Парогенератор тэновый принцип работы

Обновлено: 19.05.2024

Парогенератор - это специализированное оборудование, предназначенное для преобразования жидкости, чаще всего, воды, в пар. Жидкость нагревается при сжигании какого-либо топлива: древесина, уголь, нефть или природный газ.

Переход жидкости к газообразному состоянию создает давление, а затем расширение, которое может быть направлено и использовано как источник энергии.

Поршни с паровым двигателем сыграли важную роль в развитии фабрик, железнодорожных локомотивов, пароходов и многих других образцов механического оборудования.

Одним из самых ранних применений промышленного парогенератора в технике был паровоз. Топливо, в виде дров или угля, подавалось в топку. Полученное тепло направлялось через систему трубок, которые нагревали воду, которая хранилась в специальном резервуаре.

После того, как температура достигала уровня кипения, энергия, созданная из пара, затем приводила в движение поршни, которые поворачивали колеса паровоза. Основной функцией паровой энергии было движение поезда, но она также активно применялась в тормозах и свистке.

Устройство парогенераторов для промышленности

В сравнении с паровыми бойлерами, паровые генераторы содержат меньше стали в конструкции и используют одиночный паровой змеевик вместо множества маленьких шлангов. Специализированный насос подачи воды используется для непрерывной качки воды по шлангу.

Парогенератор использует в своей конструкции единовременную принудительную подачу воды для того чтобы превращать поступающую воду в пар за один раз с помощью змеевика нагрева.

По мере того как вода проходит через змеевик, тепло передается от горящих газов и заставляет воду превращаться в пар. В конструкции генератора не используется паросборник, где между паром и водой свободное пространство внутри, поэтому для достижения 99,5% качества пара необходимо использовать влаго/паро - отделитель.

Из-за того что генераторы не используют большой напорный бак в своей конструкции, как в жаровых трубах, зачастую они очень малы и их легко запустить, что делает их идеальным выбором для ситуаций, когда нужно получить небольшое количество пара за короткое время.

Однако это связано с затратами на производство энергии, поскольку генераторы имеют маленький КПД и поэтому не всегда способны производить достаточное количество пара в различных ситуациях.

Преимущества

По своему устройству и принципу работы парогенераторы достаточно похожи на другие системы паровых котлов, одновременно оставаясь при этом принципиально отличными от них.

Эти, на первый взгляд, малозначительные отличия меняют всю работу системы, которая, как правило, является менее мощной, чем у бойлеров, но имеет ряд преимуществ.

Например, парогенераторы обладают более простой конструкцией, что позволяет им намного быстрее запускаться и легче работать, чем полномасштабный промышленный бойлер. Они также меньше в размерах, что делает их более универсальными, при работе в ограниченном пространстве их часто можно увидеть в качестве вспомогательных котлов.

Следующая причина, по которой они часто используются в качестве вспомогательных котлов, заключается в том, что они довольно легко и быстро запускаются.

Из-за их компактной конструкции, одиночного змеевика и относительно более низкой вместительности воды, эти машины могут быть запущены и работать на полной мощности в более короткие сроки, по сравнению с полномасштабными бойлерами, что делает их полезным в аварийных ситуациях.

Это похоже на сравнение гоночного мотоцикла с военным танком - первый быстрее разгоняется и работает быстро, но не очень силен, в то время как второй долго заводится, но в конечном итоге является более мощной машиной. И притом, что они вообще стоят намного меньше, чем полномасштабные бойлеры, они могут быть более востребованы для работ, которые не требуют таких высоких уровней пара.

Где применяются

Когда вы думаете о паровой энергии, вы можете представить себе паровые двигатели или пыхтящие локомотивы. Однако промышленные парогенераторы имеют множество применений:

Дистилляция
Стерилизация
Подогрев теплового насоса
Косвенный нагрев
Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

Электрический генератор может преобразовать приблизительно 97% электрической энергии из пара. Автоматическое управление безопасностью - регулятор уровня жидкости, например - поддерживает необходимый уровень воды и отключает генератор если уровень воды падает ниже нормы.

Генераторы пара из нержавеющей стали являются лучшим вариантов в случае необходимости достаточно чистого пара. Нержавейка уменьшает вероятность загрязнения пара.

Цена: 149 910 руб./шт

Цена: 104 690 руб./шт

Цена: 146 560 руб./шт

Цена: 399 руб./пог.м

Виды паровых генераторов

Дизельный парогенератор

Они следуют подобной концепции теплообмена как бойлеры со змеевиками, но могут производить даже более высокое давление в зависимости от мощности. Они используются в основном на электростанциях.

