Паровые котлы в XXI веке

Первые паровые котлы были изобретены почти полтора века назад. Паровая энергетика обязана своим существованием появлению конвекционных котлов, изобретенных Д.Бэбкоком и С.Уилкоксом.

В период с 1867 по 2022 год паровой котел не только выжил, но и процветал. Он стал неотъемлемой частью многих современных секторов промышленности включая сельское хозяйство, пекарское дело, пивоварение, производство цемента, автомобильную промышленность, производство электроэнергии и многие другие.

Как работают паровые котлы?

Режим работы парового котла в значительной степени зависит от его применения. Тем не менее, основной принцип его действия распространяется на все виды паровых котлов.

Причиной применения пара является его высокая мобильность и способность переносить большое количество энергии. В отличие от воды, пар движется быстрее и не нуждается во внешней движущей силе для перемещения из точки А в точку В внутри трубы.

Температура, давление, вода и топливо являются ключевыми компонентами работы насыщенного пара. При сгорании топлива в печи или двигателе внутреннего сгорания, тепло не передается непосредственно к месту назначения. Поэтому пар рассматривается как энергоноситель и самое безопасное средство передачи тепловой энергии, по сравнению с открытым пламенем или раскалённым металлом. 

Паровые котлы проектируются с топкой или без. Топка — это часть парогенератора, которая отвечает за сжигание топлива или выработку тепловой энергии. Под высоким давлением тепловая энергия превращает воду в пар. Примеси, давление и температура являются факторами, которые могут повлиять на время, необходимое для превращения воды в пар.

При производстве электроэнергии нагретый пар используется для приведения в движение турбины или генератора переменного тока. Небольшие парогенераторы применяются для стерилизации оборудования. Температуру в бассейне также можно поддерживать с помощью энергии пара.

Многие крупные города мира, в том числе Лондон, Париж, Берлин, используют силу пара. Паровая система обслуживает от 2,5 до 3 миллионов жителей Нью-Йорка.

Приведем примеры промышленного применения паровых котлов:

Производство цемента

Как и многие другие устоявшиеся отрасли, цементная промышленность является высококонкурентной. Инвесторы и владельцы бизнеса постоянно ищут законные способы увеличения прибыли без снижения качества конечного продукта.

Одним из способов снижения себестоимости цементного производства является сокращение потерь энергии. Применение парового котла дает возможность утилизации полученного при производстве цемента отработанного тепла.

Отработанная энергия может быть переработана, использована для сушки сырья. Котлы-утилизаторы могут вырабатывать до 20-30% электроэнергии, необходимой на цементных заводах.

Сельское хозяйство

Одним из нескольких применений пара в сельском хозяйстве является дезинфекция.  Стерилизацию паром проводят в теплицах или на открытых полях.

Этот процесс эффективен для уничтожения сорняков, бактерий, вирусов и грибков. В результате уничтожения почвенных микробов высвобождаются клеточные белки, что значительно увеличивает содержание питательных веществ в почве.  Обработка почвы паром — идеальное решение для устранения усталости почвы.

Фармацевтика

Широко используются паровые котлы https://tansu.kz/parovye-kotly в фармацевтике.  Большинство производителей лекарств используют для своих целей электрические парогенераторы. Установка полноценного парового котла даст возможность не только использовать пар для технологических нужд, но и снабжать помещения теплом и горячей водой.

Жилищно-коммунальное хозяйство

Использование паровых котлов в ЖКХ включает в себя нагрев воды, канализацию, приготовление пищи, утилизацию отработанной энергии и центральное отопление. Жаротрубные котлы используются для подогрева воздуха, который подается в помещения жилого дома или склада. 

Электростанции

Процесс использования пара под высоким давлением для выработки электроэнергии известен как цикл Ренкина. Электростанции применяют пар, чтобы максимально использовать энергию, получаемую от углеродного топлива или ядерных реакторов.

Заключительные мысли о паровых котлах

Хотя паровой котел имеет важное значение для экономики, при его неграмотной эксплуатации возникают риски.

В большинстве крупных городов паропроводы проложены под землей и работают под высоким давлением и при высокой температуре.

Взрыв паровой трубы происходит не очень часто, однако он может быть очень разрушительным. Аварийная ситуация может привести к гибели людей и эвакуации населения.

Энергетические компании регулярно проверяют состояние своих трубопроводов и компонентов парогенерации с помощью современных рентгеновских и ультразвуковых инструментов.

Если у вас возникли проблемы с паровым котлом, лучше всего обратиться за профессиональной консультацией и следовать надлежащим протоколам как при его эксплуатации, так и при техническом обслуживании.