ống với nước tuần hoàn. Nước nóng đi vào thùng đầu tiên,duy trì đủ âm lượng.

Đồng thời, quá trình bay hơi chất lỏng bắt đầu trong đầu hơi của nồi hơi ống nước. Nguyên lý hoạt động của tổ máy dựa trên sự trao đổi nhiệt đối lưu, có thể thực hiện theo chế độ tự nhiên không ngừng. Nước lạnh từ hệ thống cấp nước trung tâm vượt qua cấp lọc cơ bản, sau đó đi vào hệ thống trao đổi nhiệt và được dẫn đến trống gia nhiệt. Hơn nữa, tùy thuộc vào tốc độ bay hơi, chất lỏng dần dần bổ sung vào mức làm đầy của bộ thu hơi. Đến lượt mình, hơi nước được thoát ra qua ống khói hoặc đi vào khu xử lý để sử dụng thêm.

Điểm khác biệt so với nồi hơi ống lửa

Sự khác biệt giữa các đơn vị này nằm ở cấu hình của vị trí đặt buồng đốt hoặc về nguyên tắc, nguồn năng lượng nhiệt liên quan đến bộ trao đổi nhiệt và két nước. Thứ nhất, không bắt buộc phải tạo hơi nước. Lò hơi ống lửa chủ yếu hoạt động để đun nóng bằng nước, cung cấp chức năng của hệ thống DHW. Thứ hai, trong các lò hơi như vậy, lò nằm ở trung tâm của cấu trúc, và các thùng chứa có mạch lưu thông nước có tính chất ứng dụng. Chúng tiếp xúc với bộ trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của cấu trúc.

Nhưng đây không phải là điểm khác biệt duy nhất giữa nồi hơi ống lửa và ống nước. Sự khác biệt cũng thông qua các phương tiện điều chỉnh quá trình trao đổi nhiệt. Thiết kế của bộ phận ống nước cung cấp một bộ tiết kiệm, do đó nước lạnh ban đầu được làm nóng trước. Theo đó, xa hơnphản ứng truyền nhiệt diễn ra mạnh mẽ hơn và ít tiêu tốn năng lượng hơn. Mặt khác, những ưu điểm của thiết bị ống lửa bao gồm sự đơn giản về cấu trúc và số lượng các biện pháp bảo trì tối thiểu trong quá trình vận hành.

Sự khác biệt so với thiết bị ống dẫn khí

Trong các đơn vị ống nước, bộ chuyển dịch trực tiếp của năng lượng nhiệt là nước nóng, làm đầy các ống tuần hoàn của bộ trao đổi nhiệt. Nó là một máy phát điện hiệu quả và an toàn góp phần tạo ra hơi nước. Đối với nồi hơi ống khí, thiết kế kỹ thuật dù nhìn bề ngoài cũng có thể tương ứng một phần với kết cấu ống nước. Điểm khác biệt duy nhất là vật mang nhiệt năng sẽ là các khí thải trong buồng đốt. Điều này ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hoạt động? Nếu nguyên lý hoạt động của lò hơi ống nước cho phép tiêu thụ hoàn toàn phế phẩm mà không có cặn cho đến thời điểm bay hơi và sử dụng thêm hơi, thì lò hơi ống khí sẽ phải giải phóng môi chất khí làm việc đã có trong bộ trao đổi nhiệt. hệ thống. Hơn nữa, các vòi phun dày được cung cấp để đảm bảo an toàn cho quy trình.

Các loại nồi hơi ống nước

Đặc điểm phân loại chính là vị trí của những người thu gom. Theo truyền thống, các cấu trúc được trang bị các thùng phuy nằm ngang, được kết nối thuận tiện với các mạch cấp nước tuần hoàn. Hai bộ thu nhiệt được lắp đặt song song trên nền tảng và có thể đặt một hộp cứu hỏa với các kênh đầu ra giữa chúng. Nếu trong phòng kỹ thuậtkhông có đủ không gian, thì các nồi hơi ống nước thẳng đứng trên nền thông tin đặc biệt được sử dụng. Các trống hình trụ hướng lên trên và một chất lỏng làm việc với các nhiệt độ khác nhau được cung cấp từ bên dưới. Quy trình xử lý hơi được xuất ra ở trên cùng.