Их паровое давление может ровняться, а в некоторых паровых машинах и превышать максимальное водяное давление в 221 Бар. Температура пара на этих машинах высокого давления может достигать 500 градусов по Цельсию.

Теплоутилизационный парогенератор

Теплоутилизационный парогенератор, или теплообменный аппарат, собирает облака пара под высоким давлением и использует этот пар после отработки через цепь теплообменников для питания других менее мощных паровых машин.

Этот восстановленный пар можно даже использовать на этих генераторах с более низким давлением для отопления промышленных предприятий или домов.

Парогенераторы для атомной электростанции

Существует два основных типа ядерных парогенераторов: (BWR), реактор с горячей водой и (PWR), реактор с водой под давлением. Вода в BWR превращается в пар внутри самого ядерного реактора и идет к турбине вне резервуара.

PWR вода находится под давлением свыше 100 Бар и никаких процессов кипения воды внутри реактора не происходит.

Паровые генераторы на солнечной энергии

Солнечные парогенераторы являются самым чистым способом получения пара. Вода бежит по трубам внутри панели солнечных батарей.

Солнце нагревает воду, а затем вода проходит через паровую турбину, создавая электроэнергию. Такой вид парогенераторов не производит отходов и не загрязняет окружающую среду.

Принцип работы

Теплообмен

Парогенераторы используются для получения и использования энергии, выделяющейся в виде тепла, в самых различных процессах и преобразования ее в более полезную форму, такую как механическая и электрическая энергия.

Получаемое тепло используется для производства электроэнергии или обрабатывается в качестве побочного продукта какого-либо другого промышленного процесса.

Непосредственный источник тепла обычно загрязнен, например, радиоактивное топливо на атомной электростанции, поэтому первым шагом выработки паровой энергии является передача этого тепла в чистую воду с помощью теплообменника.

Это делается путем поднятия тепловым источником температуры топлива, типа бензина и т.п., которое циркулирует в замкнутой цепи. Топливо, в свою очередь, нагревает резервуар с водой, не загрязняя его.

Горячее топливо циркулирует по водяной бане для получения пара. Существует несколько различных геометрических схем, но принцип остается тот же.

Нагреваемая жидкость отводится по нескольким трубкам малых размеров для увеличения своего поверхностного контакта с водой и для того чтобы обеспечить ускорение теплообмена и получение пара.

Пар, производимый на современных атомных и угольных электростанциях, часто находится в сверхкритических условиях или выше критической точки на фазовой диаграмме воды (374 градуса Цельсия и 22 МПа).

Пар сверхкритического давления перегружен энергией. Энергия пара преобразуется в механическую путем прогона ее через паровую турбину. Высокое давление пара давит на множество наклоненных лопастей турбины, и заставляет их вращаться.

Эта механическая энергия преобразуется в электрическую энергию путем использование энергии вращения паровой турбины для того чтобы привести в действие электрический генератор. Турбина, представленная на изображении, может генерировать до 65 мегаватт электроэнергии.

Заключение

Тепло - это источник энергии, который превращает воду в пар. Источник топлива для обеспечения необходимого тепла может использоваться в различных формах. Из древесины, угля, нефти, природного газа, бытовых отходов или биомассы, ядерных реакторов или энергии солнца можно получить достаточное тепло.

Каждый вид топлива является источником тепла для нагрева воды. Просто каждый из них делает это по-своему. Некоторые являются экологически чистыми, а другие оказывают достаточно сильное влияние на окружающую среду.

Промышленный парогенератор — это специализированный агрегат, который под давлением преобразует жидкость в сухой и влажный пар. Чаще всего доля этих целей используют воду. Пар на выходе из аппарата имеет имеет рабочую температуру до 160 о С. Паропроизводительность у всех парогенераторов различная. На рынке представлено их большое количество с разной ценовой категорией, которые пользуются спросом практически во всех сферах жизнедеятельности человека.

