Wasserrohrkessel: Gerät, Funktionsprinzip in der industriellen Energie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Kesselwasserheizgeräte sind in der Industrie weit verbreitet, wo die hohe Leistung von Stromaggregaten geschätzt wird. Solche Einheiten werden hauptsächlich für technologische Operationen verwendet - zum Beispiel um Dampf durch Verdampfen von Wasser zu erzeugen. Aber auch die Möglichkeit des Haush altsbetriebs ist nicht ausgeschlossen, wenn es darum geht, die Warmwasserversorgung mehrerer Großverbraucher zu organisieren. Unter den am besten optimierten Dampfgeneratordesigns ist das Wasserrohrdesign zu nennen. Ein Kessel dieses Typs steht vielen Analoga in Bezug auf die Leistung pro Zeiteinheit nicht nach, aber seine Konstruktion verursacht viele Einschränkungen beim Betrieb in beengten Verhältnissen.

Einheit Gerät

Das gebräuchlichste Design mit zwei Trommeln (Kollektoren) an der Basis. Dies sind Metalltanks, die durch verschiedene Rohre miteinander verbunden sindDurchmesser. Ebenfalls obligatorisch ist eine Brennkammer oder ein Ofen, der thermische Energie erzeugt. Weitere Designelemente sind:

• Kraftstoffversorgungsleitung (normalerweise flüssig).
• Zirkulationskommunikation für Wasser.
• Ein- und Ausgänge für Wasser.
• Auslass zum Ablassen von Wasser.
• Trennwände (wenn es sich um eine geschlossene Kesselanlage in einem Schutzkasten handelt).
• Schornstein.
• Dampfabscheider.

Die meisten Strukturelemente des Wasserrohrkessels bestehen aus hitzebeständiger Stahllegierung. Es gibt auch gusseiserne Modelle, die jedoch verwendet werden können, wenn die Betriebsbedingungen den Einbau schwerer Einheiten zulassen. Rohr- und Armaturenelemente können teilweise auch auf Basis von feuerfester Keramik hergestellt werden, was praktischer ist als Metall. Das Feuerraumfenster und eine Reihe weiterer Beobachtungsmöglichkeiten sind aus hitzebeständigem, gehärtetem Glas.

Hilfsstrukturelemente

Optional kann der Kessel zusätzliche Geräte enth alten, die die Fähigkeiten und die Benutzerfreundlichkeit der Ausrüstung erweitern. Darunter sind folgende Geräte zu nennen:

• Überhitzer. Entwickelt, um die Dampftemperatur auf 100 °C und mehr zu erhöhen. Die Konstruktion von Wasserrohreinheiten an sich zielt nicht darauf ab, das Temperaturregime von Dampf auf bestimmte Werte zu bringen. Der Angriffspunkt der Arbeit ist in der Regel gerade die Wirkung der Verdunstung. Andererseits KonvektionÜberhitzer sind je nach Modell in der Lage, die Temperatur des Ausgangsgemisches auf bis zu 500 °C zu bringen, was bei einigen technologischen Vorgängen in der Produktion erforderlich sein kann.
• Luftentfeuchter. Auch eine Dampfzubereitung, die es austrocknet, indem es überschüssige Feuchtigkeit entfernt.
• Dampfspeicher. Wenn der Wasserrohrkessel die Lasten nicht bewältigen kann oder im Gegenteil die Dampfkammer in minimalen Mengen füllt, hilft dieses Gerät, den Betriebsmodus auszugleichen. Der Speicher nimmt oder pumpt bei Bedarf Dampfströme in das System.
• Gerät zur Wasseraufbereitung. Wasser als Erzeugungsquelle muss auch entsprechend behandelt werden. Beispielsweise reduziert ein spezielles Filtersystem die Menge an gelöstem Sauerstoff, entfernt Salze und unerwünschte Chemikalien.
• Auf automatische Steuerungen wird heute immer seltener verzichtet, aber auch diese werden serienmäßig mitgeliefert. Sie können nur einen erweiterten Instrumentensatz erwerben, mit dem Sie die Parameter Druck, Temperatur, Feuchtigkeit usw. umfassend überwachen können.

Funktionsprinzip

In der Ausgangsposition sind zwei Trommeln mit Wasser gefüllt - eine vollständig (Wasser) und die zweite (Dampf) Hälfte. Im zweiten Sammler ist innen eine Trennmembran vorgesehen, die Wasser von Dampf trennt. Diese Grenze wird als Verdunstungsspiegel bezeichnet. Der Arbeitsprozess beginnt mit dem Anzünden des Feuerraums, der an einen Wärmetauscher in Form eines Rohrsystems mit zirkulierendem Wasser angeschlossen ist. Heißes Wasser tritt in die erste Trommel ein,Aufrechterh altung einer ausreichenden Lautstärke.

Gleichzeitig beginnt im Dampfsammler des Wasserrohrkessels der Prozess der Flüssigkeitsverdampfung. Das Funktionsprinzip des Geräts basiert auf konvektivem Wärmeaustausch, der in einem natürlichen Dauerbetrieb durchgeführt werden kann. K altes Wasser aus dem zentralen Wasserversorgungssystem passiert die Grundstufe der Filtration, tritt dann in das Wärmetauschersystem ein und wird zur Heiztrommel geleitet. Außerdem füllt die Flüssigkeit je nach Verdunstungsgeschwindigkeit nach und nach den Füllstand des Dampfsammlers wieder auf. Dampf wiederum wird entweder durch den Schornstein freigesetzt oder gelangt zur weiteren Verwendung in die Prozesszone.

Unterschiede zum Flammrohrkessel

Der Unterschied zwischen diesen Einheiten liegt in der Konfiguration der Platzierung der Brennkammer oder im Prinzip der Wärmeenergiequelle relativ zum Wärmetauscher und zum Wassertank. Erstens ist überhaupt keine Dampferzeugung erforderlich. Der Flammrohrkessel arbeitet hauptsächlich zum Heizen mit Wasser und übernimmt die Funktion des Warmwassersystems. Zweitens befindet sich bei solchen Kesseln der Ofen in der Mitte der Struktur, und die Behälter mit Wasserzirkulationskreisläufen sind von angewandter Natur. Sie stehen mit dem Wärmetauscher an der Außenfläche der Struktur in Kontakt.

Aber das ist nicht der einzige Unterschied zwischen Flammrohr- und Wasserrohrkesseln. Der Unterschied geht auch durch die Mittel zur Regulierung des Wärmeaustauschprozesses. Die Konstruktion der Wasserrohreinheit sieht einen Economizer vor, durch den zunächst k altes Wasser vorgewärmt wird. Dementsprechend weiterWärmeübertragungsreaktionen sind intensiver und mit weniger Energieverbrauch. Zu den Vorteilen der Flammrohrausrüstung gehören andererseits die konstruktive Einfachheit und ein Minimum an Wartungsmaßnahmen während des Betriebs.

Unterschiede zu Gasleitungsanlagen

In Wasserrohranlagen ist der direkte Übersetzer der thermischen Energie heißes Wasser, das die Zirkulationsleitungen des Wärmetauschers füllt. Es stellt sich ein effizienter und sicherer Generator heraus, der zur Dampferzeugung beiträgt. Bei Gasrohrkesseln kann die technische Ausführung auch äußerlich teilweise Wasserrohrkonstruktionen entsprechen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Träger der Wärmeenergie die Abgase in der Brennkammer sind. Wie wirkt sich das auf den Betriebsablauf aus? Wenn das Funktionsprinzip eines Wasserrohrkessels den vollständigen und rückstandslosen Verbrauch von Abfallprodukten bis zum Moment der Verdampfung und Weiterverwendung von Dampf erlaubt, muss ein Gasrohrkessel das Arbeitsgasmedium bereits im Wärmetauscher freisetzen System. Außerdem sind hierfür dicke Düsen vorgesehen, um die Prozesssicherheit zu gewährleisten.

Sorten von Wasserrohrkesseln

Das Hauptklassifizierungsmerkmal ist der Standort der Sammler. Traditionell sind Strukturen mit horizontalen Trommeln ausgestattet, die bequem an zirkulierende Wasserversorgungskreisläufe angeschlossen sind. Auf der Plattform sind zwei Kollektoren parallel installiert, zwischen denen ein Feuerraum mit Ausblaskanälen platziert werden kann. Wenn im TechnikraumReicht der Platz nicht aus, kommen vertikale Wasserrohrkessel auf einem speziellen Kommunikationsträger zum Einsatz. Zylindrische Trommeln rasen nach oben, und von unten wird ein Arbeitsmedium mit unterschiedlichen Temperaturen zugeführt. Prozessdampf wird oben ausgegeben.

Wasserrohrkessel für Schiffe

Das Design solcher Einheiten ist optimal für den Einsatz im Seeverkehr geeignet. Aber auch in diesem Fall werden spezielle Modifikationen von Kesseln verwendet - Strahlung. Ihr Unterscheidungsmerkmal ist die Nutzung von Strahlungswärmeenergie, die auch bei der Verbrennung von Kraftstoff (meist Diesel) freigesetzt wird. Zwingende bauliche Bedingung ist die oberste Lage der Ofenstutzen. Ein weiteres Merkmal der Konstruktion eines Wasserrohrkessels für Seeschiffe ist die Kombination mit Dampfturbinenanlagen, die Dampf zwischenerhitzen.

Gerätewartung

Kommunikationsinfrastruktur mit Rohrleitungselementen ist für Wasserrohreinheiten ziemlich kompliziert, was zu einer umfangreichen Liste von technischen Maßnahmen zur Diagnose und Reparatur führt. Das Wartungspersonal muss den Zustand der Rohre regelmäßig auf Dichtheit prüfen, Fehlererkennung an Funktionseinheiten und automatischen Steuerungen durchführen und auch die Zuverlässigkeit der Verbindungen mit Befestigungselementen aufrechterh alten. Besonderes Augenmerk wird auf die Verrohrung des Wärmetauschers und der Kollektoren gelegt - der geringste Druckabfall kann die Struktur beschädigen, wodurch Bedingungen für die Druckentlastung des Kreislaufs geschaffen werden.

ProfisEntwürfe

Der wichtigste Vorteil solcher Kessel in der allgemeinen Familie der Dampfgeräte ist die Sicherheit. Durch die Aufrechterh altung eines optimalen Temperaturausgleichs können Sie sich auf einen langfristigen Betrieb der Geräte ohne Unfälle und Schäden an den Verschleißteilen verlassen. Es werden auch breite Regulierungsmöglichkeiten des Wasserleitungskats festgestellt, was durch die Integration des Economizers mit automatischen Absperrventilen bestätigt wird. Die Geräte arbeiten ohne Beteiligung des Bedieners, basierend auf den Daten der installierten Thermostatalgorithmen. Dadurch ist es möglich, das System für mehrere Tage im Voraus zu programmieren.

Design-Nachteile

Das Funktionsprinzip solcher Kessel ist auf hohe Leistung ausgerichtet, unabhängig von den Einsatzbedingungen. In letzter Zeit spielt diese Nuance vor dem Hintergrund der Optimierung und Rationalisierung von Produktionskapazitäten eine immer wichtigere Rolle. Der massive Körper und die mehrstufigen Kommunikationsaustausche von Dampfwasserrohrkesseln machen es notwendig, nach alternativen Lösungen für Dampferzeugungsprobleme zu suchen. Das Konzept der Minimierung der Vorrichtung dieses Kessels ist jedoch nicht ausgeschlossen. Allerdings geht in diesem Fall die hohe Effizienz verloren, ganz zu schweigen von den Möglichkeiten, im KWK-Betrieb mit paralleler Bereitstellung des Warmwasserbetriebs zu arbeiten. Mit anderen Worten, die Anlage ist optimal geeignet für große Industrien, die große Mengen an Prozessdampf benötigen, aber für die Versorgung von Verbrauchern mit geringem Bedarf an gezielter Energie kaum sinnvoll sind.

Schlussfolgerung

Der grundlegende Unterschied zwischen dem Konzept selbstWasserrohrkessel gehören zur Klasse der Durchlaufgeräte. Solche Anlagen haben gegenüber autonomen Systemen einen wesentlichen Vorteil, der in der Möglichkeit eines kontinuierlichen Generierungsprozesses liegt. Auch bei Spitzenbetrieb können Wasserrohrkessel lange Zeit mit gleichbleibender Qualität der Dampferzeugung betrieben werden. Hinzu kommt, dass Sicherheitsanforderungen noch immer lange Betriebssitzungen mit hohen Leistungen ausschließen. Die Autonomie drückt sich in Bezug auf solche Kessel in der Beseitigung der Notwendigkeit der Energieversorgung aus. Natürlich benötigen die Absperrventile mindestens Batteriestrom, aber der Prozess der Wasserzirkulation und anschließenden Verdunstung ist ohne Strom durchaus zu bewältigen.