Виды и принцип работы парового котла

Во многих случаях обогрев домов осуществляют с помощью водной или паровой системы отопления, главным элементом которой является водогрейный котел. Он обладает весьма высоким КПД и представлен множеством модификаций.

Принцип действия

Все виды паровых котлов имеют общие элементы:

1. Барабан.
2. Опускные трубы.
3. Коллектор.
4. Жаровые трубы.
5. Сепаратор.
6. Пароподогреватель.

Барабан соединен с коллектором опускными и жаровыми трубами. Опускные трубы не нагреваются. Жаровые трубы размещены в топке, и в зависимости от стадии развития огня в них формируется определенное количество пара, который еще не имеет рабочих характеристик. Сепаратор находится в барабане, а пароподогреватель присоединен к барабану.

Принцип работы парового котла для отопления дома заключается в выработке пара с нужными характеристиками. Работа агрегата с автоматическим регулированием баланса давления и развития мощности состоит из таких этапов:

1. Холодная очищенная вода поступает в барабан.
2. После она движется по опускным трубам в коллектор.
3. Далее она попадает в жаровые трубы. Огонь с дымовыми газами нагревает их внешнюю поверхность, осуществляя при этом нагрев воды до температуры кипения. В ней начинает формироваться пар. Его характеристики еще не являются рабочими.
4. Жидкость с паром, имеющим еще нерабочие характеристики, возвращается в барабан. Пар движется вверх и, проходя через сепаратор, отделяется от воды.
5. Конденсат возвращается в барабан, а пар подается в пароперегреватель, где получает увеличенные характеристики. В итоге, происходит существенное повышение давления, производительности, и растет КПД котельной установки.
6. Перегретый пар с высоким давлением подается в тепловую сеть.

Практически таким же является принцип работы электрического парового котла. Он осуществляет нагрев воды до температуры 100 °С. Его строение не имеет опускных и жаровых труб потому, что барабан находится в середине коллектора. Производители называют барабан внутренней камерой, а коллектор – внешней.

Виды

Классификация паровых котлов проводится по различным признакам:

По типу горючего котлы бывают:

• жидкотопливными;
• газовыми;
• угольными;
• электрическими;
• газомазутными.

По назначению бывают:

• Энергетические котлы. Такие паровые устройства с хорошим регулированием баланса воды предназначены для выработки перегретого пара нужных характеристик для вращения турбин электрических установок.
• Промышленные автоматические. Благодаря им могут работать различные функциональные и тепловые системы предприятий.
• Утилизационные. Предназначены для выработки перегретого пара путем сжигания вторичных ресурсов (мусора, щепы).
• Бытовые. Такие автоматические устройства часто представляют собой паровые котлы малой мощности. В основном используются для нагрева радиаторов частных домов. В них можно сжигать щепу.

По способу движения перегретого пара и воды бывают:

• Агрегаты с естественным движением и автоматическим регулированием баланса давления.
• Варочные устройства с принудительным движением. В их состав входят специальные электрические насосы, которые улучшают регулирование балансом и развитие уровня мощности.

По методу возврата конденсата котлы делятся на:

• замкнутые варочные устройства;
• разомкнутые устройства.

По конструкционным особенностям котлы бывают:

• жаротрубными;
• водотрубными (большинство покупателей останавливает свой выбор на них).

Жаротрубные котлы

Такой котел способен обеспечить развитие давления перегретого пара до 1 МПА. При этом его мощность редко превышает 360 кВт потому, что для устройства с большей производительностью нужно делать очень толстые стенки. Иначе устройство может взорваться.

В нем есть емкость, в которой находится вода, и через которую проходят жаровые и дымогарные трубки. По трубам движется угарный газ, который осуществляет нагрев воды.

Водотрубные котлы

Особенностью таких работающих на щепе и другом топливе устройств является то, что в середине топки размещены трубы, по которым проходит вода, и в которых происходит ее нагрев.

Такой агрегат с автоматическим регулированием имеет несколько видов, которые отличаются схемой размещения опускных и жаровых трубок.

1. Горизонтальные устройства на щепе (барабан и коллектор находятся на одном уровне, но на противоположных концах корпуса; трубы являются либо продольными, либо поперечными).
2. Вертикальные котлы на щепе (трубки являются вертикальными).
3. Радиационное котельное оборудование. Оно сочетает конструкции двух вышеописанных устройств с автоматическим регулированием баланса давления и развитием мощности.

Часто водотрубные паровые котлы высокого и низкого давления имеют специальные топочные экраны. Они являются системой трубок, по которой движется вода, и в которой осуществляется ее нагрев. Эти экраны закреплены на поверхности стенок варочной топки. Благодаря им растет эффективность, а также большим становится КПД устройства для обогрева дома.

Прямоточные и чугунные котлы

Оба можно назвать разновидностями водотрубного котла на щепе или ином топливе. Первый отличается очень высоким КПД. Его можно увидеть на больших электрических станциях.

Он также имеет коллектор и барабан. Каждый из них представлен отдельной тепловой системой труб. Соединяет эти системы водотрубный змеевик. К барабану подключен пароотборный  коллектор. Движение воды и перегретого пара в такой тепловой системе является принудительным, то есть насосы поддерживают баланс жидкости и осуществляют регулирование развитием уровня мощности.

Чугунный секционный котельный агрегат для отопления частного дома имеет такую систему водных труб и емкостей, которые очень напоминают стандартную батарею. При этом такую тепловую систему можно как увеличивать, так и уменьшать. Люди часто его выбирают, потому что он обладает:

1. Высоким КПД.
2. Относительно быстрым изготовлением перегретого пара.
3. Возможностью увеличивать уровень мощности путем добавления секций барабанной тепловой системы.

Изготовление парового котла отопления

Делать паровой котел своими руками стоит только тем людям, которые прекрасно владеют навыками сварщика. Только в таком случае можно будет изготовить герметичную жаротрубную или водотрубную емкость для отопления дома, которая сможет выдержать большое давление и поддержать определенный баланс воды.

Паровой жаротрубный котел для отопления дома изготовливают так:

1. Рассчитывают уровень мощности, осуществляют выбор наиболее подходящего в плане размеров и мощности чертежа.
2. Берут трубу с диаметром 80-100 см и длиной 100-110 см. Толщина стенок – 2,5 мм.
3. Разрезают листовую сталь толщиной 1-2 мм на прямоугольники. Они будут стенками варочной топки.
4. Сваривают варочную топку и делают в ней 13 отверстий.
5. Разрезают 10-см в диаметре трубу на 12 отрезков.
6. Отрезают от трубы с диаметром 12 см небольшой отрезок.
7. Вставляют 13 отрезков в отверстия, сделанные на верхней стороне варочной топки.
8. Нижние концы труб развальцовывают и приваривают к поверхности варочной топки.
9. Топку с трубами вставляют в главный корпус и приваривают.
10. Приваривают сверху коллектор для забора перегретого пара и клапан, который может сбрасывать уровень давления и выравнивать баланс.
11. Прорезают отверстие для закладки топлива и фиксируют дверку.

Вокруг топки устанавливают асбестовые листы. Это делает производительность и КПД выше.

Похожие статьи:

Принцип работы конденсационного котла Строение, принцип работы и изготовление пиролизного котла Устройство и принцип работы камина Диагностирование работы жаротрубных котлов