Сферы применения

Наибольшее свое применение парогенераторы нашли в:

Пищевой промышленности (термическая обработка, стерилизация, размораживание, пастеризация пищевых продуктов; термическая обработка разных агрегатов, деталей и оборудования, используемых для производства и поддержания необходимой температуры, дезинфекция посуды). В этой отрасли данное оборудование пользуется наибольшим спросом.
Перевозке различных веществ (пищевые, химические). Так, парогенераторы поддерживают необходимую температуру и обогревают помещения в случае, если перевозка происходит в холодное время года.
Строительстве. Благодаря парогенератору создаются строительные материалы (пенопласт, асфальт) и поддерживается их нужная температура. Зимой он помогает расчистить строительную площадку и массивные материалы ото льда.
Деревообрабатывающей промышленности. Используются в процессе изготовления бумаги. Дерево и материалы из него в большом количестве возможно просушить именно промышленным парогенератором.
Медицине и косметической промышленности. Парогенератор отлично подойдет в качестве дезинфицирующего средства. Им можно стерилизовать одежду, материал и инструменты, емкости.
Сельском хозяйстве. Использование широко распространено при изготовлении кормов.
Процессе работы прачечных и химчисток. Пар помогает очищать от стойких пятен одежду и обувь.

Также часто данные аппараты можно встретить в помещениях с сухим воздухом для поддержания необходимого уровня влажности. Практически ни одна швейная мастерская не обходится без такого аппарата.

Бани и сауны часто применяют в своей работе парогенераторы как оборудование, способное избавляться от загрязнений, а также в качестве дезинфицирующего оборудования. Электростанции для своей работы нередко применяют парогенераторы. Также их используют для обогрева трубопроводов.

В каждой сфере используется пар разного давления. При выборе аппарата важно учитывать то, где он будет применяться, и будет ли он отвечать всем требованиям данной отрасли.

Виды парогенераторов

Глобальное развитие промышленности дало толчок созданию большого количества разнообразного оборудования. Поэтому сейчас можно выбрать такой парогенератор промышленный цена, который будет в полной мере адаптирован к рабочим процессам. Различают:

Электрические;
Газовые;
Жидкотопливные парогенераторы.

Электрические парогенераторы

Определенное количество жидкости подается в котел. Ее должно быть столько, чтобы закрыть ТЭНы или электроды, которые выступают в качестве нагревательных элементов. За этим следят специальные датчики. Как только воды становится достаточно, датчик, находящийся наверху котла, срабатывает, и клапан, отвечающий за пуск жидкости в котел, прекращает ее подачу. В момент, когда воды становится минимальное количество, датчик снизу котла сразу напоминает об этом, и клапан вновь начинает подачу жидкости в котел. При попадании жидкости в котел она начинает нагреваться или током (если имеются электроды), или ТЭНами и переходит в парообразное состояние. С помощью специального отвода пар выводится из агрегата.

Газовые и жидкотопливные парогенераторы

Работают такие парогенераторы на мазуте, дизельном топливе или газе. Парообразователь такого агрегата состоит из трубы – змеевика (являются в данном случае камерой сгорания). В качестве нагревательного момента используются форсунки или горелки, расположенные в камере сгорания. Их может быть несколько. Горелка нагревает жидкость в момент прохождения ее по змеевику. Вода превращается в пар и выходит для эксплуатации.

В случае, если будет использоваться сухой пар, он отделяется от остаточного количества влаги с помощью сепаратора, установленного сразу после змеевика. Излишняя вода поступает обратно в питательный бак, а пар идет в работу.

Бывают аппараты открытого и закрытого типа. Открытый тип подразумевает, что конденсат при образовании пара обратно не поступает, т.е. имеет открытую систему. Тогда как в закрытой системе такой конденсат возвращается обратно в питательный бак.

Устройство парогенераторов

Промышленный парогенератор – сложная конструкция, включающая в себя множество деталей, компонентов и электронику. Может включать в себя насос, если нет напрямую выхода на водопровод. Разные производители производят огромное количество агрегатов, которые отличаются друг от друга своей конструкцией и поставленными перед ними задачами. Но принцип работы и основные составные части у них схожи.Так, каждый агрегат имеет в своем составе каркас, котел (в нем происходят нагрев и закипание воды и преобразование ее в пар), электронное оборудование, располагающееся на корпусе. Дополнительно может включать в себя насос.

Main Menu

Особенности электродных и ТЭНовых промышленных парогенераторов

В каких только отраслях промышленности ни используются парогенераторы! Пар ускоряет химические реакции, помогает стерилизовать посуду, используется в ряде технологических операций на деревообрабатывающих предприятиях. И это не говоря уже о системах отопления и ГВС.

Наряду с газовыми на производстве часто устанавливаются электрические модификации, аккумулирующие водяной пар из электроэнергии. Это оборудование разделяют на несколько подтипов.

Как устроены электродные парогенераторы

Принцип работы таких агрегатов прост: между электродами подается ток, который заставляет молекулы воды двигаться. В результате кипения образуется пар. Устройства отличаются самым высоким среди всех КПД: до 1000 кг пара в час – именно таков их потенциал!

