Pravidlá pre návrh a bezpečnú prevádzku parných kotlov

Parný kotol je jedným z najstarších zariadení na premenu tepelnej energie na mechanickú prácu, pracovnou tekutinou je vodná para. Konštrukcia parných kotlov sa už stovky rokov nezmenila. Podľa definície ide o zariadenie určené na produkciu vysokopotenciálnej vodnej pary. Trh ponúka veľké množstvo rôznych modelov rôznych dizajnov, používaných ako v každodennom živote, tak aj v priemysle. V tomto článku sa zoznámime s princípom fungovania, prevádzkovým poriadkom a rozsahom použitia parných kotlov.

Princíp činnosti a zariadenie

Základný princíp fungovania parných kotlov rôznych typov je nezmenený a jednoduchý - voda sa ohrieva v uzavretom objeme a premieňa sa na vodnú paru, ktorá sa následne využíva na výkon užitočnej práce. Zdrojom energie na vykurovanie môže byť energia slnka, zeme alebo tradičnejšie plynu, tuhého paliva alebo elektriny.

V závislosti od účelu sa vyrábaná para delí na dva typy: nasýtenú a prehriatu. Nasýtená para je charakterizovaná teplotou okolo 100°C a tlakom v rozmedzí jednej atmosféry. Vyrába sa v domácich kotloch a používa sa hlavne vo vykurovacích systémoch súkromných domov.

Prehriata para je vysokopotenciálny zdroj energie s teplotou do 500°C a môže byť pod tlakom až 260 atmosfér. Rozsah použitia prehriatej pary: priemyselné zariadenia a energetika - rotácia turbín v tepelných a jadrových elektrárňach. Zariadenia, ktoré vyrábajú prehriatu paru, sa vyznačujú vyššou účinnosťou.

Rôzne typy zariadení sú identické a líšia sa len v malých detailoch. V prvej fáze nastáva povinná fáza čistenia vody od kovových solí a prebytku kyslíka. Je to nevyhnutné, aby sa zabránilo tvorbe vodného kameňa a korózii článkov kotla. Hrdza a vodný kameň výrazne znižujú účinnosť zariadenia a v niektorých prípadoch môžu spôsobiť, že je úplne nepoužiteľné.

Vyčistená voda sa privádza do špeciálnej nádrže, z ktorej prechádza potrubím do kolektora v spodnej časti, kde je umiestnená vykurovacia zóna. Tu sa voda zohreje na 100°C a vzniká vodná para, ktorá nezávisle stúpa potrubím.

Výsledná para obsahuje veľké množstvo vlhkosti a je nevhodná na použitie, takže ďalším krokom je vysušenie pracovnej tekutiny. Vysušená para vstupuje do parného potrubia na zamýšľané použitie.

V priemyselných kotloch sa na výrobu prehriatej pary v poslednom stupni dodatočne ohrieva nasýtená para v parnom potrubí, aby sa zvýšila jej teplota a tlak na stanovené limity.

Všetky parné kotly fungujú podľa vyššie uvedeného princípu; rozdiely v zariadení sú iba vo veľkosti zariadenia, typu a umiestnení kolektora, prítomnosti poistiek, zložitosti automatizácie, ako aj typu palivo používané na prevádzku.

Pravidlá prevádzky parných a teplovodných kotlov

Parný kotol je zariadenie, ktoré pracuje pod tlakom a patrí medzi vysokorizikové inštalácie. Pri nesprávnom použití je možné tepelné popálenie prehriatou parou a vo výnimočných prípadoch aj výbuch celej inštalácie.

Počas prevádzky je dôležité prísne dodržiavať prevádzkové pravidlá zariadení predpísané výrobcom a regulačnými dokumentmi.

DÔLEŽITÉ! Inštaláciu a pravidelnú údržbu smú vykonávať iba certifikovaní odborníci.

Hlavné príčiny zlyhania podľa štatistík sú:

• nekvalitná úprava vody, čo vedie k zvýšenej korózii prvkov a výrazne znižuje jej účinnosť;
• nedostatok pravidelného čítania spaľovacej komory paliva;
• nesprávne nastavenia automatizácie.

Prítomnosť bezpečnostných zariadení a automatizácia riadenia, ktorá podlieha odbornej inštalácii a konfigurácii, robí z moderných parných kotlov bezpečné zariadenia.

Druhy a rozsah použitia

Parné kotly podľa rozsahu použitia sú rozdelené do dvoch veľkých tried: domáce a priemyselné.

Domáce spotrebiče vytvárajú nasýtenú vodnú paru, ktorá sa používa ako chladivo pre vykurovacie systémy. Takéto systémy spravidla fungujú na tuhé alebo kvapalné palivo.

Priemyselné kotly využívajú prehriatu paru pod vysokým tlakom, čo výrazne zvyšuje účinnosť zariadení. Uhlie, vykurovací olej, plyn alebo energia atómového rozpadu sa používajú ako palivo pre priemyselné zariadenia.

Priemyselné sa využívajú v elektroenergetike, výrobe, stavebníctve atď. Tieto zariadenia možno nazvať základom priemyslu. Tu je len niekoľko príkladov priemyselných aplikácií:

• naparovanie betónových konštrukcií;
• sterilizácia a dezinfekcia v potravinárskom priemysle;
• výroba elektriny;
• pohony obrábacích strojov a mechanizmov.