Nồi hơi ống nước tàu

Thiết kế của các đơn vị này phù hợp tối ưu để sử dụng như một phần của giao thông hàng hải. Nhưng ngay cả trong trường hợp này, các sửa đổi đặc biệt của nồi hơi được sử dụng - bức xạ. Đặc điểm nổi bật của chúng là sử dụng năng lượng nhiệt bức xạ, năng lượng này cũng được giải phóng trong quá trình đốt cháy nhiên liệu (thường là dầu diesel). Một điều kiện cấu trúc bắt buộc là vị trí trên cùng của các đầu phun lò. Một đặc điểm khác của thiết kế lò hơi ống nước cho tàu biển là sự kết hợp với các nhà máy tuabin hơi để cung cấp hơi nước làm nóng trung gian.

Bảo trì thiết bị

Cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc với các phần tử đường ống khá phức tạp đối với các đơn vị ống nước, dẫn đến một danh sách phong phú các biện pháp kỹ thuật để chẩn đoán và sửa chữa. Nhân viên bảo trì phải định kỳ kiểm tra tình trạng của đường ống về độ kín, thực hiện phát hiện lỗi của các bộ phận chức năng và điều khiển tự động, đồng thời duy trì độ tin cậy của các kết nối với ốc vít. Đặc biệt chú ý đến đường ống của bộ trao đổi nhiệt và bộ thu nhiệt - sự sụt giảm áp suất nhỏ nhất có thể làm hỏng cấu trúc, điều này sẽ tạo điều kiện cho sự giảm áp của mạch.

Ưu điểmthiết kế

Ưu điểm quan trọng nhất của các nồi hơi như vậy trong dòng máy hơi nước nói chung là an toàn. Duy trì sự cân bằng nhiệt độ tối ưu, bạn có thể tin tưởng vào hoạt động lâu dài của thiết bị mà không xảy ra tai nạn và hư hỏng các bộ phận làm việc. Khả năng điều tiết rộng của cat ống nước cũng được ghi nhận, điều này được xác nhận bằng việc tích hợp bộ tiết kiệm với van đóng ngắt tự động. Các thiết bị hoạt động mà không có sự tham gia của người vận hành, dựa trên dữ liệu của các thuật toán điều chỉnh nhiệt được cài đặt. Điều này giúp bạn có thể lập trình hệ thống trong vài ngày tới.

Khuyết điểm về thiết kế

Nguyên tắc hoạt động của những nồi hơi như vậy là tập trung vào hiệu suất cao, không phụ thuộc vào điều kiện sử dụng. Gần đây, sắc thái này ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong bối cảnh tối ưu hóa và hợp lý hóa năng lực sản xuất. Thân máy khổng lồ và các nút giao thông đa cấp của nồi hơi ống nước hơi làm cho việc tìm kiếm các giải pháp thay thế cho các vấn đề sinh hơi là cần thiết. Tuy nhiên, khái niệm giảm thiểu thiết bị của lò hơi này không bị loại trừ. Nhưng trong trường hợp này, hiệu quả cao sẽ bị mất, chưa kể đến khả năng làm việc ở chế độ đồng phát với việc cung cấp song song hoạt động DHW. Nói cách khác, thiết bị này phù hợp tối ưu cho các ngành công nghiệp lớn cần khối lượng lớn hơi nước, nhưng hầu như không hữu ích để cung cấp cho người tiêu dùng có nhu cầu thấp về năng lượng mục tiêu.

Kết

Sự khác biệt cơ bản giữa bản thân khái niệmnồi hơi ống nước thuộc loại thiết bị dùng một lần. Việc lắp đặt như vậy có một lợi thế đáng kể so với các hệ thống tự trị, nằm ở khả năng có một quá trình tạo liên tục. Ngay cả trong điều kiện vận hành cao điểm, nồi hơi ống nước vẫn có thể hoạt động trong thời gian dài mà vẫn giữ nguyên chất lượng sản xuất hơi. Một điều nữa là các yêu cầu về an toàn vẫn loại trừ các phiên hoạt động dài ngày ở công suất cao. Đối với quyền tự chủ, liên quan đến các lò hơi như vậy, nó được thể hiện ở việc loại bỏ nhu cầu cung cấp năng lượng. Tất nhiên, van đóng ngắt sẽ cần ít nhất năng lượng pin, nhưng quá trình lưu thông nước và bay hơi sau đó khá dễ quản lý mà không cần điện.