Поскольку такое оборудование не приспособлено к работе на соленой воде, устанавливать его рекомендуют в замкнутых системах отопления, в которых нет прироста солей и используются материалы, стойкие к коррозии. По сравнению с ТЭНовыми модификациями, эти отличаются более низкой стоимостью, а также не требуют установки защитных устройств, поскольку электроды не перегорают.

Чем интересны предприятиям парогенераторы ТЭНового типа

Производительность этих устройств, использующих для нагрева воды ТЭН, – около 250 кг пара в час. Агрегаты позволяют получать чистый пар, поскольку нагревательный элемент изготовлен из экологически безопасного материала. Однако работа таких машин всегда сопряжена с образованием накипи и отложением солей, что значительно повышает стоимость ремонта и обслуживания.

Функционирование ТЭНовых аппаратов не вызывает нагрузок на сеть, что позволяет добиться идеального выхода пара при различных режимах давления. Кроме того, отсутствие колебаний в сети способствует образованию пара со стабильными показателями температуры и насыщенности, что может быть особенно актуально в условиях некоторых производств, например пищевого направления.

У этого оборудования есть и другие достоинства, например то, что его эксплуатация не требует покупки отдельной дорогостоящей станции подготовки воды.

Какой же вариант выбрать? Широкий выбор модификаций с различными характеристиками позволяет подобрать решение для любого промышленного предприятия. Практика показывает, что в разных условиях востребованными оказываются как электродные, так и ТЭНовые агрегаты, и однозначного ответа, какой из них лучше, не существует.

Парогенераторы электродные — это промышленные парогенераторы, в которых в качестве нагревательного элемента применяются электроды. Производство электродных паровых котлов (парогенераторов) освоено нашей компанией с 1998 года (тип ЭПГД). Отличительной особенностью этих парогенераторов является простота конструкции и неперегораемость электродов. Принцип работы электродного парогенератора основан на том, что вода в испарительном цилиндре должна иметь электропроводность. Упаривание воды увеличивание электропроводность воды, а следовательно возрастает и ток. Поэтому электродные парогенераторы оборудованы различными системами продувки котла от избыточной электропроводности (солей).

При подборе электродного парогенератора по мощности (производительности) следует учитывать, что номинальная паропроизводительность и максимальная рабочая будут отличаться и связано это с тем, что процесс кипения воды в межэлектродном пространстве. В результате образуются паровые пузыри, которые перекрывают движение тока, заставляя его огибать пузыри. Получается, что при настроенном значении тока на амперметре мгновенное значение тока пульсирует с амплитудой ± 15-20%. А положительное отклонение тока будет перегревать автоматический выключатель и контактор, перегревать и оплавлять силовые провода. Если учесть что допустимое падение напряжения в электрической сети может достигать 10%, то рекомендуемое нами значение максимального рабочего тока (мощности, паропроизводительности) не должно превышать 80% от номинального значения.

отопление ангаров
отопление цеха
отопление производства
отопление завода
монтаж ИТП, ЦТП
диспетчеризация объектов

При подборе электродного парогенератора по давлению следует отличать максимальное рабочее давление парогенератора от необходимого давления пара на паропотребляющем оборудовании. Например, необходимое давление пара для автоклава, согласно документации, составляет 6 атм. Если мы выберем модель парогенератора с максимальным рабочим давлением в 6 атм, то пар не будет двигаться в сторону автоклава, так как для движения ему нужна разница давлений. Также следует учесть затраты пара, в виде конденсата, а следовательно и падения давления. Поэтому для этого примера следует выбрать парогенератор с максимальным рабочим давлением не ниже 7,0−7,5 атм.

К достоинствам электродных парогенераторов можно отнести:

К недостаткам электродных парогенераторов можно отнести:

− необходимость закладывать более высокую установленную мощность (номинальную производительность), что в условиях ограниченной разрешенной мощности не всегда возможно;
− обслуживающий персонал должен уметь настраивать электропроводность питательной воды;
− ограничения по максимальному рабочему давлению в 10 атм для стандартного оборудования и в 12,5÷13,0 атм в специальном исполнении.

Производство промышленных парогенераторов электродного типа это − парогенератор для автоклава, парогенератор для прачечной, парогенератор для мясокомбината (дефростация, варка колбас), парогенератор для молокозавода, паровой котел для ЖБИ, паровой котел для бетонного завода и т.д.

Читайте также: