Все паровые котлы по способу перемещения рабочей среды в топочных экранах подразделяются на три вида: с прямоточным движением, естественной циркуляцией рабочей среды и принудительной циркуляцией рабочей среды.
Особенности конструкции прямоточных паровых котлов
Прямоточные паровые котлы в своей конструкции не имеют барабана. Вода проходит сквозь испарительный трубопровод однократно, превращаясь в пар постепенно. Процесс парообразования прекращается в переходной зоне. Поступающая из испарительного трубопровода пароводяная смесь идет в пароперегреватель, в котором температура пара доводится до требуемых параметров. Большинство прямоточных паровых котлов оснащены промежуточным паропрогревателем, который используется для повторного нагрева пара, поступающего из турбинной установки. Повторно нагретый пар возвращается на турбину. Прямоточный паровой котел представляет собой разомкнутую гидросистему. Такие котельные установки могут работать как на сверхкритических, так и на докритических давлениях. Среди модификаций прямоточных котлов присутствуют: (См. также: Каминные часы)
- паровые котлы высокого давления,
- паровые котлы среднего давления,
- паровые котлы низкого давления.
Для прямоточных котельных установок не требуется помещений особой конструкции. По отношению к прямоточным котлам в значительной мере снижены требования по технадзору и регулярному эксплуатационному контролю.
Преимущества прямоточных паровых котлов
Главным преимуществом прямоточных котлов является минимальный срок, необходимый для приведения его в рабочее состояние и укороченное время нагрева. С учетом этих характеристик, прямоточные котлы используются в качестве резервных установок, применяющихся в часы пиковых нагрузок и при сбоях и неисправностях основных котельных агрегатов. Чтобы жаротрубные котлы находились всегда в состоянии готовности, необходимо их поддерживать в нагретом виде долгое время, что крайне неэффективно.
Котлы, не находящиеся в регулярной ежедневной эксплуатации, имеют большие потери в состоянии простоя. Во избежание нерентабельного использования топлива и энергии в случаях нерегулярной эксплуатации оправдано применение прямоточных котлов. (См. также: Монтаж твердотопливных котлов своими руками)
Особенности конструкции прямоточных котлов требуют точного соответствия выработки пара и подачи топлива. При этом паровые котлы малой мощности, действующие по двухступенчатой схеме подачи воды и топлива, являются наиболее эффективными при нерегулярной эксплуатации. В этих установках происходит автоматическая регулировка подачи топлива и воды в зависимости от количества получаемого пара. Это позволяет значительно сокращать частоту включений и отключений горелок при колеблющихся нагрузках.
Преимуществами прямоточных котлов являются: отсутствие громоздких и тяжелых коллекторных установок; возможность вольной компоновки поверхностей нагрева; более высокая допустимая тепловая нагрузка, получаемая за счет принудительного перемещения рабочего тела; более эффективное использование поверхности нагрева; сравнительная компактность при высоком КПД; повышенная маневренность, достигаемая за счет небольшой теплоаккумулирующей возможности прямоточного котла.
Недостатки прямоточных паровых котлов
Одним из недостатков котлов прямоточной конструкции является более высокая, в сравнении с жаротрубными котлами, частота включений горелок. Другим недостатком прямоточных котлов является отсутствие аккумулирующих водяных и паровых емкостей. Эта проблема разрешается за счет регулируемой подачи топлива. Однако регулируемая подача топлива приводит к работе котла в режиме частого включения и отключения горелок при колебании режима нагрузки. Частые включения и выключения приводят к преждевременному износу автоматики контроля и регулирования. (См. также: Выбираем электрокамины для квартиры)
К тому же частые включения и выключения горелок приводят к выделению и отложению сажи, которую необходимо регулярно удалять из поверхностей нагрева. Режим частых включений и отключений горелок приводит к перерасходу топлива, так как при каждом включении топочная камера в целях безопасности вентилируется свежим воздухом. При этом, прогретый воздух удаляется через дымовую трубу.
Недостатком прямоточных котлов является и то, что питательные насосы для паровых котлов требуют дополнительных затрат на преодоление гидравлического сопротивления при прохождении пароводяного тракта. Сложности в эксплуатации создает и высокие требования по качеству воды, которые связаны с недопустимостью соляных отложений в зоне теплообмена из-за отсутствия системы продувания и внутренней обработки воды.
Эксплуатационные характеристики
Прямоточные паровые котлы малой мощности благодаря своей компактности и относительно невысокой стоимости находят широкое применение в сфере коммунального хозяйства, небольших производствах, сельском хозяйстве. Применение прямоточных котлов оптимально для котельных помещений с небольшой площадью, в мобильных контейнерных котельных. (См. также: Топка для бани своими руками)
Прямоточные котлы в стандартной комплектации комплектуются предохранительным реле, реле давления, паровыми задвижками, манометром, питательными насосами необходимой мощности, клапаном продувки, предохранительными клапанами, аппаратурой индикации и контроля, шкафом управления. Прямоточные котлы могут быть изготовлены как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении. Технические характеристики таких моделей позволяют монтировать их непосредственно в производственных помещениях.
В настоящее время представлен широкий модельный ряд прямоточных котлов различной мощности, что позволяет сделать необходимый выбор в соответствии с требованиями каждого пользователя.
