Котел с принудительной циркуляцией - Forced circulation boiler

Сравнение естественной и принудительной циркуляции

А котел с принудительной циркуляцией - это бойлер, в котором для циркуляции воды внутри бойлера используется насос. Он отличается от котла с естественной циркуляцией, который использует плотность тока для циркуляции воды внутри котла. В некоторых котлах с принудительной циркуляцией скорость циркуляции воды в двадцать раз превышает скорость испарения.[1]

В водотрубных котлах способ рециркуляции воды внутри котла до превращения в пар можно описать как естественную циркуляцию или принудительную циркуляцию. В водотрубном бойлере вода рециркулирует внутри до тех пор, пока давление пара воды не превысит давление пара внутри струйного барабана и не станет насыщенным паром. Принудительная циркуляция котел начинается так же, как естественная циркуляция бойлер, у насоса питательной воды. Вода поступает в паровой барабан и циркулирует вокруг котла, оставляя только пар. Что отличает бойлер с принудительной циркуляцией, так это использование в нем вторичного насоса, который обеспечивает циркуляцию воды через бойлер. Вторичный насос забирает питательную воду, поступающую в котел, и повышает давление поступающей воды. В котлах с естественной циркуляцией циркуляция воды зависит от перепада давлений, вызванного изменением плотности воды по мере ее нагрева. . То есть, когда вода нагревается и начинает превращаться в пар, плотность уменьшается, и самая горячая вода и пар попадают в верхнюю часть труб печи. В отличие от котла с естественной циркуляцией, в котле с принудительной циркуляцией используется циркуляционный насос воды, который нагнетает поток, а не дожидается образования разницы. Благодаря этому генерирующие трубы котла с принудительной циркуляцией могут быть ориентированы любым образом, в зависимости от ограниченного пространства. Вода забирается из барабана и проходит через стальные трубы.[2] Таким образом, он может производить пар намного быстрее, чем в котле с естественной циркуляцией.

Типы

LaMont

Одним из примеров котла с принудительной циркуляцией является Котел LaMont. Такие котлы используются в тех случаях, когда есть высокая давление, старше 30 мегапаскали.[3]

Clayton

Дальнейшая информация: Парогенератор (бойлер) § Clayton

Парогенератор с принудительной циркуляцией Clayton не имеет парового барабана в обычном смысле этого слова. Ряд маленьких трубок, которые являются частью одного гигантского змеевика, обычно сделанного из стали, пропускают питательную воду с большой скоростью. Вода перекачивается из верхней части парогенератора вниз и наружу. Трубки расположены таким образом, что газы сгорания проходят по трубке, нагревая воду. По сути, это устройство можно лучше всего описать как наличие большого тонкостенного бухты трубы, обвивающей окружность вертикального стального барабана, петляющего вокруг и вниз, пока не достигнет дна. Поскольку только часть воды может стать паром, важно разделить их и направить любую воду обратно, чтобы поглотить больше тепла. Если этого разделения не произойдет, повреждение системы может быть дорогостоящим. Если пар проходит через генерирующие трубы внутри, они могут перегреться и стать слабыми, а если вода попадет в паровую систему, это может вызвать коррозию, гидравлический удар или другие неблагоприятные эффекты. Для борьбы с этим после выхода из парогенератора смесь пропускается через центробежный сепаратор пара, который производит именно такой пар, который содержит более девяноста девяти процентов сухого насыщенного пара.[4] Если перегретый пар При желании дополнительный змеевик проходит через парогенератор. Для поддержания постоянного уровня воды в пароотделителе используется подающий насос в сочетании с системой выравнивания. Большим преимуществом этой системы является то, что пар может производиться очень быстро. Однако недостатком этой системы является полная зависимость от постоянной подачи питательной воды. Без постоянного снабжения система может подвергнуться серьезному и дорогостоящему повреждению. [5]

Преимущества

  • Трубки испарителя могут иметь любую ориентацию. Для естественной циркуляции требуется вертикальный трубопровод, тогда как принудительная циркуляция обеспечивает поток в любом направлении.[6]
  • Стенки трубы могут быть меньше из-за большей устойчивости к более высоким потерям давления.[6]
  • Котел с принудительной циркуляцией имеет низкий коэффициент циркуляции в диапазоне от трех до десяти. Коэффициент циркуляции - это количество пара, производимого из расчета на количество подаваемого сырья. Котлы с естественной циркуляцией имеют огромный диапазон коэффициентов циркуляции от пяти до ста.[6]

Недостатки

  • Котел с принудительной циркуляцией требует больше электроэнергии и воды, чем котел с естественной циркуляцией. Это связано с электрическими требованиями насоса, обеспечивающего циркуляцию, и количеством воды, циркулирующей по трубкам.[6]
  • Необходимые дополнительные детали; паровой барабан, циркуляционный насос и отверстия Чтобы ограничить поток, заставить бойлер с принудительной циркуляцией привести к увеличению стоимости, а также к увеличению вероятности отказа, что дает им более низкую надежность, чем естественная циркуляция.[6]
  • Насос должен находиться под паровым барабаном, чтобы использовать давление из-за высоты воды. Если помпы не было; когда он достигает пароотделителя и вода возвращается в насос, давление может стать достаточно низким в проушине рабочего колеса, чтобы вызвать кавитация и последующее повреждение.[6]
  • Поскольку имеется два насоса, управлять ими и заставить их работать синхронно и кооперативно оказывается затруднительным.
  • Котел не может производить сверхкритические давления потому что производство пара не зависит от перепада давления[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Справочник оператора котлов, второе издание Грэм и Тотман стр. 58 ISBN  1 85333 285 2
  2. ^ Ганапати, Вишванатан (октябрь 2013 г.). "ПОНИМАНИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ КОТЛА" (PDF). www.che.com. Химическая инженерия. Получено 2 апреля 2016.
  3. ^ Справочник Springer по машиностроению, 10 том Карл-Генрих Гроте, Эрик К. Антонссон, часть C 16,24 ISBN  978-3-540-49131-6
  4. ^ «ПАРОВЫЕ СИСТЕМЫ CLAYTON В ЭНЕРГЕТИКЕ» (PDF). Clayton Industries. Clayton Industries. 2008 г.. Получено 2 апреля 2016.
  5. ^ Хант, Эверетт С. (1999). Руководство современного морского инженера, Vol. 1. Cornell Maritime Pr. ISBN  978-0870334962.
  6. ^ а б c d е ж грамм Себастьян, Таер (2002). Конструкция циркуляции пара / воды (PDF). Публикации по энергетике и охране окружающей среды.