Powrót do: Szkolenie na uprawnienia cieplne G-2 SMEP
Budowa i działanie instalacji kotłowej zilustrowano na przykładzie wodnorurkowego kotła rusztowego opalanego węglem (rys. 1)
Kocioł właściwy składa się z walczaka (1) z układem rur parownika (opłomek), przegrzewacza pary (3) i podgrzewacza wody (4). Węgiel z zasobnika (12) spada na ruchomy ruszt paleniska (2). Powietrze do spalania jest tłoczone wentylatorem (8) przez podgrzewacz powietrza (5) pod ruszt. Żużel spada z rusztu do leja żużlowego, skąd jest usuwany za pomocą wózków (13). Spaliny po wylocie z komory spalania omywają pierwszy pęczek rur, a następnie przegrzewacz pary (3) oraz drugi pęczek rur. Dalej spaliny przepływają między wężownicami podgrzewacza wody (4) oraz przez podgrzewacz powietrza (5), a następnie są podawane wentylatorem wyciągowym (6) do komina (7). Woda jest tłoczona pompą (9) przez podgrzewacz wody (4) do walczaka górnego (1). Oddzielona od wody w walczaku (1) para zostaje skierowana do przegrzewacza pary (3), a stamtąd jest odprowadzana z kotła rurociągiem parowym (10). Do pełnego scharakteryzowania działania kotła parowego potrzeba wielu parametrów, wśród których najważniejszymi wielkościami są: • wydajność kotła (strumień pary, kg/s), • ciśnienie i temperatura wytwarzanej pary, • pole powierzchni ogrzewalnej kotła, m2 , • natężenie cieplne powierzchni ogrzewalnej, W/m2, • sprawność kotła (η)
Instalacja kotłowa: 1 — walczak, 2 — ruszt, 3 — przegrzewacz pary, 4 — podgrzewacz wody, podgrzewac 5 — podgrzewacz powietrza, 6 — wentylator spalin, 7 — komin, 8 — wentylator powietrza, 9 — pompa wody, 10 — rurociąg parowy, 11 — wózki z węglem, 12 — zasobnik węgla, 13 — wózek z żużlem
Wydajność kotła parowego w bloku energetycznym, który składa się z kotła, turbiny i generatora, określa ilość pary wodnej o określonych parametrach (ciśnienie, temperatura), która jest wytwarzana przez kocioł w jednostce czasu. Jest to kluczowa wielkość charakteryzująca zdolność kotła do generowania energii elektrycznej o określonej mocy w bloku energetycznym.
Wydajność kotła parowego jest istotna z perspektywy całej elektrowni, ponieważ wpływa na ilość energii elektrycznej, jaką można wyprodukować przy danym obciążeniu kocioła. Im wyższa wydajność kotła, tym więcej pary wodnej może być wytworzone, co z kolei przekłada się na większą ilość energii elektrycznej wyprodukowanej przez turbinę i generator. Dlatego też poprawa wydajności kotła parowego jest ważnym celem w dziedzinie produkcji energii elektrycznej.
Ciśnienie generowanej pary w kotle wodnym zależy głównie od jego rodzaju i może wynosić od 0,05 MPa w przypadku mniejszych kotłów stosowanych w centralnym ogrzewaniu, aż do imponujących 26 MPa w przypadku kotłów wysokoprężnych. Aktualnie osiągana temperatura pary sięga nawet 600°C, jednak dalsze jej zwiększanie jest ograniczone wytrzymałością stali, z której wykonane są rury parownika. To ograniczenie wynika z ekstremalnych warunków pracy, jakim podlegają te rury podczas przesyłania pary o tak wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Aby uniknąć ryzyka uszkodzenia, konieczne jest przestrzeganie określonych parametrów pracy kotła oraz stosowanie odpowiednich materiałów i technologii konstrukcyjnych.
W kotle właściwym przepływają woda i para, które uczestniczą w procesie przekształcania energii cieplnej na mechaniczną lub elektryczną. Jednocześnie, powierzchnia zewnętrzna kotła, omywana przez gorące spaliny, pełni rolę powierzchni ogrzewalnej kotła. To tutaj zachodzi wymiana ciepła pomiędzy gorącymi spalinami a wodą znajdującą się wewnątrz kotła, co umożliwia podgrzanie wody i wytwarzanie pary o odpowiednich parametrach. Optymalne zaprojektowanie i konserwacja tej powierzchni jest kluczowe dla efektywności i bezpieczeństwa pracy kotła.